La présente invention a pour objet d'une part des cristaux de carbonates alcalino-terreux présentant une granulométrie déterminée, et un degré, de cristallinité déterminer d'autre part des procédés de préparation de ces produits.
Habituellement, on obtient ces cristaux en mélangeant
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dans un solvant commun appropriée pour obtenir le carbonate alcalino-terreux désiré sous forme de précipité.
Ce type de réaction progresse si rapidement qu'immédiatement après le mélange le précipité se forme en un volume nettement localisé au sein du solvant. L'examen microscopique
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produits aussi différents que les pigments pour peinture et les tubes électroniques. Dans beaucoup de ces applications, il est
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carbonates alcalino-terreux présentant une granulométrie donnée et un degré de cristallinité donné. Par exemple, dans la fabrication des peintures, les caractéristiques spéculaires du produit final sont déterminées en fonction de cette teneur prédéterminée. Comme le produit connu manque d'uniformité, il est nécessaire d'utiliser une grande quantité de cristaux de carbonate pour être sûr que, la petite portion de cette quantité qui présente la
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suffisante pour donner les caractéristiques spéculaires désirées. Autrement dit, on a seulement besoin d'une portion de la teneur en cristaux, mais on ne peut disposer de. cette portion sans utiliser la totalité.
En outre, dans la fabrication des tubes électroniques, il est nécessaire de déposer une couche de cristaux de carbonate sur la surface d'un cylindre de cathode ou objet similaire. Une technique de dépôt courante consiste à déposer ces cristaux à la surface de la cathode par électrophorèse, à partir de milieux liquides. La granulométrie rentre généralement dans un large in-
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travers le milieu, à une plus grande vitesse que les gros cris-taux. En conséquence, les petits cristaux se déposent à la sur-
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gros cristaux puissent se déposer en quantité appréciable. Par .suite, ces gros cristaux ne sont pas utilisas mais restent plutôt en suspension. Ici encore, on a seulement besoin d'une portion de la dispersion de carbonate, mais il faut utiliser la quantité totale pour pouvoir disposer de cette portion.
Par contre, la présente invention fournit 'on produit
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déchet, ce qui permet de réduire nettement la teneur en cristaux de carbonate nécessaire.
Suivant l'invention, on fournit un procède de prépa-
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ou un hydroxyde d'un ion métal alcalino-terreux ou un mélange de ces corps, sur une source d'ion carbonate à l'état de dispersion
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métal se précipite de façon homogène sous forme cristalline.
On décrira maintenant l'invention plus en détail.
Suivant la présente invention, on mélange ensemble dans un solvant commun, un sel ou hydroxyde d'un métal alcaline-
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tion désirée de carbonatesalcalino-terreux. Si cette source ne se comporte pas ainsi, l'action résultante sera trop rapide et -
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deux caractéristiques essentielles.
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très restreinte. ,,De plus, certaines des impuretés qui sont entraînées et précipitées en même temps dans le processus ordinaire
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de sels ou hydroxydes de différents métaux alcalino-terreux sur une source d'ions carbonate en dispersion moléculaire, dans un solvant commun appropriée les carbonates de ces métaux précipite-
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On trouvera d'autres détails de la présente invention dans les exemples typiques qui suivent.
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carbonate de baryum sous forme de précipité homogène. On levé le précipite à l'eau distillée pour le débarrasser de la solution résiduelle, puis on le sèche à 110[deg.]C. On trouve que la grosseur moyenne de particules est de 3,8 microns- Le poids de carbonate
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de baryum, avec les mêmes quantités d'eau et d'urée. Le temps de mûrissement est maintenu constant. Les données sont récapitulées'par le tableau 1 ci-dessous :
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On voit que pour une température de mûrissement donnée, un accroissement de la concentration d'acétate cause une diminution nette de la grosseur moyenne de particules et une augmentation
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l'élévation de la température de mûrissement amène une augmentation de la grosseur moyenne de particules.
On a trouvé que la proportion des cristaux précipités les plus gros par rapport aux plus petits variait de 25:1 à 50:1. C'est là une réduction extrêmement grande par rapport à la garnie ordinaire de proportions qui est de 500:1 à 1000:1. De plus, on <EMI ID=21.1>
au lieu de l'acétate de baryum. Les données sont récapitulées par le tableau 2 ci-dessous
<EMI ID=22.1>
On trouve que lescristaux de carbonate de strontium
ont à peu près la même granulométrie et le même degré de cristallinité que l'on a indiqués à l'exemple I.
