(57)【要約】  本発明は、硫酸塩法で二酸化チタンを製造する際に三価鉄を還元する方法工程に関する。本発明によると、還元は、三価鉄が完全に還元されて二価鉄になり、また四価チタンが選択的かつ部分的に還元されて三価チタンになるように、金属鉄を使用しながら、難溶性温浸残渣の分離後に行われる。好ましくは、チタン全体を基準として、１質量％〜５質量％のＴｉ（ＩＩＩ）含量を目指す。好ましくは、本発明による方法工程は、連続稼働において、５０℃超〜８５℃未満の温度で、還元反応器内で行われ、ここで還元の進行は、溶液のレドックス電位または鉄（ＩＩＩ）もしくはチタン（ＩＩＩ）含量により監視される。本発明による方法は、以下の利点により優れている：本方法を実質的に自動化することができる点、還元反応が均一に進む点、様々なスクラップ品質を使用することができる点、改善されたＴｉＯ２製品品質が得られる点。【特許請求の範囲】
【請求項１】
以下の方法工程：
ａ）硫酸中で鉄・チタン原料を温浸し、温浸懸濁液を形成する工程、
ｂ）難溶性温浸残渣を分離し、四価チタンと三価鉄とを含有する温浸溶液を形成する工程、
ｃ）所望の還元度を調整しながら、還元容器内で金属鉄を使用することによって前記温浸溶液を還元する工程、
ｄ）還元された温浸溶液から硫酸鉄（ＩＩ）を結晶化させ、分離する工程、
ｅ）加水分解して、加水分解生成物をか焼し、二酸化チタンを製造する工程、
を含む、鉄・チタン原料から二酸化チタンを製造する方法において、
方法工程ｃ）にて、前記温浸溶液の所望の還元度を前記還元容器中で調整し、ここで三価鉄を完全に還元して二価鉄にし、また四価チタンを選択的かつ部分的に還元して三価チタンにすることを特徴とする、前記方法。
【請求項２】
前記方法工程ｃ）における還元が、金属鉄を充填した前記還元容器内で行われ、ここで前記温浸溶液が、前記還元容器を通して運ばれることを特徴とする、請求項１記載の方法。
【請求項３】
前記方法工程ｃ）における前記温浸溶液の温度が、５０℃超〜８５℃未満の範囲、好ましくは６０〜７０℃の範囲にあることを特徴とする、請求項１または２記載の方法。
【請求項４】
前記温浸溶液が、少なくとも２００、好ましくは少なくとも８００、特に好ましくは少なくとも１６００のレイノルズ数に相応する空管速度で前記還元容器を通して運ばれることを特徴とする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。
【請求項５】
前記温浸溶液が、下部で前記還元容器内に導入され、上部で前記還元容器から排出されることを特徴とする、請求項１から４までのいずれか１項記載の方法。
【請求項６】
還元させる前記温浸溶液と常に接触している、還元のために使用可能な前記金属鉄の量が、鉄消費量が増え続ける間に、ほぼ一定であることを特徴とする、請求項２から５までのいずれか１項記載の方法。
【請求項７】
前記還元容器内の鉄充填物が、前記温浸溶液から突き出ていることを特徴とする、請求項２から６までのいずれか１項記載の方法。
【請求項８】
前記方法工程ｃ）を、バッチ稼動および連続稼働のどちらでも運用できることを特徴とする、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。
【請求項９】
前記温浸溶液が、連続稼働で、１つの通路内で前記還元容器を通して運ばれることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１０】
前記温浸溶液が、連続稼働で、循環式で前記還元容器を通して運ばれることを特徴とする、請求項８記載の方法。
【請求項１１】
前記温浸溶液における還元の進行が、前記温浸溶液のレドックス電位によって、または前記温浸溶液における三価鉄および／または三価チタンの濃度によって特定されることを特徴とする、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法。
【請求項１２】
前記還元を、三価チタンの含量が、チタン全体を基準として、前記温浸溶液中で１〜５質量％、好ましくは１．２〜２．３質量％になるまで、実施することを特徴とする、請求項１から１１までのいずれか１項記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、硫酸塩法で二酸化チタンを製造する際に三価鉄を還元する方法に関する。
