Titanium as Free Oxide and Substituted Forms in Kaolinites and other Soil Minerals

Abstract

Titanium in TiO₂ minerals was differentiated from that isomorphously substituted into minerals by the use of dihydrogen hexafluorotitanate (hydrofluotitanic acid, H₂TiF₆), which selectively dissolved minerals containing substituted Ti⁴⁺, leaving free crystalline TiO₂ minerals in the residue. Titanium analyses on the original samples and the residues remaining after H₂TiF₆ treatment, by both wet chemical (Tiron) and neutron activation methods, indicated that an average of 86 per cent of the titanium in seven kaolinite samples was present in the residual TiO₂ form (largely anatase), whereas only 28 per cent in two bentonites was present in the TiO₂ form. Residual Ti accounted for 100 per cent of the Ti in synthetic anatase and for 92 per cent of the Ti in coarse clay sized rutile, the latter value suggesting that about 8 per cent amorphous TiO₂ was removed from the mechanically dry ground rutile by the H₂TiF₆ reagent. The Ti present as residual TiO₂ in a variety of other samples ranged from 0 to 100 per cent.

Résumé

Le titanium dans les minéraux TiO₂ a été différencié de cleui substitué de maniøre isomorphe aux minéraux, par l’emploi de dihydrogøne hexafluorotitanate-2 (acide hydrofluotitanique, H₂TiF₆), qui a dissout d’une maniøre sélective les minéraux contenant du Ti⁴⁺ subsitué, en laissant libre les minéraux TiO₂ cristallins dans le résidu. Des analyses de titanium sur les échantillons originaux et les résidus restant aprøs le traitement H₂TiF₆, à la fois par un procédé chimique humide (Tiron) et d’activation de neutrons, ont montré qu’il y avait une moyenne de 86% du titanium dans sept échantilons de kaolinite, sous la forme résiduelle de TiO₂ (en grande pattie l’anatase), alorsqu’il se trouvait seulement 28% dans deux bentonites sous la forme de TiO₂. Le Ti résiduel représentait 100% du Ti dans l’anatase synthétique et 92% du Ti dans de l’argile grossier taillé rutile, la derniøre valeur suggérant qu’environ 8% de TiO₂ amorphe étaient enlevés du rutile broyé à sec mécaniquement, par le réactif H₂TiF₆. La présence de Ti en tant que TiO₂ résiduel en une variété d’autres échantillons variait de 0 à 100%.

Zusammenfassung

Titanium in TiO₂ Mineralen wurde von isomorph in Mineralen substituiertem durch Verwendung von Dihydrogen Hexafluorotitanat-2 (Hydrofluotitansäure. H₂TiF₆) unterschieden die Minerale, die substituiertes Ti⁴⁺ enthielten, selektiv löste, unter Zurücklassung von freien, kristallinen TiO₂ Mineralen im Rückstand. Titananalysen an den ursprünglichen Proben und den nach H₂TiF₆ zurückbleibenden Resten, sowohl durch nass-chemische (Tiron) als auch durch Neutronaktivierungsmethoden, zeigten, dass durchschnittlich 86% des Titaniums in sieben Kaolinitproben in der residuellen TiO₂ Form (hauptsächlich Anatas) vorhanden war, während nur 28% in zwei Bentoniten in der TiO₂ Form auftrat. Residuelles Ti stellte im synthetischen Anatas 100% des Ti dar und 92% des Ti in grobem, Tongrösse-Rutil, wobei der letztere Wert andeutet, dass durch das H₂TiF₆ Reagenz etwa 8% amorphes TiO₂ aus dem mechanisch trocken gemahlten Rutil entfernt worden sind. Das als residuelles Ti in einer Anzahl anderer Proben vorhandene Ti bewegte sichin einem Bereich von 0 bis 100%.

Абстракция

Титан минералов состава TiO₂ может быть отделен от титана, образующего изоморфные примеси, при использовании гексафтортитановой кислоты H₂TiF₆; эта кислота селективно растворяет минералы, содержащие изоморфную примесь Ti⁴⁺ оставляя неизмененными кристаллические минералы TiO₂. Определения титана как в необработанных природных образцах, так и в остатках после обработки H₂TiF₆; проведенные методом химического анализа мокрым путем и нейтроно-активационным методом, показали, что в среднем 86% титана в семи каолинитовых образцах содержится в виде остаточного минерала TiO₂ (главным образом, в виде анатаза), тогда как в двух образцах бентонита только 28% титана представлено свободной TiO₂. На долю остаточного титана приходится 100% Ti в синтетическом анатазе и 92% Ti в рутиле грубой глинистой фракции; предположительно около 8% Ti аморфного TiO₂ удаляется из механически растертого в сухом состоянии рутила с помощью H₂TiF₆. Содержание Ti в виде остаточного TiO₂ в ряде других образцов колеблется от 0 до 100%.