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PROCEDE POUR FABFRIQUE DIT PIGMENT A BASE DE SULFURE DE ZINC ET :PRODUIT EN RESULTANT.
Cette invention a trait à un pigment de sulfure de zinc et. a pour objet un procédé perfectionné pour fabriquer le sulfure de zinc sous. forme d'un pigment.
Quand on chauffe un mélange de pigment d'o- xyde de zinc et de soufre dans des conditions non-oxydantes, par exemple dans: un récipient fermé, à une température supé- rieure à environ 400 C., il se produit, facilement entre l'oxyde de zinc et le soufre une réaction, qui détermine la formation d'un sulfure de zinc possédant les caractéristi- ques physiques qui conviennent pour -son emploi comme pig- ment. La réaction chimique peut être représentée par l'équa-
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tion suivante:
2ZnO+3S = 2ZnS + SO2
Là réaction, entre le pigmen.t d'oxyde de zinc e.t le soufre commen.ce à une température légèrement supé- rieure à 100 C.
La vitesse de la réaction augmente à mesure quel la température s'élève, et la réaction devient extrê- mement active à des températures de 300 à 400 C. quoi- qu'elle ne soit pas suffisamment rapide pour effectuer la transformation complète de l'oxyde de zinc en. sulfure de zinc dans un mélange contenant approximativement les proportions théoriques calculées de l'oxyde de zinc et du,soufre. Ceci paraît être du en partie à une perte de soufre de la charge,, la tension de vapeur du soufre étant élevée à ces températures, de sorte qu'une quantité consi- dérable de vapeur de soufre est entraînée par le gaz anhydri- de sulfureux résultant de la réaction...
Cette perte de ; soufre de la charge, qui résulte de la volatilisation, peut être surmontée par l'application d'un excès de soufre dans le mélange . Dans la pratique la conversion, complète du pigment d'oxyde de zinc en pigment de sulfure de zinc peut être effectuée à 450 C. avec. un mélange contenant 25% de plus que la proportion, calculée de soufre et d'un. pigment. d'oxyde de zinc de particules relativement petites. Quand on -élève la température à 600 C. et davantage, la vitesse de la réaction augmente dans une mesure correspondante et donne une conversion plus élevée de l'oxyde en sulfure.
La finesse des particules du pigment d'oxyde de zinc exerce une influence marquée sur la rapidité avec laquelle la réaction s'accomplit et sur le caractère com- plet de cette réaction!. Ainsi, avec les sortes usuelles d'oxyde de zinc obtenues par le procédé américain ou par
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le procédé français et dont la dimension des particules est approximativement 0*4 à 0.5 micron, la réaction s'accomplit relativement beaucoup plus lentement qu*'avec un oxyde de zinc d'une grosseur' de particule moyenne égale ou infé- rieure à 0.25 micron tel que celui décrit dans le brevet délivré aux Etats-Unis sous le N 522.098 en date du 6
Janvier 1925.
Avec des températures de réaction de 600 C. à 800 C., une transformation rapide et efficace du pig- ment d'oxyde de zinc en pigment de sulfure de zinc s'effec- tue quand les particules de l'oxyde de zinc ont une gros- seur égale ou inférieure à 0.25 micron. Avec les sortes. ordinaires de pigment d'oxyde de zinc du commerce.* dont les particules ont de 0.4 à 0.5 micron ou davantage, une transformation plus grande de l'oxyde en sulfure peut être réalis-ée par un traitement répété en mélangeant le produit du premier traitement avec une quantité supplémentaire de soufre et en. chauffant' de nouveau le mélange à une tempéra- ture de réaction..
Si 1. on désire un. pigment de sulfure de zinc ayant le maximum, possible de blancheur et de brillante il ' est essentiel de n*.utiliser que de l'oxyde de zinc et du soufre extrêmement purs. A cet égards le pigment d'oxyde de zinc le plus satisfaisant est obtenu, à l'aide de zinc en plaque de qualité supérieure* De même, il conviendrait. d'employer de la fleur de soufre resublimée. Le pigment de sulfure de zinc obtenu en partant d'oxyde de zinc et de soufre mains purs est usuellement inférieur comme cou- leur et comme éclat. Si ces propriétés ne sont pas de la première importance* on peut employer des matières brutes de second choix.
Le sulfure de zinc obtenu en chauffant un
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mélange de pigment d'oxyde de zinc et de soufre de la ma- nière précédemment décriteeest refroidi dans des conditions qui s'opposent à une oxydation appréciable du sulfure de zinc. Le pigment refroidi est alors désagrégé de toute manière convenable. Si on le désire on peut broyer au mouillé le pigment refroidi dans un. moulin à boulets puis le passer au filtre-presse* le sécher et le désagréger. Le produit! final est une poudre blanche sensiblement exempte de grains' durs et n'yanant pas de caractère cristallin visi- ble, même quand on l'examine à l'aide d'un microscope très grossissant.
Dans des conditions de. fabrication favorables, ce produit ne contient pas plus d'un pour/cent d'impuretés et la dimension, de ses particules- moyennes est. inférieure . à un micron.. 11 a de bonnes propriétés comme pigment quand on le broie dans de¯1*huile, mais sa couleur est usuellement plus jaune que les meilleures sortes de pigments blancs.
Un perfectionnement marqué peut être apporté à la couleur du pigment d'e sulfure de zinc en soumettant le sulfure de zinc brut obtenu de la façon précédemment décrite à un nouveau traitement de chauffage ou de calcina- tion. La nature exacte de la modification produite par ce traitement n'a paJencore été déterminée. Il ne s'effectue pas de changement sensible dans la composition, chimique du pigment de sulfure de zinc ni de changement apparent dans ses propriétés physiques, en dehors de l'amélioration mar- quée de la couleur. Il convient que le second traitement de chauffage ou de calcination soit réalisé dans des condi- tions non-oxydantes, par' exemple dans une atmosphère de vapeur d'eau surchauffée ou d'un gaz non-oxydant ou inerte.
La température peut varier de ,600 à 800 c des résultats très satisfaidants. étant obtenus avec une température de
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700 C. environ
On se' rendra mieux compte de la mise en pra- tique de 1* invention: en décrivant ci-après, ce que la deman- deresse considère actuellement comme le mode de réalisation préféré de 1* invention;
*
On mélange de 1,*oxyde de zinc (préférable- ment composé de particules de grosseur égale ou inférieure à environ 0,25 micron et contenant moins de 0,1 % l'oxydes s combinés- de plomba de cadmium et de fer ou d*autres impure- tés qui donneraient des sulfures de coloration foncée) avec, environ, trois quarts de' son poids de soutire finement divisé, (de préférence de fleur de soufre resublimé de grande pureté)< Cette proportion comprend un excès de 25% sur la proportion chimiquement équivalente du soufre pour compenser les pertes par volatilisation.
