Brevet FR2428004A1 — publié le 19800104

La présente invention concerne un procédé pour préparer du dioxyde de titane et plus particulièrement un procédé amélioré pour préparer du dioxyde de titane par hydrolyse directe d'une solution dans l'acide sulfurique de minerai constitué d'ilméRite, sans concentration préalable de la solution acide du minerai. En plus des autres applications, on utilise le dioxyde de titane en quantités considérables dans le monde comme pigment des peintures. Pour qu'il constitue un pigment satisfaisant, il est important que la taille des particules du dioxyde de titane soit comprise dans des limites rigoureuses. Par conséquent on a mis au point dans l'art antérieur des procédés pour obtenir du dioxyde de titane en particules de taille rigoureuse à partir de diverses sources telles que le minerai qu'est l'ilménite. Généralement, pour obtenir le dioxyde de titane à partir de l'ilménite, on dissout le minerai dans de l'acide sulfurique, puis on hydrolyse la solution pour précipiter le dioxyde de titane. Souvent dans ces opérations, pour éliminer le sulfate ferrique qui est présent dans la solution avant l'hydrolyse, -on concentre la solution pour qu'elle contienne plus de 200 g d'oxyde de titane/litre, puis on hydrolyse la solution concentrée Ce procédé, qui consiste à concentrer tout d'abord la solution d'oxyde de titane avant d'en effectuer l'hydrolyse, est aussi particulièrement important, car on a constaté qu'en l'absence de cette concentration préalable, le dioxyde de titane obtenu n'est généralement pas de bonne qualité et convient mal comme pigment car la taille de ses particules n'est pas comprise dans des limites rigoureuses. L'invention a pour objet la préparation de dioxyde de titane de granulométrie contrôlée de façon précise convenant comme pigment, selon un procédé qui permet, non seulement d'obtenir du dioxyde de titane de qualité supérieure, mais également d'éviter la concentration préalable habituelle dans l'art du dioxyde de titane en solution acide avant l'hydrolyse. Selon l'invention on obtient du dioxyde de titane de- granulométrie régulière et améliorée à partir d'une solution non concentrée contenant moins de 180 g/litre d'oxyde de titane dans une solution d'acide sulfurique, selon un procédé qui consiste à chauffer tout d'abord la solution non concentrée au- voisinage de son point d'ébullition pendant 1 à 2 heures, jusqu'à ce que le degré d'hydrolyse ait une valeur comprise entre environ 10 èt 20 X. A ce moment on filtre la solution de dioxyde de titane partiellement hydrolysée pour éliminer les grosses particules blanches de dioxyde de titane filtrables qui se sont formées et obtenir ainsi un filtrat presque limpide.On peut ensuite chauffer à nouveau le filtrat obtenu dans cette opération de filtration pour poursuivre l'hydrolyse, puis ajouter lentement au filtrat une quantité additionnelle d'une solution de dioxyde de titane dans l'acide sulfurique non hydrolysée et non concentrée, en une période d'environ 5 à 8 heures, tout en maintenant la température de la solution entre environ 900C et l'ébullition. En variante, on peut ne pas soumettre le filtrat presque limpide à une hydrolyse complémentaire par chauffage direct, mais ajouter directement la quantité additionnelle de solution de dioxyde de titane dans l'acide sulfurique non hydrolysée et non concentrée en maintenant la température entre 900C et l'ébullition pendant la période de 5 à 8 heures.La quantité totale de solution de dioxyde de titane fraiche que l'on ajoute au filtrat est comprise entre 6 et 8 parties pour 1 partie de filtrat. Cette façon de procéder provoque une hydrolyse complémentaire lente et constante du dioxyde de titane et permet le régla sge de la granulométrie à la valeur désirée. Selon l'invention, lorsque les particules de dioxyde de titane se développent lentement dans le filtrat, l'accroissement de leur taille est proportionnelle à la quantité de solution non concentrée additionnelle. Les particules de dioxyde de titane que l'on obtient selon ce procédé sont faciles à filtrer et à laver par l'eau et présentent un indice de couleur de l'ordre de 1500 ou plus, contrairement à la valeur de 1250 que l'on obtient souvent selon les procédés classiques de l'art antérieur. L'invention est illustrée par l'exemple non limitatif suivant. Exemple On ajuste à une concentration de 130 g/l de dioxyde de titane une liqueur mère non concentrée constituée d'une solution aqueuse de 152,7 g/l de dioxyde de titane, 3 g/l de sesqui-oxyde de titane, 71 g/l d'oxyde ferreux, 92,9 g/l d'acide sulfurique libre et 377,3 g/l d'acide sulfurique total et on chauffe à lOOXC. Lorsqu'on atteint une hydrolyse du dioxyde de titane de 18,5 %, des grosses particules de dioxyde de titane se sont formées. On arrête le chauffage et, après 90 minutes de refroidissement; on filtre la solution pour éliminer les grosses particules de dioxyde de titane qui se sont formées. On chauffe à nouveau le filtrat obtenu à une température d'environ 900C pour former une solution hydrolysée d'ensemencement. On place 500 ml de cette solution d'ensemencement dans un ballon et on chauffe à nouveau à environ 900C, puis on ajoute 3 litres de liqueur mère fraîche non concentrée ayant la même composition que la liqueur mère utilisée au départ, lentement en 6 heures en faisant tomber la solution fraiche dans la solution d'ensemencement. Pendant cette période, on maintient la température à environ 90-1000C et il se produit une hydrolyse complémentaire. Lorsque la période de 6 heures est achevée, on filtre le produit hydrolysé et on le lave à l'eau, on sèche et on calcine pour obtenir du dioxyde de titane ayant un indice de couleur, mesuré avec un colorimètre, de 1595. La quantité finale de dioxyde de titane obtenu est de 200 kg. REVENDICATIONS 1. Procédé pour préparer du dioxyde de titane de granulométrie contrôlée, caractérisé en ce qu'il consiste à : - chauffer une solution aqueuse d'acide sulfurique contenant au plus 200 g de dioxyde de titane/litre de solution, jusqu'à ce que le degré d'hydrolyse soit compris entre environ 10 et 20 % et qu'il se forme un précipité de particules filtrables - filtrer la solution pour éliminer les particules de dioxyde de titane et obtenir un filtrat presque limpide - soumettre le filtrat à une hydrolyse complémentaire et ajouter lentement 6 à 8 parties en volume de la solution acide aqueuse d'origine de dioxyde de titane par partie de filtrat ; et - recueillir le précipité hydrolysé que l'on peut calciner pour obtenir du dioxyde de titane ayant un indice de couleur de 1500 ou plus. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'on chauffe la solution acide de dioxyde de titane pendant environ de 1 à 2 heures entre environ 900C et l'ébullition. 3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on effectue l'hydrolyse complémentaire par chauffage à une température entre environ 900C et la température d'ébullition et en ce qu'on effectue l'addition de la solution aqueuse de dioxyde de titane en une période de 5 à 8 heures.