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" Procédé de décomposition hydrolytique de solutions de titane "
La présente invention concerne les procédés de précipi- tation hydrolytique d'oxyde de titane hydraté à partir de so- lutions de sel de titane hydrolysables qui comprennent l'utili- sation de noyaux ou compositions nucléantes. Elle concerne plus particulièrement la préparation et l'utilisation d'un nou- veau type de composition nuolêante constituée essentiellement par des complexes de titane.
La description détaillée qui suit fait ressortir les di- vers buts et caractéristiques de l'invention, qui a pour objet en premier lieu, les procédés de préparation d'un nouveau ty- pe de composition de titane nuoléante,les nouvelles composi- tions nucléantes mêmes et leur application dans l'hydroly- se de solutions de sel de titane.
Selon l'invention,une solution de tétrachlorure de titane
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est partiellement neutralisée avec un agent neutralisant alcalin sans causer de précipitation de composés de titane, la solution partiellement neutralisée est ensuite traitée thermiquement pour développer ses propriétés nuoléantes et la composition résultan- te est utilisée comme agent nuoléant pour l'hydrolyse thermique de solutions de sel de titane.
L'efficacité des compositions nu- oléantes ' et la qualité des pigments à l'anhydride titanique ob- tenus par les procédés faisant application de l'invention dépen- dent de certains facteurs, principalement de : 1-) - la concentration de titane dans la solution de tétrachlorure de titane;
2 ) - le degré de neutralisation de la solution de té- trachlorure de titane ;
3 -) la température et la durée du traitement thermique ; de la solution de tétrachlorure de titane partiellement neutrali- sée ;
4) la façon de mélanger la solution traitée thermi- quement avec la solution de sol de titane hydrolysable;
5 ) - la concentration de titane dans le mélange d'hy- drolyse de composition nucléante et de solution de sel de titane;,
6 ) - la basicité, c'est-à-dire le rapport de titane à acide, dans le mélange d'hydrolyse de la solution de sel de ti- tane et de composition nuoléante.
7 )- la quantité de composition nuoléante et la con- centration de titane dans cette composition, qui sont utilisées dans l'hydrolyse de la solution de sel de titane.
Ces facteurs sont expliqués en détail dans ce qui suit.
1 ) Concentration de titane dans la solution de té- trachlorure de titane.-
Pour obtenir les meilleurs résultats dans la mise en oeuvre de l'invention, la solution de tétrachlorure de titane doit contenir, avant la neutralisation partielle, entre environ 250 grs et environ 400 grs au litre, calculés sous forme d'anhy- dride titanique, TiO2 Suivant l'usage dans cette industrie, les concentrations de solutions de titane sont exprimées en granmes .
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au litre ou en pourcentage, selon le cas, d'anhydride titanique pour indiquer la concentration de titane et d'acide chlorhydri- que ou d'acide sulfurique, aifn d'indiquer la concentration du radical a.oide. La concentration d'acide comprend naturellement à la fois l'acide libre et l'acide combiné au titane pour former le sel de titane, en solution.
Pour obtenir une solution de ce genre, on se sert comme matière première du tétrachlorure de ti- tane anhydre ordinaire du commerce. Par exemple, unpoids connu de ce produit peut tre verse lentement sur un poids égal de glace cassée,, en prenant bien soin, après que la glace a fondu, que la température soit maintenue au-dessous d'environ 70 C, de préférence à environ 40 C afin d'éviter la précipitation de oomposés de titane due à l'hydrolyse thermique occasionnée par la chaleur de dilution. En suivant ce mode opératoire, on peut obtenir des solutions qui contiennent environ 250 grs à environ 400 grs au litre de titane,, calculé sous forme de TiO2 la gamme de teneur préférée étant de 325 à 375 grs au litre.
Parfois, on peut trouver que la solution contient quelque peu moins d'acide chlorhydrique que l'en en espérait de la composition théorique$, TiCl4 La solution devant être préparée pour l'hydrolyse peut être traitée avec un agent réducteur, par exemple de la poudre de zino afin de réduire toutes impuretés oxydables qui peuvent se trouver dans la solution.
