BE381873A - - Google Patents

Description

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  B R E V E T D'INVENTION 
Procédé de fabrication d'acide titanique et de pigments de   titaneo   
Le brevet belge n  373.617, du 22 Septembre 1930, décrit un procédé pour la fabrication de pigments de titane ou d'oxydes de titaneen partant d'une solu- tion d'un acide minéral et de titane, procédé d'après lequel la précipitation hydrolytique des composés de titane est effectuée en présence de substances, par exemple du sulfate de calcium, qui sont aussi bien solu- bles de manière appréciable dans les solutions qu'insolu- bles dans ces solutions., 
Lorsqu'on se sert de sulfate de,calcium, la forme préférée de ce sulfate est celle obtenue par réaction entre des composés de calcium, par exemple de la chaux éteinte, avec de l'acide sulfurique fort ou 

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 concentré,

   Les concentrations peuvent être adaptées et les températures peuvent être réglées de manière à obtenir d'après ce procédé une matière à division extra ordinaire- ment fine, qui à l'examen microscopique et aux rayons X montre la structure cristalline de l'anhydrite. Bien que l'emploi de cette, forme de sulfate de calcium donne de très bons résultats, on peut utiliser avantageusement d'autres formes, soit des formes préparées artificielle- ment, soit des formes existant dans la nature. 



   La présence de sulfate de calcium non seulement accélère la précipitation hydrolytique-du titane, mais assure aussi au précipité certaines propriétés physiques, de sorte que, après séparation, et après enlèvement de la partie essentielle du sulfate de calcium par lavage et calcination, on obtient un pigment comportant une couleur et un pouvoir couvrant remarquables, et d'autres proprié- tés désirées. On suppose que le sulfate de calcium forme des noyaux absorbants pour les composés de titane qui sont précipités. 



   Or, la présente invention concerne des procédés qui accélèrent encore plus la précipitation hydrolytique de composés de titane et permettent la production de pro- duits encore meilleurs. 



   Le procédé consiste en ce que pendant la   préci-   pitation hydrolytique des composés de titane, on assure la présence non seulement de sulfate de c'alcium, mais aussi de certains composés de titane qui sont précipités de solutions contenant un acide minéral et du titane, par l'addition d'agents de neutralisation, par exemple de car- bonate de sodium, d'hydrate de potassium, d'hydrate d'am- monium, de carbonate de calcium, d'hydrate de baryum, etc.. 



   Après l'addition de ces substances à une solu- ,tion d'un acide minéral et de titane, on obtient un préci- pité d'oxyde et d'hydrate de titane de composition varia- ble et de propriétés physiques variables, qui dépendent du 

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 procédé de mélange, de la concentration des solutions, des températures,etc, L'oxhydrate de titane ainsi formé semble agir de façon à aider la formation de noyaux parti- culiers. 



   Le sulfate de calcium employé dans le présent procédé est de préférence fabriqué par voie artificielle de la manière indiquée ci-dessus, qui consiste à mélange,r un composé de calcium avec de l'acide sulfurique fort ou concentré. Mais on peut aussi employer d'autres types de sulfate de calcium naturels ou fabriqués artificiel- lement. 



   Différents modes opératoires peuvent être utili- sés dans la mise en oeuvre du procédé. Par exemple on peut verser une solution ou suspension aqueuse concentrée de l'agent de neutralisation, sur la surface de la solu- tion contenant le titaneou bien la solution contenant le titane peut être ajoutée à une solution ou suspension aqueuse du composé alcalin, ou bien une partie de la so- lution contenant le titane peut être mélangée à une solu- tion ou suspension aqueuse de l'agent de neutralisation, et ce mélange peut ensuite être mélangé avec le reste de la solution contenant le titane.

   Le composé alcalin peut aussi tout d'abord être mélangé de manière quelconque avec une solution de titane dont la composition diffère de celle de la solution qui doit être hydrolysée, et ce mélange peut ensuite être ajouté à la solution hydroly- sante dans laquelle le sulfate de calcium peut déjà être présent. L'agent de neutralisation peut aussi être mélan- gé de manière quelconque à une solution de titane, l'o- xhydrate de titane produit peut être séparé de la lessive- mère par filtration:, ou d'autre manière, et peut ensuite être ajouté à la solution hydrolysante, dans laquelle le sulfate de calcium peut déjà être présent. 



   Les températures auxquelles les agents de neu- tralisation sont mélangés à des solutions contenant du 

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 .titane peuvent varier dans des limites étendues. 



   Lorsqu'on ajoute un composé alcalin à la solu- tion d'un sel de titane, dont le radical acide forme un composé insoluble ou incomplètement soluble avec   l'élé-   ment métallique de l'agent de neutralisation, il se pro- duit un précipité de ce composé conjointement avec une précipitation d'oxhydrate de titane, Si on ajoute par exemple de l'hydrate de baryum à une solution de sulfate de titane, il se forme un précipité de sulfate de baryum. 



