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' Procédé 48 production dt cU.ox1d1 de titf.nl 4. qual1'" , 1 <' . t.:,/,\ ,:pïp.".. ;,i:,,:;;..:,t!I'.'ll'!,t,::.; '1, . \','':'.">"(l J '*, ($(:,'.f'l"'4,*'\ !, 1"1:jl"
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La P..8ftt, 1nTtnt1on ocnc<ya< un PtO"4.,.iItf.d présente invention OOncOrtIt de dioxyde de titan' pipl11ta1,..,ant 1..tnaotw'. Oti.taa,1. ':c:.,> da rut111. plus .p4c1a1tment, .11. se rapporte prcduetion de rutil. pipenta1re ayant uni 1'A.1Ueurt 1Ut\1nô'l1t"'::'':'.', de ooul ro Des p1DlIn'1 de dioxyde de titan* .on' PWUITÏ 4'' lonct-p. t.
Partir d. divers mintraît c1'11114nitl.r4Pan4ti. dan.":', z 4 .: ,. la monde entier* Ces as.n.,..18 peuvent titre classé$ dé fagot%' ,,' l'al. en deux croup... 1) les sables &11\1'f10=a1I'" qui le. p- tent sous forme granulairop ha'b1tut11tment.. en mélange 6 dt ,:)::i,; grandes quantit'. de allie@ et 2) les d'1'4t. 'm..l1t. bâb1tu.u;:'\" ment mélangé* avoo divers minerait de fer# eome 11. mllt1''b1'..t'';z:i.;, l'hlm.Ute. Dans le cas de* m1neta18 du tIPI des sables ma.on'-.
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Mirée, l'ileenite est séparée facilement de la silice par voit Magnétique. L'ilaénite de 00 Binerai est habituellement altérée par les agents d'érosion et atmosphériques. Dans le cas des Mine- raie en dépôt =suit, Isilménite peut être séparés du ainerai de fer et des silicates par broyage flottation et extraction Bagne tique*
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En général, 1 '1l114D1 tl altérée de* sables alluvionnaires contient des quantités d'impuretés telles que le chrome et le va - dium plus Importantes que l'11m'n1t. des dépbto massifs* Ces impe- rotin affectent la couleur du dioxyde de titsrie p1ptrltu,..
Les pigments de dioxyde de titânt sont produits depuis de =broutes années à partir des deux types de 1i1Dlrai.., mais la qualité des pigments provenant des cintrais mastite a été améliorée de façon constante au point qu'il est difficile 'de produire du
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rutile p1pent&1r. de la plus haute qualité à partir des sables alluvionnaires* On est porté à croire que la présence de quantités relativement élevées de chrome et de vanadium dans l'ilnénitt al- térét est de nature à diminuer la luminosité dt couleur du rutile pigmentaire qui en est produit.
Des essais antérieure visant à éliminer le chrome et le vMdlua de ces minerais n'ont pas permis d'obtenir une amélioration significative de la luminosité de cou- leur. D'autre part, le chromo et le vanadium se concentrent non seulement dans l'ilménite altérée, mais également dans les laitiers
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tl t.an1tJJr.. provenant de la fusion des minerais*
L'invention a pour but de procurer un procédé de produo- tion de rutile pigmentaire de luminosité de couleur élevée à par*
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tir 4'11111'l11tl ou d'un laitier d'11,m4nitt contenant des quantités relativement élevées de chrome et de yanad.:
1um. 111.. également pour but de procurer un procédé de production de rutile pigmentaire de luminosité de couleur élevée à partir d'ilménite ou d'un laitier
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d'ilménite contenant des quantités relativement élevées de chrome et de vanadium en rendant ces derniers inoffensifs* Ces bute et d'autres re'sortlront de la description ci-après de l'invention.
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Le* pigment de 410.,4. de tît4he sont préparât normale-, ment en faisant digérer de l'ilménite ou du laitier d'ilménite dans de Ittoide )Mlft!riqtt<t concentrés en formant un. eol12t1o.n de aultate par dissolution du produit de diteittien en aUlms <tq<KW9c en h7dJ'0. lynant la solution pour obtenir de l'hydrate de titane, en Oala1nan'"
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l'hydrate dans un four rotatif à Un$ 'ta,,',a.,. aMdaua de 830 à 1050*e et en broyant la xatibre 0&101n', pour former un produit de
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qualité pigmentaire@
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.De tagon sindrale# I#Jnvent4on concerne portoot4o=te ment De façon ddorit ci-dessus suivant lequel un produit un ment procêài décrit o1..4...u.
