<Desc/Clms Page number 1>
" PROCEDE DE FABRICATION DE LITHOPONE ".
La présente invention concerne la fabrication du litho-- pone et a pour objet certains perfectionnements apportés à cette fabrication.
Le lithopone est une couleur blanche composée de sulfu- re de zinc et de sulfate de baryum. Dans la fabrication de lithopone, on mélange dans des proportions à peu prés molécu- laires du sulfate de zinc ( ZnSo4) et du sulfure de baryum ( BaS). Du mélange de ces solutions résulte un précipité blanc, floconneux et lourd, consistant en un mélange intime de sulfu- re de zinc ( ZnS) et de sulfate de baryum ( BaS04). On lave
<Desc/Clms Page number 2>
ce précipité, on le paisse au filtre-presse et on le sèche.
Le produit séché constitue ce que l'on désigne dans l'in- dustrie sous le nom de " lithopone cru". Le lithopone cru ne convient pas pour la peinture ; mais, lorsqu'on le chauffe à une température de 650 à 900 C., par exemple, et qu'on le refroidit brusquement'en le plongeant dans l'eau froide, ses propriétés physiques se trouvent modifiées au point qu'il est propre à être utilisé pour la peinture.
On mélange généralement les solutions de sulfate de aine et de sulfure de baryum dans des cuves en bois. Ainsi, il est de pratique courante d'introduire une quantité déter- minée de la solution, ou liqueur, de sulfate de zinc dans la cuve de précipitation puis d'y ajouter graduellement la solu- tion, ou liqueur, de sulfure de baryum, en remuant constam- ment jusqu'à ce que des essais montrent que la réaction est terminée .On continue habituellement à ajouter de la solu tion de sulfure de baryum jusqu'à ce que des essais appro- priés indiquant la présence d'un " excès" de cette solution sur la quantité requise pour satisfaire le sulfate de zinc suivant la réaction suivante :
ZnSO4 + BaS = ZnS + BaSO'.
Jusqu'à présent on a, habituellement, déterminé l'excès de sulfure de baryum " désiré, et par suite le point où prend fin la phase de precipation ou réaction, en essayant un échantillon filtré du mélange ( pâte crue) contenu dans la cuve pour le baryum ( au moyen d'un tirage à l*acide sulfu- rique par exemple) ou pour le soufre de sulfure ( au moyen par exemple, d'un tirage à l'iode ou avec une solution de[ chlorure de zinc). Les auteurs de l'invention ont découvert que l'on ne peut pas obtenir des lithopones crus de propriétés uniformes quand on détermine par ces méthodes d'essai couram- ment employées jusqu'àprésent l'"excès" de sulfure de baryum
<Desc/Clms Page number 3>
et le point de cessation de la réaction de précipitation.
C'est ainsi qu'ils ont trouvé dans la pratique d'une ins tallation réelle ( toutes autres conditions et phases de ma- nipulation étant d'ailleurs les mêmes) que l'on peut obte nir des lithopones crus doués de propriétés physiques dif- férentes lorsqu'on effectue la précipitation d ans des con- ditions apparemment identiques avec identiquement le même "excès" de sulfure de baryum à la fin de la réaction, tel que l'indiquent ces essais pratiqués couramment jusqu'ici
Il a déjà été reconnu comme un fait scientifique- qu'une solution aqueuse de sulfure de baryum ne contient pas réelle- ment du sulfure de baruym mais que, lors de la dissolution, j le composé chimique Il BaS" s'hydrolyse, de sorte que le ba- j ryum existe dans la solution sous la forme d'hydrate de ba- ryum ( Ba(OH)2)et de sulphydrate de baryum ( Ba(SH)2).
Cette hydrolysation du sulfure de baryum lorsqu'il se dissout dans l*eau peut être exprimée par l'équation suivante. :
2BaS+2H2O= Ba-(OH)2 + Ba(SH)2.
Dans l'industrie du lithopone, cette dissociation du sulfure de baryum lorsqu'il se dissout dans 1*eau n'a pas. été reconnue ou, si elle l'a été, a été considérée comme n'ayant point de signification ni d'importance. Ainsi ,les méthodes couramment employées jusqu'à présent pour la déter mination de ce que l'on appelle "l'excès de sulfure de baryum**, et par suite du point de cessation de la réaction de précipita- tion, ont été basées sur ,cette supposition que le baryum exis- tait sous la forme de composé chimique " sulfure de baryum* ou, en tout cas, qu'une détermination soit du baryum, ou du soufre de sulfure, indiquait exactement l'"excès"désiré de sulfure de baryum dans les liqueurs en précipitation.