Le traitement réducteur doit de préférence être exécuté jusqu'à ce que la solution ait une cou- leur tirant légèrement sur le pourpre* ce qui indique qu'une petite quantité de titane de l'ordre de 1 à 5 grs au litre cal- culée sous forme d'anhydride titanique. TiO2 a. été transformée à l'état trivalent afin d'empêcher ces impuretés oxydables de se réoxyder au cours des phases subséquentes du procédé et de devenir ainsi nuisibles. Ensuite, si nécessaire, la solution peut être filtrée pour enlever tous solides qui s'y trouvent sous forme d'impuretés ou qui résultent de la dilution.
Cette solution est alors appropriée à fournir la masse de l'anhydride titanique devant être hydrolysée en utilisant les compositions nuolêantes, Elle est aussi appropriée à la préparation de ces
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compositions nuoléantes, c'est-à-dire qu'elle peut être partiel- lement neutralisée (section 2 ), diluée (section 7 ), traitée thermiquement (section 3 ), et être ensuite utilisée sous la for- me d'une solution nucléaire pour l'hydrolyse de chlorure de ti- tane ou de solutions de sulfate.
2 ) Degré de neutralisation de la solution de tétra- chlorure de titane dans la préparation de solutions nucléaires.-
La quantité d'agent neutralisant alcalin devant être ajoutée pour produire le degré désiré de neutralisation selon l'invention peut ratioennelement être exprimée comme équivalents d'atome de chlore par molécule de tétrachlorure de titane pré- sente dans la solution. C'est-à-dire que si un équivalent à un atome de chlore de l'agent neutralisant alcalin doit être ajouté, le rapport de HCl à TiO2 dans la solution est réduit d'environ 4 1 à environ 3:
1,
Conformément à l'invention, on a trouvé que les meil- leurs résultats, o'est-à-dire les pigments à l'anhydride tita- nique possédant le pouvoir colorant optimum et la meilleure cou leur, de même que l'efficacité nuoléante maximam sont obtenus lorsqu'une quantité suffisante d'agent neutralisant alcalin est ajoutée à la solution de tétraohlorure de titane qui doit être transformée en noyaux pour neutraliser entre environ 0,75 à environ 1,25 déquivalents d'atome de chlore par molécule de tétrachlorure de titane.
Les résultats les plus satisfaisants sont obtenus lors- qu'on ajoute une quantité d'agent neutralisant alcalin sensi- blement suffisante pour neutraliser un atome de chlore. La so- lution partiellement neutralisée résultante est en conséquence une solution de ohlorure de titane basique. Par une solution de titane basique on entand, selon 1acception générale de cette expression dans l'industrie, une solution contenant moins d'a- cide qu'il en serait normalement associé avec du titane quadri- valent, en supposant l'hydrolyse complète.
Ainsi, un tétraohlo- rure de titane normal contient quatre molécules d'acide ohlo rhydrique pour chaque molécule de titane tandis qu'une solu-
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tion basique contient moins de quatre molécules d'acide par molécule de titane ou danhydride titanique.
Il est surprenant.de noter que cette neutralisation ne rend pas la solution de tétrachlorure de titane plus susoepti. ble de précipitation pendant le traitement thermique subséquent.
En fait,, on a constate que lorsqu'une solution de tétrachlorure de titane a été partiellement neutralisée selon l'invention et a ensuite été traitée thermiquement de la manière qui va être décrite, la composition nuoléante résultante est plus stable, c'est-à-dire qu'elle montre moins de tendance à précipiter des composés de titane qu'une solution de tétrachlorure de titane analogue qui n'a pas été partiellement neutralisée. Les solu- tions partiellement neutralisées de l'invention restent claires pendant une longue période au reposa tandis qu'une solution de térachlourure de titane qui n'a pas été neutralisée tend à pré- cipiter des oomposés de titane hors de la solution pendant ou au bout de peu de temps après le traitement thermique. Ceci se remarque de façon évidente du fait que la solution se trouble.
Ce trouble augmente progressivement jusqu'à ce que la solution prenne un aspect blanc laiteux et précipite finalement le com- posé de titane hors de suspension sous la forme d'un solide blanc. On ne peut pas expliquer quant à présent pourquoi une neutralisation partielle produit en fait une plus grande stabi- lité, mais c'est la un phénomène: révélé par L'observation.
