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Un rand nombre de pigments minéraux blancs et de couleur doivent, après la fabrication des pigments bruts qui se fait en particulier par précipitation à partir de solutions aqueuses, être exposés à un processus de maturation du grain par un traitement par la chaleur, de manière à leur donner les propriétés caractéristiques des pigments. Cette calcination des pigments bruts précipités se fait actuellement d'une manière tout à fait générale par un' chauffage à sec dans des fours à tube tournant, des fours tambour, des fours à plateau ou des fours à main.
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Bien qu'au cours des vingt dernières années, on soit parvenu à améliorer les processus de précipitation, de broyage et de classement intercalés avant et après la calcination-,et à améliorer graduellement par ce moyen les propriétés parti- culières aux pigments des matières colorantes, on n'est?pas parvenu jusqu'à présent à supprimer les défauts de principe du chauffage à sec. Ces inconvénients sont les suivants :
1c) Dans les fours à tube tournant, à tambour, à ' plateau ou à main, les différentes particules de pigment ne subissent pas toutes le même traitement par la chaleur, et suivent au contraire un treitement thermique qui, en partie, est très différent. C'est pourquoi une partie de la couleur est d'un grain trop gros, et une autre d'un grain trop fin.
2 ) au cours du chauffage à sec des pigments, il se produit des agglomérations ou des formations de grains sembla- bles à de la semoule, par frittage.
Il est vrai que par un broyage et un classement consé- cutifs, on peut éliminer la majeure partie des constituants en forme de graips ou semoule, mais la décomposition des masses agglomérées ne réussit que d'une manière imparfaite. Un bro- yage de trop longue durée des pigments entraîne de multiples inconvénients. Il se produit par exemple une diminution de la pureté de la teinte, dans le cas des couleurs sensibles au , rouge de-cadmium.
Les inconvénients précités du chauffage à sec des pigments sont la raison pour laquelle les couleurs minérales blanches et colorées qu'on trouve actuellement sur le marché ne présentent pas, à cause de leur composition granulométrique non satisfaisante, les propriétés optima d'un pigment, et ont donc surtout un .pouvoir colorant trop faible et souvent un
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de faut de pureté et de brillant du ton de la couleur.
On connaît, comme procédés évitant les inconvénients du chauffage à sec, d'une part le procédé de traitement du sulfure de zinc dans une solution contenant une faible teneur d'acide sulfurique, et le procédé de chauffage sous pression de pigments dans l'eau à des températures élevées. Mnis ces derniers procédés n'ont pas pu se répandre dans la pratique. jusqu'à présent, parce qu'il est extrêmement difficile de se rendre maître du processus.
L'objet de la présente invention consiste en un pro- cédé de fabrication de pigments minéraux qui consiste à sou- mettre les pigments bruts à un traitement par la chaleur alors qu''ils sont en suspension dans une masse fondue. par ce moyen, on peut obtenir des pigments blancs et colorés d'une qualité inconnue jusqu'ici et d'un pouvoir colo- rant et d'un brillant sensiblement améliorés. Les prises de vue de ces pigments au microscope électronique font apparaître, par différence avec celles des produits connus jusqu'ici, dos cristaux individuels particulièrement bien développés.
Les agglomérations en forme de grappes de raisins et les masses frittées qu'on observe dans les pigments actuels sous le microscope électronique font presque complètement défaut, mais aussi le grand nombre de particules inefficaces ou nui- sibles formées de grains trop petits. Souvent, on observe dans les pigments préparés par le procédé conforme à la présente invention un aspect inconnu jusqu'ici aux cristaux:..ces résul- tats montrent que, lors du traitement par la éhaleur dans des masses fondues, on fait naître des propriétés qu'il n'est pas possible d'obtenir dans les pigments par le chauffage à sec.
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On signale à l'occasion dans les documents publiés . que le chauffage à sec des piments, par exemple celui de quelques sortes de lithopones, se pratique, en vue de l'abais- sement des températures de calcination, en présence de petites quantités de chlorure de baryum ou de chlorure de sodium.
Nais lorsque, dans l'application du nouveau procédé, les pigments sont en suspension dans une masse assez importante l'état de fusion, représentant par exemple trois à quatre fois la quantité de pigment brut, on n'ajoute dans la mode opératoire .ci-dessus indiqué qu'un à deux pour cent de chlo- rure de sodium ou de chlorure de baryum, par rapport au pig- ment, dans.un processus de chauffage à sec. Les deux procédés diffèrent donc fondamentalement l'un de l'autre.