【０００２】
発明の背景技術
二酸化チタンを製造するためのいわゆる硫酸塩法は、硫酸中での鉄・チタン原料の温浸に基づき、この方法では、希硫酸を固体状の温浸ケークに添加した後に、溶存硫酸鉄（ＩＩ）および硫酸チタニルと難溶性温浸残渣とを含有する温浸懸濁液が形成される。温浸懸濁液から温浸残渣を分離した後に、温浸溶液が形成され、その後、この溶液から、溶存硫酸鉄（ＩＩ）が晶出し、同様に分離される。引き続き、溶存硫酸チタニルを加水分解し、形成された酸化チタン水和物をか焼して、最終生成物である二酸化チタンにする。
【０００３】
一般的に使用される原料、例えばチタン鉄鉱または鉄・チタンスラグは、しばしば比較的多量の三価鉄を、たいていはヘマタイトおよびマグネタイトといった鉱物の形態で含有している。ＦｅＳＯ４の形態にある二価鉄とは反対に、Ｆｅ２（ＳＯ４）３の形態にある溶存三価鉄は、温浸溶液中で、中間生成物および二酸化チタン最終生成物に対して不利な影響を与える。硫酸鉄（ＩＩＩ）はさらに、硫酸鉄（ＩＩ）とは反対に、温浸懸濁液中で、ならびに温浸溶液中で非常に高い溶解度を有し、これにより、その分離が可能ではなく、後続の方法工程において問題がもたらされる。例えば、三価鉄は、後続の加水分解段階において、析出した酸化チタン水和物の大きな比表面積で吸着し、最終生成物において不所望な変色をもたらす。そのため、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ、，，Ｐｉｇｍｅｎｔｓ，Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ，２．Ｗｈｉｔｅ  Ｐｉｇｍｅｎｔｓ’’の章（Ｗｉｌｅｙ−ＶＣＨ  Ｖｅｒｌａｇ  ＧｍｂＨ＆Ｃｏ．ＫＧａＡ、２０１１）で詳しく記載されている従来技術による公知の硫酸塩法では、温浸懸濁液を形成する間およびその後に、金属鉄を添加することによって三価鉄を還元して、二価鉄にする。金属鉄は、一般的に、ばらの形態または所定の厚さを有するプレス加工されたペレットの形態にある鉄スクラップとして、温浸懸濁液に入れられる。表面発熱反応が進む速度は、表面の状態、使用する鉄材料の厚さおよび混練、ならびに反応系において発生する反応熱と冷却効果から生じる温度に応じる。懸濁液の混練は、混練の間に、下から温浸容器へと空気を吹き込むことによって行われる。しかしながら、吹き込まれた空気は、懸濁液を冷却し、これにより反応速度がより低くなり、また、さらには、そのままの状態で、二価鉄および水素に対して酸化剤として作用し、これにより三価鉄または水が生成される。これにより、使用する金属鉄の収量が減少し、これは、プロセスの経済性に影響を及ぼす。温浸溶液の全ての後加工の間における、空気による二価鉄の三価鉄への再酸化は、一般的に、温浸懸濁液中および温浸溶液中の十分な量の三価チタンによって抑えられる。三価チタンは、四価チタンから、金属鉄を添加することによって同様に作製される。
【０００４】
空気を吹き込むことによって引き起こした「外部」混練は、スクラップバルクまたはプレス加工されたスクラップペレット内における温浸懸濁液の「内部」混練に僅かな影響しか与えない。そのため、スクラップバルクまたはプレス加工されたスクラップペレット内では、８５℃超の局所的な温度ピークが起こることがあり、これは、四価チタンの予定より早く、かつ制御されていない加水分解を誘発し、延いては低価値のＴｉＯ２最終生成物をもたらす。さらに、内部混練が少ないと、副反応、例えば不所望な水素発生が助長される可能性がある。それに加えて、還元反応の時間が長いため、温浸残渣からのまだ温浸されていない原料粒子から、さらなる内容成分、例えば三価鉄の連続的な溶解が起こり、そのため、還元のために、さらなる金属鉄をも添加する必要がある。
【０００５】
欧州特許第２０６４３５５号明細書（ＥＰ２０６４３５５Ｂ１）による二酸化チタンを製造するための硫酸塩法において、還元工程は、温浸懸濁液中では行われず、温浸溶液中の不溶性温浸残渣を分離した後に、好ましくは硫酸鉄の結晶化前に行われる。この還元は、ＳＯ２ガスを導入することによって行われ、このガスは、硫酸Ｆｅ（ＩＩＩ）および水と反応して、硫酸Ｆｅ（ＩＩ）および硫酸になる。必要であれば、後から残りの鉄（ＩＩＩ）を、金属鉄（スクラップ）を用いて還元してよい。