La composition cée l'agent neutralisant aloalin est de minime importance. Selon l'invention, on peut utiliser des oom- posés de métaux alcalins à réaction alcaline, tels que les oxy- des, hydroxydes, hydrates, carbonates, etc... de sodium, potas- sium et les autres métaux alcalins. Si on le désire, on peut aussi utiliser les'oxydes et les hydrosulfures de même que les sulfites. L'ammoniaque, soit sous forme de gaz; soit en solu- tion aqueuse comme hydroxyde d'ammonium, peut être utilisée.
Les oanposés de métaux alcalino-terreux à réaction alcaline sont aussi utiles. Ainsi, les oxydes, hydroxydes et carbonates de calcium baryum, strontium et magnésium peuvent aussi être
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utilisés ; il est évident que les chlorures de ces métaux sont solubles dans l'eau et restent en solution dans la so- lution de tétrachlorure de titane partiellement neutralisée.
La chaux, CaO, éteinte ou non éteinte,, est un agent neutre- lisant particulièrement utile et bon marché, et on l'a uti- lisé avec d'excellents résultats dans la mise en oeuvre de l' invention. On conçoit que pour chaque gramme-atome de ohlo- re devant être amené à réagir aveo de la chaux, cao, 0,5 gram- me-molécule de chaux sont ajoutés selon le rapport gramme- poids de 35,5 (Cl) 56/2 (CaO) :: 1 :
0.79 le rapport de poids étant alors 1 0.79
Il n'est pas nécessaire de prendre des précau- tions particulières quant à la température et à la-manière de mélanger l'agent neutralisant alcalin avec la solution de tétrachlorure de titane, sauf si l'agent neutralisant alcalin affecte la forme d'une solution aqueuse ou la forme d'une poudre ;si l'agent neutralisant est , comme la chaux, sensiblement insoluble dans l'eau, il peut être ajouté di- rectement à la solution de tétrachlorure de titane.
3 Température et durée du traitement ther- mique du tétrachlorure de titane partiellement neutralisé pour former la solution nucléaire.-
Après le traitement neutralisant qui peut â tre suivi d'un traitement réducteur comme décrit ci-dessus et si nécessaire , d'un filtrage, la solution de tétrachlo- rure de titane est prête pour la dilution et le traitement thermique . Le filtrage peut rationnellement suivre la dilu- tion.
Etant donné que l'efficacité nucléante, de même que le pouvoir coloraht et la couleur des pigments d'anhy- dride titanique obtenue par les procédés conformes à la pré-
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sente invention dépendent dans une certaine mesure du traite- ment thermique, cette opération présente une importance consi- dérable.
La solution partiellement neutralisée doit de préfé- renoe être chauffée entre 80 et 90 c environ pendant envi- ron 10 minutes en prenant environ 15 minutes pour élever la température de la solution de la température ambiante à envi- ron 85 c, La durée et la température sont dans une certaine mesure réciproques et on a trouvé que des compositions nu- oléantes possédant de bonnes propriétés sont obtenues lors- qu'on chauffe pendant une plus longue période à une tempéra- ture inférieure, par exemple entre 70 C àd 75 c, pendant une heure. Le traitement thermique convenable peut être détermi- né grosso modo en observant l'opalescence de la solution de tétrachlorure de titane traitée thermiquement.
Four effectuer cette observation de clarté ou opalescence$, il est ration- nel d'utiliser un turbidimètre du type à extinction et ces indications représentent la hauteur en millimètres d'une co- lonne de suspension nucléaire juste nécessaire pour étein- dre la lumière émanant d'une source constante. Les valeurs sont relatives. C'est ainsi qu'on a trouvée selon l'inven- tion, qu'une solution doit être chauffée à une température suffisante et pendant un laps de temps suffisant pour pro- duire un degré d'opalescence mesuré au turbidimètre qui est équivalent au degré d'opalescence obtenu en chauffant la so- lution entre environ 80 et 90 c pendant environ 10 minutes.