Rivant 1"U81 Oft produit rutile pigmentaire ayant une meilleurs lua1no.1" de couleur, partir d'un hydrate de titan contenant des quantité! Importantes de chrome et de vanadium comme 18pure"" en calcinant cet hydrate de titan* dans un tour rotatif eu des Sas de conbuition chaude font engendrés au voisinage de l',ztr"1t' de ,0tlUr'I', m maintenant
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le point où régna la teapraturt de oalcinatton max;üaum dans le frul an Mont de l'utl'l1II11;
4 de ,ou tira.., aa rotroidlemut le dioxyde 4'[
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titane de la variété rutile calciné dans le four, en aval du point 04 règne la température de caloination maximum, Jusqu'à une ttmp4- rature d'environ 700*Cy a raison de 2 I 20*C par minute, en rête-
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nant le pigment calcina dans le tour pendant le refroidissement en
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aval du point ob règne la température de ealcination saxinua, en entretenant une Atmosphère sensiblement exempts des #au de ooribuse tion chaude sur le pigment calciné pendant 1...tro1cU.....t et . en soutirant le rutile pigmentaire calciné refroidi par l'extreaiite de soutirage du four pour produire ainsi un rutile pitaentaire ayant
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une meilleure luminosité de oouleur..
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De façon générale, les impuretés nuisible la oolorattea
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du pigment et notamment le fer sont éliminées de l'hydrate de titan.!
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par un blanchiment au cours duquel l'hydrate de titane est mie en suspension dans une solution d'acide sulfurisé a M-20% additions née d'un réducteur métallique tel que l'aluatiniuat en poudre ou la
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poussière de zinc, en quantité propre à réduire tout le fer à l'état
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. t'en.wx.I.es impur.t4..olub111s4...ont alors séparées de l'hydrate
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de titane par un lavage poussé.
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Toutefois, il est apparu que lorsque l*bydf*t de titane contient des quantités relativement élevées dt vanadium et de chiro- me comme impuretés, la concentration de colles-d ' t pas réduite à. moins de 5 pipent de vanadium et de 8 pépoits do ohrmop mème tprlf blanchiment, Ces quantités de vanadium et de ahrons* dans l'hydre ' ! calciné donnent du dioxyde de titane pigmentaire dont la couleur a une luminosité médiocre. Toutefois, si mydyAtt de titane aona; nant osa quantités importantes de vanadium et de chrome est caloïn4 suivant l'invention, le pigment a une lualnoiilé de couleur élevée.
Apparemment, le vanadium et le chrome de 1' hydrate togt rendue inotoo'
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fensifa d'une certaine façon pendant la ealeinatien et le refroi- disseaent, de sorte qu'ils n'affectent pas défavorablement la lu minosité de couleur du pigment produit.
Pour obtenir les meilleurs résultats, en utilise dans le procédé suivant l'invention des hydratée de titane contenant au
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moins 5 p.p.m. de vanadium et 2 p. p. M. de chrome, mais pas plus de 15 pape%# de vanadium et 10 p.p.m.de chrome appât blanchiment,
La luminosité de couleur du pigment produit est déterminée en mesurant le pouvoir réflecteur dans le vert du pigment, dans
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une pellicule humide d'un véhicule alkydte La mesure est exécuta à l'aide d'un colorimetre différentiel Ooloraaater de la Kanufae" turers Engineering and Equipaient Corpop gatborop etylvanie.
Le pigment est mélangé avec un véhicule alkyde peu? for- mer une pâte et la pite est appliquée sur la surface d'un carreau ,en céramique blanche à pouvoir réflecteur élevé* l'épaisseur de la pâte étant suffisante pour former une pellicule Manquant la couleur du fond.
Le pouvoir réflecteur dans le vert de la pellicule est
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mesuré à l'aide du Colorciatter et le pouvoir réflecteur en pour- cent est la luminosité de couleur*
Le dioxyde de titane pigmentaire est habituellement produit industriellement en calcinant dans un four rotatif sensiblement . horizontal de l'hydrate de titane blanchi.