Les auteurs de l'invention ont trouvé'que l'on ne peut pas compter sur ces méthodes habituellement employées jusqu'à
<Desc/Clms Page number 4>
présent pour exprimer et déterminer le point de cessation de la réaction de précipitation en fonction du baryum ou du soufre de sulfure et que, dans les conaitions où fonc- tionne une installation de fabrication, on ne peut pas s'en reposer sur elles pour produire des lithopones crus ùniformea.
Ils ont, de plus, découvert que le facteur significatif dans la détermination de ce que l'on appelle l'"excès de sulfure de baryum" n'est pas la quantité de baryum, ou de soufre de sulfure, contenue dans l'échantillon filtré de la pâte crue, comme on l'avait supposé jusqualors, mais 1* excès des quan- tités de baryum existant dans la solution sous la forme d'hy- drate et de sulfhydrate, et le rapport entre ces quantités.
L'excès effectif de liqueur de baryum dans la pâte crue ( au point où cesse la phase de précipitation) dépend en outre de la quantité de liqueur mère laissée dans le tourteau cru restant dans le filtre-presse ( et est habituellement proportionnel à cette quantité ) .
L'invention est basée sur cette découverte, qu'ont faite ses auteurs, que certaines propriétés physiques du lithopone fini et certaines phases de manipulation, dans la fabrication , sont influencées par l'excès de radicaux hy- drate et sulfhydrate contenus dans la pâte crue et le rap- port entre ces radicaux .L'invention, considérée d'une fa- çon générale, implique un contrôle du rapport et de l'excès d'hydroate-sulfohydratedans la pâte crue pour communiquer cer- taines propriétés physiques désirées au lithopone fini et ( ou) pour influencer certaines phases de manipulation dans le pro- cédé de fabrication.
Elle envisage en outre la détermination du point de cessation de la réaction entre la solution de sulfate de zinc et la solution de sulfure de baryum, dans la phase de précipitation, par un excès déterminé d'hydrate et ( ou) de sulfhydrate et ( ou) par un rapport déterminé entre
<Desc/Clms Page number 5>
les radicaux hydrate et sulfhydrate oontenus dans la pâte crue, dans la cuve de précipitation*
Ses auteurs de l'invention ont trouvé que des mine** rais de baryum ( barytes) différents, traités:
identique- ment, produisent des solutions de sulfure de baryum diffé- rentes qui, lorsqu'on les précipite par une solution uni- forme de sulfate de zinc, donnent des genres différents de lithopone cru exigeant des manipulations de calcination différentes et une manutention générale différente dans tout le reste de l'installation pour la fabrication de lithopone*
La seule différence prouvée dans divers lots de solutions de sulfure de baryum est le rapport de soufre de sulfure au baryum, qui détermine le rapport de l'hydrate de baryum au sulfhydrate de baryum. Dans ce que l'on peut considérer comme une solution de sulfure de baryum type, le rapport du baryum existant comme hydrate au baryum existant comme sulfhydrate est à peu près 53 à 47.
Le baryum présent à l'état de sulfhydrate dans de telles solutions peut néanmoins varier, dans la pratique , de 44 à 51 %, tandis que le ba- ryum présent à l'état d'hydrate peut varier, d'une façon cor- respondante, de 56 à 49%. Toutes autres choses égales d'ailleurs, les auteurs de l'invention ont trouvé qu'on ob- tiendra des lithopones crus sensiblement uniformes lorsque les pâtes crues contiennent sensiblement le même excès d'hy- drate de baryum et de sulfhydrate de baryum et le même rapport entre ceux-ci.
Ils ont, de plus, découvert que les propriétés physi- ques ( absorption d'huile, alcalinité, force , facilité d'incorporation à l'huile, etc.) de lithopone fini peu** vent être contrôlées ou modifiées, dans une certaine mesure au moins, par l'excès des radicaux hydrate et sulfhydrate, et le rapport entre ceux-ci, dans la pâte crue au point de
<Desc/Clms Page number 6>
-* cessation de la phase de précipitation , toutes autres conditions et phases de manipulation étant les mêmes. Ainsi, en général, plus la teneur en hydrate de la pâte crue sera élevée toutes autres choses égales d'ailleurs) plus l'ab- sorption d'huile du lithopone fini sera faible et plus son degré d'alcalinité sera élevé.