Lorsque le traitement thermique a produit, mais n'a pas dépasse le degré d'opalescence désirémesuré par le tubidimètre, la solution a obtenu ses propriétés nuoléantes maxima et est prête à être utilisée dans une hydrolyse subséquente d'une solution de sel de titane.
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On voit que l'invention n'est pas limitée à une tem- pérature et une durée particulières, mais englobe plutôt un traitement thermique qui doit être suffisant pour dé- velopper l'efficacité nucléante optimum de la composition nucléante comme indiqué par le degré de clarté.
On ne peut pas indiquer d'une façon précise la constitution de la composition nucléante en termes de chimie physique , mais on croit que sa composition ré- sulte de changements progressifs, l'état depuis l'état dans lequel le titane était présent dans la solution originelle de tétrachlorure de titane .
C'est-à-dire que dans les solutions telles qu'utilisées dans la pré- sente invention, le tétrachlorure de titane doit être con- sidéré comme se trouvant en une solution cristalloîdale La neutralisation partielle, si elle ne change pas les composés de titane en solution de l'état cristalloldal à l'état colloïdal, interrompt selon toute probabilité l'équilibre nétastable de la solution en amenant le com- plexe de titane en solution à croître plus grandement par olation et oxolation (phénomène associé à l'hydrolyse par neutralisation), la neutralisation étant arrêtée avant l'o- lation ou oxolation peut s'effectuer dans une mesure telle que la précipitation se produirait, les complexes de ti- tane pouvant rester partiellement à l'état cristalloîdel et partiellement à l'état colloïdal ,
ou entre ce qui peut être reconnu comme états strictement cristalloîdal et colloïdal . Le traitement thermique cause de nou- veaux changements physico-chunuqye des complexes de ti- tane. Ces changements peuvent aussi être considérés comme de titane olation et oxolation;ce qui fait que la grosseur du complexe/
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devient plus grande avec la perte qui l'accompagne des molécu- les présentes sous forme d'aquo-groupes, La composition nuclé- ante peut être considérée comme étant constituée par des com- plexes de Werner, dans lesquels le titane se trouvant dans le cation peut être associé par des liens dissociation physiques ou chimiques, ou les deux, avec des anions hydroxyles et aquo et a.ussi possiblement avec un ou plusieurs anions de chlore.
On croit que cet état est montré de façon évidente par le degré d'opalescence qui est produit dans le traitement thermique. Lors- que cet état a été atteinte les complexes de titane, bien qu'ils soient encore dispersés, ne peuvent pas être séparés du liqui- de$ sauf par les procédés usuellement appliqués pour séparer des particules colloïdales de liquide, par exemple par dialyse.
Ils ne peuvent pas être retirés par des moyens ordinaires, tels que filtrage, et.. en conséqunce, ils ne sont pas des particu- les déterminées macroscopiques, qui peuvent par exemple être retirés du liquide par filtrage et lavés.
Par l'expression complexe de titane utilisée ici, on entend la micelle qui est produite comme résultat d'un change- ment à partir de l'état oristalloldal relativement non associé.
Sa composition ne peut pas être établie exactement. Selon toute probabilité, elle est constituée par une disposition micellaire complexe, dans laquelle le titane constitue un cation nucléaire associé avec des anions qui peuvent être soit des groupes chlo- re, soit des groupes hydroxyles, de même qu'avec des groupes aquo (eau),combinés avec des liens physiques de même que chi- miques d'association. Une image claire de ces dispositons de complexes qui sont appelées micelles en chimie colloïdale est donnée par A.W.Thomas dans son ouvrage "Colloîd" Chemistry", pu- blié par MacGraw-Hill Book c Inc., année 1934, chapitre 7, pa- ges 141 et la suite.
Il est manifeste que non seulement la manière de pré- parer la composition nucléante est nouvelle, mais que la compo- sition même est aussi nouvelle. A la différence de ces modes
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opératoires antérieurs dans lesquels des agents neutralisants sont ajoutés à l'acide orthotitanique partir de solutions de tétrachlorure de titane, acide orthotitanique qui est redissous dans des solutions d'acide chlorhydrique, il ne se produit pas de précipitation d'aucune sorte dans la mise en oeuvre de la présente invention. De même, le mode de préparation des oomposi- tions nuoléantes de l'invention ne doit pas être confondu avec d'autres modes opératoires comprenant seulement un traitement thermique d'une solution de titane.
