Tecnología de obtención de titanato de potasio mediante lixiviación alcalina de ilmenita con hidróxido de potasio

Resumen

Entre otros usos, el titanato de potasio mejora la resistencia térmica de los materiales en la industria cerámica, actúa como dieléctrico y componente de dispositivos piezoeléctricos en electrónica, y facilita la producción de materiales catalíticos. En este estudio, utilizamos concentrado de ilmenita (96%) del yacimiento de Irshansky en la región de Zhytomyr, Ucrania, caracterizado por un alto contenido de TiO₂, como materia prima prometedora para la síntesis de titanato de potasio. Nuestro objetivo fue sintetizar titanato de potasio (K₂TiO₃) mediante la lixiviación alcalina de ilmenita y determinar las condiciones óptimas del proceso para lograr una alta extracción de titanio(IV). La metodología incluyó la lixiviación alcalina en condiciones controladas de temperatura, tiempo, tamaño de partícula y relación molar FeTiO₃:KOH, seguida de la caracterización morfológica y de fase del producto obtenido. Los resultados experimentales mostraron que las condiciones óptimas de lixiviación incluyen un tamaño de partícula de ilmenita ≤71 μm, una relación molar FeTiO3:KOH de 1:2, una temperatura de 453 K y una duración de lixiviación de 3 h, lo que resulta en un grado de extracción de titanio(IV) del 86,7 %. Un aumento adicional de la temperatura o del contenido de álcali solo produjo un ligero incremento en la eficiencia de extracción (hasta un 89,7%), lo que se consideró económicamente inviable. La gran eficiencia del proceso se atribuyó a una mayor superficie de reacción, condiciones térmicas óptimas y parámetros termodinámicos favorables. Con base en estos resultados, se propone un esquema tecnológico para la posible producción industrial de titanato de potasio, con perspectivas de reducción del consumo energético, mejora de la seguridad ambiental y mínimas pérdidas de materia prima.