Verfahren zur Herstellung von Farbkörpern, Füllstoffen u. dgl. Die
als Farbkörper, Füllstoff u. dgl. am meisten verwendeten Zinkverbindungen sind Zinkoxyd
und Zinksulfid. Das Zinkoxyd (Zinkweiß) gestattet auf Grund seiner reaktionsfreudigen
Oberfläche die Herstellung wetterbeständiger, ,hochglänzender Anstrichfilme. Kautschuk
wird durch Einarbeiten von Zinkweiß verstärkt, ebenso ist Zinkoxyd ein vorteilhaftes
Füllmittel für Kunststoffe. Weiter findet es ausgeclehnte Anwendung in Form von
Zinksalben, -gasten, -krems in der kosmetischen und pharmazeutischen Industrie.
Auch in der Emailindustrie findet es als Füllkörper Verwendung. In allen diesen
Fällen spielt die Reaktionsfähigkeit des Zinkoxyds eine wesentliche Rolle. Andererseits
wird in manchen Fällen das gegenüber Zinksulfid geringere Färbevermögen und geringere
Deckvermögen als Mangel empfunden. Obwohl, wie gesagt, das Zinksulfid höheres Färbevermögen
und bessere Deckfähigkeit aufweist als Zinkoxyd, zeigt es z. B. bei der Verwendung
in Emails, Kautschuk, Kunststoffen und auch in pharmazeutisclien und kosmetischen
Zubereitungen nicht die spezifischen -\-orteile des Zinkoxyds.Process for the production of color bodies, fillers and the like
Zinc compounds most commonly used as coloring matter, filler and the like are zinc oxide
and zinc sulfide. The zinc oxide (zinc white) permitted due to its reactive properties
Surface the production of weather-resistant, high-gloss paint films. rubber
is strengthened by incorporating zinc white, zinc oxide is also an advantageous one
Fillers for plastics. It is also widely used in the form of
Zinc ointments, guests, creams in the cosmetic and pharmaceutical industry.
It is also used as a filler in the enamel industry. In all of these
In some cases, the reactivity of the zinc oxide plays an essential role. on the other hand
In some cases, the coloring power is lower and lower than that of zinc sulfide
Opacity perceived as a deficiency. Although, as I said, the zinc sulfide has a higher coloring power
and has better hiding power than zinc oxide, it shows z. B. in use
in enamels, rubber, plastics and also in pharmaceuticals and cosmetics
Preparations do not have the specific - \ - advantages of zinc oxide.
Es hat nicht an Versuchen gefehlt, die Vorzüge von Zinkoxyd und Zinksulfid
zu vereinigen. Diese Versuche beschränkten sich jedoch darauf, mechanische Gemische
von Zinkoxvd und Zinksulfid verschiedenster Zusammensetzung herzustellen. Da bei
diesen Gemischen die einzelnen Zinkoxyd- und Zinksulfidteilchen nebeneinanderliegen,
ist es verständlich, daß sich unter diesen Verhältnissen sowohl Vor- wie \Tac.hteile
bemerkbar machen.There has been no lack of attempts to discover the advantages of zinc oxide and zinc sulfide
to unite. However, these attempts were limited to mechanical mixtures
of zinc oxide and zinc sulfide of various compositions. Included
the individual zinc oxide and zinc sulfide particles lie next to each other in these mixtures,
it is understandable that under these circumstances there are both advantages and disadvantages
to make noticable.
Bei der Oxvdation von Zinksulfid erhält man bekanntlich Zinkoxyd neben
Schwefeldioxyd. Wird beim Glühen von z. B. Lithopone die Einwirkung von Luftsauerstoff
nicht sorgfältig ausgeschlossen, so enthält das Glühprodukt einen gewissen Anteil
an Zinkoxyd. Es ist auch vorgeschlagen worden, Calciumsulfid enthaltende Lithopone
in einem bemessenen Luftstrom zu glühen, um das Calciumsulfid zu Calciumsulfat zu
oxydieren. Um sicherzugehen, daß das Calciumsulfid restlos zu Sulfat oxydiert ist,
soll die Oxydation so weit durchgeführt werden, daß auch ein Minimum an Zinkoxyd
entsteht.In the oxidation of zinc sulfide, as is well known, zinc oxide is obtained alongside
Sulfur dioxide. Is when glowing z. B. Lithopone the action of atmospheric oxygen
not carefully excluded, the annealing product contains a certain proportion
of zinc oxide. It has also been suggested to use calcium sulfide containing lithopones
to glow in a measured stream of air to convert the calcium sulfide to calcium sulfate
oxidize. To make sure that the calcium sulphide is completely oxidized to sulphate,
the oxidation should be carried out so far that also a minimum of zinc oxide
arises.
