BE412298A

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Publication number: BE412298A
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Description

Procédé de précipitation des solutions de titane par hydrolyse, avec addition de composés de titane.

La présente invention est relative à la préparation des composés hydratés de titane par hydrolyse de solutions de sels de titane, et en particulier de solutions qui sont difficiles à hydrolyser.

En général, on assure la préparation des composés hydratés du titane en attaquant un minéral contenant du titane, comme l'ilménite ou le rutile,-en dissolvant la masse saline obtenue et en chauffant la solution, ce qui précipite le titane par hydrolyse. Quand on utilise de l'ilménite comme matière première, l'attaque est faite ordinairement par de l'acide sulfurique, et on

soumet les solutions ainsi obtenues et contenant de l'acide sulfurique et du titane au dédoublement par hydrolyse. Pour la préparation de pigments de titane, le précipité est séparé, lavé et calciné.

La composition des solutions contenant du tita- ne et utilisées pour la précipitation par hydrolyse peut varier dans de larges limites en ce qui concerne la concentration, l'acidité, la teneur en titane et en autres bases que le titane. 0'est ainsi que les solutions peuvent contenir une quantité d'acide supérieure, égale ou inférieure à celle qui est nécessaire à la formation des sels normaux des bases utilisées. Dans ce dernier cas, le titane existe sous la forme de sels basiques. On désigne souvent ces solutions sous le nom de solutions basiques et l'importance de l'excès des bases sous le nom de basicité. La basicité représente le défaut d'acide exprimé en pour cent de la quantité d'acide qui est nécessaire .à la formation du sel tétravalent normal du titane existant.

La quantité d'acide est également exprimée par le facteur d'acidité (F.A.), T10S04 ayait un facteur d'aci- dité égal à zéro, et Ti (SC4) 2 ayant un facteur d'acidité égal à 100, les chiffres intermédiaires indiquant des pourcentages intermédiaires pour l'acide sulfurique lié au titane. Une unité correspond donc à 1/100 d'un Mol d'acide sulfurique.

Pour des raisons économiques, il est avantageux d'utiliser des solutions à teneur en titane aussi élevée que possible. On utilise également assez fréquemment des solutions concentrées à faible teneur en acide, Ces solutions donnent des précipités dont on peut tirer de bons pigments, mais il est fréquent qu'il soit assez difficile de les décomposer par hydrolyse, étant donné qu'il faut un temps relativement long pour obtenir un bon rendement. 0'est pourquoi on a essayé d'accélérer de diverses façons le dédoublement par hydrolyse.

Selon plusieurs procédés connus de ce genre, le dédoublement par hydrolyse est effectué en présence de certains "germes" qui accélèrent le dédoublement par hydrolyse. Les germes utilisés dans ces procédés sont or- dinairement constitués par des composés hydratés de titane, finement divisés ou colloïdaux, qu'on prépare en réglant à une valeur déterminée l'acidité (pH) de solutions de titane, avec ou sans échauffement ultérieur, Leur préparation est en effet compliquée, et lorsqu'on n'observe pas exactement certaines conditions dans leur préparation, l'effet des germes est considérablement réduit ou disparaît.

Or, on a trouvé que l'on peut accélérer l'hydrolyse des solutions des sels de titane en l'effectuant en particulier en présence de composés de titane formés par un dédoublement complet ou partiel de titanates alcal ins .

Ces produits de dédoublement peuvent être introduits de diverses façons dans les solutions à hydrolyser.

C'est ainsi qu'on peut déjà dédoubler entièrement ou partiellement le titanate alcalin au préalable et, en enlevant par lavage les sels alcalins formés, préparer un produit concentré de bioxyde de titane qu'on ajoute ensuite à la solution à hydrolyser. Une telle préparation est relativement insoluble dans cette solution.

Pour cette forme d'exécution de la présente invention, on opère de la manière suivante : on prépare d'une manière ou d'une autre un titanate alcalin, A cet effet, on peut fondre ou soumettre à un frittage du Ti02 ou une substance contenant du TiO2, par exemple de l'ilménite, du rutile, etc..., avec un hydroxyde, un carbonate, un sulfure d'un métal alcalin, ou avec un autre sel alcalin approprié. On obtient un titanate de sodium

approprié en procédant par exemple de la manière suivante :
On chauffe 100 parties en poids de rutile moulu avec 100 parties en poids de soude caustique sous la forme d'une solution à 75 %. On pétrit le mélange et on continue de le chauffer en ajoutant 25 parties en poids de carbonate de sodium sec.

Dès que la pâte épaisse a atteint la température de 300 C, on l'introduit dans un four de calcination et on la soumet pendant 30 minutes environ à une calcination à une température d'environ 600 à 650 C.

On obtient par ce moyen une poudre fine constituée en grande partie par un sel alcalin de l'acide titanique, de composition variable.

Ce produit est lavé à l'eau pour enlever la plus grande partie du composé alcalin qui n'est pas entré en réaction. Ensuite on assure l'extraction avec de l'acide sulfurique très dilué, et il se produit par ce moyen un dédoublement total ou partiel du titanate, en même temps que des sels alcalins sont enlevés par lavage. Le produit concentré restant est lavé encore une fois.. filtré et enfin séché, à 1100 C par exemple, et il est prêt à l'emploi.

On ajoute à la solution à hydroliser une quantité de cette préparation égale environ à 1 à 10 %, calculée sur la quantité de bioxyde de titane.