Il' convient que les proportions d'oxyde de zinc et de soufre soient telles qu'elles fournissant un excès suffisant de soufre pour compenser les pertes par volatilisation
II est préférable que le mélange de l'oxyde de zinc et du soufre soit réalisé de façon à éviter une charge trop compacte. Une construction satisfaisante de malaxeur comprend un tamis rotatif du type employé pour tamiseer l'oxyde de zinc avec un tamis d'environ. 5.5 mailles par centimètre* 11 convient usuellement de faire passer la matière deux fois à travers le tamis pour obtenir un mélange raisonnablement homogène..
Si un excès de soufré suffisant n'est pas assu- ré ,ou si la charge a été comprimée pendant le mélange de l'oxyde de zinc et du soufre,, il se. peut que le rendement de la transformation de l'oxyde de zinc en sulfure de zinc soit faible.
On charge maintenant le mélange d'oxyde de
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zinc et de soufre dans des cornues cylindriques, en acier ou autre métal approprié ou en argile réfractaire, car- borundun, silice, etc.. Des cornues d'acier revêtues de zinc ou galvanisées de lOjcm de diamètre interne et de 1,20 m de longueur ont donné des résultats satisfaisants. Les cornues sont fermées à l'une de leurs extrémités et munies d'un couvercle démontable à l'autre extrémité, une petite ouverture étant prévue dans ce couvercle pour permet- tre l'échappement du gaz anhydride sulfureux engendré dans la réaction.
Les cornues sont complètement remplies du mé- lange d'oxyde de zinc et de soufre* mais ce mélange n'est pas tassé dans les dites cornues Quand les, cornues ont été remplies, an les place dans un four dans lequel on les supporte convenable- ment. Ce four eest préfrablement maintenu à une température de 700 à 800 C. 11 convient que' la charge de mélange d'oxyde de zinc et de soufre soit portée rapidement à une tempéra- ture assurant une réaction complète avant que les pertes par volatilisation aient réduit la quantité de soufre dispo- nible au-dessous (le la valeur chimiquement équivalente à i l'oxyde de zinc à convertir.
11 convient que la température ne soit maintenue au point de réaction que pendant un temps suffisant pour assurer la conversion complète de l'oxyde dei zinc en sulfure de zinc. La continuation du chauffage peut déterminer une nouvelle oxydation du sulfure de zinc, si l'on ne prend pas de très grandes précautions pour exclure l'air. Il convient d'éviter les températures: excessives, parce qu*elles déterminent une faible concré- tion des particules et le développement de grasses particu- les au dépens des petites.
Les températures excessives dé- terminent aussi la destruction, rapide de l'appareil et la contamination du sulfure de zinc par les produits des réac-
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tions qui interviennent (formation de croûtes, laitiers; etc.)
Le réglage de .la température et de la durée du chauffage permet de régler la grosseur des particules du pigment final de sulfure de zinc.
Un chauffage de courte durée et une température, peu élevée donnent des. petites particules: tandis qu'un chauffage prolongé et une tempe- rature élevée déterminent le grossissement des particules et leur concrétion et donnent, par suite, uri produit final à grain relativement gros*
On laisse les cornues. dane, le four jusqu'à ce que la température régnant ait centre de la. charge ait atteint la température de réaction désirées soit 700 C. environ, et que le développement d'anhydride sulfureux ait cessé.
On retire alors les cornues- du four et l'on bouche le trou d'aération du couvercle pour empêcher le libre accès de l'air, ce qui empêche 1* oxydation du sulfure de zinc pendant le refroidissement du produit..
On laisse refroidir les cornues dans l'air jusqu'à ce que leur température sait devenue inférieure à celle de l'oxydation du sulfure de zinc (450 C* environ).
On enlève alors les, couvercles, et l'on décharge le produit résultante composé en majeure partie de sulfure de zinc, dans des récipients: convneables. On fait passer ce produit brut à base de sulfure de zinc à travers un tamis fin pour en enlever les fragments de croûte et de sulfure de fer qu'il est susceptible de renfermer et pour le, mélanger parfaite- ment. en vue d'en prélever des; échantillons.
On analyse un échantillon du produit' pour connaître la quantité d'oxyde de zinc résiduel et l'on triture unnautre échantillon dans de l'huile pour déterminer le pouvoir couvrant .Si l'on trouve que le produit est normal ces deux points de vue,
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on le met en stocke Dans le cas d'un produit de premier choix, il ne faut pas que la quantité d'oxyde de zinc rési- duel soit supérieure à 1%.
Le produit à base de sulfuré de zinc résul- tant de l'opération qui vient d'être décrite peut maintenant être soumise en particulier quand on désire améliorer sa couleur, à un traitement thermique complémentaire qui consiste essentiellement en.une nouvelle opération de chauf- fage ou ' de calcination en cornue. Cette opération consiste , à soumettre le produit dans des conditions non-oxydantes à une température de 600 à 800 C et à refroidir ensuite le produit ainsi réchauffé dans des conditions 'qui s'opposent à une oxydation du sulfure de zinc qu'il renferme. Le traitement peut être réalisé de diverses' façons., et l'on décrira ci-après certaines manières: de procéder employées dans la pratique par la demanderesse.
Suivant une façon de procéderß le traitement complémentaire de chauffage ou de calcination du produit ' de sulfure de zinc est réalisé dans un four à chauffage électrique comportant- une cornue ou chambre de chauffage cylindrique ayant environ 12,5 cnetimètres de diamètre et 1,20 mètres de longueur. On rempli t cette cornue du produit brut et l'on. établit des communications convena- bles pour faire passer un courant lent de vapeur surchauf- fée à travers le produit '.. L'atmosphère désirée de vapeur surchauffée peut être obtenue à l'intérieur de la cornue en faisant passer un courant lent de vapeur à travers un tube chauffé maintenu au rouge et en faisant ensuite passer ce courant dans la cornue.
La cornue est soigneusement obturée pour exclure l'air et l'on ne prévoit qu'un petit. orifice pour l'échappement de la vapeur d'eau surchauffée..
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On élève graduellement la température à l'intérieur de la cornue à 700 C. environ. A ce moment on interrompt le chauffage et on laisse le four refroidir lentement,, le courant de vapeur étant maintenu à travers la cornue mais sous une température convenablement diminuée., Quand la température est descendue à. un point où il n'y a plus de danger d'oxydation par l'air (400-450 C.. environ) on ouvre la cornue et l'on en rietire le produit réchauffé.
