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PERFECTIONNEMNTS AUX OXYDES- DE ZINC.
Cette invention a trait, au traitement de l'oxy- ,de de zinc et en particulier à. un procédé pour accélérer le vieillissage de ce produit.
L'oxyde de zinc est très employé dans la prépa- ration des composés à base de caoutchouc et présente
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l'avantage d'augmenter dans une mesure importante la résistance à l'extension de ces composés. Les oxydes qui sont les plus appropriés à cette application sont ceux dérivés des minerais tels que la franklinite. Les oxydes de zinc préparés en partant des minerais à base de sulfure grillés ne produisent pas, s'ils sont employés dans leur état originel, un accroissement aussi marqué de la résistance à l'extension du composéde caoutchouc.
La raison de cette différence dans l'action d'oxydes de zinc provenant de diverses sources est assez obscure-, mais elle semble être basée sur l'acidité relative du produit, quoiqu'il ne soit aucunement certain que l'aci- dité constitue la cause principale de cette différence.
L'acidité semblerait plutôt être une indication de l'état de l'oxyde.
La présente invention a pour objet une procédé' de traitement des oxydes de zinc, spécialement de ceux produits en partant des minerais de sulfure grillés, grâce auquel ces oxydes sont améliorés en vue de leur emploi dans les composés de caoutchouc. Par le traite- ment décrit, il est possible de modifier l'oxyde de zinc dérivé des minerais de sulfure grillés de façon qu'il détermine dans les composés de caoutchouc sensiblement le même effet que l'oxyde de zinc produit par la frankli- nite et les minerais analogues.
D'autres buts et avantages de l'invention seront
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mis en évidence au cours de la description donnée ci-après en se référant au dessin annexé qui montre schématiquement la forme d'appareil préférée pour la mise en pratique de ce procédé. Toutefois, il n'est pas nécessaire que le traite- ment oit réalisé dans un appareil du type représenté puis- qu'il dépend plutôt des conditions auxquelles la matière est soumise que de la façon particulière dont cette matière est manipulée.
La demanderesse a découvert que l'oxyde de zinc peut être vieilli rapidement et amélioré particulièrement en ce qui concerne son effet dans les composés de caoutchouc si on le soumet à l'état chaud à l'action de vapeur d'eau.
Les meilleurs résultats sont obtenus quand la température de l'oxyde ne dépasse pas 150 C et une température d'envi- ron 125 C est préférée. Quand, l'oxyde est traité par de la vapeur d'eau approximativement à une température voisine de celle susindiquée, l'acidité du produit se trouve nota- blement diminuée. En outre, quand on incorpore le produit à une préparation à base de caoutchouc, il donne à cette préparation une résistance à l'extension s'élevant jusque 214 kilos par centimètre carré, ce qui est comparable au résultat obtenu avec l'oxyde de zinc dérivé de la franklinite.
Pour obtenir les meilleurs résultats, il est essentiel que le produit d'oxyde de zinc ne possède finale- ment qu'une teneur relativement faible en humidité. Par conséquent, l'opération doit être réalisée dans des condi- tions excluant la conservation d'une quantité importante de vapeur d'eau dans l'oxyde de zinc, ou bien ce dernier doit, après qu'il a été soumis à l'action de vapeur d'eau, être de nouveau traité en vue d'éliminer une grande propor- tion de la teneur en humidité qu'il contient..
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Ceci peut être réalisé aisément à l'aide d'un tube-de fer ou d'autre matière convenable disposé verticale- ment et pouvant être chauffé d'un bout à l'autre de sa hau- teur, à l'aide de gaz de combustion ou autrement, dans une mesure suffisante pour assurer le chauffage de l'oxyde de zinc à 140 C environ pendant qu'il tombe à l'intérieur du tube. L'oxyde de zinc peut être délivré régulièrement à l'extrémité supérieure du tube et, en tombant dans celui-ci acquerrera la température nécessaire. A l'extrémité-, inférieur re du tube, on peut prévoir une chambre dans laquelle l'oxy- de de zinc est recueilli et soumis à l'action de vapeur d'eau introduite à une température légèrement supérieure à 100 C.