Dans le séchage du lithopone cru ( après passage au fil- tre-presse de la pâte crue) aussi bien que dans l'opération de calcination, le sulfhydrate de baryum tend à s'oxyder, ce qui lui fait perdre son utilité pour produire de l'alcalinité dans le lithopone fini. D'un autre coté, l'hydrate de baryum ne tend pas à perdre son alcalinité par oxydation. Par suite, avec de l'hydrate présent en plus grande proportion, l'alcali- nité sera maintenue d'une façon plus permanente et l'uniformi- té du degré voulu d'alcalinité du lithopone fini est mieux assurée.
Bien qu'un accroissement dans le rapport de l'hydrate au sulfhydrate, OH, tende à réduire l'absorption d'huile du lithopone fini et à le rendre lisse, alcalin et facile- ment incorporable à l'huile, il tend aussi à augmenter la te- neur en oxyde de zinc ( ZnO) et, plus ou moins par le même symptôme, à diminuer la teneur en sulfure de zinc ( ZnS) et peut par conséquent abaisser le pouvoir couvrant, on force couvrante, au-dessous du maximum.
K.M.Breyer, Croll et Farter, dans le brevet des Etats-Unis N 1.411.645, du 4 Avril 1922, ont décrit l'effet de quantités variables d'électrolyte( comme des chlorures solubles) dans les liqueurs en précipitation sur les phases de manipulation pour la fabrication de lithopone et sur les propriétés physi- ques du produit fini. Les auteurs de l'invention ont découvert que des excès variables de radicaux hydrate et sulfhydrate et
<Desc/Clms Page number 7>
des rapports variables entre ceux-ci, dans la pâte crue, produisent des effets sensiblement semblable, bien qu'à un degré moindre.
Ainsi la température de calcinât ion, nécessaire pour donner au lithopone une force satisfaisante,
EMI7.1
est abaissée à mesure que le rapport déshydrate au sulfhydra' /crue / te, dans la pâtetf augmente, toutes autres choses égales #d*ailleurs. même, une augmentation du rapport hydrate- *"#' d'ailleurs.
De même, une augmentation du rapport hydrate sulfhydrate élève la. température critique de résistance à la lumière-. lui conséquence, toutes autres choses étant égales et en particulier lateneur en électrolyte des li- queurs en précipitation, on peut effectuer, dans une cer- taine mesure, un contrôle de la température de calcination par un contrôle du rapport et de l'excès hydrate-sulfhydrate dans la pâte crue
Du point de vue fabrication, les aspects les plus im- portants du contrôle de l'excès et du rapport hydrate-sulhy- dratesont les réglables ou variations qu'il rend possibles dans les propriétés d'absorption d'huile, et l'alcalinité du lithopone fini. M.M.
Breyer et Farber, dans le brevet des Etats-Unis ? 1.446.637, du 27 Février 1923, ont indi- que les avantages qu'il y a à assurer une certaine gamme; limitée, d'alcalinités dans le lithopone fini en mettant un " excès de sulfure de baryum" approprié dans les liqueurs en précfpitation. Le contrôle du rapport et de 1* excès hydra te-sulfhydrate, conformément aux principes- de la présente invention, favorise la permanence du degré voulu d'alcali- nité dans les opérations subséquentes de séchage et de calai - nation et assure une plus grande uniformité du produit fini en ce qui concerne son alcalinité.
L'effet d'excès et de rapports différents de radicaux hydrate et sulfhydrate sur les propriétés physiques du
<Desc/Clms Page number 8>
lithopone fini, aussi bien que l'influence de ces excès différents et rapports différents sur les phases de mani- pulation du procédé de fabrication sont le mieux détermi- nés par une série d'essais préliminaires.
Ainsi, toutes au très choses égales d'ailleurs, on fait des lithopones crus avec des excès et rapports variables de radicaux hydrate et sulfhydrate dans la pâte crue et on.calcine ces lithopo- nes crus dans des conditions connues, et variables si on le désire. :Par de tels essais préliminaires, on peut déter- miner, et primer, si on le désire, sous la forme de cour- bes, l'effet d'excès et rapports différents entre radicaux hydrate et sulfhydrate dans la pâte crue.
De cette manière, il est possible de déterminer à l'avance, ou de prédire exactement, la qualité ou les propriétés d'un lithopone fini, aussi bien que la manipulation requise dans le séchage, la calcination, etc., pour des excès et rapports différents de radicaux hydrate et sulfhydrate dans la pâte crue -( toutes autres conditions étant les mêmes, ou l'effet de variations dans ces conditions étant connu) .