Suivant une autre façon de procéder, on utilise un four rotatif dans lequel on fait passer le sulfure de zinc sous forme d'un courant continu à travers une cornue tubulaire chauffée extérieurement par des bobi- nes de chauffage électriques ou par d'autres moyens commo- des. On règle la vitesse de rotation et l'angle d'inclinai- son de l'axe du four gour que Le sulfure passe à travers le four à une vitesse convenableOn introduit alors le produit dans l'extrémité supérieure à l'aide d'une trémie, munie d'une vis d'entraînement assurant l'écoulement con- tinu et régulier de la matière.
L'extrémité de sortie de la cornue tubulaire est- reliée par L'entremise d'un presse- étoupe hermétique à une! trémie réceptrice présentant à son extrémité inférieure un orifice d'écehappement qui est isolé de l'air par la couche de sulfure,' de zinc qui s'accu- mule au-dessus du registre d'échappement. On introduit de la vapeur au du g.az non-oxydant dans la cornue tubulaire, le courant de vapeur ou de gaz étant réglé de façon à employer la quantité minimum permettant d'empêcher l'entrée d'air et d'éviter ainsi L'oxydation du sulfure de zinc.
Si L'on fait usage de vapeur d'eau des moyens sont pré- vus' pour maintenir le contenu de la trémie d "évacuation à une température suffisamment élevée pour éviter la conden-
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sation de la vapeur. Ceci est obtenu soit en recouvrant
1'extérieur de la trémie d'une couché de matière isolantes soit en l'entourant de dispositifs de chauffage, par exemple de résistances électriques,, de serpentins à vapeur., d'enve- loppes de Tapeur etc.. ,
Suivant le mpde de réalisation préféré par la demanderesse le sulfure de zinc es-t soumis à un- trai- tement de chauffage ou de calcination complémentaire dans une cornue verticale, chauffée extérieurement.
Le produit est délivré sous. l'action de la pe&anteur par une trémie placée au-dessus du. sommet du tube formant cornue et descend à travers celle-ci ;au fur et à mesure qu'on retire le produit fini de la partie inférieure. Pour éviter le danger de la formation d'une voûte ou d'un arrêt de la charge dans la cornue tubulaire, on installe près de la partie supérieure de cette cornue,, un dispositif producteur de chocs à commande mécanique à l'aide duquel le tube reçoit à des intervalles fréquents des chocs qui le font vibrer suffisam- ment pour assurer le mouvement libre de la chargés . Au-dessous de la zone.
chauffée de la.cornus tubulaires qui est ordinaire- ment maintenue à 600-800 C., le tube se prolonge dans l'air sur une distance de 60 centimètres par exemple ou davantage en vue d'assurer une zone de refroidissement dans laquelle la température de la charge descend au-dessous du point d'oxydation du sulfure de zinc, avant de délivrer celui-ci dans l'atmosphère. Un dispositif distributeur à commande mécanique est installé à l'extrémité inférieure de la cornue, tubulaire ce dispositif étant réglable pour permettre de faire passer la matière à toute vitesse désirée à travers le tube.
On a trouvé qu'il était inutile d'introduire
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de la vapeur d'eau ou une autre atmosphère protectrice dans 1'appareil du type à cornue verticale. L'humidité ab- sorbée par le sulfure de zinc en cours de conservation et le gaz anhydride sulfureux engendré par la réaction entre les faibles quantités d'oxyde de zinc résiduel et le soufre assurent une protection, suffisante contre l'oxyda- tion. En outrer la finesse du. sulfure de zinc empêche l'air de s* élever à travers la charge, alors même que l'extrémité de sortie de la cornue ne serait pas obturée hermétiquement.
Si on le désire, la cornue tubulaire verti- cale peut être disposée pour réaliser les deux phases du traitement thermique constituant la caractéristique de la présente invention. Pour réaliser l'invention l'aide de ce type d'appareil* on!- charge le mélange d'oxydé de zinc et de soufre au sommet de la cornue. Le mélange descend dans une zone chauffée où la température s'élève rapidement à un point auquel la réaction entre l'oxyde de zinc. et le soufre s'accomplit aisément.
La cornue est prolongée au-dessus du point d'introduction de la charge pour constituer une cheminée en vue d'éliminer lespro- duits-gazeux de la réaction.. Si¯ on, le désire, la, cheminée peut être reliée par des carneaux convenables à une ins- tallation de fabrication diacide sulfurique en vue de la récupération de lanhydride sulfureux. Au-dessous de la zone de réaction, de la cornue, la charge (composée mainte- nant de sulfure de zinc) passe dans une seconde zone chauffée dans laquelle la température peut être réglée indépendamment de celle régnant dans la zone de réaction .
Dans cette seconde zonex la seconde phase , ou recalcination s'effectue, et le produit fini descend à travers une zone
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de refroidissement et un mécanisme d'évacuation convenable.
L'invention peut être réalisée à l'aide d'appareils de types et constructions divers. Sur les dessins annexés sont représentées, à titre d'exemples, cer- taines constructions à l'aide desquelles l'invention a été mise en pratique avec succès. Dans ces dessins :
Fig. 1 et 2 dont deux coupes à angle droit d'un appareil permettant de réaliser la réaction entre le pigment d'oxyde de zinc et le soufre.
Fig. 3 est une vue de côté avec coupe verticale partielle d'une cornue (ou moufle) rotative à chauffage électrique permettant d'effectuer la seconde opé- ration de chauffage ou de calcination du sulfure de zinc.
Fig. 4 est une coupe verticale d'une cornue verticale permettant de réaliser la s'econde opération de chauffage ou de calcination* Fig. 5 est une coupe verticale d'un appareil du type à cornue verticale permettant de réaliser progressi- vement le traitement thermique complet à deux phases,. ce qui constitue la forme de 'réalisation préférée de l'invne- tion.
Le four représenté par les fig.l et 2 comprend un foyer 10 comportant une grille Il servant à supporter le combustible, par exemple du charbon ou du coke, une ouverture de chargement 12 munie d'une porte à contre-poids ' 13 et un cendrier 14. Un carneau 15 conduit les produits gazeux de la combustion du foyer à la chambre 16 de la cornue' .tes cornues ou moufles 17 sont des cylindres d'acier a revêtement de zinc ayant -10 centimètres environ de dia- mètre intérieur et 1,20 mètresenviron de longueur.