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On dissout 16 g d'acétate de baryum dans 250 cm3 d'eau distillée. On ajoute à la solution résultante 30 g d'urée. On sature alors la solution avec de l'anhydride carbonique gazeu::. Onaj oute de l'ammoniaque aqueuse goutte à goutte jusqu'à ce que la solution devienne opalescente. On laisse mûrir alors la solution
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de carbonate de baryum sous forme de précipité homogène. On lave alors le précipité à l'eau distillée pour le débarrasser de la solution résiduelle et on le sèche à 110[deg.]C. On trouve que la grosseur moyenne de particules est de 0,65 micron. Le poids de carbonate formé est de 1,2 g. On répète ce processus en utilisant des températures de mûrissement différentes et différentes quantités d'acétate de baryum avec les Mêmes quantités d'eau et d'urée. On maintient le temps de mûrissement constant. Les données sont récapitulées par le tableau 3 ci-dessous :
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Le procédé utilisé dans l'exemple est connu sous le nom d' "ensemencement", c'est-à-dire formation de cristaux de carbonate de baryum extrêmement petits, dans la solution, avant précipitation; dans cet exemple, on réalise l'ensemencement
'par l'action de l'ammoniaque et de l'ion carbonate sur l'ion alcalino-terreux, comme précédemment. Durant le mûrissement, ces cristaux augmentent de grosseur. En général, en ensemençant la solution, on obtient une plus petite grosseur moyenne de par-
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rissement plus basse et une concentration moins forte. EXEMPLE IV.
On répète le processus décrit dans l'exemple III, en
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au lieu de l'acétate de baryum. Les données sont récapitulées
<EMI ID=28.1>
<EMI ID=29.1>
On trouve que ces résultats sont pratiquerait les mêmes que ceux indiqués à 1' exemple III.
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de mûrissement de 90[deg.]C. Les résultats sont récapitulas dans le tableau 5 ci-dessous :
<EMI ID=31.1>
On voit que le rendement et la grosseur moyenne de particules augmentent tous deux à ne sure que le temps de mûrissement augmente.
EXEMPLE VI.
On dissout 16 g d'acétate de baryum dans 250 cm3 d'eau distillée. On ajoute alors simultanément, à la solution, de l'anhydride carbonique gazeux et de l'ammoniaque aqueuse, pour maintenir le pH à 5,8., On laisse mûrir alors la solution à
25[deg.]C pendant une durée approximative d'une heure. On trouve que la grosseur moyenne de particules est de 0,20 micron et les cristaux présentent la forme caractéristique en bâtons. On répète le même processus en utilisant différents pH. Les données sont récapitulées dans le tableau 6 ci-dessous :
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réaction est trop élevée pour permettre de maintenir efficacement le pH à un niveau constant.
EXEMPLE VII.
On répète le processus décrit à l'exemple VI, avec
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lieu de carbonate de baryum. Les données sont récapitulées dans le tableau 7 ci-dessous :
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On trouve que ces résultats sont pratiquement identiques à ceux indiqués à l'exemple VI..
EXEMPLE VIII.
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de baryum et d'acétate de strontium dans 250 cm3 d'eau distillée. On ajoute 30 g d'urée à la solution résultante. On filtre ensuite cette solution, puis on la laisse mûrir à 90[deg.]C pendant
une durée de 84 heures. Il se forme, en un précipité homogène,
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carbonate de strontium. On lave le précipité pour le débarrasser de la solution résiduelle et on le sèche à 110[deg.]C. On trouve que la grosseur moyenne de particules est de 3 microns. Le poids de carbonate formé est de 0,8 g. On trouve que la granulométrie et le degré de cristallinité de ces cristaux sont pratiquement les mêmes que dans les exemples précédents.
Bien que, dans les exemples ci-dessus, on ait utilisé l'eau 'distillée comme solvant commun, il est évident que l'on <EMI ID=38.1> au lieu de former les cristaux d'ensemencement en solution, on peut introduire directement dans la solution des cristaux de grosseur convenable.
The subject of the present invention is, on the one hand, crystals of alkaline earth carbonates having a determined particle size, and a degree of crystallinity, on the other hand, determining processes for the preparation of these products.
Usually, these crystals are obtained by mixing
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in a common solvent suitable to obtain the desired alkaline earth carbonate as a precipitate.
This type of reaction proceeds so rapidly that immediately after mixing the precipitate forms into a clearly localized volume within the solvent. Microscopic examination
<EMI ID = 2.1> <EMI ID = 3.1>
products as different as paint pigments and electronic tubes. In many of these applications it is
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alkaline earth carbonates having a given particle size and a given degree of crystallinity. For example, in the manufacture of paints, the specular characteristics of the final product are determined based on this predetermined content. As the known product lacks uniformity, it is necessary to use a large amount of carbonate crystals to be sure that the small portion of that amount which has the
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sufficient to give the desired specular characteristics. In other words, one only needs a portion of the crystal content, but one cannot dispose of. this portion without using all of it.
Further, in the manufacture of electron tubes, it is necessary to deposit a layer of carbonate crystals on the surface of a cathode cylinder or the like. A common deposition technique consists in depositing these crystals on the surface of the cathode by electrophoresis, from liquid media. The grain size generally falls within a wide range of
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through the middle, at a greater speed than the big-rate screams. As a result, the small crystals are deposited on the surface.
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large crystals can be deposited in appreciable quantities. Subsequently, these large crystals are not used but rather remain in suspension. Again, only a portion of the carbonate dispersion is needed, but the total amount must be used in order to dispose of that portion.
