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Perfectionnements à la fabrication d'outremer.
La présente invention se rapporte à un perfectionnement dans la fabrication de l'outremer.
Le processus industriel courant de fabrication d'un ou- tremer à haute teneur en soufre et à grande résistance comprend deux phases effectuées en une seule opération. Dans la première phase, la matière première brute pour outremer qui contient normalement du kaolin, de la silice, du carbonate de sodium, du soufre et un agent réducteur à base de carbone -brai ou résine- est mélangée à fond par broyage dans un broyeur à bille ou autre appareil de pulvérisation. Le produit finement broyé est alors chargé dans des creusets qu'on empile dans un four.
Le four est chauffé et donne un outremer terne et sans vigueur,
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lequel est oxydé dans la seconde phase avec perte de 1/7 à 1/8 de la teneur en sodium combiné de l'outremer primaire, Dans le procédé industriel utilisé jusqu'ici, cette seconde phase d'oxydation est incorporée dans la même opération de production de l'outremer primaire. Les creusets ne sont pas enlevés du four qu'on laisse refroidir très lentement pendant plusieurs semaines de telle manière que l'oxygène peut diffuser lentement à travers les parois du creuset, dont la porosité est soigneu- sement réglée. La première phase de production de l'outremer primaire exige le remplissage des creusets, puis leur vidage.
Et ceci présente un certain nombre de sérieux problèmes.
Le premier problème est celui des poussières. La matière finement divisée donne lieu à une poussière abondante au mo- ment de la charge dans les creusets et il est nécessaire d'uti- liser un équipement spécial pour protéger la santé des ouvriers.
Ceci augmente le coût de l'opération, et le travail comporte encore des difficultés en dépit de l'équipement contre les poussières.
Le second désavantage provient du fait que pendant la première chauffe qui dbnne l'outremer primaire, la température est si élevée -750 C. environ- que la charge s'agglomère dans une forte proportion. Il en résulte qu'il est souvent difficile de faire tomber facilement le contenu des creusets en les re- tournant, ce qui est nécessaire dans le procédé. La pratique courante est de frapper vigoureusement le creuset pour déta- cher le gâteau adhérent. Ceci diminue la vie des creusets dont un grand nombre est brisé. L'outremer étant un produit qui se vend en grande quantité et avec une faible marge de bénéfice, le supplément de frais ainsi introduit est une affaire sérieuse:.
Un autre très sérieux problème dans le cas du procédé en une seule opération réside dans, le fait que, à moins que chaque charge ne soit bien tassée dans le creuset et d'une manière très :uniforme, la charge peut être trop faible pour être écono-
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mique et en outre l'outremer obtenu peut n'être pas uniforme.
Si la matière est insuffisamment tassée, l'oxydation sera trop abondante dans la-seconde phase qui comporte l'oxydation de l'outremer primaire par l'oxygène diffusé. Si en revanche la charge est trop tassée, la partie centrale sera sous-oxydée et sans vigueur. Il est pratiquement impossible de tasser la matière d'une manière absolument uniforme dans les fournées industrielles, et il y a toujours quelques creusets qui con- tiennent de l'outremer sur-oxydé et d'autresqui contiennent de l'outremer soue-,-Oxydé* L'irrégularité du produit obtenu non-seulement réduit le rendement en outremer de bonne qualité, mais encore ajoute aux difficultés d'un mélange pour obtenir une nuance uniforme du produit fini.
L'effet du tassement n'est pas aussi sérieux si on utili- se de l'anhydride sulfureux ooume agent oxydant dans la secon- de phase, Dans ce dernier cas, on enlève la matière et on la replace pour la phase d'oxydation, de telle sorte que le tas- sement primitif n'intervient plus. on peut par conséquent tasser tous les creusets au maximum sans risquer une sous-oxy- dation possible. Bien que le problème du tassement ne soit pas aussi sérieux, le prix du travail supplémentaire nécessité par ce remplissage soigné s'ajoute au prix de revient dans les deux procédés.
La présente invention évite toutes ces difficultés dans le tassage de la matière première dans les creusets par bri- quetage de la poudre finement broyée. Les briquettes peuvent être chargées dans les creusets pas simple déversage sans tra- vail ou dispositifs supplémentaires de tassage, la densité de la charge peut être maintenue constante et on obtient un poids uniforme de charge par unité de volume. Le problème de la pous- sière est naturellement erement éliminé.
On pourrait suppo- ser que l'emploi de briquettes ne convient pas, particulière- ment dans le procédé en une seule opération, en raison de ce
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que pendant la phase d'oxydation dans laquelle l'outremer primaire est transformé en outremer secondaire on pourrait penser que les gaz oxydants ne pénétreraient pas d'une marière satisfaisante dans le centre des briquettes dures. L'expérien- ce a montré que cela ne constituait nullement un problème. Il est manifeste que pendant la première phawe de chauffage, le dégagement d'anhydride carbonique, d'acide sulfhydrique, d'eau, de vapeur de soufre, etc.., provoque une porosité suffisante pour qu'une telle oxydation soit possible.