   Mais de semblables composés n'influencent d'au- cune manière l'action de l'oxhydrate de titane précipité par le composé alcalin. Suivant la solubilité ou l'inso- lubilité de semblables composés dans l'eau de lavage, ils peuvent être présenta dans le produit' final. Lorsque le composé formé est du sulfate'de calcium, sa faible solubi- lité à l'eau permet son enlèvement complet pendant le la- vage du précipité, avant la calcination, 
L'ordre de succession suivant lequel les cons- tituants du précipité sont conduits au récipient de préci- pitation, les températures, les concentrations et les proportions quantitatives, peuvent considérablement va- rier sans influencer de manière notable quelconque le résultat désiré. 



   Pour la fabrication d'acide titanique ou de pig- ments, qui comprennent principalement de l'acide titanique le précipité est lavé jusqu'à ce qu'il soit pratiquement débarrassé du sulfate de calcium ajouté. Par calcination du précipité lavé, de préférence à des températures entre 700  et 1200  C, on obtient des pigments à l'acide   tita=   nique possédant des propriétés remarquables. 



   Le présent procédé peut être employé avantageu- sement dans la fabrication de pigments de titane composés, qui contiennent d'autres matières de remplissage que du sulfate de calcium, par exemple du blanc fixe précipité, notamment pour' la fabrication de pigments composés qui 

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 contiennent des pourcentages élevés en oxyde de titane, par exemple 35 % ou plus. Mais il est particulièrement avantageux d'employer le procédé dans la fabrication de pigments d'oxyde de titane composés, qui contiennent des matières de remplissage, telles que du sulfate de baryum naturel broyé, de l'acide silicique, etc, matières qui dans les procédés usuels ne donnent pas de résultats sa- tisfaisants. 



   Lorsque pour la fabrication de pigments d'oxyde de titane composés, on se sert de substances autres que le sulfate de calcium, la matière de remplissage est mise en suspension dans la solution contenant le titane, et ce soit avant, soit après son mélange avec   l'oxhydrate   de titane et le sulfate de calcium. 



   La solution d'acide minéral et de titane qui contient les divers constituants en suspension ou en solu- tion, est ensuite chauffée et est tenue au point d'ébulli- tion, ou près de ce point, jusqu'à ce que 95 % environ du titane soient précipités. Le précipité est ensuite filtré ou est séparé d'autre manière de la lessive-mère. Il est ensuite lavé jusqu'à ce que l'ensemble du sulfate de cal- cium soit enlevé, ou bien le lavage est interrompu après enlèvement pratiquement complet des composés de fer et des autres éléments nuisibles, mais avant l'enlèvement complet du sulfate de   calcium, '   
Dans ce dernier cas, du sulfate de calcium ainsi que d'autres matières de remplissage, si elles forment une partie de la charge de précipitation, restent dans le pigment final.

   Pour faciliter l'enlèvement du sulfate de calcium pendant la dernière phase du processus de lavage, on peut utiliser une solution aqueuse d'un acide ou d'un sel, dans laquelle le sulfate de calcium est plus soluble que dans l'eau pure, donc par exemple de l'acide chlorhydrique ou du chlorure d'ammonium. Le précipité est finalement calciné à une température entre 

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 700  et   1200    C. 



   On décrira dans ce qui va suivre plusieurs exemples d'exécution du procédé de l'invention. 



   Dans tous les exemples d'exécution on a tout d'abord dissous de l'ilménite une fois avec de l'acide sulfurique, La totalité du fer et une petite partie du titane ont été réduites d'après des procédés connus et on a fait déposer le résidu insoluble. La solution claire, utilisée pour les essais, contenait 6% d'oxyde de titane (Tio2). ler Exemple - Oxyde de titane pur 
35 Kgs d'une solution de carbonate de sodium à 25% ont été versés à 80  C sur la surface de 745 Kgs de la solution d'ilménite ci-dessus décrite. L'oxhydrate de titane ainsi précipité a été immédiatement agité dans la solution.

   Puis on a   ajouté.à   la solution une boue de sulfate de calcium fabriquée par addition d'une suspen- sion aqueuse d'hydrate de chaux à de l'acide sulfurique à 78 %, à une température de 20  C, La charge de précipi- tation ainsi obtenue a été agitée, chauffée à ébullition et bouillie jusqu'à ce qu'environ 95 % du titane aient été précipités. Le précipité a été ensuite séparé, lavé de façon à être pratiquement libre de sulfate de calcium, séché et calciné à 850  C, 
Le poids spécifique du produit final est 3,9. 



  Sa composition est la suivante : 
 EMI6.1 
 
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 99,1 <SEP> %
<tb> 
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> traces
<tb> Autres <SEP> substances <SEP> traces
<tb> 
 2me Exemple: 25 % d'oxyde de titane - 75 % de sulfate de   calcium, -    
35 Kgs d'une solution de carbonate de sodium à 25   %   ont été ajoutés, à 80  C, à 745 Kgs de la solution de titane décrite. A ce mélange, on a ajouté ensuite une boue de sulfate de calcium, fabriquée par addition d'une 'suspension-aqueuse   d"hydrate   de chaux à de   l'acide.   