Un supplément de vapeur d'eau peut aussi être introduit dans le tube dans lequel cette vapeur se mélange avec l'oxyde de zinc descendant, quoique ceci ne soit pas essentiel. L' oxyde traité recueilli dans la chambre qui se trouve à l'ex- trémité inférieure,du tube peut être enlevé régulièrement par un transporteur convenable travaillant d'une façon conti- nue de façon à retirer une partie du,produit. Il convient que les dimensions de la chambre soient suffisantes pour maintenir une masse considérable de l'oxyde dans cette chambre afin que tout l'oxyde reste au contact de la vapeur d'eau pendant un temps suffisant pour réaliser le but visé, c'est-à-dire pendant plusieurs heures.
Sous certaines conditions, le passage unique de l'oxyde de zinc le long du tube et au contact de la vapeur d'eau produira l'amélioration désirée. Si l'oxyde recueille une quantité d'humidité plus grande que celle qui est dési- rable dans le produit fini, on peut l'améliorer encore en le faisant repasser le long du tube et à travers la chambre en l'absence de vapeur d'eau. De cette façon, on peut faire travailler un tube unique par intermittence, d'abord avec de
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la vapeur d'eau, pendant que l'oxyde descend dans le tube, puis sans vapeur d'eau pour sécher l'oxyde, ou bien l'on peut employer plusieurs tubes de façon que le produit traité dans un premier tube par de la. vapeur d'eau soit ensuite soumis à l'action de la, chaleur dans un tube analogue ne recevant pas de vapeur d'eau.
A titre d'alternative, la chambre située à l'extrémité inférieure du tube peut être munie de serpentins de chauffage de façon que la température de l'oxyde de zinc qu'elle contient soit maintenue au-dessus de 1000 C, ce qui empêche la condensation de l'humidité. Au lieu d'employer un second tube pour sécher le produit au de disposer des moyens de chauffage dans la chambre prévue à l'extrémité! inférieure du tube, le séchage peut être réalisé de,toute autre manière convenable, par exemple à l'aide d'un transporteur à bande sans fin recevant l'oxyde de zinc sortant de la chambre et soumis à l'a,ction d'un courant de gaz de séchage, par exemple d'air chaud.
On peut substituer aux moyens susindiqués tous autres moyens de séchage propres à assurer une réduction de la teneur en humidité de l'oxyde à un point inférieur à quatre millièmes, ce qui constitue la limite supérieure préférée de la teneur en humidité de l'oxyde de zinc destiné à entrer dans les préparations à base de caoutchouc.
Dans le dessin, 5 désigne le tube qui est disposé verticalement dans une cheminée'en maçonnerie convenable 6 munie de chicanes 7 assurant l'utilisation effective maximum des gaz de chauffage. Le tube peut être en fer forgé et possé- der approximativement 30 centimètres de diamètre;$et 5,50'mètres de hauteur. Bien entendu, les dimensions sont arbitraires et dépendent de la capacité de production qu'on désire donner à il'appareil.Ce tube est chauffé par un four 8 muni d'une grille 9 pour la combustion de houille ou d'une autre matière combustible. ous autres moyens convenables peuvent être uti- lisés pour produire des gaz de combustion.
Ces gaz sontconduits
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par un car@@au 10 à la cheminée 6 et, après avoir circulé autour du tube 5, s'échappent par une cheminée 11. Pour assurer le chauffage de l'oxyde de zinc à environ 140 C pendant sa descente à l'intérieur du tube, il convient que la température des gaz entourent ce tube soit d'environ 2500 C.
L'oxyde de zinc à traiter est délivré à l'ex- trémité supérieure du tube par une trémie 12 munie d'un moulinet ou rouleau distributeur 13 assurant une alimenta- tion et une distribution uniformes de l'oxyde, qui tombe per suite dans le tube d'une manière régulière. L'oxyde tombe ainsi en pluie à l'intérieur du tube et arrive à l'état chaud dans une chambre 14 communiquant avec l'extré- mité inférieure du tube. Cette chambre est munie d'un trans- porteur à vis 15 qui peut être actionné par toute source de force motrice convenable et qui retire continuellement une partie de l'oxyde qui se trouve à la partie inférieure de la chambre et le délivre par un orifice 16.