De façon analogue, il est évident que les oompositions nucléaires ne sont pas obtenues par la redissolution d'oxydes de titane hydratés colloidaux tels qu'obtenus lorsqu' une solution de titane est versée dans de 1' eau chaude ou dans une solution de titane diluée chaude. On a trouvé que la grande efficacité de la composition nucléante ainsi que le grand pouvoir colorant et la bonne couleur des pigments d'anhydride titanique obtenus résultent de l'effet con- joint de l'ensemble de la neutralisation partielle associée au traitement thermique.
Lorsque le traitement thermique est complété comme in- diqué par le développement du degré convenable d'opalescence, la composition nucléante est prête pour son utilisation.
4')- Mode de mélange de la solution nucléaire traitée thermiquement avec la solution de sel de titane hydrolysable..-
Les nouvelles compositions nucléantes de la présente invention sont particulièrement adaptables à l'hydrolyse de solutions de tétrachlorure de titane, mais elles peuvent aussi bien être utilisées pour l'hydrolyse d'autres solutions de sels de titane hydrolysables, par exemple de solutions de sulfate de titane. Lorsqu'on hydrolyse une solution de tétrachlorure de titane en utilisant les compositions nuoléantes de la présente invention, la manière d'effectuer le mélange n'est pas parti- culièrement importante, mais on a trouvé qu'il est rationnel d'ajouter la composition nucléante à la solution de tétrachlo- rure de titane devant être hydrolysée.
D'autre part, si la so- lution devant être hydrolysée est une solution de sulfate de
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titane. il peut s'avérer désirable d'inverser ce mode opé- ratoire, otest-à-dire d'ajouter la solution de sel de ti- tane à la composition nucléante. De cette manière, on ob- tient des produits possédant le pouvoir colorant maximum et la meilleure couleur en partant de solutions de sulfate de titane.
5 ) Concentration de titane dans le mélange d'hydrolyse de compostion nucléante et de solution de sel de titane.
Dans la mise en oeuvre de l'invention, l'effi- cacité nucléante et la qualité des produits obtenus sont influencées par la concentration de titane dans le mélange d'hydrolyse. Par mélange d'hydrolyse on entend le mélan- ge de solution de sel de titane hydrolysable et de compo- sition nucéante, parce que l'addition de la composition nu- cléante à la solution de sel de titane ajoute du titane au mélange qui peut être récupéré dans l'hydrolyse. La concen- tration est exprimée ici comme concentration de titane dans le mélange de composition nuoléante et de solution de sel de titane hydrolysable.
On a trouvé que les résultats opti- ma sont obtenus lorsque le mélange d'hydrolyse contient en- tre environ 80 à environ 200, de préférence d'environ 125 à environ 150 grs de titane calculé comme anhydride titani- que, TiO au litre.
6 ) Basioités, c'est-à-dire rapport de titane à acide dans le;mélange d'hydrolyse de la solution de sel de titane et de composition nucléante.-
On a trouvé que la basicité de la solution de sel hydrolysable n'est pas un facteur important dans la mise en pratique de l'invention. La solution de sel hydrolysable peut être normale, o'est-à-dire qu'elle peut contenir quatre éqi valents de molécule d'acide chlorhydrique et deux équivalents de molé-
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ouïe d'acide sulfurique pour chaque équivalent de molécule d'anhydride titanique en solution . Dans le cas de tétrachlorure de titane, la solution directe de chlorure de titane anhydre du commerce donne habituellement comme résultat une légère per- te d'acide chlorhydrique sous forme de vapeur en donnant ainsi une solution légèrement basique .
Cependant, que cette perte se produise ou non on n'obtient pas davantage en neutralisant ces solu- tions chimiquement. D'autre part, des solutions de sulfate de titane qui sont usuellmment obtenues par dissolution d'ilménite dans de l'acide sulfurique peuvent évidemment être obtenues plus économique- ment sous forme de solution basique et, en consé- quence, on les préfère.
