Способ получения смешанных оксидов алюминия и титана

09) (11) СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 01 Е 7/02 35 10 лыгин1 Изобретение от соединений редких преимущественно к окси ов,осится к технологии и цветных металлов, олучению смешанных ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОбРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИПРИ ГКНТ СССР(71) Ленинградский технологический институт им. Ленсовета. (56) Ермоленко Н.Ф., Эфрос М.ф. Регулирование пористой структуры окиснцх адсорбентов и катализаторов. - Минск: Наука и техника, 1971, с. 259-260.(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННЫХ ОКСИДОВ АЛЮМИНИЯ И ТИТАНА (57) Изобретение относится к технологии соединений редких и цветных металлов, предИзвестен способ получения смешанных оксидов алюминия и титана путем нагрева смеси алкоголята алюминия или титана и хлорида титана или алюминия при 100- 250 С, Затем для очистки от органических примесей и кристаллизации полученный продукТ нагревают последовательно 2-3 ч при 250-300 С и 5-10 ч при 900-1100 С.Указанный способ характеризуется неравномерностью распределения компонентов как в отдельном зерне, так и между зернами в массе получаемого продукта, наличием высокотемпературной стадии (900- 1100 С) кристаллизации получаемого имущественно к получению смешанных оксидов, Цель - получение продукта с заданными содержанием диоксида титана, соотношением й размерами кристаллитов анатаза и рутила и упрощение процесса, Это достигается многократной обработкой предварительно высушенного оксида алюминия парами тетрахлорида титана и воды при 200-600 С с удалением после каждой стадии обработки избытка физически сорбированных реагентов продувкой газом. По сравнению со способом-прототипом это позволяет получать в составе смешанного продукта диоксид титана в кристаллической форме и регулировать посредством температуры обработки его фазовый состав и размеры кристаллитов, 1 табл. аморфного продукта, загрязнением целевого продукта органическими веществами, что вызывает необходимость очистки, усложняет технологию, делает ее экологически опасной вследствие. образования загрязненных сточных вод после отмывки.Наиболее близким по технической сущности к предлагаемому .является способ получения смешанных оксидов алюминия и титана путем обработки предварительно высушенного оксида алюминия парами Т 1 С 14 до установления адсорбционного равновесия, последующего гидролиза адсорбированного в парахТ 1 С 14 влажным воздухом и дальнейшего температурного отжига при 650-1000 С/Недостатком данного способа является невозможность регулирования содержаниядиоксида титана, поскольку максимальнодостижимое его количество в продукте ограничено суммарным объемом пор и адсорбционной способностью используемогооксида алюминия и составляет (Зув = 227м/г, Ч- =0,53 см /г) 10 мас.%. Ввиду разнойдинамической активности оксида алюминияразброс в содержании Т 102 в продукте может составлять . 2%, Кроме того, наличиевысокотемпературной стадии, необходимой для кристаллизации двуокиси титана,сопровождается при температуре отжигавыше 800 С спеканием и фазовыми превращениями оксида алюминия с получениемнабора смешанных форм,Цель изобретения - получение продукта с заданным содержанием диоксида титана и соотношением и размерамикристаллитов анатаза и рутила и упрощениепроцесса,Поставленная цель достигается тем, чтосогласно способу получения смешанных оксидов алюминия и титана, включающему обработку предварительно высушенногооксида алюминия парами тетрахлорида титана и воды, обработку проводят при 200600 С многократно с удалением послекаждой стадии обработки избытка тетрахлорида титана и хлорида водорода осушенным газом. Обработку оксида алюминияпарами Т 1 С 4 проводят до завершения реакциив( А 1-ОН)+ Т 1 С 1-1 -фА 1-О-)пТ С 14-+ е Н С 1,(1)Контроль за полнотой протекания процесса осуществляют по содержанию титанав конечном продукте. Обработку парами воды продукта, полученного в результате осуществления реакции (1), проводят толькопосле удаления из реакционного пространства избытка ТС 1 и НС 1. Завершение процесса гидролиза+ (4-в)Н С (2)контролируют по прекращению выделенияНС на выходе из реактора и по содержанию хлора в твердой фазе. После тщательного высушивания полученный продуктподвергают вновь двухстадийной обработке и т,д.Температурный интервал проведенияпроцесса выбирают исходя из характера изменения фазового состава получаемого диоксида титана. При температуре менее200 С получают аморфный диоксид титана,Проведение процесса при температуре более 600 С не приводит к изменению фазового состава по сравнению с 600 С, носопровождается нежелательными побочными процессами хлорирования, термической и окислительной деструкцией поверхностных структур. Нижний предел кратности обработки определяют формированием 5 кристаллической структуры Т 102 только после двух циклов, верхний предел - необходимым содержанием Т 1 02.П р и м е р 1. В реактор загружают оксидалюминия, высушивают в атмосфере возду ха при 200 С в течение 4 ч и обрабатываютпарами тетрахлорида титана в потоке осушенного газа-носителя (воздух, инертный газ) до насыщения. Затем проводят парофазный гидролиз образца при 200 С до пре кращения выделения хлорида водорода ивысушивают продукт в потоке газа-носителя. Обработку повторяют еще раз (кратность обработки и -2). Продукт содержит 12 мас.% Т 102 (100% рутильной форму) со средним размером кристаллитов 250 А. 2025 30354045 50 55 П р и м е р ы 2-9. Процесс проводят аналогично. Условия проведения процесса и полученные результаты приведены в таб-лице.Из представленных в таблице данныхследует, что совокупность используемых в изобретении приемов позволяет получать смешанные оксиды алюминия и титана, регулируя содержание диоксида титана от 6,0 до 38,8 мас,%. Изменяя температуру проведения процесса от 200 до 600 С, можно регулировать фазовый состав диоксида титана в продукте от 100% рутила до 100% анатаза. В интервале температуры 200-500 С в смешанной системе присутствует как рутильная, так и анатазная формы диоксида титана, соотношение между которыми определяется температурой синтеза. Размер кристаллитов диоксида титана также изменяется в рассматриваемом интервале температур. При температуре обработки менее 200 С получается продукт в аморфном состоянии. Повышение температуры более 600 С сопровождается снижением размеров кристаллитов диоксида титана.По сравнению с известным предлагаемый способ позволяет получать в составе смешанного продукта диоксид титана в кристаллической форме, причем с заданным (в зависимости от кратности и температуры обработки) содержанием диоксида титана и фазовым составом и размерами кристаллитов.ПЬскольку для регулирования фазового состава диоксида титана всмешанном продукте по известному способу необходима дополнительная высокотемпературная обработка, то исключение ее благодаря техническому решению в способе является дополнительным преимуществом его по1713886 Составитель А.КоновТехред М.Моргентал Корректор О,Кравцова едактор В.Петра аказ 659 Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГК 113035, Москва, Ж, Раушская наб., 4/5 оизводственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул. Гагарина, 101 сравнению с известным, что позволяет упростить процесс. Формула изобретенияСпособ получения смешанных оксидов алюминия и титана, включающий обработку 5 предварительно высушенного оксида алюминия парами тетрахлорида титана и воды,о т л и ч а ю щ и й с я тем, что, с целью получения продукта с регулируемым содержанием диоксида титана и соотношением и размерами кристаллов анатаза и рутила и упрощения процесса, обработку проводят при 200-600 С многократно с удалением избытка тетрахлорида титана и хлористого водорода продувкой осушенным газом,