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 sulfurique à 78 %, à une température de 20  C. La charge de précipitation ainsi obtenue a été agitée, chauffée à ébullition et bouillie jusqu'à précipitation de 95   %   en- viron du titane.

   Le précipité a été ensuite séparé, lavé de façon à le débarrasser pratiquement du fer, séché et calciné à 850  C. 



   Le poids spécifique du produit final est 3,6, Sa composition est la suivante 
 EMI7.1 
 
<tb> oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 74,4 <SEP> %
<tb> 
<tb> sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> 25,2 <SEP> %
<tb> 
<tb> autres <SEP> substances <SEP> traces.
<tb> 
 



  3me Exemple :25 % d'oxyde de titane - 75 % de sulfate de baryum. 



   35 Kgs d'une solution de carbonate de sodium à   25 %   ont été ajoutés,à 80  C, à 745 Kgs de la solution d'ilménite décrite. Le mélange a été ensuite mélangé avec une boue de baryte et de plâtre, fabriquée par addi- tion d'une suspension aqueuse d'hydrate de chaux à de l'acide sulfurique à 78 % à une température de 20  C, et mélangé avec une suspension aqueuse de sulfate de baryum naturel broyé. La quantité du sulfate de baryum a été calculée de manière à obtenir, après précipitation de l'oxyde de titane et enlèvement du sulfate de calcium, un précipité contenant 75% environ de BaSO4. La charge de précipitation ainsi obtenue a été agitée, chauffée à ébullition et bouillie jusqu'à ce que 95 % du titane aient été précipités.

   Le précipité a été ensuite séparé, lavé de façon à être pratiquement libre de sulfate de calcium,séché, et calciné à 850 0 
Le poids spécifique du produit final est   4e5.   



  Sa composition est la suivante 
 EMI7.2 
 
<tb> Oxyde <SEP> de <SEP> titane <SEP> 25,1 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> baryum <SEP> 74,8 <SEP> %
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Sulfate <SEP> de <SEP> calcium <SEP> traces
<tb> 
<tb> 
<tb> 
<tb> Autres <SEP> substances <SEP> traces.
<tb> 
 



   Les produits obtenus se distinguent par leur pouvoir colorant   extraordinaire   leur pouvoir couvrant par unité d'oxyde de titane est de beaucoup supérieur à 

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 celui de produits fabriqués d'après l'un quelconque des autres procédés. Les produits se distinguent en outre du fait qu'ils sont libres de matières susceptibles de pro- voquer un inconvénient quelconque dans les couleurs et les vernis. Ils comportent enoutre une division très fine et une couleur blanche très claire.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S 1.- Procédé de fabrication d'acide titanique, et de pigments de titane, dans lequel des solutions conte- nant du titane et un acide minéral, par exemple de l'acide sulfurique, sont précipitées hydrolytiquement par chauffa- ge, caractérisé en ce que l'hydrolyse est exécutée en pré- sence de sulfate de calcium'et de composés de titane hydra- tés, précipités de solutions contenant un acide minéral et du titane, par des agents de neutralisation.

   2.- Procédé d'après 1 , caractérisé en ce que les composés de titane hydratés sont engendrés dans la solution de titane et d'acide minéral de précipitation, par addition à cette solution d'agents de neutralisation.

   3.- Procédé d'après 1 et 2 , caractérisé par l'emploi de sulfate de calcium fabriqué par voie artifi- cielle (par exemple par réaction entre un composé de cal- cium et de l'acide sulfurique fort ou concentré) et pos- sédant la structure cristalline de l'anhydrite.

   4.- Procédé d'après 1 à 3 , caractérisé en ce que le sulfate de calcium est enlevé du précipité par lavage.

   5.- Procédé d'après 1 à 4 , pour la fabrica- tion de pigments de titane composés, caractérisé en ce que la précipitation est effectuée en présence de par- teurs, par exemple de sulfate de baryum. <Desc/Clms Page number 9>

   6.- Procédé d'après 1 à 3 , pour la fabrica- tion de pigments composés à l'oxyde de titane et au sul- fate de calcium,, caractérisé en ce que le lavage du préci- pité est interrompu lorsque ce précipité contient encore une quantité plus ou moins grande de sulfate de calcium.

   7,- Procédé d'après 6 pour la fabrication de pigments composés constitués par du bioxyde de titane, du sulfate de calcium et d'autres porteurs, caractérisé en ce que la précipitation est effectuée en présence de por- teurs insolubles, par exemple de sulfate de baryum.

   8.- Procédé d'après 1 à 7 , caractérisé en ce que le précipité lavé est calcinée de préférence à des températures entre 700 C et 1200 Co