La pratique de l'invention, sous l'un de ses aspects, implique ainsi la détermination préliminaire de l'effet, sur les propriétés physiques du lithopone fini d'excès va- riables de radicaux hydrate et sulfhydrate et de rapports variables entre ceux-ci, au point de cessation de la phase de précipitation, puis le contrôle de cette dernière phase de manière à établir,'au point de cessation de la réaction, un excès déterminé des radicaux hydrate et sulfhydrate et un rapport déterminé entre ces radicaux, excès et rapport tels qu'ils développent les propriétés physiques désirées du litho- pone fini, après séchage approprié, calcination, etc..
sous un autre aspect, l'invention implique la détermination pré- liminaire des températures auxquelles du lithopone cru ( pré- cipité de solutions contenant des excès et rapports variables
<Desc/Clms Page number 9>
de radicaux hydrate et sulfhydrate au point où prend fin la phase de précipitation ) doit être oalciné afin de développer la force et la couleur désirées, aussi bien que des températures au-dessus desquelles du lithopone ( précipité de solutions contenant des excès et rapports,n variant d'une façon similaire, de radicaux hydrate et sulfhydrate au point où cesse la phase de précipitation) doit être calciné afin de maintenir une résistance sa- tisfaisante à laLumière pour permettre d'en faire usage en peinture,
puis un contrôle tel de l'excès des radicaux hydrate et sulfhydrate et du rapport entre ceux-cit au point de cessationde la phase de préciptiation, que, lors- qu'on calcine le précipité ( après séchage approprié!;) à une température suffisante pour développer la force et la couleur voulues, la résistance à lalumière soit sensi- blement maintenue.
Voici, simplement à titre d'exemple, des façons de procéder convenables pour la misseen pratique industrielle de l'invention.
Dans la phase de précipitation de la fabrication de lithopone, on verse une quantité appropriée de la so- lution de sulfate de zinc dans la cuve de précipitation.
On a joute ensuite graduellement de la solution de de baryum a la solution desulfate de zinc dans la- cuve en remuant constamment le mélange, Au moment' où l'on appro-
EMI9.1
che du point de cessation de la réaction. on essaie fré- /àvec deain** quermoent./le mélange qui se trouve dans la cuve. Un ecès dicateurd ap- propriéa, de la solution de sulfure de baryum sur la quantité néces- / sàire pour réagir avec la solution de sulfate de zinc est indiqué lorsque la pâte crue-à'une réaction alcaline quand on l'essaie, par exemple, avec de la phénolphtaléine.
Dans la pratique, le degré d*"excès de sulfure de baryum" est
<Desc/Clms Page number 10>
habituellement jaugé par la vigueur de la teinte rose obte- nue dans lsessai à la phénolphtaléine, ou la vigueur de la teinte obtenue par tout autre essai approprié.
Dans la pratique préférée de l'invention, on essaie, ou on analyse, pour les radicaux hydrate et sulfhydrate,le liquide de filtration d'un échantillon de la pâte crue, c'est- à-dire du mélange qui se trouve dans la cuve de précipita- tion après que le sulfate de zinc a été satisfait. Dans ce but, on prélève un échantillon de la pâte crue et on le fil- tre. On essaie quantitativement pour l'hydrate-(OH) une portion connue du liquide de filtration et on essaie quanti- tativement pour le sulfhydrate ( SH) ou le soufre ( S) une portion connue de ce liquide. On détermine ainsi l'excès desradicaux hydrate et sulfhydrate et le rapport entre ceuxci dans la pâte crue.
On peut employer ,pour les déterminations de l'hydrate et du sulfhydrate toutes façons de procéder appropriées. Les auteurs de l'invention ont trouvé commode de titrer 25cc.du liquide de filtration avec une solution d'iode à 10% ( iode dessous dans une solution aqueuse d'iodure de sodium) pour la détermination de sulfhydrate et de titrer 250 cc. du li- quide de filtration avec une solution d'acide chlorhydrique ( HCl) à 25% pour la détermination de l'hydrate.
Suivant l'invention, on choisira l'excès des radicaux hydrate et sulfhydrate et le rapport entre ceux-ci, au point où cesse la phase de précipitation, de manière à imprimer certaines propriétés physiques désirées au lithopone fini et ( ou) de façon à produire certaines influences désirées sur les phases de manipulation subséquentes, dans le procédé de fa- brication. L'établissement de l'excès, déterminé, désiré, des radicaux hydrate et sulfhydrate, et du rapport, déter- miné, désiré, entre ceux-ci à la fin de la phase de précipi- tation peut être effectuée de diverses manières .
