Способы получения оксида титана и различных других продуктов

Способы получения оксида титана и различных других продуктов

Иллюстрации

Показать все

Реферат

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННЫЕ ЗАЯВКИ

[0001] Настоящая заявка испрашивает приоритет на основании заявки на патент США №61/670645, поданной 12 июля 2012, заявки на патент №РСТ/СА2012/000871, поданной 17 сентября 2012, и заявки на патент №РСТ/СА2013/000021, поданной 10 января 2013. Содержание указанных документов включено в настоящую заявку во всей полноте посредством ссылки.

ОБЛАСТЬ ТЕХНИКИ

[0002] Настоящее изобретение относится к усовершенствованиям в области химии, относящимся к получению оксида алюминия и/или оксида титана. Например, оно относится к способу получения оксида алюминия путем экстракции алюминия из материалов, содержащих алюминий, и получения оксида титана путем экстракции титана из материалов, содержащих титан. Указанные способы также могут являться эффективными при получении других продуктов, таких как гематит, MgO, оксид кремния и оксиды различных металлов, хлорид титана, а также редкоземельные элементы и алюминий.

УРОВЕНЬ ТЕХНИКИ

[0003] Известен ряд способов получения оксида алюминия. Во многих из них в качестве исходного вещества используют боксит. Указанные способы, в основном являющиеся щелочными способами, используются на протяжении многих лет. Некоторые из таких щелочных способов имеют недостаток, заключающийся в неэффективности разделения и экстракции вторичных продуктов с добавленной стоимостью, что приводит к значительному воздействию на окружающую среду. Проводились разработки с применением соляной кислоты на стадии выщелачивания, но было установлено, что указанные способы неэффективны для удаления большей части примесей и особенно железа. Удаление железа подходящими и экономически эффективными способами является непростой задачей, особенно в случае непрерывных процессов.

[0004] Также было предложено несколько способов получения оксида титана, но они еще требуют усовершенствования.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

[0005] В соответствии с одним из аспектов в настоящем изобретении предложен способ получения различных продуктов, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала, содержащего Ti, Si и первый металл, с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы первого металла, и твердого вещества, содержащего титан, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением жидкости и осадка, содержащего хлорид первого металла, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения хлорида первого металла в оксид первого металла; и

обработку твердого вещества с отделением таким образом по существу Si от Ti, содержащихся в твердом веществе.

[0006] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и возможно выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего ионы титана.

[0007] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения алюминия, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и возможно выделение получаемой таким образом газообразной HCl;

превращение Al₂O₃ в оксид алюминия; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно, в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего ионы титана.

[0008] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен, способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl;

повторное использование полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с водой с получением таким образом композиции, имеющей концентрацию HCl, превышающую азеотропную концентрацию (20,2 масс. %), и взаимодействие композиции с дополнительным количеством алюминийсодержащего материала для его выщелачивания; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего ионы титана.

[0009] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl;

повторное применение полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с водой с получением таким образом композиции, имеющей концентрацию от примерно 25 до примерно 45 масс. %, и взаимодействие композиции с дополнительным количеством алюминийсодержащего материала для его выщелачивания; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего ионы титана.

[0010] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения хлорида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от продукта выщелачивания; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана.

[0011] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0012] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; или взаимодействие твердого вещества с Cl₂ и источником углерода с получением таким образом жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0013] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0014] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от первого продукта выщелачивания;

взаимодействие твердого вещества с Cl₂ с получением жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0015] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения хлорида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от продукта выщелачивания; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана.

[0016] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения хлорида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и выделение твердого вещества из продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от первого продукта выщелачивания; и

взаимодействие твердого вещества с Cl₂ с получением жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции.

[0017] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения различных продуктов, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала, содержащего Ti и первый металл, с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы первого металла, и твердого вещества, содержащего титан, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

по существу селективное выделение первого металла из продукта выщелачивания; и

обработку твердого вещества с по меньшей мере частичным выделением Ti.

[0018] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения различных продуктов, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала, содержащего Ti и Al, с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы Al, и твердого вещества, содержащего титан, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

по существу селективное выделение Al из продукта выщелачивания; и

обработку твердого вещества с по меньшей мере частичным выделением Ti.

[0019] В соответствии с другим примером в настоящем изобретение предложен способ получения различных продуктов, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала содержащего Ti и Fe, с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы Fe, и твердого вещества, содержащего титан, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

по существу селективное выделение Fe из продукта выщелачивания; и

обработку твердого вещества с по меньшей мере частичным выделением Ti.

