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Préparation de matières colorantes.
L'invention concerne la fabrication de matières coloran- tes, et plus particulièrement la fabrication de pigments d'oxyde de fer rouge brillant.
Il est connu que des pigments d'oxyde de fer brun peu- vent être préparés par oxydation par l'air d'une suspension alca- line aqueuse chaude de carbonate ferreux, mais jusqu'à présent la fabrication de pigments d'oxyde de fer rouge brillant par un procé- dé de ce genre n'a pas été décrite.
Or, on a trouvé que des pigments d'oxyde de fer rouge d'un brillant exceptionnel peuvent être préparés par un procédé de ce genre si la suspension de carbonate ferreux utilisée contient une petite proportion d'un composé de magnésium.
Dans un procédé de fabrication de pigments d'oxyde de fer suivant la présente invention, on traite par de l'air une sus- pension alcaline aqueuse de carbonate ferreux et de carbonate de
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magnésium contenant entre environ 0,1 et environ 7,0 parties de magnésium pour 100 parties de fer, à une température non inférieure à 60 C.
Par "carbonate de magnésium", on entend un compose quel- conque qui peut être considéré comme formé par le remplacement partiel ou total des atomes d'hydrogène de l'acide carbonique par des atomes de magnésium, c'est-à-dire comprenant par exemple les hydroxycarbonates, bicarbonates et carbonates basiques.
On peut obtenir la suspension des carbonates ferreux et de magnésium par exemple: 1 ) en ajoutant un sel de magnésium so- luble à une solution d'un sel ferreux, par exemple le chlorure ou le sulfate, et en ajoutant ensuite une solution de carbonate de métal alcalin; 2 ) en précipitant du carbonate de magnésium par addition de carbonate de métal alcalin à une solution d'un sel de magnésium, ajoutant la suspension à une solution de sel ferreux puis ajoutant ensuite un carbonate .de métal alcalin, ou 3 ) en mélangeant simplement une suspension de carbonate de magnésium et une suspension de carbonate ferreux.
Comme il est dit plus haut, la proportion de magnésium doit être comprise entre environ 0,1 partie et environ 7 parties pour 100 parties de fer. On obtient les meilleurs résultats lorsqu' on utilise entre environ 1,7 et environ 3,4 parties de magnésium pour 100 parties de fer.
En plus du magnésium, on peut aussi utiliser jusque en- viron 10 partie de zinc et/ou jusque environ 4 partiesd'aluminium pour 100 parties de fer. On utilise le zinc sous la forme de car- bonate et l'aluminium sous forme de l'hydroxyde. On peut, si on le désire, précipiter l'hydroxyde d'aluminium en ajoutant un car- bonate de métal alcalin à une solution de sel d'aluminium, tout carbonate d'aluminium ainsi formé étant hydrolysé en hydroxyde.
L'insufflation d'air doit s'effectuer à une température non-inférieure à 60 C. En pratique, on a constaté que des tempéra- @
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tu res comprises entre 60 C et 95 C sont appropriées.
On peut, si on le désire, précipiter les pigments sur une base inerte blanche. Ainsi par exemple, on peut ajouter une petite proportion de chlorure de baryum à une solution de sel ferreux avant de précipiter le carbonate ferreux, et on peut ainsi obtenir un précipité colloïdal de sulfate de baryum formant une base blanche inerte appropriée. On peut employer des proportions différentes de base blanche, mais pour conserver le pouvoir colo- rant élevé du pigment, le poids de base blanche utilisé ne doit de préférence pas être supérieur à environ 10 % du poids du pig- ment.
Les pigments préparés par le procédé de cette invention sont beaucoup plus brillants que ceux obtenus en l'absence de ma- gnésium.
L'invention est illustrée mais non limitée par les exem- ples suivants dans lesquels les parties sont exprimées en poids.
EXEMPLE 1.-
On dissout 34,4 parties de couperose (FeSO4.7H2O) et 1,2 parties de sulfate de magnésium (MgSO4.7H2O) dans 72 parties d'eau froide. On ajoute alors une solution froide de carbonate de sodium préparée par dissolution de 17 parties de carbonate de so- dium dans 50 parties d'eau jusqu'à ce que la solution soit légère- ment alcaline. On règle alors le pH de la suspension à 8,6 environ en ajoutant un alcali ou un acide minéral. On chauffe ensuite la suspension à 80 C et on l'oxyde en insufflant de l'air à travers la suspension pendant 18-20 heures à 80 C jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre alors le pigment, on le lave et on le sèche à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge brillant doux.