Les briquettes n'adhèrent pas ensemble et il suffit de les déverser du creu- set à la fin du processus de chauffage sans qu'il soit besoin de frapper le creuset.
Si la présente invention permet la production d'outremer d'une qualité comparable à celle produite à partir de la pou- dre finement divisée du procédé standard, elle peprésente un progrès considérable dans la production de l'outremer. En fait le présent procédé fournit un outremer réellement plus vigoureux que celui obtenu normalement par charge du mélange dans des creusets sous forme non-briquettée. Comparé au pro- duit obtenu par le procédé en une seule opération utilisé. jusqu'ici, cet accroissement de vigueur est normalement de 5 à 15 %. Il n'est pas possible d'en donner les raisons d'une manière certaine.
Il est possible qu'il soit dû à une réaction mutuelle plus complète des ingrédients en raison d'une plus grande cohésion et d'une distribution régulière des vides, car on a eu la surprise de découvrir que les briquettes naadhé- raient pas entre elles par suite de frittage, et même subis- saient un retrait au cours du chauffage. La proportion d'espa- ces vides et de solides restent pas conséquent la même pendant toute l'opération et permet une diffusion facile des gaz oxy- dants à travers toute la charge.
Bien qu'on pense que cette uniformité constitue probablement un facteur contributif im- facteur portant, et peut être le principal/déterminant l'augmentation
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de vigueur, la présente invention n'est pas limitée à une thé- orie quelconque touchant l'augmentation de vigueur ainai ob- tenue de l'outremer.
Le briquettage ne constitue pas réellement un problème sérieux et la présente invention présente cet avantage que l'on peut employer les nombreux systèmes connus. vcici quel- ques méthodes caractéristiques : (a) Si le mélange non-compact est simplement soumis à une pression suffisante dans un dé ou un moule, il formera une briquette ou bloc résistant. La densité de la briquette varie avec la pression. Par exemple, avec une mélange pour outremer standard, la densité des briquettes peut varier de 1,27 à 1,53 environ, suivant la pression.
BIen qu'on obtienne des briquettes solides par simple oom- pression du mélange à sec, la méthode présente quelques inconvé- nients. Il est nécessaire d'employer une forte pression. L'air inclus dans le mélange doit naturellement s'échapper, et si l'on oblige ce départ à, être trop rapide, il peut entraver avec lui d'importantes quantités de mélange. La compression doit donc être effectuée relativement lentement.
Cnatte méthode est adaptée plu- tôt à une presse du type à piston qu'à une presse à cylindre, (b) L'addition d'eau comme lubrifiant augmente la facilité du briquettage, Un mélange humidifié au moyen d'eau peut *être facilement briquette sur une presse à cylindre, bien qu'il faille généralement plusieurs passages, Il convient d'employer de 4 à 12 % d'eau en poids du mélange, Le nombre de passages dans la . presse à cylindre est d'autant moins grand que la quantité d'eau est plus forte,
Les briquettes formées à l'aide d'eau doivent étre séohées immédiatement, sinon il se produirait Une hydratation,
du oarbona... te de sodium et le gonflement qui en résulterait affaiblirait ou désagrégerait la briquette, (c) Si on emploi un liant ou lubrifiant organique, le mélan.
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ge peut être facilement briquette dans une presse à cylindre.
Par exemple, on peut utiliser 5 10 d'une huile comme le kérosène.
(d) On peut employer un liant ou lubrifiant soluble dans l'eau.. Un liant de ce type organique est par exemple constitué par la glatrine, le produit obtenu à partir des liqueurs réai- duaires de la pâte au affile. Un produit du type minéral est par exemple le silicate de sodium. Si l'on choisit un liant qui laisse un résidu minorai ou un résidu de carbone, on doit le faire d'une manière telle que ledit résidu entre dans la compo- sition de l'outremer. Otent ainsi que le re sidu charbonneux laisse par la glutrine peut remplaoer dans une certaine mesure la reesine ou le brai de la oharge. Le sodium ou la silioe du silicate se substitueront en quantité équivalente dans la charge.
(e) Le mélange peut être composé de telle sorte qu'il cons- titue son propre liant par chauffage à la température requise, Un mélange pour outremer contient de 25 à 35 % de soufre et de 3 à 5 de résine ou de brai. Ces deux derniers produits fondent au dessous de 1000 et le soufre au voisinage de 11900, Si, par conséquent, le mélange est chauffé au point de fusion du soufre, la totalité de ce dernier ou la quantité jugée nécessaire passe- ra à l'état fluide et concurrement avec la résine ou le brai agira comme lubrifiant ou liant.
Le mélange chauffé à la tempéra- ture nécessaire indiquée est briquette d'une manière très satis- faisante à la presse à cylindre. les exemples suivants illustrent la présente invention en fournissant de plus amples détails, EXEMPLE 1.
