Procédé pour améliorer l'oxyde de zinc. La présente invention a pour objet un procédé pour améliorer l'oxyde de zinc, par ticulièrement l'oxyde destiné à être utilisé en mélange avec du caoutchouc.
Comme on le sait, l'oxyde de zinc est em ployé en grande quantité dans la préparation de compositions à base de caoutchouc, vu l'augmentation de la résistance à la tension qu'il donne à de tels produits. Les oxydes les mieux appropriés pour ce but sont ceux dérivés de minerais tels que la Franklinite. Par contre, les oxydes de zinc préparés à partir de sulfures grillés ne produisent pas, employés directement comme ils viennent d'-être préparés, un accroissement aussi mar qué de la résistance--à la tension du com posé de caoutchouc que ceux précédemment cités. La raison de cette différence entre les actions des oxydes de zinc provenant de différentes sources semble résider dans le degré d'acidité différent de ces oxydes.
Eu effet, l'oxyde de zinc fabriqué à partir de minerais contenant du soufre (tel que des sulfures de zinc) ne peut pas être employé, directement après sa fabrication, pour la charge du caoutchouc. Un tel oxyde contient, réparti à la surface de ses particules, les dérivés oxygénés du soufre (S0,, SO;,) qui le rendent acide. Cette- acidité a un effet très nuisible sur le caoutchouc; qui subit une diminution de résistance à la tension. Pour éviter cet inconvénient, on a jusqu'ici fait subir aux oxydes fraîchement fabriqués un "vieillissement" qui consiste à emmagasiner ces oxydes pendant plusieurs mois, de pré férence dans un local humide.
De cette ma nière, les oxydes perdent à la longue peu à peu leur acidité et deviennent aptes à être utilisés comme charge pour le caoutchouc.
Le but de la présente invention est de remplacer un tel vieillissement par un pro cédé plus rapide pour améliorer l'oxyde de zinc, en particulier l'oxyde obtenu à partir de minerais sulfurés grillés.
Le procédé selon l'invention est caracté risé en ce que l'on soumet l'oxyde de zinc, à une température élevée, à l'action de la vapeur d'eau.
On a en effet trouvé que l'oxyde de zinc peut être vieilli rapidement et amélioré par- ticulièrement en ce qui concerne son in fluence dans les composés caoutchoutés, en le soumettant à l'état chaud à l'action de la vapeur d'eau. Les meilleurs résultats ont été obtenus lorsque la température de l'oxyde ne dépasse pas 150 C et l'on préfère tra vailler à environ 125 C. En traitant de l'oxyde avec de la vapeur d'eau aux environs de la température mentionnée, on diminue son acidité.
Lorsque l'oxyde ainsi traité est mé langé à du caoutchouc, il donne un com posé de caoutchouc ayant une résistance à la tension de plus de 210 l@g/cm=, ce qui est comparable avec les résultats obtenus en mélangeant du caoutchouc avec de l'oxyde de zinc dérivé de la Franhlinite.
Pour obtenir les meilleurs résultats, il est essentiel que l'oxyde de zinc traité ne contienne finalement qu'une faible quantité d'humidité. Dans ce but, on opère de préfé rence dans des conditions qui excluent une retention de la. vapeur d'eau clans l'oxyde de zinc, ou bien ce dernier est retraité, après avoir été soumis à l'action de la vapeur, pour en enlever la- majeure partie de son humidité.
Pour la mise en ceuvre du procédé, on peut utiliser par exemple un tube vertical en fer ou en une autre matière appropriée, chauffable sur toute sa. longueur à une valeur suffisante, au moyen de gaz combustible ou autre, pour assurer le chauffage de l'oxyde de zinc à environ 140 C, pendant que ce dernier tombe à travers le tube. L'oxyde de zinc peut être chargé régulièrement ait soin- met du tube et il acquiert la température nécessaire en tombant à travers celui-ci.
Une chambre peut être prévue au bas du tube, dans laquelle l'oxyde de zinc se rassemble et oit il est soumis à l'action de la vapeur d'eau introduite à une température légèrement su périeure à 100 C. Bien que cela ne soit pas essentiel, on peut également introduire de la. vapeur additionnelle clans le tube vertical où elle se mélange avec l'oxyde descendant.
L'oxyde traité se rassemblant dans la chambre au bas du tube peut être retiré con tinuellement à l'aide d'un transporteur con- venable. Cette chambre est de préférence as- sez vaste pour contenir une grande quantité d'oxyde, de manière que tout l'oxyde reste en contact suffisamment longtemps avec la va peur pour atteindre le but de l'invention, c'est-à-dire pendant plusieurs ]lettres.
Dans certaines conditions, le simple pas sage de l'oxyde de zinc à. travers le tube et le contact avec la vapeur produit. l'améliora tion désirée. Si l'oxyde retient. plus d'humi dité due le produit fini ne doit en contenir, l'oxyde peut être plus complètement amélioré en le passant fine deuxième fois à travers le tube et la chambre, mais cette fois-ci en l'absence de vapeur d'eau.
Ainsi un tube unique peut travailler de façon intermittente, d'abord avec de la vapeur d'eau pendant que de l'oxyde fraîchement fabriqué passe à tra vers, puis ensuite sans vapeur pour sécher l'oxyde qui vient d'être traité. Ou bien plu sieurs tubes peuvent être employés de telle sorte que le produit li-@iité dans le premier tube avec de la vapeur est ensuite soumis à. l'action de la. chaleur dans un tube sem blable dans lequel aucune vapeur n'est ad mise.
On petit aussi eliauffer l'oxyde se trou- vaut- dans la, chambre ait bas du tube ver tical en munissant cette chambre de serpen tins de chauffe maintenant l'oxt-di@ de zinc à environ 10(J C; tire condensation de l'hu midité est ainsi empêchée.
