Technologia produkcji bieli tytanowej w Policach

Surowcami tytanonośnymi w technologii siarczanowej są ilmenity (rudy tytanu) lub szlaki tytanowe będące produktem hutniczego wzbogacania ilmenitu. Poza pigmentem będącym głównym produktem w procesie wytwarza się również półprodukty: siarczan żelazawy, siarczan tytanylu, zawiesinę dwutlenku tytanu oraz odpady: kwas pohydrolityczny i szlam porozkładowy. Siarczan żelazawy jest stosowany m.in. do produkcji koagulantów do ścieków i wody, jako surowiec do produkcji pigmentów żelazowych, a ostatnio także jako środek redukujący jony Cr6+ w przemyśle cementowym.

Odpadowy kwas pohydrolityczny najczęściej jest zatężany i zawracany do procesu. Warto wiedzieć, że w Policach ze względu na sąsiedztwo instalacji nawozowych jest on wykorzystywany do produkcji kwasu fosforowego stosowanego do wytwarzania nawozów fosforowych. Szlam porozkładowy kierowany jest na składowisko, ale prowadzone w Policach prace zmierzają do jego wykorzystania.

Jeśli chodzi o pierwszą część procesy produkcyjnego, czyli tzw. część czarną, to surowiec tytanonośny po wysuszeniu i zmieleniu mieszany jest w ściśle określonych proporcjach ze stężonym kwasem siarkowym. Rozkład surowca, zachodzący w wyniku jego reakcji z kwasem siarkowym, prowadzony jest w sposób periodyczny w specjalnych reaktorach. Produkt egzotermicznej reakcji ługowany jest wodą, a otrzymany roztwór poddaje się procesowi redukcji.

Następnie otrzymany ług tytanowy klaruje się w celu oddzielenia sedymentujących części nierozpuszczalnych, głównie krzemionki i pozostałości nierozłożonej rudy. W kolejnej operacji prowadzi się krystalizację i oddzielenie siedmiowodnego siarczanu żelazawego. Siarczan żelazawy jest przemywany i ekspediowany do dalszego wykorzystania. W przypadku stosowania jako surowca szlaki tytanowej, w której zawartość żelaza w stosunku do dwutlenku tytanu jest znacznie niższa niż w przypadku ilmenitu, nie ma potrzeby prowadzenia krystalizacji siarczanu żelazawego.

Oddzielony od siarczanu żelazawego ług tytanowy poddaje się filtracji pozwalającej na dokładne oddzielenie drobnych części stałych, a następnie zatężeniu w wyparkach próżniowych. W dalszym etapie oczyszczony z pozostałości i podtężony ług poddaje się hydrolizie, w wyniku której zostaje wytrącona zawiesina koloidalnego dwutlenku tytanu. Przebieg procesu hydrolizy ma bardzo duży wpływ na końcową jakość pigmentu. W tym etapie bowiem tworzy się podstawowa cząstka pigmentu charakteryzująca się określonym rozmiarem oraz poziomem czystości chemicznej.

Podczas filtracji otrzymanej zawiesiny dwutlenku tytanu oddzielany jest odpadowy kwas pohydrolityczny. W kolejnym etapie wstępnie przemyta zawiesina dwutlenku tytanu poddawana jest procesowi bielenia, gdzie śladowe jony metali przejściowych (zwłaszcza żelaza) zostają zredukowane na niższy poziom utlenienia, co umożliwia ich efektywne wymycie w kolejnym etapie filtracji i przemywania. Otrzymana zawiesina dwutlenku tytanu o wysokiej czystości stanowi surowiec do dalszego przetwarzania.