7 ) Quantité de composition nuoléante et concentration de titane dans cette compo- sition devant être utilisées dans l'hydro- lyse de la solution de sel de titane. -
La concentration de titane dans la composition nu- cléante, de même que la quantité de composition nucléan- te utilisée dans l'invention semblent avoir tutes deux une relation avec l'efficacité nucléante et la qualité des produits obtenus.
En ce qui concerne la concentration de titane dans la composition xxx nucléante, on a trouvé que les meilleurs résultats sont obtenus lorsqu'on utili- se une composition nucléante contenant environ 5 à en- viron 30 grs de titane calculé comme anhydride titani- que, TiO2 au litre, de préférence entre 10 et environ 20 grs de TiO2 au litre .
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Lorsqu'on utilise des compositions nucléantes conte- nant la concentration'préférée de titane, il est préférable que le titane ajouté dans la composition nuoléante constitue entre environ 1% et environ 10% du' titane total présent dans le mélan- ge d'hydrolyse, de préférence entre environ 4=% et environ 5 1/2%
Les observations qui précèdent donnent en détail les caractéristiques saillantes de l'invention exprimées de façon à permettre aux gens du métier de la mettre en oeuvre.
Il est é- vident que certains variables peuvent intervenir dans la mise en pratique de l'invention, selon la nature de la solution de sel de titane hydrolysable, la durée et la température de chauffage,. la concentration de la solution de sel hydrolysable et la compo- sition nucléante,, la basicité de la solution de sel hydrolysa- ble, etc... Ainsi, si une solution de sulfate de titane doit ê- tre hydrolysée en utilisant un rapport de composition nuoléante de la présente invention, la solution de sel de titane peut va-' . rier quelque peu de même que la concentration de titane dans la composition nucléante peut aussi varier, ainsi que la concentra- tion de titane dans le mélange d'hydrolyse;
les gens du métier sont toutefois à même de dététrminer facilement, à l'aide des direotives données dans ce qui précède, les conditions optima pour la mise en,oeuvre de l'invention.
Conformément à la présente invention, l'hydrolyse ther- mique du mélange de composition nucléante et de solution de sel de titane hydrolysable est effectuée complètement en un temps beaucoup plus court que cela était nécessaire dans les modes o- pératoires d'hydrolyse,ordinaires de la technique antérieure.
Ainsi, dans la mise en pratique de l'invention,, on a trouvé qu' une hydrolyse effectuée au point d'ébullition du mélange d'hy- drolyse pendant environ 30 minutes est habituellement suffisante pour précipiter plus de 97% du titane de la solution. En fait, on a trouvé dans de nombreux cas qu'en faisant bouillir le mé- lange d'hydrolyse pendant seulement 15 minutes, on obtient des récupérations d'environ 97% et que o'est seulement dans des cas très rares qu'il est nécessaire de dépasser un traitement par
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ébullition pendant environ une heure.
Pour illustrer les explications qui précèdent, on décrit dans les exemples qui suivent des adaptations de l'invention à l'hydrolyse de solutions de titane.
Exemple 1 -
Une solution principale de tétrachlorure de titane fut préparée en faisant couler du tétrachlorure de titane anhydre brut du commerce lentement dans une quantité pesée de glace cas- sée jusqu'à ce que le poids soit doublé. La température fut main. tenue au-dessous de 35 C pendant cette addition. Du zino fut a- jouté pour réduire la solution à une teneur comprise entre en- viron 1 et 3 grs au litre de titane réduit, calculé comme TiO2 La solution avait un poids spécifique d'environ 1,5.
43cm3 de cette solution principale, oontenant un total
2 de 15 grs de TiO furent placés dans un récipient convenable et 6,9 grs de chaux hydratée, équivalent à un atome de Cl par molé- culs de TiCl4, furent ajoutés avec agitation. La solution par- tiellement neutralisée résultante était claire; elle fut diluée pour parfaire 1 litre et chauffée à 85 c pendant 10 minutes, puis refroidie à la température ambiante.