L'hydrate de titane est
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introduit a une extrémité du four rotatif sous la forme d'un tour-* teau de filtration humide contenant environ 30 à .40% de solides* Le four rotatif est en pente légère à partir de l'extrémité d'ali- ILÉ -P
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IIlntat1on, et l'hydrate dt ,uar #-a... lentement fur tout Xi
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longueur du tour Jusqu'à l'extrémité Intéftmnvê de cslui-ôi, OQ #' il est soutiré imddiatement dans une goulot te, Au volilfiif # if "- nez l'extrémité de soutirage du tour se trouve une chambre de àônbut - tien compronomt un brûler dans lequel on fait brûler un e6at
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,k4 ble, tel que de l'huile ou du gaz, avec de l'Air pour tON" .
âif w
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v de combustion Chauds qui sont pagode dans 11 tour pour tppottt* une quantité de chaleur suffisante pour déshydrate? et og4ettu l'hydrata et former le dioxyde de titane pigmentmrt dans Io < r dioxyde de titane pigmentai $et trie sensible dé ldgbres modification de la t<mtp<r*tup< de orlait.aa r4 est donc nécessaire de régler tris dtraitemont la teap Nature bzz
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utilité, LA température maX1mum de o.lo1naton du 41o. df tît4t*.* est comprise entre 850 105060 suivant 'TYPO a ! nt ttt cop'1...nt,.
S'O t 1050"C lu1'aDt 1. './pe 4. plgmtnt ?*<**?
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ohè, Il peut être nécessaire de régler la température ftaaàjmS 40 dioxyde de titan.. quelque* degr4g Près$ par exemple lOtO, pour Il trouver dans les conditions les plus favorable pouf la .a1ol. tion du ptgmente Dans les tours de aaloination actuellement en usage flan* l'industrie pour la production du dioxyde de titane p:l.¯.ntl1',- toute la haleur utilisée dans le four est obtenue en bruinât to combustible avec de l'air dans la chambre de coebust4on se trelliot à 18*xtrèmitd de soutirage du four. l'ou* les gai de OOJD'U' '::1 sont passés sur toute la longueur du tour et la ehAltur 408 1&1. " transforae l'hydrate en 710. anhydre, qui est calciné en tiC" pig* :
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Dentaire par passage dans le tour.
La quantité de chaleur nécessaire est réglée en agissant sur la quantité de combustible et d'air fera*
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lant dans la chambre de o0D11.'1u.t1on.
Dans tous *es tours de oalatutiono le pigment 01101n4 subit une élévation de température tandis qu'il est bI.... 1ft ifin> gant vers l'<xtrBit<! de soutirage du tour o& il atteint sa bzz rature maxi#umr. Pendant le soutirage du tour dans la 10\11611.1', la,
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température du pigment tombe de plusieurs centaines de degré* au-
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dessous de la température de ca101naUon maximum en quelques buus.*
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teso la chute de température du pigaent excédant 10040 par minute ' lors du soutirage dans la goulot te.
I10 produit de calcination contenant des quantités apprd otables de chrome et de vanadium refroidi rapidement eotme indiqué
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ci-dessus donne un pilent fini d'une luminosité de, couleur médiocre.
Toutefois, on a découvert à présent que l'effet nuisible
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du refroidissement rapide peut être ,.,1t' lf1 appliquant un procédé de refroidissement réglé$ dans lequel on apporte dans un tour fett" tif une quantité de chaleur suffisante pour Calciner le dioxyde de titane à sa temp4r.tur. de calcination 8&X18\la et on refroidit ensuite le dioxyde de titane calciné dans le four à une vit réglée de sa température de calcination à 100000 en l'ab sénat de gom de combustion chaud', avant que le p:l.8880' oaloind ne Mit
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soutiré du tour.
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Une variante d'un tour'de oalolut4on rotatif p.rUou1i.. rament utile pour l'exécution du procédé de l'invention est repré- tentée dans le destin achênatique annexé.
Dans le dessin# le four modifia comprend une eh*abrt /# lindrique allongé* en acier 1 montée en position .1ft.il..lft' horizontal@ de tagon à pouvoir tourner sur des galet * La ohubre
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cylindrique ou four est en pente légère depuis son extrémité d'ali*
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ment-ation 2, de sorte que l'hydrate de titane introduit à I#aîde d'un transporteur à vit 3 à l'extrémité surélevée tome dans le four un lit 4 qui est brassé lentemmt en parcourant toute la longueur du four, le pigment calciné étant soutiré du tour à 1'- trémité de <ou tirage 5 daM une goulotte 9.
