Brevet FR2513618A1 — publié le 19830401

L'objet de l'invention est constitué par un procédé de production d'alcalis et de sulfate de titane à partir d-e schlamm rouge ou d'autres matières semblables d'origine naturelle ou constituant des déchets industriels. On connatt jusqu'à présent un procédé de récupération partielle de l'oxyde de sodium du schlamm en faisant réagir avec de lthydroxyde de calcium dans le but d'obtenir de l'hydroxyde de sodium. Ce procédé consiste en ce que le schlamm rouge, constituant un déchet industriel, est mélangé à 6 - 12 % de chaux vive de façon à former une suspension, mais meme après 4 - 8 heures de réaction à la température de 358 - 3730K, le rendement de récupération est à peine égal à 10 - 25 96. Puisque le contenu en calcium est augmenté,la récupération de l'hydroxyde de sodium augmente seulement jusqu'à un certain point, au-dessus duquel le rendement n'augmente plus. Un autre procédé de récupération d'alcalis du schlamm rouge consiste en ce que le mélange de schlamm rouge, de chaux vive et d'acide huminique ou d'un dérivé de l'acide huminique est dilué dans un milieu aqueux. La suspension ainsi formée est intensément mélangée à une température entre environ 3530K et environ 3730K pendant 1 - 6 heures environ. Pendant ce temps, une grande partie des métaux alcalins passe dans la solution sous forme d'huminates de métaux alcalins, qui peuvent autre utilisés directement sous cette forme ou transformés, avant leur utilisation, en hydroxydes ou en carbonates. Jusqu'à présent, ni le titane ni les composés du titane n'ont été récupérés du schlamm rouge. L'invention a pour but de créer des conditions de traitement des schlannns rouges telles qu'elles permettraient de sublimer facilement les alcalis qui y sont présents ainsi que de fixer le titane en de tels composés chimiques à partir desquels on pourrait facilement récupérer le titane. L'idée principale de l'invention consiste en ce que le schlamm rouge, ou une matière première semblable, est fondu, dans une atmosphère reductrice, avec du calcaire et du sulfate de calcium. Ce traitement porte à la décomposition des minéraux qui contiennent des alcalis qui, réduits à leur forme métallique, se distillent à un rendement de 80 % déjà à la température de 16230K et réagissent ensuite avec l'anhydride sulfurique en formant des sulfates qui, sous forme de sublime, se dégagent, après refroidissement, sur les électrofiltres. En meme temps, l'excès d'oxyde de calcium, formé par suite de la décomposition du sulfate de calcium, réagit, au moment même de sa formation, avec le titanate de calcium, en formant une solution solide à structure défectueuse, c' est-à-dire une variété à la température élevée du perovskiteCaO.TLQ.Jprèsen avoir séparé le fer, par un procédé connu, après avoir refroidi le laitier et lessivé l'oxyde d'aluminium, le reste, contenant du CaO . Ti02 est mélangé avec de l'acide sulfurique, par suite de quoi on obtient une solution de sulfate de titane, à partir de laquelle, dans un traitement ultérieur, on peut obtenir du titane métallique ou de l'oxyde de titane. EXEMPLE Du schlamm rouge, séché, ayant la composition ci-dessous SiO2 - 12,8 % Fe203 - 26,6 % A1203 - 24,7 % TiO2 - 9,7 % CaO - 8,8 % SO3 - 0,7 % Na2O - 5,9 % K20 - 0,6 % MnO2 - 0,1 % reste - 0,2 % pertes de calcination 10,8 % a été mélangé et broyé avec une matière calcaire dans des proportions égales à 57 % en poids de schlamm rouge séché, 41 % en poids de carbonate de calcium et 2 % en poids d'anhydrite, après quoi le tout a été fondu sous une atmosphère réductrice.Pendant la fusion, déjà à température de 16230K, a eu lieu la décomposition des alcalis contenus dans les minéraux