BE543416A - - Google Patents

Description

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   La présente invention se rapporte à la fabrication de pigments de titane par un procédé suivant lequel la matière tita- nifère est traitée par un acide minéral de manière à obtenir une solution d'un sel de titane, solution qui est ensuite hydrolysée à chaud pour précipiter un Ti02 blanc, très pur et dont la gros- seur des particules est comprise entre 0,5 et 1 micron. 



   On utilise comme matière titanifère un titanate de sodium prépare suivant le procédé décrit dans le brevet français ?   1.108.062   du 1 er Juillet   1954.   Le titanate de 

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 sodium préparé correspond dans sa presque totalité à la formule TiO3Na2 et il est bien connu que ce titanate a la propriété de subir une démolition hydrolytique presque complète par des lavages successifs à l'eau. Schématiquement : 
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Na20 passe en solution sous forme de soude   (NaOH)   et il reste un précipité floconneux d'acide titanique. 



   Le procédé consiste à obtenir, par démolition hydroliti- que de ce titanate, uniquement de l'acide orthotitanique (Ti02, 
2H20) et ceci n'est réalisé que par des lavages à l'eau froide (eau dont la température est inférieure à 40 C.) 
Si l'on avait effectué les lavages à l'eau chaude ou bouillante, l'acide titanique libèré, obtenu par l'action de l'eau sur le titanate de sodium, serait de l'acide   métatitanique   Ti02, H20 qu'il est indésirable d'obtenir pour la suite des opérations. 



   Ces lavages à l'eau froide ont également pour but d'éli- miner les impuretés contenues dans le titanate comme les chromates, vanadates, etc.... 



   Il est bien connu égale.ment que seul l'acide orthotitani- que peut être mis en solution par les acides minéraux dilués. La mise en solution de cet acide orthotitanique pourra être effectuée par de l'acide sulfurique ou chlorhydrique dilué.   @   
La particularité du procédé consiste à utiliser une concen tration en acide telle que seul l'acide orthotitanique passe en solution. En effet, si la matière titanifère provient d'un frittage de l'ilménite, il y a une forte proportion d'oxyde de fer ; à partir d'une concentration supérieure à 40% en acide sulfurique par exemple, le titane passe en solution avant le fer alors que le 'contraire se produit pour des concentrations en acide inférieures 

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 à 40%.

   Si la matière titanifère provient d'un frittage de rutile, la quantité d'oxyde de fer présente est bien moindre mais alors, il a été constaté que si on utilisait des acides de concentration inférieure à 40%, la mise en solution du titane est bien plus lente. 



   De plus, cette mise en solution sous forme de sels de titane (soit sulfate, soit chlorure) est généralement incomplète, la vitesse de réaction diminue rapidement et on aboutit à un équi- libre entre les constituants : sel de titane, acide minéral et   @   acide orthotitanique. 



   La présente invention consiste à ajouter à l'acide ortho- titanique que l'on veut solubiliser une petite quantité d'un   ugent   accélérateur de la réaction. Il a été reconnu l'effet remarquable des chlorures des métaux alcalins et aussi des sels alcalins des autres halogènes ; en particulier des fluorures (fluorure de sodium) les bromures et les iodures. 



   Des quantités allant de 0,5 à 5% de ces corps accélé- rateurs se sont révèlées suffisantes, 
Il a été obtenu les meilleurs rendements (97 - 98%) en utilisant l'acide minéral à une concentration de 50%, par exemple de l'acide sulfurique à 50% de monohydrate S04H2 .(Densité = 1,4, 41  Bé) avec une quantité d'acide correspondant à : .. 



     5,3   parties d'acide sulfurique à 50% pour une partie de Ti02 (soit 2,6 parties d'acide sulfurique à   98%).   



   La réaction s'effectue à chaud, à une   température   voisine de   100 C   et est terminée en 20/30 minutes. 



   A titre d'exemple et pour illustrer ce qui   précède :   - 100 parties d'acide orthotitanique (correspondant à 69 parties de   Ti02),   - 366 parties d'acide sulfurique à 50 %, - 2, 8 parties de fluorure de sodium, 

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 sont chauffées pendant 25 minutes au voisinage du point d'ébulli- tion. La solution obtenue est ensuite refroidie, filtrée ou centrifugée de manière à obtenir une solution limpide de sulfate de titane. 