L'oxyde de zinc traité sortant par cet orifice peut être délivré directement dans une boîte ou autre récipient convenable ou sur un transporteur qui le délivre à un autre appareil de chauffage ou qui le ramène à l'extrémité supérieure du tube de façon qu'il puisse être traité de nouveau. Un tuyau d'admission de vapeur 17 pénètre dans la chambre à travers ses parois latérales pour permettre l'introduction continue de vapeur d'eau à la température désirée au-dessus de la couche d'oxyde de zinc que renferme la chambre. Bien entendu, la vapeur d'eau s'élève et entre en contact avec la pluie d'oxyde de zinc tombant dans le tube à l'état chaud. Elle entre aussi en contact avec la douche superficielle d'oxyde de zinc que renferme la chambre.
Des tuyaux d'admission de vapeur supplémentaires 18 et '19 peuvent être prévus pour admettre
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/,au tube de la vapeur/à différents niveaux, et tous ces tuyaux d'admis- sion peuvent être régléa à l'aide de robinets convenables pour permettre de régler le vaporisage.
Dans un appareil du genre et des dimensions décrits, il est possible de traiter- 5,5 tonnes ou davantage d'oxyde de zinc par jour et de diminuer l'acidité de l'oxyde de zinc d'une moyenne de 0,57 % à une moyenne de 0, 11 % la diminution de l'acidité étant accompagnée.de'modifications qui améliorent les propriétés de l'oxyde de zinc en ce qui concerne son emploi dans les préparations à base de caout- chouc, de sorte que l'oxyde qui, avant le traitement, donne un composé de caoutchouc ayant une résistance à l'extension de 96 à 178 kilos par centimètre carré donnera, après le traitement, un' composé ayant une résistance à l'extension de 192 à 214 kilos par centimètre carré.
Quoique dérivé de minerais à base de sulfure grillés, l'oxyde de zinc possède, après le traitement, sensiblement les mêmes caractéristiques que celui dérivé de la franklinite et des minerais similaires; il est, comme ces derniers, exempt de l'acidité que caracté- rise l'oxyde de zinc produit à l'aide de minerais de sulfure grillés et il donne des composés de caoutchouc ayant sensi- blement la même résistance que ceux obtenus à l'aide de la franklinite et des minerais analogues. Le présent procédé permet par conséquent daugmenter notablement la quantité d'oxyde de zinc dont on dispose pour la fabrication des pré- parations à base de caoutchouc.
Comme indiqué dans la description qui précède, diverses modifications peuvent être apportées aux détails du traitement et à l'appareil employé pour ce traitement sans s'écarter de l'esprit de cette invention ni sacrifier aucun de ses avantages. Par exemple, l'oxyde arrivant des magasins d'ensachage, soit en vrac, soit en sacs, peut être conduit à
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travers un tunnel de traitement horizontal à l'aide d'un transporteur ou sur des wagonnets.
Résume
Un procédé pour améliorer l'oxyde de zinc destiné à être utilisé dans la préparation des composés de caoutchouc, ce procédé consistant à soumettre l'oxyde à l'ac- tion de vapeur d'eau à une température élevée ; procédé pou- vant en-outre être caractérisé par les points suivants, ensem- ble ou séparément :
a) On fait tomber l'oxyde en pluie à travers une zone chauffée remplie de vapeur d'eau. b) On fait passer l'oxyde, d'une façon intermit- tente ou continue, à travers un tunnel ou un four horizontal ayant une zone chauffée remplie de vapeur d'eau, l'oxyde étant déplacé en vrac ou supporté par.un transporteur ou par des wagonnets., c) L'oxyde est maintenu à 100-150 C pendant qu'il est soumis à l'action de la vapeur. d) On sèche l'oxyde après son traitement par la vapeur.
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