Si, dans l'opération ci-dessus, on insuffle de l'air dans la suspension pendant 20-24 heures à 60 C au lieu de le faire pen- dant 18-20 heures à 80 C, on obtient un pigment rouge-jaunâtre bril-
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lant et si on insuffle de l'air dans la suspension pendant 18-20 heures à 95 C, on obtient un pigment rouge bleuâtre brillant.
En l'absence de magnésium, on obtient un pigment rouge doux qui est beaucoup plus terne que les pigments décrits ci-dessus.
EXEMPLE 2.-
On dissout 34,4 parties de couperose e t 4,8 parties de sulfate de magnésium (MgS04.7H20) dans 80 parties d'eau froide.
On ajoute une solution froide préparée par dissolution de 18 par- ties de carbonate de sodium dans 53 parties d'eau, jusqu'à ce que le mélange soit légèrement alcalin. On règle le pH de la suspen- sion à 8, 6 environ et on chauffe la suspension à 80 C. On insuffle de l'air à travers la suspension pendant 18-20 heures à 80 C jusqu-*' ce que la teneur en fer@ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sèche le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge-jaunâtre.
EXEMPLE 3.-
On ajoute une solution froide de 1,2 parties de sulfa- te de magnésium (MgSO4.7H2O) dans 4 parties d'eau à une solution froide de 0,52 partie de carbonate de sodium anhydre dans deux parties d'eau. On ajoute la suspension ainsi obtenue à une solu- tion froide de 34,4 parties de couperose dissoutes dans 72 parties d'eau. On ajoute une solution froide de 17 parties de carbonate de sodium dans 50 parties d'eau jusqu'avec que la solution soit lé- gèrement alcaline. On règle le pH à 8,6 environ et on chauffe la suspension à 80 C. On insuffle alors de l'air à travers la suspen- sion pendant 18-20 heures à 80 C jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sèche le pigment, à 80-100 C;
On obtient un pigment rouge brillant.
EXEMPLE 4.-
On ajoute une solution froide de 17 parties de carbona- te de sodium anhydre dans 50 parties d'eau à une solution froide de
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34,4 parties de couperose dans 72 parties d'eau, jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline. On ajoute une solution froi- de de 0,52 partie de carbonate de sodium dans 2 parties d'eau à une solution froide de 1,2 parties de sulfate de magnésium (MgSO4.JH2O) et on ajoute la suspension ainsi obtenue à celle for- mée à partir de la solution de couperose et de la solution de car- bonate de sodium décrite ci-dessus. On règle le pH de la solution à 8,6 environ. On chauffe la suspension à 80 C et oxyde en insuf- flant de l'air pendant 18-20 heures à 80 C jusqu'à ce que la te- neur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre,lave et sèche le pigment, à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge brillant.
EXEMPLE 5. -
On dissout 1,1 parties de sulfate de magnésium (MgS04.
7H20) dans 50 parties d'une solution de chlorure ferreux contenant 300 grs de chlorure ferreux par litre de solution. On ajoute une solution froide de 14 parties de carbonate de sodium dans 50 parties d'eau jusqu'à ce que la suspension soit légèrement alcaline. On rè- gle le pH à 8,6 environ. On chauffe la suspension à 80 C et on in- suffle de l'air à 80 C pendant 18-20 heures jusqu'à ce que la te- neur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sè- che le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge brillant.
EXEMPLE .6. -
On dissout 34,4 parties de couperose et 2,4 parties de sulfate de magnésium (MgS04.7H20) dans 72 parties d'eau froide. On ajoute alors une solution froide de 17 parties de carbonate de so- dium dans 50 parties d'eau jusqu'à ce que la solution soit légère- ment alcaline. On règle le pH à 8,0 environ. On chauffe la suspen- sion à 80 C et on insuffle de l'air vigoureusement pendant 18-20 heures à 80 C jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux soit infé- rieure à 1 %. On filtre, lave et sèche le pigment à 80-100 C.
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On obtient un pigment rouge-jaunâtre brillant.
EXEMPLE 7.-
On dissout 34,4 parties de couperose (FeS04.7H20), 4,8 parties de sulfate de magnésium (MgSO4.7H2O) et 1,4 parties de sul- fate de zinc (ZnSO4.7H2O) dans 72 parties d'eau froide. On ajoute une solution froide de carbonate de sodium préparée en dissolvant 18 parties de carbonate de sodium (Na2C03) dans 50 parties d'eau, jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline. On règle en- suite le pH de la suspension à 8,6 environ en ajoutant de l'alcali ou un acide minéral. On chauffe la suspension à 80 C et on l'oxyde en insufflant de l'air pendant 18-20 heures jusqu'à ce que la te- neur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sè- che le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge moyen.