Ainsi, le
<Desc/Clms Page number 11>
contrôle de l'excès et du rapport hydrate-sulfhydrate peut être fait entièrement dans la solution ou liqueur de baryum avant précipitation, ou bien être fait entièrement une fois la précipitation faite ; ou bien on peut avoir recours à ces deux façons de faire pour effectuer le contrôle, final., désiré, de l'excès et du rapport hydrate-sulfhydrate. Les auteurs de l'invention préfèrent régler et contrôler d'abord le rapport hydrate-sulfhydrate dans la liqueur de sulfure de baryum elle-même, avant précipitation. On peut ensuite pro- céder à tout ajustement final, nécessaire, de l'excès et du rapport hydrate-sulfhydrate dans les cuves de précipitation. ou même dans les réservoirs ou cuves, où l'on emmagasine la pâte crue.
Ainsi, conformément à la façon de faire préférée des auteurs de l'invention, on prépare la solution de sulfure de baryum de manière à maintenir un rapport établi de l'hydra- te de baryum au sulfhydrate de baryum.* On analyse, ou l'on essaie, ces solutions pour l'hydrate et le sulfhydrate et on contrôle leur préparation de manière à maintenir sensi- blement constant le rapport désiré d'hydrate à sulfhydrate.
Le correctif usuel pour la solution de sulfure de baryum con- siste en l'addition d'hydrate de baryum ( Ba.(OH) ) à la solution.
En plus dû contrôle du rapport d'hydrate de baryum à sulfhydrate de baryum dans la solution de sulfure de baryum, on fera. de préférence des analyses ou essais du liquide de filtration d'un échantillon de la pâte crue. A cette phase de l'opération, on peut augmenter le rapport du radical hy- drate au radical sulfhydrate en ajoutant de l'hydrate de ba- ryum à la pâte crue et augmenter le rapport du radical sul- fhydrate au radical hydrate en ajoutant de 1$acide sulfuri.. que à la pâte crue.
Si on le désire , on peut effectuer une vérification finale de l'excès et du rapport des radicaux
<Desc/Clms Page number 12>
hydrate et sulfhydrate dans la pâte crue en analysant, ou essayant, le liquide de filtration provenant des filtres à lithopone crue Dans la pratique industrielle ordinaire, on emmagasinera la pâte crue pendant une période d'une à huit heures et, dans le cas ou l'on désire un contrôle très raffiné, on peut, au cours de cette période d'emmagasinage,pro- céder à des analyse ;, ou essais de la pâtecrue pour les ra-
EMI12.1
ducaux hydrate et sulfhydrate et prendre toutes mesures cor- 4 nt reotives nécessaires pour établir l'excès et le rapport, 1p déterminés, désirée de radicaux hydrate et sulfhydrat e .
On peut favoriser de diverses façons le réglage et le contrôle du baryum présent sous forme d'hydrate et de sulfhy- drate dans la solution de sulfure de baryum. En général, des barytes haute teneur en fer ou en manganèse produisent des solutions ou liqueurs relativement riches en hydrate de baryum et, en stockant les minerais de baryte de différentes teneurs en fer et ( ou) en manganèse., on est à même de choi- sir des minerais qui produiront des solutions relativement riches ou pauvres en hydrates. On peut également régler la teneur en hydrate de la solution de sulfure de baryum en mé- langeant d'une façon appropriée des minerais de teneurs diffé- rentes en fer et ( ou).en manganèse.
On peut aussi augmenter la teneur en hydrate de baryum de la solution'de sulfure de baryum par l'usage d'une charge humide dans les fours à baryte. Une diminution dans la propor- tion de charbon dans la charge des fours à baryte tend aussi à augmenter la teneur en hydrate de baryum de la solution de sulfure de baryum résultante. Toutefois, ces expédients peuvent abaisser la quantité de baryum retirée du minerai.
EMI12.2
/\ Si on soumet à une lixiviation la Il cendre noire 0 ( produit des fours à baryte), la première eau contiendra une prop or-
<Desc/Clms Page number 13>
tion relativement grande de suif hydrate de baryum; la seconde contiendra moins de sulfhydrate de baryum et davantage d'hy- drate de baryum et les eaux ou lavures subséquentes seront riches en hydrate de baryum, en particulier si l'on fait usage d'eau chaude. Le résidu solide sera riche en hydrate de baryum. En conséquence, à mesure que l'effet de lixivia- tion fait des progrès, on obtient des teneurs légèrement plus élevées en hydrate parce que les dernières extractions se trouvent plus riches en hydrate de baryum.
Pour analyser, ou essayer, la solution ou liqueur de sulfure de baryum la façon de procéder suivante à donné de bons résultats dans la pratique :
On verse dans un gobelet en verre contenant 250 ce. d'eau un échantillon de lOcc. de liqueur de sulfure de baryum ( à environ 60 C. ). On ajoute trois gouttes d'indicateur à la phénolphtaleine et on titre la solution ,jusqu'à un point ou elle cesse d'être colorée, avec de l'acide chlorhydrique à 35 %. A ce même échantillon, on ajoute ensuite trois gout- tes d'indicateur au méthylorange et on titre, avec de l'acide chlorhydrique à 35 % jusqu'à un point où la solution devient légèrement rose.