Un brûleur 6 et trouve dans le tour rotatif à une distance convenable de l'extrémité de soutirage de tagon à créer une lone de ,.tf0141..".cnt réglé 1 au voisinage de l'extrémité de soutirage du tour, te brûleur peut on toutr du gas ou de l'huile et donne une 11.... courte engendrant les gas de combustion chauds pour la déshydrata tien de l'hydrate de titane et la calcination du dioxyde de titane pigmentaire for- ai qui traverse le four. Comme indiqué dans le dessins la flamme
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courte se trouve au-dessus du niveau du pipe' calciné, de sorte
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1 qu'elle ne l'Atteint pas directement et A$ peut 1. #UrOh4Utttr., Un 4..' d'air 8 est prévu aussi.
Pour calciner le pigment, l'hydratai ti Un t est introduit dans la toi4r de calcination par le dispositif d'a1àent&UOD à vit.
L' hydrate bfaood lent.en' en tralfortant le tour de calcination est ""hJdra" en dioxyde de titan.. Le dioxyde de tit*ne est alor. calciné jusqu'à sa température de oalC:1D.tiOD ..x:f.IN8, 0#0ot4-dire de 850 à 105040 au moment Ott il atteint va peint voisin de la tlame
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dans le four de calcination$ Au-delà de 08 point, le pipent taloi- né traverse une sont de refroiditeoeent du tour oh la dissipation de chaleur par la pigment cet réglée étroitement do façon que sa température passe de la température maximum à 700*0 à raison de a à 20*0 par minute# avant que le pigment ne soit toutire du four.
Pendant son passage dans la sono de refroidi n tuent, le pipent est entouré d'une etMtphefe oeneibleaent excepte de Sas de om- buation chauds. De l'air peut être admis par liettrbité de 8Ou'''- . rage du tour et passé sur le pipent dans la sont de ,.tfOJ,Ü..I. ment, si on le deeire.
La procédé suivant l'invention *et 4&.18-'" illustré par
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les exemples suivants*
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;p#],};, ..
Un hydrate de titan. contenant 6,3 p.p... 4..anI4:L et 2,9 12.12.. de chrome préparé à partir d'un concentré 41t...t .oum1. à la calcination oî-aprés.
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L'hydrate de titane est introduit dans un tour de calcina- tion rotatif sous la forme d'un tourteau de filtration humide conte-
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nant 38% de solîaes à raison d'environ 0,82 ka/a1nuM- Le four de calcination rotatif a une longueur de 9,1? et un diamètre de 9lj5 011. Le four tourne à 9,5 tour./a1nute et produit 1#9 tonne métrique de rutile pigmentaire calcina par 24 ht\11"'I. Le temps de séjour du pigment en cours de ealcination dans la four est de 8 à 9 heures. On consomme 566 litres par minute de gau naturel à 1500 qu'on brûle avec de l'air qu'on introduit en un excès de 100% sur la quantité théoriquement nécessaire pour la eoatbuetion du gas de
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façon à obtenir une flamme courte près de l'extrémité de soutirage du four.
Cette quantité de combustible brûlé engendre dans le tour une quantité de chaleur suffisante pour déshydrater l'hydrate de titane et calciner le dioxyde de titane à une température maximum à 895 C en un point voisin de la flamme. Cette température de cal- oination maximum permet d'obtenir du rutile pigmentaire ayant des propriétés intéressantes.
Apres que le pigment calciné soit passe par le point où règne la température maximum, il est refroidi de 895 à 550 C à raison de 2,8 C, par minute dans la zone de refroidissement réglé du four de calcination, entre le point où règne la température maximum et l'extrémité de soutirage du four, sur une distance d'environ 1,83 m. L'atmosphère dans la zone de refroidissement est maintenue sensiblement exempte de gaz de combustion chauds.
Apres broyage de la façon habituelle, le pigment calciné a une luminosité de couleur de 95,4%
Pour montrer la supéricrité du pigment produit en appli- quant le procédé avec refroidissement lent suivant l'invention sur le pigment refroidi rapidement obtenu de façon élastique, le même hydrate de titane est calciné de la façon habituelle, c'est-à-dire sans refroidissement lent dans le tour. Ce pigment refroidi rapide- ment préparé pour établir les comparaisons a visiblement une colora-' tion inférieure à celle du pigment refroidi lentement suivant l'in- vention, la luminosité de couleur du pigment refroidi rapidement n'étant que de 95,1%.