Une de leurs extrémités est f'ermée à demeure, tandis que l'autre
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extrémité est munie d'un couvercle démontable 17' Le couvercle 17' est percé d'un trou de ventilation 17a pour l'échappement des produits- gazeux de la réaction entre le pigment d'oxyde de zinc et le soufre. Les cornues 17 sont supportées- dans la chambre'16 sur' des- plaques ou piliers 18 La chambre 16 est munie de portes.- 19 à travers lesquelles les cornues sont introduites dans le four et. retirées du four. Les: gaz d'échappement. s'échappent de la chambre 16par une cheminée 20 et peuvent être utilisés de toute manière convenable'.
L'appareil de la fig. 3 servant à effectuer le second. traitement de chauffage ou de calcination comprend une cornue ou moufle 25 monte de façon a. pouvoir tourner et entouré par un élément de chauffage électrique 26. Cette ocornue peut avantageusement être constituée par un tube d'acier à revêtement de zinc ayant un diamètre interne de
10 centimètres, environ et une longueur de 1,80' mètres en- viron dont 1,50 mètres environ sont recouverts d'une matiè- re calorifuge appropriée 27 L'ensemble de la cornue 25 et de son revêtement calorifuge 27 est muni de bagues ou couronnes 28 qui sont supportées sur des poulies à gorge 29 dont elles sont destinée$ à recevoir un mouvement de rotation.
Les poulies 29 situées d'un coté de la cornue,. sont fixées à un arbre 30 agencé pour recevoir sa commande de toute source de force motrice convenable* ce qui commu- nique un mouvement de rotatio approprié à la cornue.
Le sulfure de zinc, produit par exemple dans l'appareil des fig.1 et 2, est chargé dans la cornue par une trémie 31 et un transporteur à vis 32. Une enve- loppe cylindrique 33 entoure le transporteur à vis et tra- verse un presse-étoupe 34 prévu à l'extrémité de la cornue
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ce qui évite efficacement l'entrée d'air dans la cornue pendant le chargement du sulfure de zinc..
Les extrémités de l'élément de chauffage électrique 26 sont, reliées à deux bagues de glissement isolées, électriquement 35, lesquelles bagues sont fixées à la cornue rotative(ou à son enveloppe calorifuge) près de l'extrémité de sortie de la dite cornue. Deux ressort-s de contact 36 rappliquent contre les bagues 35 et servent à relier électriquement l'élément de chauffa- ge 26 à une source appropriée d'énergie électrique indiquée schématiquement par les câbles 57 sur la fig..3.
L'extrémité de sortie de la cornue 25 est reliée à un tu- yau d'évacuation fixe 38 par untpresse-étoupe 39. L"extrémitéin- férieure du tuyau 38 se termine dans le dépôt accumulé de sulfure évacué que renferme une cuve couverte 40 de telle sorte que l'ex- trémité de sortie de la cornue est obturée efficacement en vue d'éviter la pénétration de l'air. La cornue est convenablement , inclinée pour que le sulfure de zinc se meuve., à travers elle .pendant qu'elle tourne:.
De préférence, l'inclinaison de la cornue est réglables, afin qu'on puisse obtenir commodément les variations désirées dans cette cornue*
On introduit de la vapeur surchauffée au un aure gaz inerte approprié dans la cornue par un tuyau fixe 41 muni d'une enveloppe calorifuge convenable 42. On n'admet que la quantité de vapeur suffisante pour maintenir dans la cornue une atmosphère non oxy- dante dont la pression est légèrement supérieure 4 celle de l'at- mosphère extérieure.
La fig.4 montre un appareil servant a produire la seconde opération de chauffage au de calcination. Cet appareil comprend. un foyer 45 comportant une grille 46, une ouverture de chargement 4 fermée par une porte à contrepoids 48 et un cendrier 49 Un carnau conduit lea produits, gazeux de la combustion du foyer à la chambre de cornue 51:. Une cornue ou moufle 52 disposa en hau- teur ou verticalement est monté dans la chambre51. Cette cor- nue 52 peut avantageusement être constituée: par un tuyau
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d'acier à revêtement de zinc ayant environ 10 centimètres de diamètre intérieur et environ 3 mètres de longueur.
Les produits gazeux de la combustion du combustible sur la grille 46 passent par le carnau 50 dans la chambre 51, puis autour de la cornue
52, et s'échappent du sommet de la chambre 51 par une ouver- ture 53 pour se rendre à une cheminée appropriée, non repré- sentée .
La cornue 52 eat munie à son extrémité supérieure d'un prolongement 52a, On introduit le sulfure de zinc dans l'extrémité inférieure du prolongement 52a par une trémie 54 et un transporteur à vis.'55. La partie supérieure du prolon- gement 52a sert de cheminée pour l'échappement des produits gazeux résultant de la seconde opération de chauffage au de calcination. Un mécanisme vibrateur 56 est agencé, pour heurter périodiquement le prolongement 52a dans le but d'empêcher la formation de voûtes et l'arrêt de la charge'dans la tube de cornue.
L'extrémité inférieure du tube de cornue 52 commu- nique avec un prolongement 52b exposé à l'atmosphère au-des- sous de la construction de four de la chambre à cornue. Le prolongement 52b est muni d'un moulinet distributeur à commande mécanique 57, et se termine à son extrémité inférieure dans une cuve ouverte ,58 assurant l'herméticité par l'accumulation du sulfure évacué que renferme la cuve.Le couvercle de cette cuve 58 est muni d'une partie articulée 58' permettant d'avoir accès commodément à l'intérieur de la cuve pour niveler la matière qu'elle renferme ou en retirer cette matière*
L'appareil à moufle vertical de la fig.
5 est en général analogue comme construction, celui de la figo 4, et les éléments correspondants ont été désignés par les mêmes nom-
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bres dans ces deux figures.. L'appareil de la fig. 5 est, agencé pour réaliser progressivement les deux phases du traitement thermique suivant l'invention et, par conséquente la cornue verticale 52' est plus longue que la cornue 52 de la fig. 4.
La cornue 52' peut avantageusement être constituée par un tu- be d'acier a revêtement de zinc ayant environ'3 centimètres de diamètre et 9 mètres de langueur*
On prévoit dans la construction de four,de la chambre de chauffage 51' un carnau 60 amenait une partie des gaz de chauffage du foyer à un point situé vers le milieu de la cham- bre 51'.
Une partie des gaz chauds du foyer pénètre ainsi dans l'extrémité inférieure de la chambre µle$- et une autre partie pénètre dans cette chambre vers son milieu Des registres appropriés 61 peuvent être prévus, pour proportionner les quan- tités relatives des gaz. de foyer admis aux deux points de la chambre a cornue
Le sulfure de zinc résultant du traitement thermi- que à deux phas.es suivant 1' intention peut être soumis à tout. traitement complémentaire approprié-. Ce traitement complé- mentaire dépend dans une certaine mesure de l'applicationque le pigment de sulfure de zinc est destiné à recevoir. Par ex- emple, on peut d'abord le-tamiser, puis le soumettre à une dé- sagrégation à sec.
