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Procédé de fabrication de composés de titane et de pigments de titane.
Dans les procédés usuels de fabrication d'oxyde de titane et de pigments contenant cet oxyde, on prépare tout d'abord, par décomposition d'une matière titanifère, notamment d'ilménite, avec un acide, une solution d'un acide minéral etde titane. La solution obtenue contient, en plus de sels de titane, des composés d'autres éléments qui étaient présents dans la manière première traitée avec de l'acide, ainsi que des boues et un résidu non dissous.
La solution est débarrassée de ces substances non dissou- tes, puis elle est soumise à un traitement réducteur, pour faire passer à la forme ferreuse tous les sels de fer présents et faire passer éventuellement de petites quan- tités de titane à la forme trivalente. La solution est ensuite soumise à une hydrolyse pour précipiter la teneur
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en titane. Le précipité est ensuite débarrassé des im- puretés par lavage et est calciné,
Les Inventeurs ont déjà proposé d'employer, dans des procédés du genre indiqué, des solutions de sels de titane, qui sont concentrées quant à leur teneur en titane et comportent une faible teneur acide correspondante.
Or, on a trouvé qu'on s'assure des avantages importants lorsqu'on se sert, dans la précipitation hydro- lytique de composés de titane, de solutions de sels de ti- tane, riches en titane mais pauvres en acide, et qu'on ini- tie ou accélère l'hydrolyse par addition de substances combinant les acides, par exemple des silicates alcalins, ou les oxydes, hydrates ou carbonates du zinc, du magné- sium ou des métaux alcalins, ou de l'ammoniaque.
En conséquence, l'invention consiste essentiel- lement en ce que, dans la fabrication de composés de tita- ne, de bioxyde de titane ou de pigments de titane, préci- pités par voie hydrolytique, on se sert d'une solution de sels de titane riche en titane, mais pauvre en acide, et qu'on ajoute à cette solution de sels de titane, avant ou pendant l'hydrolyse, une substance combinant les acides.
De préférence, on se sert de solutions de titane et d'acide sulfurique, avec une quantité d'acide suffisant pour combiner en sels normaux, en dehors du titane, les bases présentes dans la solution, et avec de plus une quantité d'acide sulfurique qui est de 0 - 50% inférieure à la quantité d'acide nécessaire pour combiner en sulfate normal tétravalent (Ti(SO4)2), le titane présent,
Il est avantageux de tenir la teneur en titane de la solution à plus de 150 gr, par litre, calculé en TiO2.
On a trouvé que l'addition mentionnée de substan- ces combinant les acides, aux solutions de titane décrites, agit sur la décomposition hydrolytique en sorte qu'on ob- tient un'précipité uniforme à division extrêmement fine.
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De plus, on obtient avec ce procédé un très fbrt rendement en composés de titane précipités
Après lavage et calcination du précipité, on obtient des pigments de titane possédant un pouvoir colo- rant et un pouvoir couvrant non encore atteints, ainsi que d'autres excellentes propriétés pour la technique des cou- leurs.
Pour obtenir les avantages ci-dessus mentionnés, il suffit d'ordinaire d'une addition de quantités relati- vement faibles des substances combinant les acides. Par exemple une addition de 0,1 à 10 Kg de soude calcinée par mètre cube de solution de titane a donné de bons résultats dans de nombreux cas.
Dans une forme de réalisation de l'invention, la solution de sels de titane peut être traitée avant l'hy- drolyse avec de l'acide sulfhydrique ou hydrogène sulfuré (H2S), ou avec un sulfure soluble à l'acide, qui peut déga- ger de l'acide sulfhydrique dans la solution, auquel cas on écarte des ions et des composés non désirés. La solu- tion est ensuite filtrée ou débarrassée d'autre manière de particules solides ou en suspension colloïdale dans cette solution,
Pour la fabrication d'un pigment constitué prin- cipalement par du bioxyde de titane pur, on peut procéder par exemple de la manière suivante :
On prépare de manière connue, par décomposition d'ilménite au moyen d'acide sulfurique, une solution aqueuse de sels de titane.
La solution titanifère ainsi préparée est débar- rassée des boues et est ensuite traitée de la manière usuelle avec un réducteur, par exemple du fer métallique, jusqu'à ce que tout le fer soit présent sous forme biva- lente et une petite partie du titane sous forme trivalente.
Si on le désire, on peut enlever en partie de la solution; par cristallisation, d'autres sulfates que le
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sulfate de titane, notamment le sulfate de fer.