300 om3 de la solution principale furent placés dans un ballon de précipitation muni d'un dispositif d'agitation et d'un condenseur à reflux, puis 300 cm3 de la composition nuolé- ante furent ajoutés lentement à la température ambiante. 150 cm3 d'eau furent ensuite ajoutés au mélange. Le rapport de titane dans la composition nuoléante était entre environ 4 à 5 parties par 100 parties de titane contenues dans la solution de tétra- chlorure de titane. Le mélange fut ensuite chauffé à l'ébulli- tion. Un rendement d'environ 97% fut obtenu en environ 15 minu- tes mais on continua à taire bouillir pendant une heure, l'oxy- .de titane hydraté précipité fut lavé aveo de l'eau acidifiée avec de l'acide sulfurique et calciné à une température d'envi- ron 800 c pendant une heure.
Le pouvoir colorant du produit ré- sultant était de 1750 après le traitement par pulvérisation usuel.
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Exemple 2-
6,9 grs de chaux hydratée furent remués dans 43 cme d' une solution de tétrachlorure de titane contenant approximati- vement 15 grs de titane* calculés comme TiO2 et 24 grs d'acide chlorhydrique. Après que la réaotion fut complète, la solution claire résultante fut diluée avec de l'eau pour parfaire 1000 cm3 La solution fut ensuite chauffée à 75 c en environ 15 mi- nutes et maintenue à cette température en remuant constamment pendant environ 1 heure, puis refroidie à la température ambi- ante*
300 cm3 d'une solution de tétrachlorure de titane de la composition utilisée pour préparer la solution nucléaire fu- rent placés dans un récipient convenable muni d'un agitateur et 300 cm3 de la solution nucléaire furent ajoutés lentement, après quoi une addition de 150 cm3 d'eau fut faite.
Le mélange fut chauffé: jusqu'au,point d'ébullition en environ 30 minutes et chauffé à la température d'ébutlition sous un condenseur à reflux pendant 2 heures. D'anhydride titanique hydraté précipité résul- tant fut calciné à 800 c pendant une heure.L'anhydride tita- nique résultent possédait une très bonne couleur et avait une valeur de pouvoir colotant telle que déterminée par le procédé Reynolds, de 1725
Exemple 3-
Une solution principale de.tétrachlorure de titane fut préparée de la manière déorite à l'exemple 1.
Elle contenait par litre 338 grs de titane, calculés comme TiO2 550 grs d'aci- de chlorhydrique et 1 gr de titane réduit, calculé comme TiO2 7,5 grs d'hydroxyde de sodium sous la forme d'une so lution aqueuse à 20 %, furent ajoutés en remuant à 44 cm3 de la solution prinoipale de tétrachlorure de titane décrite ci- dessus.
Après que la réaction fut complète, le produit .clair résultant fut dildé avec de l'eau jusqu'à 1000 on!'. La soin- tion résultante fut chauffée à 85 c en 20 minutes et maintenue à cette température- pendant 10 minutes,, tout en l'agitant cons- tamment. Ensuite, elle tut refroidie à la température ambiante.
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400 cm3 de la solution prinoipale décrite ci-dessus furent placés dans un récipient convenable muni d'un dispositif pour l'agitation dans un condenseur à reflux, 400 cm3 de la so- lution nuoléaire de titane furent ajoutés lentement, après quoi 200 cm3 d'eau furent ajoutés. Le mélange fut chauffé jusqu'au point d'ébullition en environ 20 minutes et on le fit bouillir pendant 2 heures. L'oxyde de titane hydraté précipité fut calci- né à environ 800 C pendant 1 heure. Il avait une bonne couleur et une valeur de pouvoir colorante selon le procédé Reunolds de 1700.
]Exemple 4
Une solution principale de tétrachlorure de titane fut préparée de la manière décrite à l'exemple 1. Elle contenait par litre 343 grs de titane, calculés comme TiO2 562 grs d'a- cide chlorhydrique et 3 grs de titane réduit, calculés comme TiO2, 29,4 grs d'hydroxyde de baryum Ba(OH)2 8 H2O dissous dans 200 cm3 d'eau furent ajoutés à 44 cm3 de la solution prin- oipale de tétrachlorure de titane.Après que la réaotion fut effectuée complètement, le produit fut dilué avec de l'eau pour parfaire 1000 cm3 La solution résultante fut chauffée rapide- ment à 85 c maintenue entre 85 et 90 c pendant environ 10 mi- nutes et refredie à la température ambiante.