On fait un mélange de la composition suivante
Kaolin sec 115 p.
Terre de diatomées 29 p,
Carbonate de sodium, 110 p.
Soufre 120 p.
Résine 13,6 p
On le broie dans un broyeur à billes chargé de billes de 5
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cm pendant quatre heures, Le mélange pulvérisé est alors bri- quett à sec dans une presse à piston, On, obtient des briquettes fermes et dures dont la densité dépend de la pression exercée, La relation entre la pression et la densité de la briquette est la suivante ;
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Pression en kg./cm 27,500 55,200 110.500 166.50
Densité de la briquette 1,26 1,35 1,42 1,53 EXEMPLE 11.
On utilise le marne mélange que dans l'exemple @ et on forme les briquettes au moyen d'une presse à piston, à noce sous des pressions respectives de 100 et de 200 kg,/om2, On dispose dans 3 creusets en silice fondue (a) un peu du mélange en poudre ayant servi à la formation des briquettes, (b) les briquettes formées sous 100 kg, de pression et (c) celles formées soue 200 kg. Les trois creusets sont chauffes simultanément dans le même four, la température atteinte en sept heures étant de 700 0.. cette tempé- rature étant ensuite maintenue deux heures.
Après refroidissement les trois outremers primaires sont laves pour en éliminer les polysulfures de sodium et places dans des creusets de silice fondu à l'état de poudre grossière. On fait passer un courant d'azote pour déplacer l'air pendant le chantage des creusets à 250 0, On fait passer de l'anhydride sulfureux pendant deux heu- res à une température comprise entre 225 et 275 C Les outremers secondaires obtenue sont laves, broyée et mâchée,
Les forces moyennes des outremers de trois séries successi- ves effectuées chacune comme ci-dessus décrit sont les suivantes, comparativement avec le produit obtenu avec le mélange en poudre
Mélange en poudre Briquettes 100 kg. Briquettes 200 kg.
100 114,5 119,7
EXEMPLE III,
On fait un mélange de la composition suivante : Kaolin sec 115 p, Terre de diatomées 13 p.
Carbonate de sodium 100 p, Soufre 115 p.
Résine 11,2 p,
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On broie le mélange au broyeur à billes pendant quatres heures. On en met 100 p, dans un malaxeur à meule latérale avec 12 p, d'eau et oh malaxe pendant 10 minutes, Le mélange humide est passé une première fois dans une presse à cylindre à briquetter, et le produit obtenu an premier passage est oom- primé à nouveau. On transforme ainsi 85 à 90% du mélange en briquettes au second passage, Après tamissage, on place les bri- quettes Immédiatement dans un sècheur à rayons et on les sèche à 100 0, environ.
Leur densité est environ de 1,8 aprèa séchage;
On charge les briquettes dans des creusets imperméables qu'on ouvre au moyen de plaques de céramique, On chauffe les creusets à 765 0, pendant 8 heures et on les maintient à cette température pendant 5 heures. On les laisse ensuite refroidir et quand ils sont froids, on e@lève les briquettes primaires,
Ces briquettes primaires sont placées dans un récipient imperméable, chauffées à 500 0, environ, puis soumisesà l'action d'un courant d'anhydride sulfureux à cette température jusqu'à ce que l'oxydation soit complète. Le blsu oxydé est lavé; broyé et séché.
La force moyenne de six fournées successives est de 190 de celle obtenue dans la fabrique au moyen d'un mélange identique chargé dans les creusets à l'état de pondre non-compact
EXEMPLE Iv.
On fait un mélange de la composition suivante :
Kaolin sec 115 p.
Terce de diatomées 26 p.
Carbonate de sodium 108 p, soufre 129 p,
Résine 13 p.
Ce mélange est broyé, briquetté à l'aide d'eau et séché comme décrit dans l'exemple précédent,
On charge deux tours L outremer au deux-tiers de leur oapa- cité avec des creusets contenant du mélange en poudre non-oom- pacte et le tiers restant avec la même espèce de creusets conte- nant les briquettes ci-dessus décirites. Les fours sont chauffés et refroidie de la manière habituelle.
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Les outremers provenant du mélange non-compact et les briquettes sont lavés, broyés et sèches séparément, La force des outremers provenant des briquettes est de 135 par rapport à oelle des outremers provenant du mélange non-compact d'ans ces fours. L'outremer provenant des briquettes est en outre d'un bleu
Bien que la densité des briquettes ne constitue pas un facteur critique, il est préférable d'employer les briquettes d'une densité d'au moins 1.2 REVENDICATIONS. l.procédé de fabrication d'outremer, dans lequel on place un mélange brut pour outremer dans un récipient réfractaire et on le chauffe pour produire l'outremer primaire, c a r a o t é- r i s é en ce qu'on met le mélange pour outremer sous forme de briquettes solides et on les place dans un récipient réfractai- re.