【０００６】
欧州特許第２０６４３５５号明細書（ＥＰ２０６４３５５Ｂ１）によると、目標値としては、三価チタンの形成の回避下で、０〜１ｇ／ｌの鉄（ＩＩＩ）含量が記載されている。
【０００７】
鉄スクラップを用いた還元は、温浸溶液がバッチ式で撹拌され、スクラップペレットの回りをポンプで圧送されるように行われる。溶液の還元度は、冷却された溶液についてレドックス電位を測定することにより特定される。
【０００８】
つまり、二酸化チタンを製造するための硫酸塩法の枠組みにある、三価鉄を還元するための上記方法は、様々な欠点を有しており、これらの欠点は、例えば、温度ピークおよび濃度勾配をもたらす不十分な内部混練、ならびに使用するスクラップ量のあまりに低い生産性（効率）、ならびに高いスクラップ消費量および高い硫酸鉄の発生量をもたらす不所望な再酸化反応である。
【０００９】
独国特許出願公開第１０２００７０３２４１７号明細書（ＤＥ１０２００７０３２４１７Ａ１）による二酸化チタンを製造するための硫酸塩法において、三価鉄の還元は、２つの下位工程で行われる。まず、温浸溶液が、例えば金属鉄の添加によって過還元され、それから第二下位工程で初めて、過還元された温浸溶液が還元されていない温浸溶液と相応比で混合されることによって、所望の還元度が調整される。それにより、この方法はさらなる方法工程の欠点を有する。
【００１０】
発明の課題および概要
本発明は、従来技術の欠点を克服する三価鉄を還元するための方法を、二酸化チタンを製造するための硫酸塩法の枠組みで記載するという課題に基づく。
【００１１】
本課題は、以下の方法工程：
ａ）硫酸中で鉄・チタン原料を温浸し、温浸懸濁液を形成する工程、
ｂ）難溶性温浸残渣を分離し、四価チタンと三価鉄とを含有する温浸溶液を形成する工程、
ｃ）所望の還元度を調整しながら、還元容器内で金属鉄を使用することによって温浸溶液を還元する工程、
ｄ）還元された温浸溶液から硫酸鉄（ＩＩ）を結晶化させ、分離する工程、
ｅ）加水分解して、加水分解生成物をか焼し、二酸化チタンを製造する工程、
を含む、鉄・チタン原料から二酸化チタンを製造する硫酸塩法によって解決され、
この方法は、
方法工程ｃ）にて、温浸溶液の所望の還元度を還元容器中で調整し、ここで三価鉄を完全に還元して二価鉄にし、また四価チタンを選択的かつ部分的に還元して三価チタンにすることを特徴とする。
【００１２】
本発明のさらなる有利な実施形態は、従属請求項に記載されている。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】三価鉄を還元するための本発明による方法のプロセス概略図
【００１４】
発明の説明
大きさ（μｍなど）、濃度（質量％または体積％）、温度、体積流量または質量流量などに関して以下で開示される記載は全て、当業者に公知の各測定誤差の範囲内にある値が全てまとめて含まれているものと理解される。
【００１５】
本発明は、Ｕｌｌｍａｎｎ’ｓ  Ｅｎｃｙｃｌｏｐｅｄｉａ  ｏｆ  Ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌ  Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙに記載されている従来技術から出発する。しかしながら、本発明によると、還元工程は、温浸残渣の分離（いわゆる「清澄化」）後に初めて、温浸溶液中で実施される。図１は、本発明による方法を略図で表す。
【００１６】
温浸溶液中において、清澄化後かつ還元前の溶存鉄は、一般的に、３質量％〜９質量％が、Ｆｅ２（ＳＯ４）３の形態にある三価鉄として存在し、５質量％〜２５質量％が、ＦｅＳＯ４の形態にある二価鉄として存在する。溶存チタンは、硫酸チタニルの形態にある四価チタンとして存在する。
【００１７】
本発明による方法は、温浸溶液の所望の還元度を調整すること、つまり三価鉄を完全に還元して二価鉄にすること、および一部の四価チタンを選択的に還元して三価チタンにすることを可能にする。
【００１８】