La première partie de l'essai avec l'indica- teur à la phénolphtaleine détermine le radical basique fort ( OH) tandis que la seconde partie de l'essai ; ou analyse, avec l'indicateur au méthylorange détermine le radical basique faible ( SH) . Si a et b représentent le nombre de centimètres cubes d'acide chlorhydrique dont on a fait usage dans la pre- mière et la seconde parties, respectivement, de l'analyse, on calcule alors de la manière suivante le pourcentage de radi- eaux hydrate et sulfhydrate dans la solution de sulfure de baryum :
Hydrate (OR) pour cent = a x 100 a+b
Sulfhydrate (SH)" " = b 100 a+b
<Desc/Clms Page number 14>
Il est possible, dans certains cas, d'obtenir les excès et rapports déterminés de radicaux hydrate et sulfhydrate, envisagés par l'invention, par des hydrates autres que l'hy- drate de baryum. En dautres termes, bien que les pleins avantages de l'invention soient normalement assurés lorsque le rapport hydrate-sulfhydrate représente le rapport du baryum présent sous forme d'hydrate au baryum présent sous forme de sulfhydrate, il peut être possible, dans certains cas 'de substituer à une partie de l'hydrate de baryum d'autres hydrates ( tels que des hydrates de calcium, de magnésium ou de sodium) .
La teneur en humidité du lithopone cru séché exerce une certaine influence sur les propriétés physiques du litho- pone fini ( plus particulièrement,sur l'alcalinité et la fa- cilité avec laquelle il s'incorpore à l'huile) et doit être prise en considération. L'alcalinité du lithopone est plus facilement maintenue et soutenue, de la phase de précipita- tion au produit fini, lorsque le lithopone cru chargé dans l'appareil de calcination n*est pas complètement séché. A cet égard, des teneurs en humidité de 3 à 8 %, ou même plus élevées, dans le lithopone séché, cru, sont avantageuses.
Par ce séchage incomplet du lithopone cru,. supplémenté si on le désira par l'usage de vapeur durant la calcination et ( ou) le refroidissement parplongement dans de l'eau alcaline, il est possible d'arriver à avoir dans la pâte crue, des propor- tions de sulfhydrate plus élevées que celles qu'on pourrait avoir dans le cas où le lithopone cru est complètement sec, et d'obtenir ainsi les propriétés physiques désirées du li- thopone fini.
Un autre facteur contribuant à l'acalinité finale du lithopone fini, dont il peut être nécessaire de tenir compte
<Desc/Clms Page number 15>
pour mettre l'invention en pratique et pour maintenir l'uni formité du produit fini, est l'alcalinité de l'eau de refroi- dissement, ou même de broyage., aussi bien que de toute eau de lavage.
Les carbonates de magnésium et de calcium con- tenue.' dans cette eau se transforment ,à l'ébullition, en hydrates et, en conséquence, quand on refroidit par plonge** ment dans l'eau le lithopone chaud, ou peut être dans l'opé- ration de broyage, il se produit des alcalis libres* En con- séquence, dans le cas où les eaux de refroidissement, de broyage ou de lavage sont naturellement ( ou sont rendues ) alcalines, on doit prendre soin de maintenir cette alcali. nité uniforme, bien que des variations dans celle-ci puis- sent être compensées par des changements appropriéesdana l'excès et le rapport hydrate -suif hydrate au point ou prend fin la phase de précipitation..
Dans le cas où l'hydrate existe, dans la pâte crue, exclusivement à ltétat d'hydrate de baryum et (ou) où il n'est pas essentiel de déterminer exactement ce que l'on appelle l'"excès de sulfure de baryum" , on peut employer des analyses ou essais pour hydrate seul au lieu d'analyses. ou essais, tant pour hydrate que pour sulfhydrate, comme décrit ci-dessus. Bans des cas de ce genre, la teneur en sulfhydrate du liquide de filtration d'un échantillon de la pâte crue, peut si on le désire, être calculée par différence, l'exactitude de ce calcul dépendant largement de la propor- tion de l'hydrate de baryum à d'autres hydrates présents dans la pâte crue.