EXEMPLE II -
On hydrate de titane contenant @,4 p.p.m. de vanadium et ; de 2,9 p.p.m. de chrome est préparé à partir d'un laitier titani- fère provenant de la fusion d'un minerai d'ilménite. L'hydrate de titane est calciné comme décrit dans l'exemple 1, mais la tempéra. ture maximum de calcination est de 915 C et la vitesse de refroi- dissement lent dans le four est de 3,5 C par minute.
La luminosité de couleur du pigment fini est de 96,0% tan- dis que dans un essai témoin, en ne recourant pas à la sone de re- troidissement réglé, on obtient un pigment ayant une coloration in- férieure et une luminosité de couleur n'atteignant que 95,1%.
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yt '".'"'w ;"1 x raaroxi nattanant da derniptc tt drt , T ' d'-d M< qu'12...t po.db1. 4. produira du diû9eyd< dl titiun >'* '# pig- "#,*#' 1 aentUr..yant un* l#J.no.it4 d. couleur élevé* à partir 4'11r '&'i de titane contenant de* quantités ralativeraent importante da vita** diua tt dit chrome. En appliquant 1< proo'''' suivant , l'1n"e1tòn":';: J 18 vanadiua tt le chrome font rendue :l.notttnl1t. pendant 11 refroi- d1..dent lin' réglé, ce qui permet dt produire un pigment de qua- lité supérieure.
Le pl"oo'd4 lu1vant l'invention peut "1" émeute* I11Dp1¯lI1t It pemlt dt produire dtt pigaente IUp'r1.u...... obtenu. par les procédés antérieurs*
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Bien que d1v.,. modes tt détails da réalisation aient été décrite pour illustrer l'invention, il va de soi que celle-ci silt susceptible de nombreuses Variantes et modification* tant sortir de son cadre.
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EVE NDT CAT TÛN ¯;\ w 1 * Procédé de production de dioxyde de titane de la variété rutile convenant conae pl-gment à partir cS'h1drat*.4':1d.-. ayant une haute teneur en chrome et en VU44di=,$ ou&ot4ri"'.:" qu'on calcine de l'hydrate de titane et on refroidit lentement le dioxyde de titane calcine résultant à raison de 2 à 2060'par minute
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à partir de la température de calcination u.x1mum Jusqu'à 706*9 ou moins, le rtfroidlsstaent 'tant exécuté en atmoophhre sensible- ' ment exempte de tout gaz de combustion.
2 - Procédé suivant la revend! dation 1, caractérisé* en ce
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que l'hydrate de titane contient moins de 13 p*P*Mt de ftnad1- et moins de 10 p.p.m. de chroae.
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5 - Procède JU1vant l'mie ou l'autre de. 1'tvfnÛaatÒJ.r précédentes, oatact4r18' en ce que la température de oa1CÙ1..t1on . mazium est oompr1'8 entre 85000 et 10J0 C.
4 - Procédé suivant l'une ou l'autre de revendication* précédentes cal'actlr11é en ce que l'hydrate de titane te présente sous la forme d'un tourteau de filtration ayant une teneur en soli-
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des de 30 à 40%. l
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5 - Procédé1 suivant lome ou l'aut,. des r v#ndlo*tion ' préoddonteng caractérisé un et qu'unt atmosphère oonttnânt de l'oxygène est entretenue sur la pigment calciné pendant !< P' ,' fyoidieBtment* 6 - Proo'ct4 suivant 3Ln rwvendiMtion 5, caraot4rt..
en os- que de l'air cet p*m4 sur le pigment 0&101n' pendant 1" r.tlOiti.- testent *
7 - ?ou rotatif pour la production de dioxyde de titans
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p1cmenta1re, caractérisé en ce qu'il comprend une chubre 011in- drique construite en un matériau rdaistant à la chaleur montée ta position '8n,ib1.ent hor1lOntal.
sur des supports pemettut sa rotation et comportant une ad.rU..1on pour Italimentation et un# '
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sortit pour los saas b une extrémité, et une sortit pour le produit et une Admission pour les gaz, à l'autre extrémité, ainsi qu'un brûler dirigé vers l'admission pour l'alimentation et dispos! dans la chambre cylindrique en un point intermédiaire entre l'ad- mission pour l'alimentation et la sortit pour le produit de tif. à créer une sone de refroidissement réglé entre le brûleur et la sortit pour le produit.
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0 * L'invention décrite ci-dosous tous tous ses aspects nouveaux et utiles,