Ordinairement, il est préférable de le broyer au mouillé dans un broyeur à boulets pour briser les agrégats.
Le produit broyé est alors filtré, séché et désagrégé.
Le pigment de sulfure de zinc obtenu par la mise en pratique préférée de l'invention (en employant comme matière de base un oxyde de zinc dont les particules ont une grosseur moyenne égale ou inférieure à 0,25 micron) est une poudre blan- che n'ayant pas de caractère cristallin visible même lorsqu'on l'examine à l'aide d'un microscope de très grand pouvoir gros-
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aiss,anto Ses particules finales ont un diamètre moyen de l'or- dre de 0,5 micron* 11 possède, lorsqu'il est broyé dans de 1' huile, de très bonnes propriétés comme pigmenta par exemple la finesse, l'absence de grains durs et un très grand pouvoir couvrant.
En ce qui concerne la blancheur et l'éclat, il est comparable aux. meilleurs pigments blancs du commerce,, Ce pig- ment est essentiellement' un sulfure de zinc pur contenant usuellement moins d'un pour cent d'oxyde de zinc libre et, lorsqu'il est fabriqué en partant de matières sensiblement pu- res, il ne contient que quelques dix-millièmes de plomb et de fer
Résumé,
1 Un procédé pour fabriquer un pigment composé en majeure partie de sulfure de zinc, ce procédé consistant à chauffer un mélange- de pigment d'oxyde de zinc et de soufre à une température suffisamment élevée pour effectuer facile- ment la formation de sulfure de zinc et à refroidir le produit résultant, ces opérations de chauffage.
et de refroidissement étant conduites de telle sorte que le produit possède le degré requis de finesse et d'absence de grains durs qui caractérise un pigment convenable; * ce procédé pouvant en outre être carac- té.risé par les points suivants, ensemble ou séparément a) On chauffe 'le mélange de pigment d'oxyde de zinc et de soufre à une température de 6000 C environ à 8000 C environ, et l'on refroidit le produit résultant dans des con- ditions qui empêchent toute oxydation appréciable du sulfure ' de zinc qu'il renferme, b) Le pigment d'oxyde de zinc:
employé est composé de particules dont la grosseur monennene dépasse paa 0,25 mi-, cron environ. c) On fait passer progressivement le mélange de
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pigment d'oxyde de zinc et de soufre à travers une chambre disposée en hauteur ounrertieale, et l'on chauffe',ce mélange au cours de ce passage à la température de réaction nécessai- re.
ICI) Le produit résultant du chauffage du pigment doxyde de zinc et du soufre est soumis, avec ou sans un, refroidissement intermédiaire effectué dans. des conditions non oxydantes, à un second traitement thermique dans des con- ditions non oxydantes. e) Le second traitement thermique est effectué dans une chambre verticale ou.
disposée en hauteur à travers laquel- le le sulfure de zinc passe progressivement et, au cours de ce passage, le produit est, 1 chauffé à une température suffi- samment élevée pour améliorer la couleur du pigment. f) La température à laquelle le sulfure de zinc est soumis lors du second traitement thermique est comprise entre 600 à 800 C., ce traitement étant suivi d'un refroidissement effectué dans des conditions qui empêchent une oxydation appré- ciable du sulfure de zinc que renferme le produit.
g) On peut aussi réaliser un traitement thermique à deux phases dans une chambre verticale, ou disposée en hau- teur, à travers laquelle le mélange de réaction passe progres- sivement et, au cours de ce passage, est d'abord soumis à une température suffisamment élevée pour effectuer une conversion sensiblement complète de l'oxyde en sulfure, puis est maintenu à une température suffisamment élevée pour effectuer une amé- lioration dans la. couleur du sulfure de zinc résultant, le pro- duit étant ensuite refroidi dans des conditions telles qu'il ne se produit aucune oxydation appréciable du sulfure qu'il renfermée '
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2 A titre de produit industriel nouveau, un pig- ment à base de sulfure de zine obtenu par la mise en pratique du procède suivant 1 .
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PROCESS FOR FABFRIQUE SAID PIGMENT BASED ON ZINC SULPHIDE AND: PRODUCED AS A RESULT.
This invention relates to a zinc sulfide pigment and. relates to an improved process for making zinc sulphide under. form of a pigment.
When a mixture of zinc oxide and sulfur pigment is heated under non-oxidizing conditions, for example in: a closed container, to a temperature above about 400 C., it occurs, easily between zinc oxide and sulfur a reaction which determines the formation of a zinc sulphide having the physical characteristics suitable for use as a pigment. The chemical reaction can be represented by the equa-
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following tion:
2ZnO + 3S = 2ZnS + SO2
The reaction between the zinc oxide pigment and the sulfur begins at a temperature slightly above 100 C.
The rate of the reaction increases as the temperature rises, and the reaction becomes extremely active at temperatures of 300 to 400 ° C. although it is not fast enough to effect the complete transformation of the. zinc oxide in. zinc sulphide in a mixture containing approximately the calculated theoretical proportions of zinc oxide and sulfur. This appears to be due in part to a loss of sulfur from the feed, the vapor pressure of sulfur being high at these temperatures, so that a considerable amount of sulfur vapor is entrained by the anhydrous sulfur gas. resulting from the reaction ...
This loss of; Sulfur charge, which results from volatilization, can be overcome by applying excess sulfur to the mixture. In practice, the complete conversion of zinc oxide pigment to zinc sulfide pigment can be carried out at 450 ° C. with. a mixture containing 25% more than the calculated proportion of sulfur and a. pigment. relatively small particle zinc oxide. When the temperature is raised to 600 ° C. and above, the reaction rate increases to a corresponding extent and results in a higher conversion of the oxide to sulfide.
The fineness of the particles of the zinc oxide pigment exerts a marked influence on the speed with which the reaction proceeds and on the completeness of this reaction !. Thus, with the usual kinds of zinc oxide obtained by the American process or by
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In the French process, the particle size of which is approximately 0 * 4 to 0.5 microns, the reaction proceeds relatively much slower than with zinc oxide with an average particle size of 0.25 or less. micron such as that described in the patent issued in the United States under No. 522,098 dated 6
January 1925.