[0020] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы Al, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов Al от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; или взаимодействие твердого вещества с Cl₂ с получением таким образом жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0021] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы Al, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов Al от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0022] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы Fe, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов Fe от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; или взаимодействие твердого вещества с Cl₂ с получением таким образом жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0023] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы Al и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов Al от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0024] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения оксида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы Fe и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов Fe от первого продукта выщелачивания;

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана; и

превращение хлорида титана в оксид титана.

[0025] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения хлорида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от первого продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от продукта выщелачивания; и

выщелачивание твердого вещества с применением HCl, возможно в присутствии хлорида, с получением таким образом второго продукта выщелачивания, содержащего хлорид титана.

[0026] В соответствии с другим примером в настоящем изобретении предложен способ получения хлорида титана, включающий:

выщелачивание титансодержащего материала с применением HCl с получением первого продукта выщелачивания, содержащего ионы по меньшей мере одного металла, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

отделение по меньшей мере по существу ионов по меньшей мере одного металла от первого продукта выщелачивания; и

взаимодействие твердого вещества с Cl₂ с получением таким образом жидкой фракции, содержащей хлорид титана, и твердой фракции, и отделение жидкой фракции от твердой фракции.

[0027] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

повторное использование полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с водой с получением таким образом композиции, имеющей концентрацию HCl, превышающую азеотропную концентрацию (20,2 масс. %), и взаимодействие композиции с дополнительным количеством алюминийсодержащего материала для его выщелачивания.

[0028] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

повторное использование полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с водой с получением таким образом композиции, имеющей концентрацию от примерно 25 до примерно 45 масс. %, и взаимодействие композиции с дополнительным количеством алюминийсодержащего материала для его выщелачивания.

[0029] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

повторное использование полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с водой с получением таким образом композиций, имеющей концентрацию от примерно 25 до примерно 45 масс. %, и применение композиции для выщелачивания алюминийсодержащего материала.

[0030] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

повторное использование полученной таким образом газообразной HCl путем приведения ее в контакт с продуктом выщелачивания с получением таким образом осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃·6H₂O.

[0031] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости; и

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃.

[0032] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения оксида алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости; и

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и возможно выделение получаемой таким образом газообразной HCl.

[0033] В соответствии с одним из аспектов в настоящем изобретении предложен способ получения алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и

превращение Al₂O₃ в алюминий.

[0034] В соответствии с другим аспектом в настоящем изобретении предложен способ получения алюминия и возможно других продуктов, включающий:

выщелачивание алюминийсодержащего материала с применением HCl с получением продукта выщелачивания, содержащего ионы алюминия, и твердого вещества, и отделение твердого вещества от продукта выщелачивания;

взаимодействие продукта выщелачивания с HCl с получением таким образом жидкости и осадка, содержащего ионы алюминия в виде AlCl₃, и отделение осадка от жидкости;

нагревание осадка в условиях, эффективных для превращения AlCl₃ в Al₂O₃, и возможно выделение получаемой таким образом газообразной HCl; и

превращение Al₂O₃ в алюминий.

КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ

[0035] На следующих чертежах исключительно в качестве примеров приведены различные варианты реализации изобретения:

[0036] На фиг. 1 приведена блок-схема одного из примеров способа получения оксида алюминия и различных других продуктов согласно настоящему изобретению;

[0037] На фиг. 2 приведена кривая экстракции Al и Fe, где показана зависимость экстракции в процентах от времени выщелачивания в способе согласно одному из примеров, приведенных в настоящей заявке;

[0038] На фиг. 3 приведена блок-схема другого примера способа получения оксида алюминия и различных других продуктов согласно настоящему изобретению;

[0039] На фиг. 4 схематически изображен один из примеров способа очистки/концентрирования HCl согласно настоящему изобретению;

[0040] На фиг. 5 схематически изображен один из примеров способа очистки/концентрирования HCl согласно настоящему изобретению;

[0041] На фиг. 6 приведена другая блок-схема одного из примеров способа, получения оксида алюминия и различных других продуктов согласно настоящему изобретению;

[0042] На фиг. 7 приведена другая блок-схема одного из примеров способа получения оксида алюминия и различных других продуктов согласно настоящему изобретению;

[0043] На фиг. 8 приведена другая блок-схема одного из примеров способа получения различных продуктов; и

[0044] На фиг. 9А и 9B приведены дополнительные блок-схемы примеров способов согласно настоящему изобретению.

ПОДРОБНОЕ ОПИСАНИЕ РАЗЛИЧНЫХ ВАРИАНТОВ РЕАЛИЗАЦИИ

[0045] Следующие неограничивающие примеры дополнительно иллюстрируют технологию, описанную в настоящем изобретении.

[0046] В способах согласно настоящему изобретению материал может представлять собой, например, титансодержащий материал.

[0047] В способах согласно настоящему изобретению материал может представлять собой, например, алюминийсодержащий материал.