Le mode connu de fabrication de couleurs minérales à l'état de fusion, dans laquelle les constituants de la réaction réagissent les uns avec les autres dans la masse fondue, par exemple la. préparation d'outremer, n'a rien de commun avec le procéda ci-dessus indiqué de dispersion des pigments dans des masses fondues.
Lors de la fabrication de pigments minéraux par le nouveau procédé, on a cens bâté par un fait surnrenant que,' dans les masses fondues, les pigments acquièrent les carac- téristiques optima qui leur sont propre non seulement à des températures plus basses que dans le chauffage à sec, mais surtout en des temps plus courtJ. La durée de chauffage des pigments est le plus souvent de plusieurs heures dans le chauffage à sec, tandis que dans le chauffage dans une masse fondue elle n'est souvent que de quelques minutes.
L'appareillage nécessaire à la Fabrication de pigments @inéraux par le nouveau procédé est simple et est d'un volume
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moindre qu'avec le procédé actuel, en raison de la suppres- sion des appareils de broyage et de classement. C'est pour; quoi,le nouveau procédé est plus économique que le mode opératoire àctuel.
On procède avec avantage à la fabrication industrielle des pigments par le nouveau procédé dans un appareillage à circulation continue, par exemple de la manière suivante
Dans un récipient A que les produits tra- versent, dont les dimensions sont relativement petites, que l'on fait chauffer et qui est muni d'un agitateur à effèt intense, 'on prévoit un tube d'écoulement chauffé et sem- blable à un siphon. Dans ce récipient A, on fait arriver d'une manière continue et dosée de la couleur brute et sèche provenant du silo B, et la masse fondue à partir d'un autre' récipient C.
Pour une capacité donnée de l'installation et une température déterminée, les dimensions du réci- nient A et le débit d'arrivée des constituants sont accordés mutuellement de façon que la durée optimum de séjour des pigments dans l'enceinte de traitement par la chaleur soit réalisée.,
La masse fondue qui s'écoule par le siphon du récipient A, en fonction de l'alimentation, masse fondue qui contient le pigment en suspension arrivé à maturité, peut être. traitée de différentes façons.
Une possibilité technique consiste à tefroi- dir la masse fondue brusquement par de l'eau. on sépare ensuite le pigment par filtration, on le lave et ori le sèche. On dirige ensuite la solution obtenue, soit, à
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titre de déchet, vers une autre fabrication, soit vers une iristallatibn de concentration par évaporation, et on la' réintroduit dans le processus à titre de masse fondue. Si le prix de la masse fondue est faible nar rapport à celle du nigment, on peut renoncer à sa récupération.
La solution techniquement plus séduisante et d'un meilleur rendement financier, pour l'obtention du produit final, consiste à diriger la masse fonduequi s'é- coule du siphon du récipient A à travers un filtré'-spécial chauffé, ou bien dans un appareil de centrifugation, et à faire revenir dans le circuit et à l'intérieur du récipient C la masse fondue débarrassée du pigment.
Le nouveau procédé convient de façon systématique à la préparation de tous les pigments minéraux qui jusqu'ici ont été soumis après le processus de chauffage à sec à un procédé de maturation du grain. En conséquence, le procédé doit être appliqué avant tout à la fabricaion du blanc de zinc, des lithopones, du sulfure de zinc, et des couleurs au cadmium, au titane, à l'oxyde de fer, à. l'oxyde de chrome et au cobalt.
Les couleurs brutes peuvent être soumises au nouveau procédé sous une forme pure ou coupée. Alors que, lorsqu'on utilise le procédé actuel de chauffage à sec,. la calcination simultanée du produit de coupage était souvent avantageuse, en vue d'ohtenir, en raison de l'agglomération moindre corrélative du support du pigment, un meilleur pouvoir colorant que lors du coupage ultérieur des couleurs calcinées pures, il sera éventuellement avantageux, lors de l'application du nouveau procédé, de ne soumettre au trai- tement par la chaleur que les pigments purs et de ne les mélanger qu'après coup à l'agent désiré de coupage.
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'Pour l'obtention des propriétés optima des pigments, la structure des couleurs brutes précipitées présente une grande importance dans l'application du nouieau procédé. En général, il faut s'efforcer, par des conditions spéciales de précipitation ou d'autres conditions de formation, à ce que les couleurs brutes soient d'un grain très fin.