Gegenstand der Erfindung Zinkoxyd ein Verfahren zur Herstellung von
Farbkörpern, Füllstoffen u. dgl. durch oxydative Behandlung von Zinksulfidfarbkörpern,
das darin besteht, daß Zinksulfidfarbkörper in innigem Gemisch mit einer solchen
Menge eines gasförmigen Oxydationsmittels, daß auf jedem Zi:nksulfidteilchen eine
Schicht von Zinkoxyd erzeugt wird, auf eine Temperatur zwischen etwa 300 und etwa
800° C, vorzugsweise zwischen 350 und 700° C, erhitzt werden.The invention relates to a process for the production of zinc oxide
Pigments, fillers and the like through oxidative treatment of zinc sulfide pigments,
that consists in the fact that zinc sulfide color bodies are intimately mixed with such
Amount of a gaseous oxidizing agent that on each zinc sulfide particle one
Layer of zinc oxide is produced at a temperature between about 300 and about
800 ° C, preferably between 350 and 700 ° C, are heated.
Die so erhaltenen Stoffe sind Farbkörper, Füllstoffe u. dgl., die
aus mit Zinkoxyd überzogenem Zinksulfid bestehen. Bei diesen Stoffen sind in nahezu
idealer Weise die Vorteile des Zinksulfids mit denen des Zinkoxyds kombiniert, ohne
daß die Nachteile der beiden Verbindungen in Erscheinung treten. So ist überraschenderweise
das Färbevermögen eines solchen im Kern aus Zinksulfid, an der Oberfläche aus Zinkoxyd
bestehenden Körpers praktisch das gleiche wie das des Zinksulfids, natürlich unter
der Voraussetzung, daß die Oberflächenschicht nicht abnorm diel: ist. Div Reaktionsfähigkeit
der oberflächlichen Zinkoxydschicht ist die gleiche wie bei reinem Zinkoxyd, so
daß die Eigenschaften, die das Zinkoxyd als Farbkörper, Füllstoff u. dgl. besonders
geeignet machen, voll erhalten sind.The substances thus obtained are coloring bodies, fillers and the like
consist of zinc sulfide coated with zinc oxide. These substances are in almost
ideally the advantages of zinc sulfide combined with those of zinc oxide without
that the disadvantages of the two compounds appear. So is surprisingly
the coloring power of such in the core of zinc sulfide, on the surface of zinc oxide
existing body practically the same as that of zinc sulfide, of course, below
provided that the surface layer is not abnormal. Div responsiveness
the surface zinc oxide layer is the same as with pure zinc oxide, see above
that the properties of zinc oxide as a coloring substance, filler and the like are particularly important
make suitable, are fully preserved.
Bei der Herstellung der Farbkörper, Füllstoffe u. dgl. können als
Oxydationsmittel Sauerstoff, Stickoxyde u. a. dienen, vorzugsweise wird Luft verwendet.
Die Oberflä.dhenoxydation des Zinksulfides kann in der verschiedensten Weise durchgeführt
werden. Zinksulfid und Oxydationsgas können im Gleich-oder im Gegenstrom miteinander
umgesetzt werden im Drehofen oder im Wirbelstromofen. je nach Einstellung der Reaktionsdauer
kann man mehr oder weniger dicke Oxydschi.chten erzielen; für die meisten Verwendungszwecke
werden verhältnismäßig dünne Oxydschichten vorgezogen. Da gemäß der Gleichung ZnS+1,502=Zn0+S02
als Nebenprodukt Schwefeldioxyd erhalten wird und dieses nach der Gleichung S02+Zn0+O=ZnS04
mit dem gebildeten Zinkoxyd und Sauerstoff Zinksulfat bilden kann, ist es vorteilhaft,
die Konzentration an SO, niedrig zu halten, indem man z. B. mit einem großen
Überschuß an Oxydationsgas, z. B.
Luft. arbeitet oder indem man
unter Unterdruck arbeitet. Natürlich kann man beide Verfahrensweisen auch vereinigen.
Das oberflächenoxydierte Zinksulfid wird vorteilhafterweise nach der Oxydation einem
Erhitzen in nichtoxydierender Atmosphäre oder im '\'ahrum unterworfen, um etwa gebildetes
Zinksulfat zu zersetzen gemäß den Gleichungen Zn S 0a = Zn O -f- S03 ZnS+3ZnS04=4Zn0+4S02
Nach dem neuen Verfahren wird ein neues Produkt erhalten, dessen Einzelteilchen
im Kern aus Zinksulfid bestehen, während die Oberflächenschicht aus Zinkoxyd besteht.