[0048] В способах согласно настоящему изобретению материал может представлять собой, например, железосодержащий материал.

[0049] Алюминийсодержащий материал, например, может быть выбран из алюминийсодержащих руд (можно применять, например, глины, аргиллит, мадстоун, берилл, криолит, гранат, шпинель, боксит или их смеси). Алюминийсодержащий материал также может представлять собой используемый повторно промышленный алюминийсодержащий материал, такой как шлак, красный шлам или зольная пыль.

[0050] Титансодержащий материал, например, может быть выбран из титансодержащих руд (можно применять, например, ильменит, рутил, анатаз, брукит, перовскит, сфен, экандрьюсит, гейкилит, пирофанит, титаномагнетит или их смеси). Титансодержащий материал также может представлять собой используемый повторно промышленный титансодержащий материал, такой как шлак, красный шлам или зольная пыль.

[0051] Например, материал может быть выбран из промышленных огнеупорных материалов.

[0052] Например, материал может быть выбран из алюмосиликатных минералов.

[0053] Выражение «красный шлам», используемое в настоящем описании, относится к промышленным отходам, полученным при производстве оксида алюминия. Например, указанные отходы могут содержать оксид кремния, алюминий, железо, кальций, титан. Также они могут содержать множество незначительных компонентов, таких как Na, K, Cr, V, Ni, Ba, Cu, Mn, Pb, Zn и т.д. Например, красный шлам может содержать от примерно 15 до примерно 80% по массе Fe₂O₃, от примерно 1 до примерно 35% по массе Al₂O₃, от примерно 1 до примерно 65% по массе SiO₂, от примерно 1 до примерно 20% по массе Na₂O, от примерно 1 до примерно 20% по массе CaO и до примерно 35% по массе TiO₂. В соответствии с другим примером красный шлам может содержать от примерно 30 до примерно 65% по массе Fe₂O₃, от примерно 10 до примерно 20% по массе Al₂O₃, от примерно 3 до примерно 50% по массе SiO₂, от примерно 2 до примерно 10% по массе Na₂O, от примерно 2 до примерно 8% по массе CaO и от 0 до примерно 25% по массе TiO₂.

[0054] Выражение «зольная пыль», используемое в настоящем описании, относится к промышленным отходам, получаемым при сгорании. Например, указанные отходы могут содержать различные элементы, такие как оксид кремния, кислород, алюминий, железо, кальций. Например, зольная пыль может содержать диоксид кремния (SiO₂) и оксид алюминия (Al₂O₃). Например, зольная пыль может дополнительно содержать оксид кальция (CaO) и/или оксид железа (Fe₂O₃). Например, зольная пыль может содержать мелкодисперсные частицы, поднимающиеся вместе с дымовыми газами. Например, зольная пыль может образовываться при сгорании угля. Например, зольная пыль также может содержать по меньшей мере один элемент, выбранный из мышьяка, бериллия, бора, кадмия, хрома, хрома VI, кобальта, свинца, марганца, ртути, молибдена, селена, стронция; титана, таллия и/или ванадия. Например, зольная пыль также может содержать редкоземельные элементы. Например, зольную пыль можно рассматривать как алюминийсодержащий материал.

[0055] Выражение «шлак», используемое в настоящем описании, относится к промышленным отходам, содержащим оксиды, такие как оксиды алюминия, кальция, титана, магния, железа и/или кремния.

[0056] Выражения степени точности, такие как «примерно» и «приблизительно», используемые в настоящем описании, обозначают приемлемое отклонение модифицированного термина, при котором отсутствуют существенные изменения конечного результата. Указанные выражения степени точности следует рассматривать как включающие отклонение, составляющее по меньшей мере ±5% или по меньшей мере ±10% от модифицированного термина, если такое отклонение не придает отрицательное значение слову, которое оно модифицирует.

[0057] Выражение «хлорид титана», используемое в настоящем описании, относится, например, к соединению, выбранному из TiCl₂, TiCl₃ и TiCl₄ и их смесей. Например, оно относится к TiCl₄.

[0058] Термин «гематит», используемый в настоящем описании, относится, например, к соединению, содержащему α-Fe₂O₃, γ-Fe₂O₃, β-FeO·OH или их смеси.

[0059] Выражение «ионы железа», используемое в настоящем описании, относится, например, к ионам, содержащим по меньшей мере один тип ионов железа, выбранный из всех возможных форм ионов Fe. Например, по меньшей мере один тип ионов железа может представлять собой Fe²⁺, Fe³⁺ или их смесь.

[0060] Выражение «ионы алюминия», используемое в настоящем описании, относится, например, к ионам, содержащим по меньшей мере один тип ионов алюминия, выбранный из всех возможных форм ионов Al. Например, по меньшей мере один тип ионов алюминия может представлять собой Al³⁺.