Pour la préparation des bains de fusion, un grand nombre de combinaisons minérales conviennent ssté- matiquement. On a obtenu de très bons résultats entre autres avec des halogénures alcalins et des halogénures alcalino-terreux ou avec des mélanges d'halogénures alcalins et alcalino-terreux, et en partie aussi avec des composés alcalins caustiques ou.des mélanges des composés alcalins caustiques et des halogénures précités.
L'utilisation du sel marin, qui est peu coûteux, est particulièrement avantage=eau point de vue du prix de revient. Techniquement, un abaissement du point de fusion du chlorure de sodium par l'addition d'autres sels est, en l'espèce, avantageux.
On peut faire varier entre des limites étendues les rapports de poids du pigment et de la masse fondue de sel. En général, il est avantageux de choisir le rapport de façon qu'à une partie des pigments correspondent environ trois à quatre parties de masse fondue.
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.Exemple 1.
On fait réagir 560 cm3 d'une solution qui contient 252 g de' CdSO par litre et 135 g de Cd(N03)2 par litre avec une solution de carbonate de soude contenant 100 g de Na2CO3 par litre, et à une température de 30 , pour obtenir du CdC03. A la bouillie de carbonate décantée, on ajoute, tout en agitant constamment, une solution de sulfure de sodium et de sélénium portée à 65 qui a été préparée par dissolution de 101 g de sulfure de sodium à 60% et de 23,5 g de sélénium dans un litre d' eau.
On sépare à la trompe le précipité de sulfoséléniure de cadmium qui a été maintenu pendant deux heures à une température de 65 , on le lave et on le sèche. brute On introduit la couleur/obtenue de cette façon, rapidement dans 530 g d'une masse de sel fondu, composée de 230 g de LiCl et de 300 g de KC1, dans un creuset de quartz tout en agitant fortement et à une température de 450 , et on déverse la masse fondue après quatre minutes dans une tubulure remplie d'eau. Après plusieurs décantations, on sépare la suspension du colorant par filtration, on lave le précipité et on le sèche. On obtient 132 g d'un rouge moyen avant un brillant remarquable et un remarquable pouvoir colorant.
Exemple 2.
On porte rapidement tout en agitant cons- tamment.dans un creuset en fer et à une température de 400 la couleur de rouge de cadmium préparée selon l'exemple 1 dans 450 g d'une masse fondue composée de 330 g de soude caustique et de 120 g de NaCl, puis on déverse la
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masse fondue après cinq minutes dans une tubulure remplie d'eau. Après plusieurs décantations, on sépare par filtra- tion la suspension du colorant et on lave le précipité, puis on le sèche. On obtient 130 g d'un rouge moyen d'un brillant'et d'un pouvoir colorant remarquables.
Exemple 3.
A partir d'un litre d'une solution qui con- tient 150 g de ZnCl2 et 69 g de ZnSO4, on obtient par précipitation, à une température de 60 , avec une solution -chaude de sulfure de baryum contenant 200 g de BaS par litre, tout en agitant avec force, et en présence d'un faible excédent de BaS un lithopone brut à 60%. La couleur brute fait l'objet d'une séparation par filtration après une heure, puis on la lave et on la sèche.
On porte ce lithopone brut, tout en agitant rapidement et en maintenant une température de 550 , dans 850 g d'une masse fondue composée de 370 g de ' .
LiCl et de 480 g de KC1, dans un creuset de quartz, et on déverse la masse.fondue, après quarante minutes, dans une tubulure remplie d'eau. Après plusieurs décantations, on sépare par filtration la suspension du colorant, on lave et on sèche le précipité. On obtient 240 g d'un lithopone à 60% ayant un pouvoir colorant dépassant ce qu'on obtient normalement.
Exemple 4.
On porte dans un creuset de quartz, à une température de 650 , tout en agitant intensément, 100 g d'acide métatitanique' dans 400 g d'une masse fondue composée de 175 g de LiCl et de 225 g de KC1, et on déverse la masse fondue, après deux heures, dans une tubulure remplie d'eau.
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Après plusieurs décantations, on sépare par filtration la suspension du colorant, puis on lave et on sèche le précipité.
. On obtient 80 g d'un blanc de titane ayant un pouvoir.colorant remarquable.