BE410408A - - Google Patents

Description

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   B R E V E T D'INVENTION 
Perfectionnements apportés à la fabrication de pigments de titane, 
La présente invention a pour objet des perfec- tionnements apportés à la fabrication de pigments de ti- tane et en particulier un procédé de préparation d'un liquide nucléaire perfectionné destiné à être utilisé dans la précipitation hydrolytique de composés de titane hydratés. 



     --On   sait que la précipitation hydrolytique d'o- xyde titanique hydraté en partant de solutions de ti- tane peut être amorcée et/ou accélérée en ajoutant à la solution de titane un "liquide nucléaire", c'est-à-dire un liquide contenant des composés de titane sous la for- me de noyaux, germes ou semences. On a fait diverses 

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 propositions pour la préparation de liquides nucléaires convenables, notamment celle consistant à neutraliser une solution de sulfate de titane avec une quantité d'alcali telle qutune valeur de pH   de.2¯ne   soit pas dépassée, puis à redissoudre le titane précipité dans la liqueur mère et ensuite à chauffer la   solution   claire. Dans toutes les propositions antérieures les liquides nucléaires contenaient du fer. 



   On a maintenant trouvé que la présence de fer non seulement nuit à l'efficacité des noyaux en accélé- rant l'électrolyse, mais affecte la couleur du produit calciné final. 



   Conformément à la présente invention, un pro- cédé de préparation d'un liquide nucléaire contenant du titane destiné à être ajouté aux solutions de sels de titane afin d'amorcer et/ou de faciliter l'hydrolyse consiste à préparer une solution de titane dans de l'aci- de sulfurique, qui soit sensiblement exempte de fer, à neutraliser la solution avec un réactif alcalin pour pro- voquer la précipitation, à agiter afin de redissoudre le précipité et ensuite à chauffer la solution pour dévelop- per ses propriétés nucléifères. 



   L'invention s'étend aussi à un procédé de fabri- cation d'oxyde de titane précipité   hydrolytiquement   qui consiste à ajouter un liquide nucléaire exempt de fer préparé comme indiqué ci-dessus à une solution de titane et à chauffer les solutions combinées afin d'effectuer la précipitation hydrolytique de composés de' titane. 



   On a trouvé qu'en utilisant les procédés de la présente invention on obtient des précipités de titane hydratés qui sont capables d'une filtration facile et d'une transformation subséquente par calcination en pig- ments de titane ayant d'excellentes propriétés, par exem- ple ayant une couleur extrêmement blanche, une texture 

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 colorante. 



   Dans la mise en oeuvre de ,la présente invention, la solution initiale, dans laquelle les noyaux doivent être formés, peut être préparée de toute manière convena- ble, par exemple en formant une solution dans l'acide sulfurique de fer et de titane en partant d'ilménite, en réduisant les sels de fer à l'état ferreux et en les retirant de la   solution.d'une   manière bien connue, par exemple en refroidissant la solution pour produire la cristallisation des sels ferreux et en la filtrant en- suite. 



   Suivant une variante du procédé, le produit de réaction d'une fusion ou d'un frittage de rutile avec un alcali, tel que carbonate de sodium, peut être dissous dans de l'acide sulfurique, puis on peut ensuite, si cela est nécessaire, retirer le fer de cette solution. 



  D'autres variantes du procédé sont la solution dans de l'acide sulfurique de sulfate de titanyle préalablement traité pour retirer les impuretés de fer et la solution dans l'acide sulfurique d'acide métatitanique ou d'acide orthotitanique exempt de fer. 



   Selon un mode de réalisation préféré de l'in- vention, une solution de titane, obtenue par l'un quel- conque des procédés ci-dessus et contenant par exemple de 100 à 150 grammes d'oxyde titanique par litre et de 200 à 300 grammes par litre d'acide sulfurique, mais sen- siblement exempte de fer, est ensuite traitée avec un réactif alcalin, tel qu'hydrate   d'ammonium.,   à la   tempé-   rature ambiante, en une quantité telle que la valeur du pH de la solution ne dépasse pas 2,5. Ce traitement produit un état trouble qui est dû à la formation d'un précipité finement divisé. 



   Il n'est pas nécessaire de séparer ce précipi-      té et de le dissoudre ensuite dans l'acide sulfurique ou dans   unesolution   de titane, parce qu'en continuant à 

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 remuer la solution trouble aux températures ordinaires pendant peu de temps l'état trouble disparait et la solu- tion devient claire. 



   Il est souvent avantageux d'ajouter certains      sels afin d'aider à la redissolution du précipité. On   a.= .   antérieurement suggéré que;l'emploi de certains sulfates, tels que le sulfate de sodium, sont appropriés pour ces usages. Mais on a trouvé qu'avec les précipités obtenus selon la présente invention, 'tout sel neutre ionisable qui est un électrolyte peut être utilisé ; par exemple, on peut employer du chlorure d'ammonium, du chlorure de sodium, du nitrate de potassium, du phosphate d'am- monium et d'autres sels analogues tout aussi bien que des sulfates, tels que le sulfate de sodium. 