En conséquence, dans certains cas, comme , par exemple, quand un contrôle raffiné n'est pas nécessaire et ( ou) quand on vise particulièrement une alcalinité uni- forme, le contrôle de l'excès et du rapport hydrate-sulfhy- drate et ( ou) l'établissement dans la pâte crue d'un excès et rapport hydrate-sulfhydrate déterminés, à la fin de la phase de précipitation, peuvent être abrégés ou raccourcis en
<Desc/Clms Page number 16>
les ramenant à un contrôle d'hydrate et ( ou) à l'établis- sement dans la pâte crue d'une quantité déterminée d'hydrate.
Voici des exemples spécifiques qui illustrent davantage la pratique de l'invention;
Exemple A.- Four la production d'un lithopone à absorp- tion d*huile relativement élevée.
La solution de sulfate de zinc est à environ 25 Baume et la solution de sulfure de baryum, à environ 13 Baume. Les liqueurs en précipitation contiennent environ 4 décigrammes ( ou moins) de chlore par litre de solution de sulfate de aine, calculés à l'égard d'une solution à 20 Baumé,à 20 C..
La. température des liqueurs durant la précipitation est d'en- viron 65-70 C.. On ajoute 13 kilos 600 grammes d'acide sul- furique à 30 Baumé à la cuve de précipitation en même temps que la solution de sulfate de zinc ( 8750 kilos). Le tour- teau du filtre-presse contient environ 50 % d'eau. On sèche à peu Près complètement le lithopone cru, c'est-à-dire jus- qu'à ce que sa teneur moyenne. en humidité soit d'environ 1%, ou moins. On calcine le lithopone dans des cornues verticales du type décrit dans le brevet des Etats-Unis Singmaster et Breyer, N 1. 411.647, en date du 4 avril 1922, à une tempé- rature de calcination d'environ 850 C..
Le rapport d'hydrate à sulfhydrate dans la solution de sulfure de baryum est expri-
EMI16.1
mé par l'équation suivante : 53 à 51% Baryum à l' état d*hydrate -3* ¯- Baryum à l'état de sulfhydrate- 47 à 4g
On conduit et on contrôle la phase.de'précipitation de manière à établir dans la pâte crue, à, la fin de la réaction, l'excès et le rapport de radicaux hydrate et sulfhydrate in diqués et déterminés par les essais de titrage suivants :
EMI16.2
<tb> Titrage, <SEP> avec <SEP> de <SEP> l'iode <SEP> à <SEP> 10%, <SEP> Titrage, <SEP> avec <SEP> HCL <SEP> à <SEP> 25% <SEP> par
<tb>
<tb>
<tb> par <SEP> 25cc.de <SEP> liquide <SEP> de <SEP> 250 <SEP> cc <SEP> de <SEP> liquide <SEP> de <SEP> filtration
<tb>
<tb>
<tb> filtration <SEP> provenant <SEP> d'échan- <SEP> provenant <SEP> d'échantillon <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> tillon <SEP> de <SEP> pâte <SEP> crue <SEP> - <SEP> pâte <SEP> crue
<tb>
<tb> 1,2- <SEP> 1,6 <SEP> ce <SEP> 3 <SEP> - <SEP> 4 <SEP> ce
<tb>
<Desc/Clms Page number 17>
Exemple B.- Pour la production d'un lithopone à absorp- tion d'huile moyennes
Les liqueurs de précipitation contiennent 4 à 5 déci- grammes de chlore par litre, calculés à l'égard d'une solu- tion de sulfate de zinc à 20 Baume, à 20 C..
Le rapport d'hydrate à sulfhydrate dans la -solution de sulfure de ba- ryum est exprime comme suit :
EMI17.1
Baryum à l'état d'hydrate ¯ 54 52 je Baryum à l'ëtat de-suif hydrate 46*- 48;% Les essais de titrage sont comme il suit :
EMI17.2
<tb> Titrage, <SEP> avec <SEP> de <SEP> l'iode <SEP> à <SEP> 10%; <SEP> Titrage,avec <SEP> HCL <SEP> à <SEP> 25%, <SEP> par <SEP>
<tb>
<tb> par <SEP> 25 <SEP> cc <SEP> de <SEP> liquide <SEP> de <SEP> fil- <SEP> 250 <SEP> cc <SEP> de <SEP> liquide <SEP> de <SEP> filtra
<tb>
<tb> tration <SEP> provenant <SEP> d'échan- <SEP> tion <SEP> provenant <SEP> d'échantillon
<tb>
<tb> tillon <SEP> de <SEP> pâte <SEP> crue <SEP> de <SEP> pâte <SEP> crue
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
<tb> 1,2- <SEP> 1,6 <SEP> ce <SEP> 3- <SEP> 6 <SEP> cc.