Au lieu d'employer titi deuxième tube pour sécher l'oxyde traité ou de prévoir des moyens de chauffage dans la chambre ait bas du tube, le séeliage peut être effectué de n'importe quelle manière appropriée, par exemple en utilisant un transporteur à cour roie, sur lequel l'oxyde de zinc est déeharg@# de la chambre et sur lequel passe un courant de gaz de séchage, tel que de l'air chaud.
N'importe duel autre moyen de séchage ap proprié peut être substitué pour assurer une réduction<B>(If,</B> la quantité d'humidité de l'oxyde jusqu'à ruoins de 0,4 %: cette valeur étant la limite supérieure préférable de l'humidité contenue clans l'oxyde de zinc, destiné à être employé en mélange avec du caoutchouc. L'oxyde de zinc, dérivé de minerais sul furés et traité comme décrit ci-dessus, se comporte pratiquement de la même manière, une fois mélangé à du caoutchouc, que de l'oxyde obtenu à la Franklinite ou d'autres minerais analogues.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un appa reil pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention. Il est évident qu'un grand nom bre (d'autres appareils, disposés différemment, peuvent remplir le même but.
En référence au dessin, un tube 5 ver tical est disposé dans un corps de cheminée 6 en brique présentant des chicanes 7 assu rant une utilisation effective maximum des gaz de chauffage. Le@ tube peut être en fer forgé et avoir environ 30 cm de diamètre et 5,50 m de long. Ces dimensions sont, évi demment, arbitraires et dépendent de la ca pacité désirée de l'unité. Le tube est chauffé par un foyer 8 présentant une grille 9 pour supporter le charbon ou autre combustible. Tout autre dispositif approprié pour pro duire des gaz combustibles peut être utilisé. Ces gaz sont conduits à travers un carneau 10 au corps de cheminée 6 et après avoir cir culé autour du tube 5, ils s'échappent par la cheminée 11.
Afin d'assurer le chauffage de l'oxyde de zinc pendant son passage dans le tube à une température d'environ 140 C, la température des gaz entourant le tube doit être d'approximativement<B>250'</B> C.
L'oxyde de zinc à traiter est chargé par une trémie 12 au sommet du tube à l'aide d'un rouleau alimentateur 13 qui assure un chargement et une distribution uniforme de l'oxyde, de manière que celui-ci tombe régu lièrement à travers le tube. L'oxyde tombe donc en pluie à. travers le tube et arrive à l'état chaud dans une chambre 14 disposée au bas du tube. Cette chambre. est munie d'un transporteur à vis 15 actionné par n'importe quelle source d'énergie de manière qu'une partie de l'oxyde se trouvant au bas de la chambre soit continuellement retirée de cette chambre et évacuée par un orifice de sortie 16.
L'oxyde de zinc traité peut. être directement livré de cet orifice de sortie -à un coffre ou un autre récipient approprié ou à un transformateur qui le fournit à un au tre appareil de chauffe ou encore le trans porte au sommet du tube de manière à ce qu'il puise être traité à nouveau. Un orifice. d'entrée de vapeur 17 débouche dans le côte de la chambre pour permettre l'introduction continue de vapeur d'eau à la. température désirée, au-dessus de l'oxyde de zinc contenu dans cette chambre. La vapeur s'élève; évi demment, et vient en contact avec la pluie descendante d'oxyde de zinc chauffé. Il y a ainsi contact avec la surface de l'oxyde de zinc se trouvant dans la chambre.
Des ori fices additionnels d'entrée de vapeur 18 et 19 peuvent être prévus pour l'admission de vapeur dans le tube à différents niveaux et tous les orifices peuvent être commandés par des soupapes permettant de régler à. volonté le traitement par la vapeur.
Il est possible, dans un appareil du type et des dimensions décrites, de traiter au moins 5500 kg d'oxyde de zinc par jour et de réduire l'acidité de l'oxyde de zinc 'd'une valeur movenne de 0.57 % à une valeur moyenne de 0,11 %. ' Cette réduction de l'acidité améliore tellement les propriétés de mélange de l'oxyde avec du caoutchouc, que de l'oxyde qui, avant traitement, aurait donné un composé de caoutchouc ayant une résistance à la tension de 95 à 175 kg par <B>cm',</B> donne après traitement un composé ayant une résistance à la tension de 190 à 210 kg par cm'.
L'oxyde de zinc, bien que dérivé de minerais sulfurés grillés, possède pratiquement, après traitement, les mêmes caractéristiques et donne des com posés de caoutchouc ayant essentiellement la même résistance que ceux obtenus avec de l'oxyde de zinc dérivé de la Franklinite ou de minerais analogues. Ces derniers oxydes sont exempts de l'acidité qui caractérise l'oxyde de zinc produit à partir de minerais sulfurés grillés. Il est donc pos sible, grâce à l'invention, d'augmenter la quantité disponible d'oxyde de zinc destiné à être employé en mélange avec d11 caout chouc.
Divers changements peuvent être a.ppor- tés aux détails, de l'opération et particulière ment dans l'appareil employé pour celle-ci, sans sortir du cadre de l'invention ou sans sacrifier un seul des avantages de cette der nière. Par exemple, pour l'exécution du pro cédé, au lieu d'employer un tube vertical, on peut faire passer, par intermittence ou de façon continue, l'oxyde à traiter venant des ma-asins soit en masse, soit dans des sacs collecteurs au moyen d'un transporteur ou d'un truck ou encore de wagonnets, à tra vers un four ou un tunnel horizontal, présen tant au moins une zone chauffée remplie de -sapeur d'eau.