qui, par suite de leur réduction à la forme métallique, se distillent facilement avec un rendemant de 80 96, déjà à la température de 16230K pour se lier ensuite avec l'anhydride sulfurique de façon à former des sulfates qui, sous forme de sublimé, se dégagent, après le refroidissement, sur les électrofiltres. En meme temps, l'excès d'oxyde de calcium formé par suite de la décomposition du sulfate de calcium, réagit, au moment même de sa formation, avec le titanate de calcium, en formant une solution solide à structure défectueuse, autrement dit une variété à la température élevée du perovskite CaO . TiO2. Lorsque les alcalis ont sublimé et que la température a atteint 18230K, on sépare le fer réduit du laitier fondu. Ensuite, le laitier est refroidi par un procédé connu à raison d'environ 2830K / minute, jusque 9730K. Par suite de ce refroidissement, le laitier subit, avec un rendement de 100 96, une désintégration spontanée en formant une poudre fine, dont la dimension des grains est égale à 3O environ. Le laitier désintégré contient la variété cristalline, polymorphe à la température élevée de 12 CaO . 7 Al203, ainsi que la variété à la température élevée du perovskite CaO . TiO2. Ensuite, le laitier désintégré est soumis à un lessivage avec une solution à 6 % de soude, dans le but de récupérer 1' oxyde d'aluminium qui passe dans la solution sous la formede meta-aluminate de sodium. Ce qui reste après le lessivage de l'aluminium a la composition chimique suivante SiO2 - 13,8 % Fe2O3 - 0,05 % Al2O3 - 5,0 % TiO2 - 10,2 % CaO - 55,3 % SO2 - 0,07 % Na2O - 0,5 % K20 - 0,0 5' pertes de calcination 14,5 % Le résidu après l'extraction est lavé avec de 1 'acide sulfurique dilué chaud, dans le but d'éliminer du résidu les restes d'oxyde d'aluminium. Après le premier lavage avec l'acide sulfurique chaud dilué, le reste, contenant 17,3 % en poids de CaO . TiO2 est mélangé pendant i heure avec de l'acide sulfurique à 62 % ajouté à une proportion de 1 : 5 à la température d'environ 3630K. Le titane, sous l'action de l'acide sulfurique, passe dans la solution à 70 % en poids sous la forme de sulfate de titane. La solution, décantée et filtrée, de sulfate de titane est calcinée à la température de 623 0K en récupérant en même temps l'acide sulfurique qui y est contenu. Ensuite, le résidu obtenu est pulvérisé. Le matériau obtenu, de couleur blanche, possède de bonnes propriétés de liaison du plâtre de construction, il peut être facilement coloré et peut être utilisé pour la production d'enduits de haute qualité et de mortiers liants colorés. Le matériau liant obtenu a la composition chimique ci-dessous SiO2 - 8,4 % CaO - 33,5 % Fe2O3 - 0,0 % SO3 -48,2 % TiO2 - 1,7 % pertes de calcination 8,0 % reste - 0,2 % A partir d'une unité de poids de schlamm rouge on a obtenu 0,177 unités en poids de fonte de fer - Fe 0,198 unités en poids d'oxyde d'aluminium AL203 0,151 " " " de titane TiO2.SO4.H2O, ou 0, 068 " " " de TiO2 0,057 " " " d'alcalis 0,920 " " " de matériau liant REVENDICATION Procédé de production d'alcalis et de sulfate de titane, caractérisé en ce que le schlamm rouge ou éventuellement un autre -matériau semblable est fondu dans une atmosphère réductrice avec du calcaire et une certaine quantité de sulfate de calcium et qu'en suite, à partir des alcalis réduits à la forme métallique, déjà à la température de 1625tK on récupère les alcalis sous forme de sublimé ; après quoi, après avoir séparé le fer, refroidi le laitier et lessivé l'oxyde d'aluminium par un procédé connu, le reste, contenant une variété à la température élevée du perovskite CaO . Ti02, est mélangé avec de l'acide sulfurique en obtenant une solution de sulfate de titane.