способ получения титанового дубителя для кож

Формула изобретения

1. СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ТИТАНОВОГО ДУБИТЕЛЯ ДЛЯ КОЖ, включающий приготовление исходного раствора сульфата титанила при перемешивании, охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония сульфатом аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию полученной суспензии и сушку осадка, отличающийся тем, что в исходный раствор дополнительно вводят хлорид аммония в количестве 8 - 36 г/л.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что хлорид аммония используют в виде маточного раствора после фильтрации суспензии, которым разбавляют исходный раствор до концентрации по титану 80 - 120 г/л при соотношении объемов исходного и маточного растворов не менее 2 : 1.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к получению минерального дубителя из титансодержащего сырья, в частности из раствора сульфата титанила.

В настоящее время на кожевенных заводах России вместо органических дубителей широко используют более дешевые минеральные дубители.

Среди минеральных дубителей наибольшее распространение получили титановые дубители, получаемые из различного титансодержащего сырья разными способами.

Известен способ [1] получения титанового дубителя для кож путем обработки титансодержащего сырья смесью серной кислоты и сульфата аммония для получения спека с последующим выщелачиванием его водой для перевода титана в раствор, из которого высаливают двойную сернокислую соль титанила и аммония сульфатом аммония и серной кислотой, промывают ее раствором, содержащим 350 г/л серной кислоты и 20 г/л сульфата аммония, и раствором-консервантом, содержащим сульфат аммония в количестве 300-400 г/. Недостатком данного способа является наличие значительного объема сбросных промышленных вод, повышенный расход серной кислоты, невозможность повторного использования для получения дубителя ценных компонентов, содержащихся в сбросных водах, что приводит к снижению технико-экономических показателей процесса.

Известен способ [2] получения циркониевых, титановых и титанциркониевых дубителей путем упаривания сульфатных расторов циркония или титана или обоих этих элементов в присутствии добавок сульфатов натрия или аммония или обоих этих соединений, а также в присутствии добавок соединений хрома или алюминия или обоих этих элементов при мольном отношении Me₂^IIIO₃/Me^IVO₂ (где Me^III алюминий, хром и Me^IV цирконий, титан) не менее 0,25.

Недостатком известного способа является то, что на упаривание сульфатных растворов требуются затраты значительного количества электроэнергии, а также этот способ отличает нестабильность качества дубителя по основности.

Наиболее близким техническим решением, выбранным авторами за прототип, является способ [3] получения титанового дубителя для кож, включающий приготовление исходного раствора сульфата титанила, его перемешивание и охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония сульфатом аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию полученной суспензии и обработку осадка.

Недостатком данного способа являются значительный объем сбросных вод, повышенные потери титана с маточником, нестабильность качества дубителя по основности и невозможность повторного использования для получения дубителя ценных компонентов, содержащихся в сбросных водах, что приводит к снижению технико-экономических показателей процесса.

Заявляемое изобретение направлено на снижение объема сбросных вод и потерь титана с маточником, на стабилизацию качества дубителя по основности.

Указанная задача решается следующим образом.

В отличие от известного способа получения титанового дубителя для кож (прототипа), включающего приготовление исходного раствора сульфата титанила, его перемешивание и охлаждение, высаливание сульфатотитанила аммония, сульфатом аммония, последующую кристаллизацию, фильтрацию полученной суспензии и обработку осадка, по заявляемому способу в исходный раствор дополнительно вводят хлорид аммония в количестве 8-36 г/л. В качестве вещества, содержащего хлорид аммония, используют маточный раствор после фильтрации дубителя, которым разбавляют исходный раствор до концентрации по титану 80-120 г/л, при этом соотношение объемов исходного раствора к маточнику должно быть не менее 2:1.

Сравнительный анализ заявляемого технического решения с прототипом показывает, что заявляемый способ отличается от известного тем, что в исходный раствор дополнительно вводят хлорид аммония в количестве 8-36 г/л.

В качестве вещества, содержащего хлорид аммония, используют маточный раствоp после фильтрации дубителя, которым разбавляют исходный раствор до концентрации по титану 80-120 г, при этом соотношение объемов исходного раствора к маточнику должно быть не менее 2:1.

При анализе патентных и научно-технических источников не выявлено технических решений, обладающих всей совокупностью существенных признаков, присутствующих в настоящей заявке, что позволяет сделать вывод о новизне данного технического решения и соответствии его критерию патентоспособности "новизна".

Сравнение заявляемого способа с другими техническими решениями в данной области техники показывает, что известно использование маточных растворов после упаривания в качестве сырья для получения титановых дубителей. Однако применение добавок хлорида аммония или необработанных маточных растворов, содержащих хлорид аммония, для получения исходного раствора сульфата титанила неизвестно. Заявляемое техническое решение явным образом не следует из уровня техники и соответствует критерию патентоспособности изобретения "изобретательский уровень".

Маточный раствор после фильтрации суспензии титанового дубителя, содержащий хлорид аммония, содержит также, г/л: титан 2-5; сульфат-ион 200-400; ион аммония 40-100; хлор-ион до 60.