本発明によると、温浸溶液は、清澄化後に、好ましくは供給タンクを介して、好ましくは鉄スクラップの形態にある金属鉄で充填されている還元容器に送られる。鉄スクラップは、例えば、バルクとして、またはプレス加工されたスクラップペレットの形態で存在し、以下で「スクラップ」と称される。温浸溶液は、好ましくは下から導入され、ここで還元容器の底部に、好ましくは適切な液体分配システム、例えば、抽出技術および蒸留技術から公知であり、かつ市販で入手可能である篩底部（適切な圧力損失を有するもの）または管型分配システムが存在しており、これによって、温浸溶液が均一に分配されてスクラップを通して導かれる。
【００１９】
温浸溶液は、還元容器の別の端部において、この場合、容器の上端において、例えばオーバーフローとして抜き取られる。還元プロセスが経過するにつれて、鉄スクラップは温浸溶液中に溶け、新しいスクラップが必要に応じて補充される。
【００２０】
本発明の特別な実施形態において、還元させる温浸溶液と常に接触している還元のために使用可能な金属鉄の量が、スクラップ消費の進行の間もほぼ一定であることが保証される。これは好ましくは、スクラップを、これが温浸溶液から突き出るように相応して補充して、例えば温浸溶液の表面が容器中で常にスクラップ充填物より下にあることによって達成され得る。あるいは、スクラップを適切なレベル測定に相応するよう補充して、スクラップ充填物の規定レベルを温浸溶液の表面より下に保つこともできる。
【００２１】
温浸溶液は好ましくは、少なくとも２００、好ましくは少なくとも８００、特に好ましくは少なくとも１６００のレイノルズ数に相応する空管速度（Ｌｅｅｒｒｏｈｒｇｅｓｃｈｗｉｎｄｉｇｋｅｉｔ）で還元容器を通して運ばれる。
【００２２】
以下で示されているように、本発明による方法を、実質的に自動化することができ、また「バッチ稼動」および「連続稼働」のどちらでも運用することができる。
【００２３】
「バッチ稼動」としての本発明による方法の実施形態において、還元容器からオーバーフローした温浸溶液は、循環式で、管Ａ（図１参照）により直接還元容器に返送され、かつ部分的または完全に管Ｂ（図１参照）により供給タンクを介して還元容器に返送される。その際、温浸溶液は熱交換器（図１）を通過し、この熱交換器により、溶液の温度を還元の方法工程全体において８５℃未満に調整することができる。好適には、溶液の温度は、還元の方法工程全体において、しかし殊に還元容器において、８５℃未満かつ５０℃超の値に調整され、そのため、一方では予定より早い加水分解が生じず、他方では十分に高い反応速度を保持することができ、所望の設備能力を達成することができる。このために、溶液の自動化された温度測定を、還元容器への入口（Ｔ１）および還元容器からの出口（Ｔ２）の両方で行う。特に好ましくは、還元反応器内の温度は、６０℃〜７０℃にあるべきである。
【００２４】
あるいは、熱交換器が管Ａおよび／または管Ｂ内に設置されていてよい。さらに、還元容器内の溶液の温度を、還元反応器への時間単位あたりの供給量によって、および時間単位あたりの循環流の量によって制御することができる。
【００２５】
さらに、還元反応の進行を、還元反応器からオーバーフローした温浸溶液において、レドックス電位電極により連続的に特定することができる。あるいは、設備分析の分野からの任意で自動化可能なさらなる方法を、当業者に公知の三価鉄化合物および／または三価チタン化合物の濃度を特定するために使用して、還元の進行を制御することができる。例えば、光学的、分光学的および電気分析的な特定方法が適しており、これらは、連続的にインラインで、または非連続的にオフラインで使用される。
【００２６】
以下で、レドックス電位測定に言及する際には、それぞれ別の測定法も一緒に含まれるものとし、この測定法によって、還元の進行または三価鉄および三価チタンの濃度を温浸溶液において特定することができる。
【００２７】
本発明の好ましい実施形態において、三価鉄の完全な還元および部分的なＴｉ（ＩＶ）還元は、チタン全体の濃度を基準として、１〜５質量％、しかし特に好ましくは１．２〜２．３質量％の三価チタンの含量が温浸溶液中で達成されるように実施される。
【００２８】
「バッチ稼動」において、還元されていない温浸溶液のバッチは、三価鉄の完全な還元および四価チタンの部分的な還元に相応する、温浸溶液の所望のレドックス電位値が達成されるまで、循環式で、還元容器（管Ａ、図１参照）を通して、または供給タンクおよび還元容器（管Ｂ、図１参照）を通して送られる。