[0061] Выражение «по меньшей мере один ион алюминия», используемое в настоящем описании, относится, например, по меньшей мере к одному типу ионов алюминия, выбранному из всех возможных форм ионов Al. Например, по меньшей мере один ион алюминия может представлять собой Al³⁺.

[0062] Выражение «по меньшей мере один ион железа», используемое в настоящем описании, относится, например, по меньшей мере к одному типу ионов железа, выбранному из всех возможных форм ионов Fe. Например, по меньшей мере один ион железа может представлять собой Fe²⁺, Fe³⁺ или их смесь.

[0063] Выражение «по меньшей мере один осажденный ион железа», используемое в настоящем описании, относится, например, по меньшей мере к одному типу ионов железа, выбранному из всех возможных форм ионов Fe, осажденному в твердой форме. Например, по меньшей мере один ион железа, содержащийся в указанном осадке, может представлять собой Fe²⁺, Fe³⁺ или их смесь.

[0064] Выражения «по существу селективное выделение», «по существу селективно выделенный» и их эквиваленты, используемые в настоящем описании в отношении выделения соединения, относятся, например, к выделению или отделению указанного соединения совместно с менее чем 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 или 1% примесей. Указанные примеси могут представлять собой другие соединения, например, другие металлы.

[0065] Выражения «по существу селективное осаждение», «по существу селективно осаждать» и их эквиваленты, используемые в настоящем описании в отношении осаждения соединения, относятся, например, к осаждению указанного соединения совместно с менее чем 30, 25, 20, 15, 10, 5, 3, 2 или 1% примесей. Указанные примеси могут представлять собой другие соединения, например, другие металлы.

[0066] Например, по меньшей мере один металл может включать первый металл, выбранный из алюминия, железа, цинка, меди, золота, серебра, молибдена, кобальта, магния, лития, марганца, никеля, палладия, платины, тория, фосфора, урана и титана и/или по меньшей мере одного редкоземельного элемента и/или по меньшей мере одного редкого металла.

[0067] Например, первый металл может представлять собой алюминий, железо или магний.

[0068] Например, жидкость может содержать второй металл. Например, жидкость может содержать третий металл.

[0069] Например, второй металл может быть выбран из алюминия, железа, цинка, меди, золота, серебра, молибдена, кобальта, магния, лития, марганца, никеля, палладия, платины, тория, фосфора, урана и титана и/или по меньшей мере одного редкоземельного элемента и/или по меньшей мере одного редкого металла.

[0070] Например, способ может включать отделение Si от Ti, содержащихся в указанном твердом веществе, включающее выщелачивание твердого вещества с применением кислоты с получением таким образом жидкой фракции, содержащей Ti, и твердой фракции, содержащей Si, и отделение жидкой фракции от твердой фракции.

[0071] Например, материал можно выщелачивать с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 15 до примерно 45 масс. %, от примерно 20 до примерно 45 масс. %, от примерно 25 до примерно 45 масс. %, от примерно 26 до примерно 42 масс. %, от примерно 28 до примерно 40 масс. %, от примерно 30 до примерно 38 масс. % или от 25 до 36 масс. %. Например, можно применять HCl в концентрации примерно 18 масс. % или примерно 32 масс. %.

[0072] Например, материал можно выщелачивать с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 1 М до примерно 12 М, от примерно 2 М до примерно 10 М, от примерно 3 М до примерно 9 М, от примерно 4 М до примерно 8 М, от примерно 5 М до примерно 7 М или примерно 6 М.

[0073] Выщелачивание также можно проводить путем добавления в водный раствор сухой высококонцентрированной кислоты (например, 85%, 90% или 95%) в газовой фазе. В качестве альтернативы выщелачивание также можно проводить с применением слабого раствора кислоты (например, <3 масс. %).

[0074] Например, выщелачивание можно проводить с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 18 до примерно 32 масс. %, в первом реакторе, а затем с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 90 до примерно 95% (газ), во втором реакторе.

[0075] Например, выщелачивание можно проводить с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 18 до примерно 32 масс. %, в первом реакторе, затем с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 90 до примерно 95% (газ), во втором реакторе; и с применением HCl, имеющей концентрацию от примерно 90 до примерно 95% (газ), в третьем реакторе.

[0076] Например, выщелачивание можно проводить в атмосфере инертного газа (например, аргона или азота).

[0077] Например, выщелачивание можно проводить в атмосфере NH₃.

[0078] Например, материал можно выщелачивать при температуре от примерно 125 до примерно 225°C, от примерно 140 до примерно 165°C, от примерно 145 до примерно 160°C, от примерно 150 до примерно 200°C, от примерно 150 до примерно 190°C, от примерно 160 до примерно 190°C, от примерно 185 до примерно 190°C, от примерно 160 до примерно 180°C,