In contrast, the present invention provides
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waste, which significantly reduces the content of carbonate crystals required.
According to the invention, there is provided a process for preparing
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or a hydroxide of an alkaline earth metal ion or a mixture of these substances, on a source of carbonate ion in the state of dispersion
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metal precipitates homogeneously in crystalline form.
The invention will now be described in more detail.
According to the present invention, an alkali metal salt or hydroxide is mixed together in a common solvent.
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desired concentration of alkaline earth carbonates. If this source does not behave like this, the resulting action will be too fast and -
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two essential characteristics.
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very restricted. ,, Moreover, some of the impurities which are entrained and precipitated at the same time in the ordinary process
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of salts or hydroxides of different alkaline earth metals on a source of carbonate ions in molecular dispersion, in a suitable common solvent the carbonates of these metals precipitate
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Further details of the present invention will be found in the typical examples which follow.
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barium carbonate in the form of a homogeneous precipitate. The precipitate is raised with distilled water to free it from the residual solution, then it is dried at 110 [deg.] C. The average particle size is found to be 3.8 microns - The weight of carbonate
<EMI ID = 18.1>
of barium, with the same amounts of water and urea. The ripening time is kept constant. The data are summarized in Table 1 below:
<EMI ID = 19.1>
It can be seen that for a given curing temperature, an increase in the concentration of acetate causes a marked decrease in the average particle size and an increase
<EMI ID = 20.1>
the increase in the ripening temperature leads to an increase in the average particle size.
The proportion of larger precipitated crystals to smaller ones was found to vary from 25: 1 to 50: 1. This is an extremely large reduction over the ordinary garnished in proportions which is from 500: 1 to 1000: 1. In addition, we have <EMI ID = 21.1>
instead of barium acetate. The data are summarized in Table 2 below
<EMI ID = 22.1>
Strontium carbonate crystals are found to
have approximately the same particle size and the same degree of crystallinity as indicated in Example I.
<EMI ID = 23.1>
16 g of barium acetate are dissolved in 250 cm3 of distilled water. 30 g of urea are added to the resulting solution. The solution is then saturated with carbon dioxide gas ::. Add aqueous ammonia dropwise until the solution becomes opalescent. The solution is then left to mature
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of barium carbonate in the form of a homogeneous precipitate. The precipitate is then washed with distilled water to free it from the residual solution and it is dried at 110 [deg.] C. The average particle size is found to be 0.65 microns. The weight of carbonate formed is 1.2 g. This process is repeated using different curing temperatures and different amounts of barium acetate with the same amounts of water and urea. The ripening time is kept constant. The data are summarized in Table 3 below:
<EMI ID = 25.1>
The process used in the example is known as "seeding", i.e. forming extremely small barium carbonate crystals, in solution, before precipitation; in this example, the seeding is carried out
'by the action of ammonia and the carbonate ion on the alkaline earth ion, as before. During ripening, these crystals increase in size. In general, by seeding the solution, a smaller average par-
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lower roasting and lower concentration. EXAMPLE IV.
The process described in Example III is repeated, in
<EMI ID = 27.1>
instead of barium acetate. Data is summarized
<EMI ID = 28.1>
<EMI ID = 29.1>
These results are found to be practically the same as those shown in Example III.
<EMI ID = 30.1>
ripening of 90 [deg.] C. The results are summarized in Table 5 below:
<EMI ID = 31.1>
It is seen that the yield and the average particle size both increase as the curing time increases.
EXAMPLE VI.
16 g of barium acetate are dissolved in 250 cm3 of distilled water. Carbon dioxide gas and aqueous ammonia are then added simultaneously to the solution to maintain the pH at 5.8. The solution is then left to mature at
25 [deg.] C for approximately one hour. The average particle size is found to be 0.20 microns and the crystals exhibit the characteristic rod shape. The same process is repeated using different pHs. The data are summarized in Table 6 below:
<EMI ID = 32.1>
<EMI ID = 33.1>
reaction is too high to effectively maintain the pH at a constant level.
EXAMPLE VII.
The process described in Example VI is repeated, with
<EMI ID = 34.1>
instead of barium carbonate. The data is summarized in Table 7 below:
<EMI ID = 35.1>
These results are found to be substantially identical to those shown in Example VI.
EXAMPLE VIII.
<EMI ID = 36.1>
of barium and strontium acetate in 250 cm3 of distilled water. 30 g of urea are added to the resulting solution. This solution is then filtered and left to mature at 90 [deg.] C for
a duration of 84 hours. It forms, in a homogeneous precipitate,
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strontium carbonate. The precipitate is washed to free it from residual solution and dried at 110 [deg.] C. The average particle size is found to be 3 microns. The weight of carbonate formed is 0.8 g. The particle size and degree of crystallinity of these crystals were found to be substantially the same as in the previous examples.
Although in the above examples distilled water was used as the common solvent, it is evident that one <EMI ID = 38.1> instead of forming the seed crystals in solution, one can introduce directly into the solution of crystals of suitable size.