Die Erzeugung einer Schicht von Zinkoxyd auf einem Zinksulfidpigment ist im Schrifttum
bis heute nicht erwähnt worden, und noch weniger sind Verfahren beschrieben worden,
mit denen dieses Ziel erreicht werden könnte. Bei den bekannten Verfahren, bei denen
unerwünscht Ober absichtlich Zinksulfid der Oxydation unterworfen wird, z. B. in
Pfannen, Retorten od. dgl., also in ruhendem Zustand, wird die obere Pulverschicht,
die dem Angriff des oxydierenden Gases ausgesetzt ist, völlig oxydiert und in Zinkoxyd
übergeführt, während die darunter befindliche Masse unverändert bleibt.In the production of the color bodies, fillers and the like, oxygen, nitrogen oxides, etc. can serve as oxidizing agents, preferably air is used. The surface oxidation of the zinc sulfide can be carried out in the most varied of ways. Zinc sulfide and oxidizing gas can be reacted with one another in cocurrent or in countercurrent in the rotary kiln or in the eddy current kiln. Depending on the setting of the reaction time, more or less thick Oxydschi.chten can be achieved; For most purposes, relatively thin layers of oxide are preferred. Since sulfur dioxide is obtained as a by-product according to the equation ZnS + 1.502 = Zn0 + S02 and this can form zinc sulfate with the zinc oxide and oxygen formed according to the equation S02 + Zn0 + O = ZnS04, it is advantageous to keep the concentration of SO, low by z. B. with a large excess of oxidizing gas, e.g. B. Air. works or by working under negative pressure. Of course, both procedures can also be combined. The surface-oxidized zinc sulfide is advantageously subjected to heating in a non-oxidizing atmosphere or in the '\' ahrum after the oxidation in order to decompose any zinc sulfate formed according to the equations Zn S 0a = Zn O -f- S03 ZnS + 3ZnS04 = 4Zn0 + 4S02 according to the new Process a new product is obtained, the individual particles of which consist in the core of zinc sulfide, while the surface layer consists of zinc oxide. The creation of a layer of zinc oxide on a zinc sulfide pigment has not been mentioned in the literature to date, and even fewer have been described methods by which this goal could be achieved. In the known methods in which undesirable over deliberately zinc sulfide is subjected to the oxidation, z. B. in pans, retorts or the like, so in a resting state, the upper powder layer, which is exposed to the attack of the oxidizing gas, is completely oxidized and converted into zinc oxide, while the mass below remains unchanged.
Um erfindungsgemäß eine Oberflächenschicht von Zinkoxyd auf einem
unveränderten Kern von Zinksulfid zu erzeugen, muß man die gestellte Aufgabe im
Auge behalten und dafür Sorge tragen, daß jedes Zinksulfidteilchen allseitig mit
dem oxydierenden Gas bei der Reaktionstemperatur in Berührung kommt, wie es im Wirbelofen
oder im entsprechend schnell laufenden Drehofen möglich ist, wobei dafür Sorge getragen
werden muß, daß die Oxydation nicht zu weit geht. Beispiel 1 Durch einen Drehofen
wird Zinksulfidpigment bei einer Temperatur von 550° C geführt, und gleichzeitig
werden im Gegenstrom 10 1 Luft pro Minute durchgeleitet. Aus den Abgasen kann das
Schwefeldioxyd gewonnen werden, z. B. durch alkalische Wäsche. Das den Ofen verlassende,
anoxydierte Zinksulfid wird in einem nachfolgenden zweiten Drehofen bei Temperaturen
von 450 bis 550° C in einer Stickstoffatmosphäre nachgeglüht. Das fertige Produkt
hat einen Zn O-Gehalt von 5 °/n.According to the invention a surface layer of zinc oxide on a
To produce an unchanged core of zinc sulfide, one must do the task in the
Keep an eye on and make sure that every zinc sulfide particle is on all sides
comes into contact with the oxidizing gas at the reaction temperature, as in a whirling furnace
or in the correspondingly fast-running rotary kiln, with care being taken
must be that the oxidation does not go too far. Example 1 Through a rotary kiln
zinc sulfide pigment is carried out at a temperature of 550 ° C, and at the same time
10 1 air per minute are passed through in countercurrent. That can be done from the exhaust gases
Sulfur dioxide can be obtained, e.g. B. by alkaline washing. The one leaving the oven
anoxidized zinc sulfide is in a subsequent second rotary kiln at temperatures
post-annealed from 450 to 550 ° C in a nitrogen atmosphere. The finished product
has a Zn O content of 5%.
Beispiel 2 In einem Wirbelstromofen wird unten auf 650° C erhitzte
Luft eingelassen und von der Seite Zi.nksulfidpigment dem Luftstrom zugeführt. Die
Strömungsgeschwindigkeit beträgt 60 cm/sec. Das austretende Zinksulfid ist an der
Oberfläche mit einer Oxydschicht versehen. Der Galt des Endstoffes an Zinkoxyd beträgt
5 bis 8 %.Example 2 The bottom is heated to 650 ° C. in an eddy current furnace
Air let in and zinc sulfide pigment fed into the air stream from the side. the
Flow rate is 60 cm / sec. The escaping zinc sulfide is on the
The surface is provided with an oxide layer. The zinc oxide content of the end product is
5 to 8%.