Введение в исходный раствор сульфата титанила добавки хлорида аммония в количестве 8-36 г/л или маточного раствора при соотношении объемов исходного раствора к маточнику не менее 2:1 позволяет:

снизить потери титана с маточником за счет повышения концентрации высаливателя (хлорида аммония) в растворе;

сократить объем сбросных промышленных вод при получении дубителя за счет возврата части сбросных вод на операцию приготовления исходного раствора;

стабилизировать качество дубителя по основности за счет наличия в растворе свободного количества хлорида аммония, выступающего в роли буфера.

Маточные растворы могут использоваться многократно при изготовлении дубителя.

Для экспериментальной проверки заявляемого способа проведена следующая работа. По прототипу титановый дубитель получали путем растворения сульфата титанила в 300 мл воды до концентрации 650 г/л и перемешивания до полного растворения в течение 1 ч. Полученный раствор сульфата титанила охлаждали при постоянном перемешивании до температуры не более 28^оС. В охлажденный раствор вводили сульфат аммония в количестве 1 кг/1 кг сульфата титанила. После окончания подачи сульфата аммония в pаствор суспензию перемешивали в течение 15 мин (время кристаллизации) с помощью мешалки. Фильтрацию суспензии титанового дубителя осуществляли в воронке Бюхнера на фильтровальной бумаге под вакуумом. Полученный пpодукт сушили при комнатной температуре до влажности 10%

По заявляемому способу титановый дубитель получали путем растворения сульфата титанила в 300 мл воды до концентрации 650 г/ и перемешивали до полного растворения в течение 1 ч. Затем в исходный раствор вводили добавку хлорида аммония. Количество хлорида аммония составляло: 5, 8, 22, 36, 40 г/л.

По другому варианту в исходный раствор вводили маточный раствор, содержащий хлорид аммония при следующих соотношениях объемов исходного раствора и маточника: 1:1; 2:1; 3:1; 4:1.

Полученный раствор сульфата титанила охлаждали при постоянном перемешивании до температуры не более 28^оС. В охлажденный раствор вводили сульфат аммония в количестве 1 кг/1 кг сульфата титанила. После окончания подачи сульфата аммония в раствор суспензию перемешивали в течение 15 мин (время кристаллизации) с помощью мешалки. Фильтрацию суспензии титанового дубителя осуществляли в воронке Бюхнера на фильтровальной бумаге под вакуумом. Полученный продукт сушили при комнатной температуре до влажности 10%

Дополнительно был поставлен опыт по многократному использованию маточника для приготовления исходного раствора. В опыте 11 для приготовления исходного раствора использовали маточный раствор после десятикратного использования в замкнутой системе.

В процессе выполнения данной работы оценивали объем сбросных вод, содержание титана в маточнике, а также оценивали качество полученного по разным вариантам дубителя на соответствие его требованиям ТУ 95.290-79. результаты исследований представлены в табл. 1 и 2.

Анализ результатов, приведенных в табл.1 и 2, показывает, что заявляемый способ отличается от прототипа меньшим содержанием титана в маточнике (3,2-1,4 г/л вместо 3,5 г/л по прототипу), меньшим объемом сбросных вод (0,76-0,48 л/кг дубителя вместо 0,95 л/кг дубителя по прототипу), более стабильным качеством дубителя по основности (44,3-45,1% вместо 42-47% по прототипу) во всем заявляемом диапазоне содержания хлорида аммония или соотношения исходного раствора и маточника.

Оптимальными параметрами заявляемого способа являются:

содержание хлорида аммония 8-36 г/л (опыты 3-5);

соотношение объемов исходного раствора к маточнику не менее 2:1 (опыты 7-9).

Уменьшение содержания хлорида аммония в растворе менее 8 г/л (опыт 2) не оказывает существенного влияния на снижение потерь титана в маточнике и стабилизацию качества дубителя по основности.

Превышение содержания хлорида аммония в растворе более 36 г/л (опыт 6) приводит к выпадению в осадок сульфатотитанила аммония при приготовлении раствора, в результате этого при высаливании образуются мелкие кристаллы и ухудшается фильтруемость суспензии.

Уменьшение соотношения объемов исходного раствора к маточнику менее 2:1 (опыт 10) приводит к увеличению доли маточника в приготовленном растворе, увеличению содержания хлорида аммония выше допустимого предела, в результате чего происходит выпадение в осадок сульфатотитанила аммония при приготовлении раствора, и образованию мелких кристаллов при высаливании продукта и ухудшению фильтруемости суспензии.

Анализ качества свойств титанового дубителя, полученного по заявленному способу при оптимальных параметрах, показывает, что такой дубитель не отличается по свойствам от дубителя, полученного по прототипу, и соответствует требованиям ТУ 95.290-79. Многократное использование маточного раствора не приводит к ухудшению качества дубителя.

Данный способ опробован в производственных условиях при выпуске партий титанового дубителя с положительным результатом.