EXEMPLE 8.-
On dissout 34,4 parties de couperose (FeS04.7H20), 1,2 parties de sulfate de magnésium (MgSO4.7H2O) et 2,8 parties de sul- fate de zinc (ZnSO4.7H2O) dans 72 parties d'eau froide. On ajoute une solution froide de carbonate de sodium préparée par dissolu- tion de 17 parties de carbonate de sodium (NagCOg) dans 50 parties d'eau, jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline. On rè- gle le pH de la suspension à 8,6 environ en ajoutant de l'alcali ou un acide minéral. On chauffe la suspension à 80 C et on l'oxyde par insufflation d'air pendant 18-20 heures jusqu'à ce que la te- neur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sè- che le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge-jaunâtre.
EXEMPLE 9.-
On dissout 34,4 parties de couperose, 1,2 parties de sul- fate de magnésium et 1,4 parties de sulfate de zinc dans 70 par- ties d'eau. On dissout 0,6 partie de chlorure de baryum (BaCl2)
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dans deux parties d'eau froide et ajoute cette solution à la première. On ajoute une solution froide de carbonate de sodium, préparée par dissolution de 17 parties de carbonate de sodium anhydre dans 50 parties d'eau froide, jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline. On règle le pH de la suspension à 8,6 environ en ajoutant un alcali ou un acide minéral.
On chauffe en- suite la suspension à 80 C et oxyde en y insufflant de l'air pen- dant 18-20 heures jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sèche le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge brillant.
EXEMPLE ,10..-
On dissout 1,1 parties de sulfate de magnésium et 1,28 parties de sulfate de zinc dans 50 parties d'une solution froide de chlorure ferreux contenant 300 grs de FeCl2 par litre. On ajou- te une solution froide de 16 parties de carbonate de sodium anhy- dre dans 50 parties d'eau jusqu'à ce que la solution soit légère- ment alcaline. On règle ensuite le pH de la suspension à 8,6 envi- ron en ajoutant de l'alcali ou un acide minéral. On chauffe la suspension à 80 C et oxyde en y insufflant de l'air pendant 18-20 heures jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux soit inférieure à 1%. On filtre, lave et sèche le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge-jaunâtre.
EXEMPLE 11.-
On dissout 34,4 parties de couperose, 4,8 parties de sulfate de magnésium et 1,2 parties de sulfate d'aluminium (Al2 (SO4)3.18H2O) dans 72 parties d'eau froide. On ajoute une solution froide de carbonate de sodium, préparée par dissolution de 18 par- ties de carbonate de sodium anhydre dans 50 parties d'eau, jusqu'à ce que la solution soit légèrement alcaline. On règle le pH de la suspension à 8,6 environ en ajoutant de l'alcali ou un acide miné- ral. On chauffe la suspension à 80 C et oxyde en y insufflant de j'air pendant 18-20 heures jusqu'à ce que la teneur en fer ferreux
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soit inférieure à 1 %. On filtre,lave et sèche le pigment à 80- 100 C.
On obtient un pigment rouge-orangé.
EXEMPLE 12.-
On dissout 34,4 parties de couperose (FeS04.7H20),, 4,8 parties de sulfate d'aluminium (Al2(SO4)3.18 H2O) et 4,8 parties de sulfate de magnésium (MgSO4.7H29) dans 72 parties d'eau froide.
On ajoute ensuite une solution froide de carbonate de sodium pré- parée par dissolution de 20 parties de carbonate de sodium anhydre dans 50 parties d'eau froide, jusqu'à ce que la solution soit lé- gèrement alcaline. On règle le pH de la solution à 8,6 environ par addition d'alcali ou d'un acide minéral. On chauffe la suspension à 80 C et oxyde en y insufflant de l'air pendant 18-20 heures jusqu' à ce que la teneur en fer ferreux soit inférieure à 1 %. On filtre, lave et sèche le pigment à 80-100 C.
On obtient un pigment rouge-jaunâtre.
REVENDICATIONS
1.- Procédé de fabrication de pigments d'oxyde de fer caractérisé en ce qu'on traite par de l'air . une suspension aqueu- se alcaline de carbonate ferreux et de carbonate de magnésium con- tenant entre environ 0,1 et environ 7,0 parties de magnésium pour 100 parties de fer, à iune température non-inférieure à 60 C.
2. - Procédé de fabrication de pigments d'oxyde de fer ca- ractérisé en ce qu'on traite par de l'air une suspension aqueuse alcaline de carbonate ferreux et de carbonate de magnésium conte- nant entre environ 1,7 et environ 3,4 parties de magnésium pour 100 parties de fer, à une température non inférieure à 60 C.