Il est également possible de laisser le dédoublement du titanate alcalin se produire dans la solution à hydrolyser même. Dans ce cas on ajoute à la solution un titanate alcalin qui peut être préparé par exemple de la manière ci-dessus décrite. Si la poudre sortant du four de calcination ne devait pas être suffisamment fine, on peut encore la moudre. On utilise en général d'une telle préparation une quantité d'environ 5 à 20 %, toujours calculée par rapport au bioxyde de titane de la solution à hydrolyser. Le titanate alcalin se dissout en grande partie dans la solution chaude du sel de titane, puis-un précipité commence à se former.. Dans les tita-

nates alcalins utilisés selon la présente invention, le rapport entre l'oxyde alcalin et le bioxyde de titane peut varier dans une certaine mesure.

Ce dont on veut parler, ce sont d'une manière tout à fait générale les produits de réaction d'un métal alcalin avec le bioxyde de titane,
A l'aide des mesures ci-dessus décrites, on peut accélérer l'hydrolyse 'de toute solution hydrolysable de sels de titane, qu'elle soit diluée ou concentrée. On peut également envisager d'utiliser aussi bien des solu- tions basiques que des solutions neutres ou faiblement acides. Mais on préfère des solutions fortement concen- trées, c'est-à-dire des solutions avec une teneur de 200 à 250 gr de TiO2 par litre et avec un facteur d'acidité compris entre 60 et 90. L'hydrolyse peut être opérée sous pression ou sans pression. Quand .on utilise des récipients ouverts, on peut utiliser des réfrigérants à reflux.

Les composés hydratés de titane obtenus par la précipitation hydrolytique sont travaillés d'une manière connue lorsqu'on le désire, en vue de la préparation d'un pigment, et à cet effet on les sépare d'une manière connue en soi, on les lave et on les calcine. Avant la calcina- tion, on peut ajouter des agents de neutralisation ou des agents de frittage, ou les deux produits, et le produit obtenu peut être soumis à un traitement ultérieur, par exemple à un traitement avec des agents dispersifs, avec ou sans broyage par voie humide ou par voie sèche.

Le procédé convient également très bien à la préparation de pigments de titane composés. Dans ce cas, on exécute la précipitation par hydrolyse, d'une manière connue, en présence d'une substance de charge, par exemple de sulfate de baryum et le précipité obtenu est traité ensuite comme d'ordinaire dans la préparation de ces pigments. n

EXEMPLES
1 / 4000 litres d'une solution de sulfate de titane contenant au litre 177 Gr. de bioxyde de titane et 440 gr. d'acide sulfurique ont été chauffés pendant 5 heures dans un réfrigérant à reflux. Après ces 5 heures, on a observé que Il % seulement du bioxyde de titane contenu dans la solution avaient été précipités.

A une autre portion de 4000 litres de la même solution on a ajouté 60 kg du produit concentré ci-dessus décrit de bioxyde de titane. Après 5 houres, l'hydrolyse était presque complète, 91,5 % du bioxyde de titane contenu dans la solution ayant été précipités. La solution n'était plus limpide, l'oxyde ajouté restait dans la solution sous la forme d'un nuage blanc.

2 / 4000 litres d'une solution de sulfate de titane contenant au litre 262 gr de bioxyde de titane et 510 gr d'acide sulfurique ont été chauffés pendant 5 heures dans un appareil à reflux, A la fin de ces 5 heures, 33 % du bioxyde de titane contenu dans la solution avaient été précipités. Dans des conditions exactement identiques, on a chauffé une autre portion de 4000 litres de la même solution après addition de 100 kg (9,6 % par rapport à la quantité de bioxyde de titane contenu dans la solution) du titanate alcalin sec et pulvérulent ci-dessus décrit et contenant environ 50 % de Ti02. Après 5 heures, 73 % du bioxyde de titane contenu dans la solution étaient précipités.

Claims

- : REVENDICATIONS : - 1.- Procédé de précipitation par hydrolyse des solutions de titane, caractérisé par le fait qu'on chauffe les solutions en présence de composés du titane formés par dédoublement complet ou partiel de titanates alcalins.

2.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les produits de dédoublement mentionnés sous 1 sont amenés en solution en ajoutant à celle-ci un titanate alcalin à l'état -sec.

3.- Procédé selon la revendication 1, caractérisé par le fait que les titanates alcalins sont dédoublés, avant l'addition à la solution de sel de titane, par traitement avec de l'eau ou des acides dilués ou à la fois avec de l'eau et de ces acides, les sels alcalins séparés étant ensuite lavés et le produit éventuellement séché.

4. - Procédé selon les revendications 1 à 3, caractérisé par le fait qu'on hydrolyse des solutions contenant des sulfates de titane basiques ou normaux.

5. - Procédé selon les revendications l à 4, caractérisé par le fait qu'on hydrolyse des solutions de titane avec un facteur d'acidité compris entre 60 et 90.

6. - Procédé selon les revendications 1 à 5, caractérisé par le fait qu'on hydrolyse des solutions de titane contenant 150 à 250 gr. de T102 par litre.

7.- Procédé selon les revendications 1 à 6, caractérisé par le fait que la précipitation est effectuée en présence des substances de charge usuelles dans la fabrication des pigments à base de titane, par exemple de sulfate de baryum.