   Après la redissolution du précipité, la solu- tion est ensuite chauffée pour développer ses propriétés nucléifères. On a trouvé qu'un procédé convenable pour obtenir le résultat désiré consiste à chauffer pendant deux heures entre 80 et 85  C ou bien à chauffer pendant trois heures entre 70 et 75  C. 



   La quantité de noyaux qu'il est nécessaire d'ajouter à une solution de titane pour accélérer la précipitation est quelque peu variable. Des quantités variant de 0,5 à 10   %   du liquide nucléaire calculées sur l'oxyde de titane se sont avérées efficaces et elles présentent leur efficacité avec des solutions de titane variant dans de larges mesures, tant en ce qui concerne leur concentration d'acide que leur teneur en TiO2 et le rapport de TiO2 au radical SO4 présent dans la solu- tion. 



     Lorsqu'une   solution de titane contenant des noyaux produits conformément à la présente invention est chauffée à son point d'ébullition ou à peu près à ce point pour effectuer la précipitation, de 90 à 95 % de 
 EMI4.1 
 co<, +'1O>'nA,,1" An titane sont- uréciuités en relativement peu 

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 de temps, habituellement en une à trois heures. 



   Les exemples spécifiques suivants sont donnés à titre d'exemple seulement pour illustrer la présente invention. 



   EXEMPLE I 59. 500 Kgs d'une solution de sulfate de titane et sulfate de fer contenant environ   6,5 %   TiO2 sont chauffés à 50  0 et ajoutés à 7.100 Kgs d'eau bouillante contenant   70   Kgs de chaux hydratée. La solution est ensuite chauf- fée pendant une heure, après quoi environ 95 % de T102 se précipitent sous forme d'acide métatitanique ou de sulfate titanique basique, Le fer et l'acide sont ensui- te retirés du TiO2 précipité par lavage avec de l'eau. 



   230 Kgs d'acide sulfurique à 66  Baumé à   120 C   sont ajoutés à 275 Kgs de cette pâte d'acide   métatitani-   que lavée contenant   37,8   % de TiO2. 



   La matière est agitée pendant l'addition, puis on la laisse ensuite reposer pendant une heure. La solu- tion de titane relativement pure est refroidie et est en- suite diluée lentement avec de l'eau jusqu'à ce qu'elle contienne environ 13,5 % TiO2. 



   950 Kgs d'hydrate de sodium à 8,34 % sont en- suite ajouté.s à 440 Kgs de cette solution en agitant constamment. Le TiO2, qui est partiellement précipité sous forme d'acide orthotitanique est dissous en agitant pendant environ une heure. 



   Cette solution est ensuite chauffée, en l'agi- tant, pendant trois heures entre   70    et   75    C. On ajoute à cette solution 23.000 Kgs de solution de sulfate de titane et sulfate de fer contenant environ 6,5 % TiO2. 



   On fait bouillir le mélange pendant environ trois heures et 90 à 97 % de l'oxyde titanique sont pré-   ciptés   puis lavés et calcinés de la façon   usuelle.   

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  EXEMPLE. II 
Des cristaux de sulfate de   titanyle   sont dissous dans de l'eau pour former une solution contenant environ 5 % TiO2. 



   35 Kgs de sulfate.de sodium sont dissous dans 625 Kgs de cette solution. 97 Kgs d'hydrate de sodium à 15 % sont ensuite ajoutés. L'acide orthotitanique est dissous en agitant pendant environ une heure; à ce moment la composition est approximativement comme suit : 
 EMI6.1 
 .......... 4, o 
 EMI6.2 
 
<tb> H2SO4 <SEP> ........... <SEP> 2,0 <SEP> % <SEP> 
<tb> Na2SO4 <SEP> .......... <SEP> 8,0 <SEP> %
<tb> 
 
La solution est chauffée entre 80 et 85  C pendant deux heures. A cette solution traitée thermique- ment on ajoute 11.500 Kgsd'une solution de sulfate de titane et sulfate de fer contenant approximativement 13,5 % TiO2. 



   Le mélange est bouilli et environ 95   %   de l'o- xyde titanique   (Ti02)   sont précipités en cinq heures. 



   EXEMPLE III 
45 Kgs de rutile finement broyé sont séchés avec 57 Kgs d'une solution à 20 % de carbonate de sodium. 



  La matière séchée est broyée et grillée pendant plusieurs heures à 950  C ; les morceaux sont ensuite cassés et mis à digérer avec de l'acide sulfurique à 66  Baumé. La masse digérée est dissoute dans de l'eau, et la solutions diluée jusqu'à ce qu'elle contienne approximativement 14,5 % TiO2. 



