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"Procédé pour la, production de bioxyde de titane et produits obtenus par ce procédé"
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On copiait de nombreux procédés pour la production de pig- ments de bioxyde de titane, qui consistent à décomposer un composé de titane par hydrolyse à chaud. Il est également 'connu d'influencer cette hydrolyse à volonté par l'addition d'un type quelconque de noyaux. A cet effet, on a employé comme noyaux un gel de bioxyde de titane et du bioxyde de titane colloïdal.
Ces sols de bioxyde de ti- tane colloidal s'obtiennent en partie en soumettant une solution de sel de titane à un traitement thermique soigneux, grâce à quoi on arrive à des sols qui se forment par un procédé de condensation..Un progrès notable dans la production de pigments de titane a été réali- sé en effectuant l'hydrolyse avec l'aide de sols de titane contenant' des anions monovalents, lesquels ont été soumis à un chauffage, par exemple à des températures supérieures à 70 C, en vue de développer les propriétés nucléifèes. Une deuxième possibilité de produire des sols de bioxyde de titane réside dans la peptisation d'hydrate de ti- de peptisation ' tane précipité.
Les pigments obtenus avec ces sols/de bioxyde de ti- tane possèdent un pouvoir colorant qui est tout au plus 10 à 12 fois supérieur au pouvoir colorant du blano de plomb.habituel du commerce.
Or, la présente invention a pour objet un procédé permet- tant d'obtenir d'excellents .pigments au moyen de sols obtenus par
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peptisation, pigments qui possèdent un pouvoir colorant qui est de 18 à 19 fois supérieur au pouvoir colorant du blanc de plomb usuel du commerce.
Pour la mise en oeuvre du présent procédé il est très important que les hydrates de titane employés pour la peptisation soient pratiquement exempts d'anions polyvalents. Pour débarrasser les hydrates de titane des anions polyvalents on procède à la manière habituelle, par exemple on neutralise l'hydrate de titane avec des agents de neutralisation tels que, par exemple, des hydroxydes et carbonates de métaux alcalins ou de l'ammoniaque et ses composés.
Attendu que dans ce cas il se forme des sels solubles dans l'eau, on peut éliminer les anions polyvalents par lavage à l'eau. Une autre possibilité d'obtenir un sol exempt d'anions polyvalents consiste à traiter l'hydrate de titane par un agent apte à former des composés insolubles dans l'eau avec les anions polyvalents présents dans l'hy- drate de titane ; agents de ce type sont, par exemple, Ba(OH)2, BaCl2, SrC03 ou d'autres composés de métaux alcalino-terreux. En outre, il est possible d'éliminer les anions polyvalents présents dans l'hydrate de titane, par exemple l'ion-504, par un lavage prolongé et répété avec de l'eau.
Après avoir débarrassé l'hydrate de titane des anions polyvalents, on effectue la peptisation du TiO2
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avec des agents acides monobasiques, comme par exemple l'acide chlorhydrique, l'acide nitrique, le tétrachlorure de titane. Sont parti- ouliêrement efficaces les sols dont la concentration en TiO2 ne dé- passe pas 50 g de bioxyde de titane par litre. Quant à la limite in- férieure, celle-ci ne sera pratiquement pas inférieure à 5 g de TiO2 par litre. La quantité des noyaux nécessaires à l'hydrolyse d'une quantité donnée de solution de sel de titane varie de préférence entre 8 et 20%, calculés sur la quantité du TiO2 contenu dans la so- lution à hydrolyser.
Si l'on utilise une solution de sulfate de titane pour, préparer du bioxyde de titane, il y a avantage à fixer le rapport de TiO2à l'acide sulfurique lié au TiO2de 1:1 à 1:1,8 environ.
L'hydrolyse s'effeotue avantageusement de manière à chauffer le sol ou la solution à hydrolyser, ou les deux à la fois, avant l'hydrolyse, et à les faire réagir l'un sur l'autre.
Si l'on utilise de l'acide nitrique comme agent de'pepti- sation pour la production du sol., ou si l'on fait usage d'autres acides contenant de l'azote et de l'oxygène, il importe de maintenir la concentration habituelle en TiIII,requise pour éviter 1.'oxyda- tion du fer dans les solutions obtenues par décomposition d'ilménite au moyen d'acide sulfurique, à une valeur suffisante pour réduire
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quantitativement l'acide employé à la peptisation des noyaux. Cette réduction est d'une importance considérable parce qu'elle empêche la corrosion des appareils.