<tb>
Les autres conditions sont sensiblement les mêmes que dans l'exemple A, sauf que la température de calcination peut être un peu plus basse.
Exemple C.- :Pour la production d'un lithopone à,absorp- tion d'huile relativement faible.
Les liqueurs de précipitation contiennent de 75 centi grammes à 1 gramme de chlore par litre de solution de sul- fate de zinc, caloulés à l'égard d'une solution à 20 Baumé. à 20 C.. La température de calcination est d'environ 750 C..
Le rapport d'hydrate à sulfhydrate dans' la solution de sulfure de baryum est comme il suit :
EMI17.3
Baryum à l'état clhvdratl- 55-53%' Baryum à l'état de sulfhydrate ' 45 4? % Les essais de titrage sont comme il suit
EMI17.4
<tb> Titrage,avec <SEP> de <SEP> l'iode <SEP> à <SEP> 10% <SEP> Titrage, <SEP> avec <SEP> HCL <SEP> à <SEP> 25 <SEP> %,
<tb>
<tb> par <SEP> 25 <SEP> ce <SEP> de <SEP> liquide <SEP> de <SEP> par <SEP> 250 <SEP> ce <SEP> de <SEP> liquide <SEP> de
<tb>
<tb>
<tb> filtration <SEP> provenant <SEP> d'échan- <SEP> filtration <SEP> provenant <SEP> d'échan-
<tb>
<tb>
<tb> tillon <SEP> de <SEP> pâte <SEP> crue <SEP> tillon <SEP> de <SEP> pâte <SEP> crue.
<tb>
<tb>
<tb>
<tb>
1, <SEP> 2 <SEP> '- <SEP> 1, <SEP> 6 <SEP> se <SEP> 6 <SEP> - <SEP> 9 <SEP> ce
<tb>
<Desc/Clms Page number 18>
Les autres conditions sont sensiblement les mêmes que dans l'exemple A.
En Résumé.- l'invention comprend :
Un procédé de fabrication de lithopone, essentiellement caractérisé par le fait qu'on détermine le point final de la réaction entre la solution de sulfate de zinc et la solu tion de sulfure de baryum, dans la phase de précipitation, par la quantité d'hydrate et ( ou) de sulfhydrate présente dans la pâte crue, ce procédé pouvant d'ailleursêtre caracté- risé, en outre, par un ou plusieurs des points suivants : a) On détermine le point final de la phase de précipi- tation par l'excès des radicaux hydrate et sulfhydrate et par le rapport entre ceux-ci, dans la pâte crue ; b)on établit un excès déterminé de radicaux hydrate et sulfhydrate et un rapport déterminé entre ceux-ci, dans la pâte crue, au point final de la phase de précipitation ;
c) on contrôle la réaction entre la solution de sulfate de zinc et la solution de sulfure de baryum, dans la phase de précipitation, de manière à établir un excès déterminé des radicaux hydrate et sulfhydrate et un rapport déterminé entre ceux-ci dans la pâte crue au point final de la réac- tion ; d) on contrôle les propriétés physiques ( telles qu*absorp- tion d'huile, alcalinité, force, facilité à S'incorporer à l'huile, etc.) du lithopone fini par l'établissement d'un excès déterminé des radicaux hydrate et sulfhydrate présents dans la pâte crue à la fin de la phase de précipitation, et (ou) d'un rapport déterminé entre ces radicaux;
e) on détermine d'abord l'effet, sur les propriétés physiques du lithopone fini. de quantités variables d'hydrate et (ou) de sulfhydrate dans la pâte crue, au point final de
<Desc/Clms Page number 19>
..? la phase.de précipitation, et on contrôle cette phase de manière à établir, dans la pâte crue, au point final de la réaction, la quantité, déterminée., d'hydrate et (ou) de sulfhydrate qui développera les propriéés voulues du lithopone fini ;
f) On contrôle l'excès et le rapport, en question, des radicaux hydrate et sulfhydrate de façon que la tempé- rature de calcinât!on requise pour donner au lithopone la force désirée soit sensiblement plus basse que la températu- re à laquelle le lithopone perdsa résistance à la lumière à un degré préjudiciable à son emploi en peinture et on calcine le précipité résultant après séchage approprié - à une température, suffisamment élevée pour donner au litho- pone la force- voulue mais pas supérieure à celle à laquelle il perdrait ,au degré en question, sa résistance à la lumière ; g) On-favorise l'uniformité ( uniformité d'alcalinité, par exemple) dans le produit fini en établissant une quantité déterminéa'hydrate dans la pâte crue au point final de la phasede précipitation.