   57 Kgs de cette solution sont dilués avec 93Kgs d'eau et 60 Kgs de solution d'hydrate de sodium à   16,2 %   sont ensuite ajoutés. La solution résultante est agitée jusqu'à ce que l'acide orthotitanique se dissolve ; la solution a alors approximativement la composition sui- 

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 EMI7.1 
 
<tb> TiO2 <SEP> ............ <SEP> 3,8 <SEP> %
<tb> 
<tb> H2SO4 <SEP> ........... <SEP> 2,1 <SEP> %
<tb> 
 
 EMI7.2 
 Na3so4 ........... 812 % FeS04 ........... 0,36% 
Cette solution est chauffée pendant deux heures entre 80 et 85  C et est ensuite ajoutée à 1350 Kgs d'une solution de sulfate de titane et sulfate de fer contenant environ   14,5 %   TiO2. 



   Le mélange est cuit et environ 98 % de l'oxyde titanique   (Ti02)   se précipitent en quatre heures. 
 EMI7.3 
 



  -: R E V E N D T C A T Z 0 N S :- 
1. Un procédé de préparation d'un liquide nucléaire contenant du titane destiné à être ajouté aux solutions de sels de titane afin d'amorcer et/ou de faci- liter l'hydrolyse, consistant à préparer une solution de titane dans de l'acide sulfurique qui soit sensible- ment exempte de fer, à neutraliser la solution avec un réactif alcalin pour provoquer la précipitation, à agiter afin de redissoudre le précipité et ensuite à chauffer la solution pour développer ses propriétés nucléifères.

Claims (1)

1. 2.- Un procédé suivant la revendication 1, dans lequel la solution de titane sensiblement exempte de fer est préparée en dissolvant le composé de titane dans de l'acide sulfurique et en retirant ensuite tout EMI7.4 fez qu3.. est présent, avant diajouter le réactif alcalin.

   3,- Un procédé suivant la revendication 2, dans lequel la solution initiale est obtenue en dissolvant de <Desc/Clms Page number 8> l'acide orthotitanique exempt' de, fer dans de l'acide sul- furique.

   4.- Un procédé suivant la revendication 2, dans lequel la solution initiale est obtenue en dissolvant de l'acide métatitanique exempt de fer dans de.l'acide sulfu- rique.

   5. - Un procédé suivant.la revendication 2, dans lequel la solution initiale e'st obtenue en dissolvant du sulfate de titanyle épuré dans de l'acide sulfurique.

   6. - Un procédé suivant la revendication 2, dans lequel la solution initiale est obtenue en dissolvant le produit de réaction de rutile fritté ou fusé avec un alca- li dans de l'acide sulfurique.

   7.- Un procédé suivant l'une quelconque des re- vendications 1 à 6,.dans lequel le réactif alcalin est. ajouté en une quantité telle que la valeur du pH de la so- lution ne dépasse pas 2,5.

   8.- Un procédé suivant l'une quelconque des revendications précédentes 1 à 7, dans lequel le chauffage de la solution pour développer ses propriétés nucléiféres est effectué à des températures inférieures à 85 0.

   9.- Un procédé suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes 1 à 8, dans lequel de l'hydrate d'ammonium est ajouté afin de neutraliser la solution.

   10.- Un procédé suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes 1 à 9, dans lequel un sel neutre ionisable est ajouté à la solution après précipitation afir de faciliter la redissolution du précipité par agitation.

   Il.- Un procédé suivant la revendication 10, dans lequel le sel neutre ionisable est du chlorure d'ammonium.

   12.- Un procédé suivant l'une quelconque des re- vendications précédentes pour préparer une solution conte- nant des noyaux de titane destinée à être ajoutée aux solu- EMI8.1 t'arma r7n ac1 c r.le 4--g 4.--- ¯o e ---- -- <Desc/Clms Page number 9> exécuté sensiblement de la manière précédemment décrite.

   13.- Un liquide contenant des noyaux de titane destiné à être ajouté aux solutions de sels de titane afin dtamorcer et/ou de faciliter l'hydrolyse, préparé par le procédé re.vendiqué dans l'une quelconque des revendications 1 à 12.

   14,- Un procédé de fabrication d'oxyde titanique précipité hydrolytiquement à partir d'une solution de ti- tane consistant à ajouter une solution telle que revendi- quée à la revendication 13 à une solution de titane et à chauffer les solutions combinées afin d'effectuer la pré- cipitation hydrolytique des composés de titane.

   15. - Un procédé suivant la revendication 14, dans lequel la quantité de solution nucléaire ajoutée à la so- lution de titane est équivalente à 0,5 à 10 % de la solu- tion de titane.

   16.- Un procédé suivant la revendication 14, ou la revendication 15, pour faire de l'oxyde titanique préci- pité hydrolytiquement à partir d'une solution de titane appliqué sensiblement de la manière précédemment décrite, plus particulièrement selon les exemples spécifiques.

   17.- Un pigment de titane calciné obtenu par la calcination d'oxyde titanique hydraté précipité hydrolyti- quement, préparé par le procédé revendiqué dans l'une quel- conque des revendications 14,15 ou 16.