   Cette solution contient également un peu de fer qui a été solubilisé sous forme de sulfate de fer. 



   De nombreuses méthodes d'hydrolyses des solutions de sulfate de chlorure de titane sont connues. 



   La caractéristique de l'invention consiste à effectuer, dans certaines conditions, l'hydrolyse d'une solution d'un sel de titane titaneux. La solution sulfurique obtenue précédemment est réduite par de l'hydrogène naissant qui est produit par le chauf- fage de ladite solution au voisinage de son point d'ébullition, en présence de riblons de fer. Il est connu qu'en prenant comme réducteur, l'hydrogène naissant il ne.se forme seulement que des sels de l'oxyde titaneux Ti305 (oxyde bleu). La réduction peut donc être poussée sans crainte d'obtenir d'autres oxydes. En un temps relativement court, (une quinzaine de minutes) on a produit en opèrant ainsi, un minimum de 90% d'un sulfate titaneux mS03, n Ti305. La solution se présenté sous la forme d'un liquide assez visqueux de couleur noire-bleutée. 



   Cette solution, préalablement chauffée à une température de 80 C est simplement versée lentement dans un certain volume d'eau portée à ébullition, et il a été constaté que ce sulfate tifs neux s'hydrolyse en douant d'une part de l'acide sulfurique et de l'oxyde titaneux   T1305   bleu qui précipite . 



   Sous l'effet de l'agitation, ae la chaleur et du bouillon- nement de l'ébullition,la plus grande partie du Ti305 précipité passe à l'état de Ti02 blanc, très fin dont la grosseur des parti- cules est uniforme (en moyenne 0,8 micron). 

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   La régularité du précipité de TiO2 est, obtenue par      la transformation systématique de 1 molécule de Ti305 en 3 molécu- les de Ti02. 
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   Cette hydrolyse s'effectue sans ensemencement par des germes, comme cela se fait habituellement lorsqu'on effectue l'hydrolyse de solutions de sulfate titanique ; elle est assez rapide, en 2 heures 30 minutes,95 % de TiO2 présent dans la solu- tion, a précipité. 



   Il est à remarquer que la présence de sels titaneux empêche toute adsorption du fer par le   précipité   et au moment de la filtration et des lavages à l'eau dela pulpe obtenue, le fer est intégralement éliminé sous la forme de sulfate ferreux. 



   La pulpe ainsi obtenue, séchée et calcinée donne un oxyde de titane pur et d'une très grande blancheur. (Si la pulpe conte- nait encore du   Ti305   bleu, la calcination transformerait complète- ment l'oxyde titaneux   Ti305   restant en oxyde titanique TiO2). 



   Si l'on désire conférer des qualités   pigmentaires   à cet      oxyde de titane, 1' addition d'ajouts au moment de   la calcination   lui communiquera des propriétés. 
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  - REVENDICATION - - REV'.,fiTDI C1TION -

Claims (1)

1. Procédé de fabrication de pigments de bioxyde de titane, caractérisé en ce qu'il consiste - à obtenir de l'acide orthotitanique à partir du titanate de sodium Ti03Na2 soumis à l'action de l'eau froide; - à mettre en solution cet acide orthotitanique par un traitement avec des acides minéraux dilués dont la concentra- tion est comprise entre 40 et 60% (de préférence 50%) par chauffa- ge en présence de corps accélérateurs de la réaction, en particu- lier utilisation à cet effet des chlorures, fluorures ou bromures des métaux alcalins dans une proportion de 0,5 à 5%; <Desc/Clms Page number 6> - après clarification du liquide obtenu, à effectuer la réduction de celui-ci par l'hydrogène naissant de manière à produire une solution contenant un minimum de 90% d'un sel titaneu (par exemple mS03, n Ti305);

   - à effectuer une hydrolyse thermique de la solution de ce sel titaneux et à transformer systématiquement -le Ti505 précipité en un Ti02 blanc, très fin et pur.