400 cm3 de la so- lution principale de tétrachlorure de titane furent placés dans un récipient convenable muni d'un dispositif pour l'agitation dans un condenseur à reflux et 400 cm3 de la solution nucléaire y furent ajoutés lentement. Ensuite, 200 cm3 d'eau furent ajou- tés. Le mélange fut chauffé jusqu'au point d'ébullition en 15 minutes et on le fit bouillir pendant 2 heures. L'oxyde de ti- tane hydraté précipité fut calciné à environ 800 0 pendant en- viron 1 heure. Il avait une bonne couleur, un grand éclat et une valeur de pouvoir colorant, selon le procédé Reynolds, de plus de 1600.
Exemple ¯5 -*
La solution nucléaire fut préparée de la manière sui- vante t 6,9 grs de chaux hydratée furent ajoutés à 44 cm3 de
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solution de tétrachlorure de titane contenant par litre environ 15 grs de titane, calculés comme TiO2 et 25 grs d'acide chlo- rhydrique. Après réaction, la solution résultante fut diluée avec de lteau pour parfaire 1000 cm3 et filtrée. La solution fut chauffée à 85 c en 15 minutes environ* maintenue entre 85 et 90 c pendant 10 minutes et refroidie à la température ambiante.
L'agitation fut maintenue pendant tout le traitement thermique.
La solution d'hydrolyse était une solution de sulfate de titane obtenue en dissolvant de l'ilménite dans de l'acide sulfurique. Elle avait la composition suivante - Titane (tétravalent) sous forme de TiO2 ............... 150 grs au litre .
- H2SO4 (libre et combiné - avec le Ti .:..........,..... 250 grs au litre.
- Titane (trivalent} sous forme de TiO2 ............... 5 grs au litre.
- Poids spécifique à la température ambiante .................... 1,42 gr. au litre.
La solution contenait aussi une partie du fer présent à l'origine dans le minerai sous forme de sulfate ferreux.
400 cm3 de cette solution de sulfate de titane furent placés dans un récipient convenable muni d'un dispositif pour assurer l'agitation mécanique et d'un condenseur à reflux, puis 200 cm3 de la solution nucléaire de titane décrite ci-dessus y furent ajoutés lentement. l'addition fut effectuée à la tempéra... ture ambiante. Le mélange fut chauffé jusqu'à l'ébullition en environ 25 minutes et on le fit bouillir pendant 2 heures. La. vitesse d'hydrolyse de la solution de sulfate de titane fut gran- dement accélérée. A la caloinetion de 3.'oxyde de titane hydraté précipitée le produit obtenu avait des propriétés comparables à celles obtenues par les exemples 1 à 4.
La présente invention ne nécessite pas que l'on s'éoarte dans une mesure notable des traitements de calcination courants, pas plus que des traitements usuels après calcination. En fait,, l'oxyde de titane hydraté obtenu par la présente invention peut
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être calciné à des températures quelque peu inférieures et pen- dant de plus courtes durées que cela est nécessaire pour déve- lopper le pouvoir colorant maximum pour l'oxyde de titane hydra- té obtenu par les procédés antérieurs. Les produits de la pré- sente invention sont remarquables en raison de leur fort pouvoir colorant. ils ont une bonne couleur, une bonne texture et d'au- tres bonnes propriétés de pigments.
On a donné dans ce qui précède toutes les explications de détail de nature à faciliter la compréhension de l'invention, mais celle-ci n'est limitée par aucun de ces détails et s'étend à toutes les applications de ses caractéristiques de principe.
REVENDICATIONS
1 ) Procédé de décomposition hydrolytique de solution de titane par l'addition d'agents agissant comme noyaux pour 1' hydrolyse, caractérisé en ce que les agents formant noyaux sont préparés par neutralisation partielle d'une solution de tétra- chlorure de titane et chauffage de la solution pour développer davantage les propriétés nucléantes.