Procédé de fabrication du litliopone. On sait que la présence d'une trop forte quantité d'oxyde de zinc nuit à diverses pro priétés du lithopone, notamment à la cou leur.
L'oxyde de zinc se forme notamment pendant la calcination. Il peut se faire cepen dant que déjà, à la précipitation, il s'en forme, en raison d'une teneur exagérée en hydrate de la lessive de sulfure de baryum.
On peut débarrasser le lithopone de cet excès d'oxyde de zinc par lavage, au moyen d'un acide, notamment par l'acide sulfurique, qui solubilise l'oxyde de zinc. Ce traitement a malheureusement, comme conséquences, la diminution du titre en zinc du lithopone et, surtout, la disparition; de la résistance à la lumière.
Il a été découvert que, par un traitement ;i l'acide phosphorique du lithopone après cal cination, de telle manière que l'alcalinité éventuelle du lithopone soit neutralisée et que tout ou majeure partie des autres composés t,.,1:@@azues (oxyde de zinc, oxyde de magné- sium) soient transformés en phosphates inso lubles, non seulement le lithopone est débar rassé des défauts inhérents à. l'alcalinité et à l'excès en composés basiques, mais encore la stabilité en est considérablement augmentée même en présence de quantités relativement grandes de chlore.
Ce traitement à l'acide phosphorique a donc permis d'obtenir un lithopone blanc, neutre, stable à la lumière.
Exemple <I>1:</I> Un lithopone calciné renfermant 1,-10;ô d'oxyde de zinc et une quantité d'alcali cor respondant à 0,20% de MgO, mais pauvre en chlore, a été mis en suspension dans l'eau et a reçu une addition d'une solution d'acide phosphorique à 5<B>/'0,</B> en quantité telle que l'alcalinité soit saturée et que la teneur en oxyde de zinc soit ramenée à 0,2%, c'est- < à- dire que 1,2% d'oxyde de zinc soit saturé par l'acide.
Les résultats de ce traitement sont les sui vants: 10 La teinte jaunâtre du lithopone a dis paru et est remplacée par une couleur blanche nette.
20 La réaction alcaline du produit à la phénolphtaléine a disparu.
30 Le "feeding" (c'est l'épaississement exagéré des suspensions du lithopone dans les huiles) que manifestait l'échantillon primitif a disparu.
40 La résistance à la lumière de l'échan tillon primitif a été améliorée.
50 La teneur en zinc après traitement dif fère de moins de 0,1 % de celle avant trai tement. <I>Exemple 2:</I> Un lithopone calciné, de composition iden tique à celle dont il a été question ci-dessus, et auquel on avait ajouté au moment de la précipitation une quantité de chlorure de zinc telle que le lithopone fini contient à sec 3,25 gr de chlore combiné par kilogramme, s'est révélé être non résistant à la. lumière. Il est d'ailleurs bien connu qu'une telle quantité de chlore est 4 .à 5 fois plus grande que celle permise pour obtenir un lithopone alcalin, sta ble à la lumière.
Traité par l'acide phosphorique avant es sorage, de façon ,à ne pas modifier la teneur en chlore, il est passé à la catégorie ,résis tant à la lumière".
Cet exemple montre que le traitement à l'acide phosphorique permet d'obtenir un li- thopone résistant à la lumière, même en pré sence de quantités considérables de chlore. <I>Exemple 3:</I> Le lithopone calciné, de composition iden tique à celle dont il est question dans l'exem ple 1 ci-dessus. a été traité par de l'acide sulfurique, en quantité suffisante pour neu traliser l'alcalinité libre ainsi qu'une minime fraction d'oxyde de zinc. Ce lithopone, lavé, puis séché, est devenu non résistant à la lu mière.
Si, après avoir lavé soigneusement le lithopone traité à l'acide sulfurique, on le traite ensuite par l'acide phosphorique en quantité correspondante à tout ou la partie majeure de l'oxyde de zinc restant, ce litho- pone retrouve la stabilité à la lumière que le traitement à l'acide sulfurique lui avait fait perdre On a déjà proposé l'addition de phosplïa- tes alcalins ou alcalino-terreux au lithopoiie fini.
Il faut observer que ces additions ont toujours eu pour but de conférer au produit une réaction alcaline.
Il a été également proposé d'ajouter aux solutions de zinc, avant précipitation, des phosphates alcalins ou alcalino-terreux. Ces additions n'ont aucun effet pour la neutrali sation de l'oxyde de zinc qui se formerait pendant la calcination. L'action des phospha tes alcalins est équivalente à celle d'autres substances à réaction alcaline, telles que: les silicates, carbonates, borates, etc.
Suivant le présent procédé, le lithopone doit être traité lorsqu'il est déjà calciné, et le traitement se fait de telle manière qu'il en résulte un produit neutre à la phénolphta- léine.