Les produits obtenus par le procédé ci-dessus décrit sont d'une excellente blancheur et possèdent un pouvoir colorant qui est de beaucoup supérieur à celui des produits usuels du commerce.
Lorsque l'hydrolyse est effectuée en présence d'agents diluants ou de produits de charge, tels que le BaC03, BaSO4, la silice, le CaSO4, on obtient des pigments composés d'excellente qualité
Exemple 1.
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100 g d'hydrate de titane fraîchement précipité à par - tir d'une solution de sulfate de titane contenant 35 g de TiO2, sont suspendus dans 2 litres d'eau. La suspension ainsi obtenue est neu- tralisée a.vec de l'ammoniaque. En traitant cette suspension à trois reprises avec 4 litres d'eau et en filtrant ensuite, la quantité principale du sulfate d'ammonium est éliminée du TiO2. A l'hydrate de titane lavé on ajoute 100 cm3 d'un acide chlorhydrique à 15%. Par dilution avec de l'eau jusqu'à une teneur de 19,2 g par litre, on obtient un sol qui est chauffé au bain-marie à une température com-
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prise entre 90 et 95 C.
On fait couler 500 cm3de ce sol chaud dans 500 cm3 d'une solution de .sulfate de titane chauffée à 100 C et obtenue par décomposition d'ilménite avec de l'acide sulfurique. La. solution de sulfate de titane contient par litre:
140 g de TiO2
180 g de FeSO4
253 g de H2SO4 lié au TiO2 et
2,1g de TiIII.
Le mélange de réaction est chauffé et maintenu à l'ébullition pendantune demi-heure. Le rendement de TiO2 obtenu est de 96 à 98%. Après le traitement ultérieur habituel et la calcination on obtient un pigment qui possède un pouvoir colorant d'environ 1700 d'après la méthode de Reynold.
Exemple 2.
100 g de pâte d'hydrate de titane .conformément à l'exemple 1, sont neutralisés avec de l'ammoniaque et chauffés avec 300 cm3 d'acide ohlorhydrique à 10% pendant plusieurs heures à 80 C. Aprs' avoir éliminé l'acide chlorhydrique sur le filtre à succion, il se trouve suffisamment de HCl dans le TiO pour obtenir une formation de sol dans le traitement subséquent avec 1800 g d'eau. 500 cm3 de ce @
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sol et 500 cm3 de la solution de sulfate de titane employée dans le présent exemple fournissent, conformément à la méthode de précipita.- tion indiquée à l'exemple 1, un pigment possédant le même haut pou- voir colorant.
Exemple 3.
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100 g de pâte d'hydrate de titane conformément à l'exemple 1, sont suspendus avec 400 cm3 d'acide chlorhydrique à 10% et chauffés pendant 5 heures à 80-85 C. La solution est ensuite filtrée par aspiration et chauffée de nouveau durant 5 heures à 85 C avec 400 cm3 d'acide chlorhydrique à 10%. Après avoir éliminé l'acide chlorhydrique par filtrage avec aspiration conformément à la méthode décrite dans les exemples précédents, on peut observer une formation de sol en diluant le mélange avec 1800 g d'eau. Le sol obtenu four- nit avec la solution de sulfate de titane employée à l'exemple 1, dans la proportion de 1 :1, également des pigments doués d'un haut pouvoir colorant.
Exemple 4.
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100 g de pâte d'hydrate de titane sont neutralisés et lavés à la manière décrite à l'exemple 1 et traités avec 23 cm3de
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HNO3 à 15%. Le sol est porté avec de l'eau à une teneur de 19,2 g de TiO2 par litre et chauffe au bain-marié à 90-95 C. 500 cm3 de la solution de sulfate de titane conformément à l'exemple 1 sont chauffés à l'ébullition, et 61 cm3 d'une solution de sulfate titaneux contenant 80 g de TiIII par litre y sont ajoutés. 560 cm3du sol nucléaire sont ajoutés à la solution bouillante qui est chauffée et maintenue à la température d'ébullition pendant une demi-heure environ. Le pigment obtenu présente le même pouvoir colorant que les pigments préparés dans les exemples précédents.