With reaction temperatures of 600 ° C to 800 ° C, rapid and efficient conversion of zinc oxide pigment to zinc sulfide pigment occurs when the particles of zinc oxide have Size equal to or less than 0.25 micron. With the kinds. ordinary commercial zinc oxide pigment. * particle size of 0.4 to 0.5 micron or larger, further conversion of oxide to sulfide can be achieved by repeated processing by mixing the product of the first processing with an additional amount of sulfur and in. again heating the mixture to a reaction temperature.
If 1. we want one. Zinc sulfide pigment having the maximum possible whiteness and brilliance it is essential to use only extremely pure zinc oxide and sulfur. In this respect the most satisfactory zinc oxide pigment is obtained, using high grade zinc plate. Likewise, it would be suitable. to use resublimed sulfur flower. The zinc sulfide pigment obtained starting from pure zinc oxide and pure sulfur is usually inferior in color and luster. If these properties are not of primary importance, then second grade raw materials can be used.
Zinc sulfide obtained by heating a
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pigment mixture of zinc oxide and sulfur in the manner previously described is cooled under conditions which oppose appreciable oxidation of the zinc sulfide. The cooled pigment is then broken up in any suitable manner. If desired, the cooled pigment can be wet-ground in a. ball mill then pass it through the filter press * dry it and break it up. The product! final is a white powder substantially free from hard grains and lacking any visible crystalline character, even when viewed under a high magnification microscope.
Under conditions of. Favorable manufacturing, this product does not contain more than one percent / percent impurities and its particle size- average is. lower. to one micron .. It has good pigment properties when ground in oil, but its color is usually more yellow than the best kinds of white pigments.
A marked improvement can be made to the color of the zinc sulfide pigment by subjecting the crude zinc sulfide obtained as previously described to a further heating or calcination treatment. The exact nature of the change produced by this treatment has not yet been determined. There is no substantial change in the chemical composition of the zinc sulfide pigment or any apparent change in its physical properties, apart from the marked improvement in color. The second heating or calcination treatment should be carried out under non-oxidizing conditions, for example in an atmosphere of superheated steam or of a non-oxidizing or inert gas.
The temperature can vary from, 600 to 800 c very satisfactory results. being obtained with a temperature of
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About 700 C.
The practice of the invention will be better appreciated by: describing hereinafter what applicants presently consider to be the preferred embodiment of the invention;
*
Zinc oxide (preferably composed of particles of size equal to or less than about 0.25 microns and containing less than 0.1% of the combined oxides of lead, cadmium and iron or d * other impurities which would give dark colored sulphides) with approximately three-quarters of its finely divided draw-off weight (preferably high purity resublimed sulfur flower) <This proportion includes an excess of 25% over the chemically equivalent proportion of sulfur to compensate for losses by volatilization.
The proportions of zinc oxide and sulfur should be such as to provide a sufficient excess of sulfur to compensate for losses by volatilization.
It is preferable that the mixture of zinc oxide and sulfur is carried out so as to avoid an excessively compact charge. A satisfactory kneader construction includes a rotary screen of the type employed for sifting zinc oxide with a sieve of about. 5.5 meshes per centimeter * It is usually convenient to pass the material twice through the sieve to obtain a reasonably homogeneous mixture.
If a sufficient excess of sulfur is not assured, or if the charge has been compressed during mixing of the zinc oxide and sulfur, it will. The efficiency of converting zinc oxide to zinc sulfide may be low.
We now charge the oxide mixture with
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zinc and sulfur in cylindrical retorts, of steel or other suitable metal or of refractory clay, carbon borundun, silica, etc. Zinc coated or galvanized steel retorts with an internal diameter of 10 cm and 1.20 m length have given satisfactory results. The retorts are closed at one end and provided with a removable cover at the other end, a small opening being provided in this cover to allow the escape of sulfur dioxide gas generated in the reaction.
The retorts are completely filled with the mixture of zinc oxide and sulfur * but this mixture is not packed in the said retorts. When the retorts have been filled, place them in an oven in which they are properly supported. - is lying. This furnace is preferably maintained at a temperature of 700 to 800 C. The charge of the mixture of zinc oxide and sulfur should be brought rapidly to a temperature ensuring complete reaction before the losses by volatilization have reduced. the amount of sulfur available below (the value chemically equivalent to the zinc oxide to be converted.
The temperature should be maintained at the reaction point only for a time sufficient to ensure complete conversion of the zinc oxide to zinc sulphide. Continued heating may cause further oxidation of the zinc sulfide, if great care is not taken to exclude the air. Temperatures should be avoided: excessive, because they cause a weak concretion of the particles and the development of fatty particles at the expense of the small ones.
The excessive temperatures also determine the rapid destruction of the apparatus and the contamination of the zinc sulphide by the products of the reactors.
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tions involved (formation of scabs, slags, etc.)
By controlling the temperature and the duration of the heating, the particle size of the final zinc sulfide pigment can be controlled.
Short-term heating and low temperature results in. small particles: while prolonged heating and high temperature determine the size of the particles and their concretion and therefore give a relatively coarse-grained end product *
We leave the retorts. dane, the oven until the prevailing temperature is centered. The charge has reached the desired reaction temperature of approximately 700 C., and the development of sulfur dioxide has ceased.
The retorts are then removed from the furnace and the ventilation hole in the cover is closed to prevent free access of air, which prevents oxidation of the zinc sulfide during cooling of the product.
The retorts are allowed to cool in air until their temperature is known to have fallen below that of the oxidation of the zinc sulphide (approximately 450 ° C.).
The lids are then removed, and the resulting product, composed mainly of zinc sulphide, is discharged into suitable containers. This raw zinc sulphide product is passed through a fine screen to remove any fragments of crust and iron sulphide which it may contain and to mix it thoroughly. for the purpose of removing; samples.
A sample of the product is analyzed for the amount of residual zinc oxide and another sample is triturated in oil to determine the hiding power. If the product is found to be normal these two points of view ,
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it is put in storage. In the case of a first choice product, the quantity of residual zinc oxide must not be greater than 1%.
The zinc sulphide-based product resulting from the operation which has just been described can now be subjected, in particular, when it is desired to improve its color, to an additional heat treatment which essentially consists of a new heating operation. fage or 'retort calcination. This operation consists in subjecting the product under non-oxidizing conditions to a temperature of 600 to 800 C and then cooling the product thus reheated under conditions which oppose oxidation of the zinc sulphide which it contains. The processing can be carried out in a variety of ways, and hereinafter certain ways of proceeding employed by the Applicant will be described.