【００２９】
「連続稼動」としての本発明による方法の実施形態において、還元されていない温浸溶液の供給量はレドックス電位測定によって制御される。このために、還元容器への還元されていない温浸溶液の供給量は、溶液における三価チタンの濃度に関する目標値および／または目指す温度が還元容器の排出口において達成されるように、還元容器の排出口（Ｔ２）におけるレドックス電位および／または温度の測定によって制限され、管Ａおよび／または管Ｂを介して温浸溶液を循環させる必要はない。還元容器の排出口における三価チタンの濃度に関する目標値が達成された後に、このようにして還元された温浸溶液を後続の方法工程に移すことができる。
【００３０】
「連続稼働」の代替的な実施形態において、温浸溶液を、一定に選択した供給で、供給タンクから還元容器を通し、管Ａ（図１参照）を介して循環式で送る。ここで、循環式で管Ａを介して送られる溶液の体積流量は、三価鉄の完全な還元および四価チタンの部分的な還元に相応する望ましいレドックス電位値が達成されるように制限される。このために、通常バッチ稼動で実施される始動期間後は、次第に連続稼動に切り替えられる。これは、還元されていない温浸溶液の供給量が、ゆっくりと供給量ゼロから所望の供給量に調整されることを意味する。その間に、循環式で管Ａを介して送られる溶液の体積流量は、還元容器からオーバーフローした還元された温浸溶液（三価鉄の完全な還元および四価チタンの部分的な還元を示す）が連続的に抜き取られ、後続の方法工程に移ることができるように、レドックス電位測定によって制御される。
【００３１】
本発明によると、清澄化された温浸溶液における還元割合の濃度が変動する場合でも、オーバーフローの品質を、循環式で管Ａを介して送られる量を制限することで、選択的に制御することができる。この制御は、上記の実施形態の変法においても同様に、還元容器の排出部においてレドックス電位を測定することによって行われる。
【００３２】
独国特許出願公開第１０２００７０３２４１７号明細書（ＤＥ１０２００７０３２４１７Ａ１）が、まず温浸溶液を還元容器内で過還元し、後続の工程において初めて、混合容器内で還元されていない温浸溶液を混ぜ合わせることによって所望の還元度を調整することを教示している一方で、本発明では、独国特許出願公開第１０２００７０３２４１７号明細書（ＤＥ１０２００７０３２４１７Ａ１）とは反対に、温浸溶液の選択的な還元、つまり所望の還元度の調整を還元容器内で行う。本発明によると、これにより方法工程が削減される。
【００３３】
さらに、本発明による方法は、従来技術からの方法に対して、以下のさらなる利点をもたらす：
−本発明による方法を実質的に自動化し、バッチ式で、殊に連続稼働で運用することができる点、
−常にほぼ一定量の金属鉄を還元過程に使用することができるため、スクラップの添加またはスクラップの後計量供給を手動で管理する必要がない点、
−還元反応が、均一かつ制御されて進むことができ、そのため、温浸溶液における所定の還元度をレドックス電位（標準化された参照電位と比べて測定）の意味合いで達成できる点、
−従来技術により実施される空気撹拌または内部混練を原因とする問題、例えば再酸化、予定より早い加水分解、副反応による水素形成および溶液の制御されていない冷却をこの方法によって回避することができる点。これにより、改善された二酸化チタンの製品品質が達成される、
−温度制御によって、様々なスクラップ品質、例えば非常に反応性が高くて、薄い製缶板金（Ｄｏｓｅｎｂｌｅｃｈ）が使用可能になる点、このようなものは、従来技術による方法では、反応速度が高く、高い発生熱を伴うため、使用することができない、
−全体として、スクラップ所要量がより少なくなり、つまりこれにより、本方法のより高い効率がもたらされる点。さらに、後続の緑礬結晶化方法工程において、より少ない量の結晶化した硫酸鉄が生じる点、
−本方法において、温浸残渣中に含有されるさらなる副成分が、還元の間に浸出せず、先の分離を理由に残渣中に残留する点。これにより、温浸溶液は、例えば後続の結晶化において分離される必要のある、二酸化チタン最終生成物の品質に不利な影響を及ぼす付随元素をより少なく含有する。
【００３４】
実施例