La solution est ensuite traitée avec de l'acide sulfhydrique ou un sulfure soluble à l'acide et susceptible de dégager de l'acide sulfhydrique dans la solution; la solution ainsi épurée est filtrée, ou est débarrassée d'autre manière des substances solides finement divisées en suspension dans cette solution.
La solution épurée et clarifiée est ensuite, si nécessaire, évaporée à une concentration correspondant à une teneur de titane de 150 à 250 g de TiO2 par litre.
La quantité totale d'acide de la solution qu'on hydrolyse est telle qu'il existe dans la solution une quantité d'acide équivalent aux bases présentes dans la solution en plus du titane, et une autre quantité d'acide qui estde 20% environ inférieure à la quantité d'acide calculée pour la combinaison de l'ensemble de titane pré- sent dans la solution, avec formation de sulfate de tita- ne normal : Ti (SO4)2
On ajoute maintenant des substances combinant l'acide par exemple des silicates alcalins, ou les oxydes, hydrates ou carbonates du zinc, du magnésium ou des métaux alcalins. La solution est ensuite soumise à une hydrolyse avec chauffage à une température élevée. Dans cette opéra- tion de l'oxhydrate de titane est précipité.
La solution peut être chauffée de manière appropriée quelconque, par exemple par introduction de vapeur dans la solution, ou par chauffage indirect, par exemple au moyen d'un serpen- tin de vapeur. La température à laquelle on chauffe la solution;peut sinécessaire être supérieure au point d'é- bullition de la solution. Dans ce cas on se servira d'un autoclave.
Après hydrolyse, le précipité est débarrassé par , lavage de la lessive mère et des impuretés solubles.
Le précipité est.ensuite chauffé de manière con- nue à une température à laquelle il se produit'une augmen-
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tation du pouvoir colorant, par exemple à une température entre 900 et 1000 C. Le chauffage peut être continué aussi longtemps que le pouvoir colorant augmente, sans qu'il se produise d'influence destructrice sur les autres propriétés de couleur du produit.
Si on le désire on peut ajouter, de manière connue, des composés de phosphore au précipité, de façon que ces composés soient présents pendant l'opération de calcination, ces composés sont ajoutés de préférence au précipité lavé, mais peuvent aussi, si on le désire, être introduits dans une phase antérieure du procédé.
On peut en outre ajouter au précipité, de maniè- re connue, avant la calcination, des agents de neutralisa- tion, par exemple les oxydes, hydrates, chlorures ou carbo- nates des métaux alcalins, ou les carbonates ou hydrates de métaux alcalino-terreux, ou de l'ammoniaque, ou de l'o- xyde, de l'hydrate ou du carbonate de magnésium, de même que des agents de frittage, par exemple des sulfates, des silicates, des fluorures, des borates ou de l'acide bori- que.
L'ordre de succession de la réduction et de l'é- puration de la solution initiale à teneur de titane peut être changé suivant besoin. Dans de nombreux cas, on peut procéder à l'épuration avant la réduction. Une épuration avec des sulfures peut dans certaines conditions être sup- primée. En effet il dépend essentiellement de la matière première employéé et du procédé de décomposition appliqué, s'il faut procéder ou ne pas procéder à une épuration avec des sulfures ou avec de l'acide sulfhydrique.
Les pigments fabriqués de la manière indiquée se trouvent un état de distribution extrêmement fine, possèdent un grand pouvoir colorant, un grand pouvoir cou- vrant et un grand éclat, ainsi qu'une couleur blanc clair.
De plus de semblables pigments sont pratiquement neutres et libres de sels solubles et d'autres impuretés. Il est
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facile de les triturer et de les mélanger avec les liants usuels,
Le procédé peut être avantageusement employé pour la fabrication de pigments de titane composésqui contiennent n'importe quelle quantité désirée de bioxyde de titane. Le porteur du pigment (par exemple un sulfa- te insoluble) peut être mis en suspension de manière con- nue dans la solution titanifère pendant l'hydrolyse, de façon à précipiter sur ce porteur les composés de titane,
Le précipité composé obtenu en pareil cas est traité de même manière que décrit ci-dessus pour un précipité de bioxyde de titane pur.
REVENDICATIONS
1 Procédé de fabrication de composés de ti- tane et de pigments de titane, par précipitation hyeroly- tique de ,solutions de titane concentrées, pauvres en aci- de, caractérisé en ce que l'hydrolyse est initiée ou accé- lérée par addition de petites quantités de substances com- binant les acides dans une solution de titane concentrée contenant : une quantité d'acide suffisant pour la forma- tion des sels normaux des bases présentes dans la solution en-dehors du titane, et une autre quantité d'acide qui ne suffit pas à la formation des sels normaux des sels tétra- valents du titane présent.
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