In one way of proceeding the further heating or calcining treatment of the zinc sulphide product is carried out in an electrically heated furnace comprising a cylindrical retort or heating chamber about 12.5 cm in diameter and 1.20 meters. length. This retort is filled with the crude product and one. establishes suitable communications to pass a slow stream of superheated vapor through the product. The desired atmosphere of superheated vapor can be obtained within the retort by passing a slow stream of vapor through the product. through a heated tube kept red and then passing this current through the retort.
The retort is carefully sealed to exclude air and only a small one is expected. port for the escape of superheated water vapor.
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The temperature inside the retort is gradually raised to approximately 700 ° C.. At this point the heating is discontinued and the furnace is allowed to cool slowly, with the vapor stream being maintained through the retort but at a suitably reduced temperature. When the temperature has dropped to. a point where there is no more danger of oxidation by the air (400-450 C .. approximately) the retort is opened and the reheated product is laughed out.
Another method is to use a rotary kiln in which the zinc sulphide is passed in the form of a direct current through a tubular retort heated externally by electric heating coils or by other convenient means. - of. The speed of rotation and the angle of inclination of the axis of the furnace are adjusted so that the sulphide passes through the furnace at a suitable speed The product is then introduced into the upper end using a hopper, fitted with a drive screw ensuring the continuous and regular flow of the material.
The outlet end of the tubular retort is connected via a sealed cable gland to a! receiving hopper having at its lower end an exhaust port which is isolated from the air by the layer of zinc sulphide which accumulates above the exhaust register. Steam is introduced with non-oxidizing gas into the tubular retort, the stream of steam or gas being adjusted so as to employ the minimum quantity which will prevent the entry of air and thus avoid L oxidation of zinc sulfide.
If water vapor is used means are provided to maintain the contents of the discharge hopper at a temperature sufficiently high to prevent condensation.
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sation of steam. This is achieved either by covering
The outside of the hopper with a layer of insulating material or by surrounding it with heating devices, for example electric resistances, steam coils, swirl casings etc.
According to the embodiment preferred by the Applicant, the zinc sulphide is subjected to an additional heating or calcination treatment in a vertical retort, heated externally.
The product is issued under. the action of the weight by a hopper placed above the. top of the retort tube and descends through it as the finished product is withdrawn from the bottom. To avoid the danger of forming an arch or stopping the load in the tubular retort, a mechanically controlled shock-producing device is installed near the top of this retort, with the aid of which the The tube receives shocks at frequent intervals which cause it to vibrate sufficiently to ensure the free movement of the loaded. Below the area.
heated from the tubular cornus which is ordinarily maintained at 600-800 C., the tube extends into the air for a distance of for example 60 centimeters or more in order to provide a cooling zone in which the temperature of the charge drops below the oxidation point of zinc sulphide, before delivering the latter to the atmosphere. A mechanically controlled dispensing device is installed at the lower end of the retort, which tubular device is adjustable to allow material to pass at any desired speed through the tube.
We found it unnecessary to introduce
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steam or other protective atmosphere in the vertical retort type apparatus. The moisture absorbed by the zinc sulphide during storage and the sulfur dioxide gas generated by the reaction between the small quantities of residual zinc oxide and the sulfur provide sufficient protection against oxidation. In addition to the finesse of. zinc sulfide prevents air from rising through the load even though the retort outlet end would not be sealed.
If desired, the vertical tubular retort can be arranged to perform the two phases of the heat treatment constituting the feature of the present invention. To carry out the invention using this type of apparatus, the mixture of zinc oxide and sulfur is charged to the top of the retort. The mixture descends into a heated zone where the temperature rises rapidly to a point at which the reaction enters zinc oxide. and sulfur is easily accomplished.
The retort is extended above the point of introduction of the feed to form a chimney to remove the gaseous products of the reaction. If desired, the chimney can be connected by flues. suitable for a sulfur trioxide plant for the recovery of sulfur dioxide. Below the reaction zone, the retort, the feed (now composed of zinc sulphide) passes into a second heated zone in which the temperature can be regulated independently of that prevailing in the reaction zone.
In this second zone the second phase, or recalcination takes place, and the finished product descends through a zone
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cooling system and a suitable evacuation mechanism.
The invention can be carried out using apparatus of various types and constructions. In the accompanying drawings are shown, by way of example, certain constructions with the aid of which the invention has been successfully practiced. In these drawings:
Fig. 1 and 2 including two right-angle sections of an apparatus for carrying out the reaction between zinc oxide pigment and sulfur.
Fig. 3 is a side view with partial vertical section of an electrically heated rotary retort (or muffle) making it possible to perform the second operation of heating or calcining the zinc sulphide.
Fig. 4 is a vertical section of a vertical retort making it possible to carry out the second heating or calcination operation * FIG. 5 is a vertical section of an apparatus of the vertical retort type allowing the complete two-phase heat treatment to be carried out progressively. which constitutes the preferred embodiment of the invention.
The furnace represented by fig.l and 2 comprises a hearth 10 comprising a grate II serving to support the fuel, for example coal or coke, a loading opening 12 provided with a counterweight door 13 and a ashtray 14. A flue 15 leads the gaseous products of combustion from the hearth to chamber 16 of the retort. The retorts or muffles 17 are zinc-coated steel cylinders having an internal diameter of about -10 centimeters and 1.20 meters in length.
One of their ends is permanently closed, while the other
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end is provided with a removable cover 17 'The cover 17' is pierced with a ventilation hole 17a for the escape of the gaseous products of the reaction between the zinc oxide pigment and the sulfur. The retorts 17 are supported in the chamber 16 on the plates or pillars 18 The chamber 16 is provided with doors 19 through which the retorts are introduced into the furnace and. removed from the oven. The exhaust gas. escape from chamber 16 through a chimney 20 and can be used in any suitable manner.
The apparatus of FIG. 3 used to perform the second. Heating or calcining treatment comprises a retort or muffle 25 so as to. rotatable and surrounded by an electric heating element 26. This ocornue may advantageously consist of a zinc-coated steel tube having an internal diameter of
10 centimeters, approximately and a length of approximately 1.80 'meters of which approximately 1.50 meters are covered with a suitable heat-insulating material 27 The whole retort 25 and its heat-insulating coating 27 are provided with rings or rings 28 which are supported on grooved pulleys 29 of which they are intended to receive a rotational movement.
The pulleys 29 located on one side of the retort ,. are attached to a shaft 30 arranged to receive its control from any suitable source of motive force * which communicates an appropriate rotational motion to the retort.
The zinc sulphide, produced for example in the apparatus of Figs. 1 and 2, is loaded into the retort by a hopper 31 and a screw conveyor 32. A cylindrical casing 33 surrounds the screw conveyor and passes through it. a cable gland 34 provided at the end of the retort
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which effectively prevents air from entering the retort during charging of zinc sulfide.