Il est évident qu'au lieu d'ajouter de l'a cide phosphorique comme tel, il est possible d'utiliser des solutions de sels acides de l'acide phosphorique, tel que le phosphate monosodique ou de produits chimiques suscep tibles d'engendrer de l'acide phosphorique par leur réaction sur l'eau, notamment les acides métaphosphorique et pyrophosphorique et leurs sels acides, ou encore des réactifs qui donnent de l'acide phosphorique libre en so lution, de manière que cet acide puisse réagir sur l'alcalinité et sur l'oxyde de zinc du li- thopone.
La quantité d'acide phosphorique à, ajou ter ne dépend pas seulement de la quantité de 7n0 à. neutraliser, mais également de la te neur totale en Zn du lithopone et de la con centration de la suspension du lithopone dans l'eau pendant le traitement.
Process for manufacturing litliopone. It is known that the presence of too large an amount of zinc oxide is detrimental to various properties of the lithopone, in particular to the color.
Zinc oxide is formed especially during calcination. It can be done, however, that already, on precipitation, it is formed, due to an exaggerated hydrate content of the barium sulphide lye.
The lithopone can be freed from this excess of zinc oxide by washing, using an acid, in particular sulfuric acid, which solubilizes the zinc oxide. Unfortunately, this treatment has as consequences the decrease in the zinc content of lithopone and, above all, the disappearance; resistance to light.
It has been discovered that, by treatment: i the phosphoric acid of the lithopone after calcination, such that the possible alkalinity of the lithopone is neutralized and all or most of the other compounds t,., 1: @@ azues (zinc oxide, magnesium oxide) are transformed into insoluble phosphates, not only the lithopone is freed from inherent defects. alkalinity and in excess of basic compounds, but still the stability is considerably increased even in the presence of relatively large amounts of chlorine.
This treatment with phosphoric acid therefore made it possible to obtain a white, neutral, light-stable lithopone.
Example <I> 1: </I> A calcined lithopone containing 1, -10; 6 zinc oxide and an amount of alkali corresponding to 0.20% MgO, but poor in chlorine, was put into suspension in water and has received an addition of a 5 <B> / '0, </B> phosphoric acid solution in an amount such that the alkalinity is saturated and the zinc oxide content is reduced at 0.2%, that is, 1.2% zinc oxide is saturated with the acid.
The results of this treatment are as follows: The yellowish tint of the lithopone has disappeared and is replaced by a distinct white color.
The alkaline reaction of the product with phenolphthalein has disappeared.
The "feeding" (this is the exaggerated thickening of the lithopone suspensions in the oils) which the original sample showed has disappeared.
40 The light fastness of the primitive sample has been improved.
50 The zinc content after treatment differs by less than 0.1% from that before treatment. <I> Example 2: </I> A calcined lithopone, of identical composition to that discussed above, and to which had been added at the time of precipitation a quantity of zinc chloride such as the finished lithopone dry contains 3.25 gr of combined chlorine per kilogram, has been shown to be non-resistant to. light. It is also well known that such a quantity of chlorine is 4. To 5 times greater than that permitted to obtain an alkaline lithopone, stable in light.
Treated with phosphoric acid before sinking, so as not to modify the chlorine content, it is passed to the category, resistant to light ".
This example shows that the treatment with phosphoric acid makes it possible to obtain a light-resistant lithopone, even in the presence of considerable quantities of chlorine. <I> Example 3: </I> Calcined lithopone, of identical composition to that in question in Example 1 above. has been treated with sulfuric acid in an amount sufficient to neutralize the free alkalinity as well as a small fraction of zinc oxide. This lithopone, washed and then dried, has become non-resistant to light.
If, after having carefully washed the lithopone treated with sulfuric acid, it is then treated with phosphoric acid in an amount corresponding to all or the major part of the remaining zinc oxide, this lithopone regains its stability to heat. light which the treatment with sulfuric acid had caused it to lose. The addition of alkaline or alkaline-earth phosplites to the finished lithopoly has already been proposed.
It should be noted that these additions have always been intended to give the product an alkaline reaction.
It has also been proposed to add to the zinc solutions, before precipitation, alkali metal or alkaline earth phosphates. These additions have no effect in neutralizing the zinc oxide which would form during calcination. The action of alkaline phosphates is equivalent to that of other substances with an alkaline reaction, such as: silicates, carbonates, borates, etc.
According to the present process, the lithopone must be treated when it is already calcined, and the treatment is carried out in such a way that a product neutral to phenolphthalein results.
It is obvious that instead of adding phosphoric acid as such, it is possible to use solutions of acid salts of phosphoric acid, such as monosodium phosphate or of chemicals liable to generate phosphoric acid by their reaction with water, in particular metaphosphoric and pyrophosphoric acids and their acid salts, or even reagents which give free phosphoric acid in solution, so that this acid can react with alkalinity and on the zinc oxide of li-thopone.
The amount of phosphoric acid to be added does not only depend on the amount of 7n0 to. neutralize, but also the total Zn content of the lithopone and the concentration of the lithopone suspension in water during treatment.