本発明を、以下の実施例を用いてより正確に記載するが、これにより本発明の範囲が制限されることはないものとする。
【００３５】
実施例１：循環なしの連続稼働
５ｍの高さを有する２０ｍ３の還元反応器（還元容器）に、プレス加工されたスクラップペレットとスクラップバルクとの混合物の形態にある約９トンの金属鉄を、高さ４ｍでオーバーフロー点より上に０．５〜１ｍ突き出たバルクが形成されるように充填した。始動手順では、まず還元反応器に、清澄化された約５５℃の温かい還元されていない温浸溶液を２００ｍ３の大きさの供給タンクから完全に充填した。引き続き、還元反応器内に存在する温浸溶液を、オーバーフロー点において６０℃の出口温度が達成され、かつレドックス電位電極において１．２ｇ／Ｌの三価チタン濃度（チタン全体の含量を基準として、約１．５質量％の三価チタンに相当）が溶液中で達成されるまで、レドックス電位測定箇所および熱交換器を介して循環式で流した。この始動手順の間に循環式で熱交換器を介して、かつ管Ａを介して送られる体積流量は、２５ｍ３／ｈであり、ここで、反応器底部と反応器出口との温度差を約３℃に調整した。循環式で送られる溶液に放つことができた熱交換器の出力は、５００ＫＷまでであり、反応器出口における望ましい温度に応じて、冷却および加熱の両方のために、自動的に引き出した。
【００３６】
引き続き、目指す温度範囲および目指すチタン（ＩＩＩ）含量を達成するのに体積流量の循環がもはや必要ではなくなるように、反応器排出口でオーバーフロー点におけるレドックス電位を測定することで供給タンクからの供給量を段階的に制限および適合させて、連続稼働に変えた。その際、連続稼働法では、３５ｍ３／ｈの供給物体積流量において、安定した稼働点が生じた。金属鉄の溶解速度は、記載条件で７００ｋｇ／ｈであった。この消費量によって、反応器出口における温浸溶液中で、三価鉄の完全な還元および１．２ｇ／Ｌの目指す三価チタン濃度がもたらされた。引き続き、還元された温浸溶液をプロセスにおける後続の方法工程に移した。
【００３７】
実施例２：循環ありの連続稼動
実施例１からの還元反応器に、実施例１に記載されているのと同じ始動手順に従って、清澄化した温浸溶液を充填し、引き続き、これを５０ｍ３／ｈの一定の体積流量で供給タンクから連続的に送り出した。反応器出口における温浸溶液において１．２ｇ／Ｌの目指す三価チタン濃度を達成するために、循環式で熱交換器を介して、かつ管Ａを介して送られる体積流量を２０ｍ３／ｈに調節した。これらの条件下で、オーバーフロー点において出口温度を６７℃に調整し、ここで、反応器底部と反応器出口との温度差は、約６℃であった。還元された温浸溶液をプロセスにおける後続の方法工程に移した。
【００３８】
実施例３：循環ありの連続稼働
実施例１からの還元反応器に、実施例１に記載されているのと同じ始動手順に従って、清澄化した温浸溶液を充填し、引き続き、これを７０ｍ３／ｈの一定の体積流量で供給タンクから連続的に送り出した。循環式で熱交換器を介して、かつ管Ａを介して送られる体積流量を４５ｍ３／ｈに調節し、これにより、オーバーフロー点において出口温度を６３℃に調整した。これらの条件下で、反応器底部と反応器出口との温度差は、約５℃であった。金属鉄の溶解速度は約１４００ｋｇ／ｈであり、これにより、反応器出口における温浸溶液において、三価鉄の完全な還元および１．２ｇ／Ｌの目指す三価チタン濃度がもたらされた。還元された温浸溶液をプロセスにおける後続の方法工程に移した。
【００３９】
実施例１〜３において、重要な安全対策として、反応器により吸引された空気中の水素濃度を測定して、それにより、爆発下限界を監視した。この吸引を、反応器の蓋において中央に配置されている管を介して、６０００ｍ３／ｈの空気（反応器の蓋の側面開口部を介して周囲から吸い込まれた空気）の体積流量で行った。全ての実施例において、水素の発生を検知することはできなかった。このことから、３体積％までの水素が観察される従来の方法に比べて、水素形成の副反応による特筆すべき損失なく、還元反応の収量が非常に良好であると結論付けられる。
【図１】
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【国際調査報告】
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