The ends of the electric heating element 26 are connected to two electrically insulated slip rings 35 which rings are attached to the rotating retort (or its heat insulating shell) near the outlet end of said retort. Two contact springs 36 press against the rings 35 and serve to electrically connect the heating element 26 to a suitable source of electrical energy indicated schematically by the cables 57 in Fig. 3.
The outlet end of retort 25 is connected to a fixed outlet pipe 38 by a stuffing box 39. The lower end of pipe 38 terminates in the accumulated deposit of discharged sulfide contained in a covered vessel 40. so that the outlet end of the retort is effectively sealed to prevent air entry. The retort is suitably angled so that zinc sulfide moves through it while it is hanging. that it turns :.
Preferably, the inclination of the retort is adjustable, so that the desired variations can be conveniently obtained in this retort *
Steam superheated with a suitable inert gas is introduced into the retort through a fixed pipe 41 provided with a suitable heat-insulating jacket 42. Only a sufficient quantity of steam is admitted to maintain a non-oxidizing atmosphere in the retort. whose pressure is slightly higher than that of the outer atmosphere.
Fig.4 shows an apparatus serving to produce the second heating operation in the calcination. This device includes. a hearth 45 comprising a grid 46, a loading opening 4 closed by a counterweight door 48 and an ashtray 49 A carnau leads lea products, gaseous from the combustion of the hearth to the retort chamber 51 :. A retort or muffle 52 arranged in height or vertically is mounted in the chamber 51. This horn 52 can advantageously consist of: a pipe
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of zinc coated steel about 10 centimeters in internal diameter and about 3 meters in length.
The gaseous products of the combustion of the fuel on the grid 46 pass through the carnau 50 in the chamber 51, then around the retort
52, and escape from the top of chamber 51 through an opening 53 to a suitable chimney, not shown.
Retort 52 is provided at its upper end with an extension 52a. Zinc sulfide is introduced into the lower end of extension 52a through a hopper 54 and a screw conveyor 55. The upper part of the extension 52a serves as a chimney for the exhaust of the gaseous products resulting from the second heating or calcination operation. A vibrator mechanism 56 is arranged to periodically strike the extension 52a for the purpose of preventing the formation of arches and stopping the load in the retort tube.
The lower end of retort tube 52 communicates with an extension 52b exposed to the atmosphere below the furnace construction of the retort chamber. The extension 52b is provided with a mechanically controlled distributor reel 57, and ends at its lower end in an open tank, 58 ensuring airtightness by the accumulation of the evacuated sulphide contained in the tank. The lid of this tank 58 is provided with an articulated part 58 'allowing to have convenient access to the interior of the tank to level the material it contains or to remove this material *
The vertical muffle apparatus of FIG.
5 is generally similar in construction to that of fig. 4, and the corresponding elements have been designated by the same names.
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bres in these two figures. The apparatus of FIG. 5 is arranged to progressively carry out the two phases of the heat treatment according to the invention and, consequently, the vertical retort 52 'is longer than the retort 52 of FIG. 4.
Retort 52 'can advantageously be made of a zinc-coated steel tube approximately 3 centimeters in diameter and 9 meters in length *
In the furnace construction, provision is made from the heating chamber 51 'to a duct 60 to supply part of the heating gases from the hearth to a point situated towards the middle of the chamber 51'.
A part of the hot gases from the hearth thus penetrates into the lower end of the chamber µle $ - and another part enters this chamber towards its middle. Appropriate registers 61 may be provided, to proportion the relative quantities of the gases. of home admitted at the two points of the retort chamber
Zinc sulfide resulting from the next-intention two-phase heat treatment can be subjected to anything. appropriate additional treatment-. This additional treatment depends to some extent on the application which the zinc sulfide pigment is intended to receive. For example, it can first be sieved and then subjected to dry disintegration.
Usually, it is better to grind it wet in a ball mill to break up the aggregates.
The ground product is then filtered, dried and broken up.
The zinc sulphide pigment obtained by the preferred practice of the invention (employing as a starting material a zinc oxide whose particles have an average size of 0.25 microns or less) is a white powder. having no visible crystalline character even when examined with the aid of a very high power microscope
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aiss, anto Its final particles have an average diameter of the order of 0.5 micron * 11 possesses, when ground in oil, very good properties as pigmenta for example fineness, absence hard grain and very high covering power.
When it comes to whiteness and shine, it is comparable to. best commercial white pigments. This pigment is essentially a pure zinc sulfide usually containing less than one percent free zinc oxide and, when made from substantially pure materials, it contains only a few ten thousandths of lead and iron
Summary,
1 A process for making a pigment composed predominantly of zinc sulfide, which process comprises heating a pigment mixture of zinc oxide and sulfur to a temperature high enough to readily effect the formation of zinc sulfide and cooling the resulting product, these heating operations.
and cooling being carried out so that the product has the required degree of fineness and absence of hard grains which characterizes a suitable pigment; * this process may further be characterized by the following points, together or separately a) The mixture of pigment of zinc oxide and sulfur is heated to a temperature of about 6000 C to about 8000 C, and the resulting product is cooled under conditions which prevent any appreciable oxidation of the zinc sulphide which it contains, b) The zinc oxide pigment:
used is composed of particles whose monennene size exceeds paa approximately 0.25 microns. c) The mixture is gradually passed through
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pigment of zinc oxide and sulfur through a chamber arranged at an opposite height, and this mixture is heated during this passage to the necessary reaction temperature.
HERE) The product resulting from the heating of zinc oxide pigment and sulfur is subjected, with or without intermediate cooling carried out in. non-oxidizing conditions, to a second heat treatment under non-oxidizing conditions. e) The second heat treatment is carried out in a vertical chamber or.
disposed high through which the zinc sulfide gradually passes and during this passage the product is heated to a temperature high enough to improve the color of the pigment. f) The temperature to which the zinc sulphide is subjected during the second heat treatment is between 600 and 800 ° C., this treatment being followed by cooling carried out under conditions which prevent appreciable oxidation of the zinc sulphide. contains the product.
g) It is also possible to carry out a two-phase heat treatment in a vertical chamber, or one arranged in height, through which the reaction mixture passes gradually and, during this passage, is first subjected to a temperature high enough to effect a substantially complete conversion of the oxide to sulphide, and then maintained at a temperature high enough to effect an improvement in the. color of the resulting zinc sulphide, the product then being cooled under conditions such that no appreciable oxidation of the sulphide contained therein takes place.
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2 As a new industrial product, a pigment based on zine sulfide obtained by carrying out the following procedure 1.