DE3019172A1

DE3019172A1 - Verfahren zur herstellung von rutilmischphasenpigmenten in einem drehrohrofen

Info

Publication number: DE3019172A1
Application number: DE19803019172
Authority: DE
Inventors: Joni 5000 Köln Alberts; Roland 5060 Bensberg-Refrath Bauer
Original assignee: BASF Farben und Fasern AG
Current assignee: BASF Farben und Fasern AG
Priority date: 1980-05-20
Filing date: 1980-05-20
Publication date: 1981-11-26

Description

Verfahren zur Herstellung von Rutilmischphasenpigmenten
in einem Drehrohrofen = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = = ~ = = = = = ~ = = = = = = = ~ = = ~ = = = = = Rutilmischphasenpigmente, insbesondere das sogenannte Chromtitangelb bzw. Nickeltitangelb, sind begehrtePigmente, -die sich nicht nur durch hohe Temperaturbeständigkeiten, sondern auch durch gute koloristische Eigenschaften auszeichnen.
Sie entstehen durch einen Hochtemperatur-Calc inierprozeß, bei dem die jeweiligen farbgebenden Komponenten (Nickel oder Chrom) zusammen mit Antimon als Gastkomponente in das Wirtsgitter des Rutils durch Erhitzung auf Temperaturen von ca. 900 - 1l000C eingebaut werden.
Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung der genannten Gluhprodukte wurde bisher die Mischung der Ausgangsstoffe in keramischen Kapseln oder Schalen in beheizten öfen, z. B. Herd- Schub- und Tunnelöfen, den erforderlichen Temperaturen ausgesetzt. Die Mischungen waren in den genannten Fällen meist trocken. Neuerdings ist auch ein Verfahren bekannt geworden, bei dem das der Hochtemperaturbehandlung zugeführte Gemisch in Form einer wässrigen Suspension eingesetzt wurde. Das letztgenannte Verfahren, das insbesondere auf einem Ringofen durchgeführt werden soll, besitzt gegenüber den nicht kontinuierlichen älteren Verfahren (Herd-, Schub- und Tunnelöfen) den Vorteil einer geringeren Aufwendigkeit im Hinblick auf Fertigungskosten. Wenn in dieser Richtung dieses Verfahren auch Vorteile bringen mag, so besitzt es einen energetischen Nachteil, da die hierzu verwendete ,Suspension der Ausgangsstoffe einen H2 0-Gehalt von 30 - 70 % aufweist, der während des Brennprozesses energieaufwendig verdampft werden muß.
Die gelegentlich für die Herstellung von Rutilmischphasenpigmenten ebenfalls vorgeschlagenen Drehrohröfen konnten sich in der Praxis bislang nicht durchsetzen, wobei zu einem nicht unerheblichen Teil die Tatsache bestimmend war, daß mit ihnen eine wirtschaftliche Fertigung nur bei vergleichsweise hohen Mindestmengen gegeben war.
Die Anmelderin hat es sich zur Aufgabe gemacht, die vorstehend beschriebenen Nachteile zu vermeiden und ein Verfahren zu finden, das die Herstellung von Rutilmischphasenpigmenten in wirtschaftlicher Weise und einer guten Qualität ermöglicht. Dieses gesetzte Ziel hat sie erreicht durch ein Calcinier-Verfahren in einem Drehrohrofen, der mit getrennten Heizzonen, einer Zonentemperaturregelung, einer indirekten Heizung und Belüftung ausgestattet ist und dessen Rohr aus einer hochhitzebeständigen Legierung besteht, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Drehrohres sich zur Gesamtlänge wie ca. 1 : 20 verhält und das zu calcinierende Material bis zur eigentlichen Calciniertemperatur eine Vorwärmzone während eines Zeitraumes von ca. 15 Minuten durchläuft Eine besonders günstige Ausführungsform ergibt sich, wenn eine Belüftung des Drehrohres in- Richtung des aufgegebenen Materials erfolgt. Hierbei ist es günstig, wenn die Luftmengen,in kg ausgedrückt, sich zur Menge des aufgegebenen Rohmaterials wie etwa 1 : 10 verhalten.
Drehrohröfen mit einer Temperaturzonenregelung und aus hochhitzebeständigen Materialien waren bereits bekannt, doch konnten mit solchen öfen über eine längere Zeit Rutilmischphasenpigmente nicht hergestellt werden, da in wirtschaftlich nicht zu vertretenden Zeiträumen durch entstehende Reaktionsgase eine Rorrosion des Ofenmaterials auftrat, die zur Unbrauchbarkeit des Drehrohres führte. Die an sich naheliegende Auskleidung des Drehrohrofens mit korrosionsbeständigen Materialien, wie z. B. Schamotte, konnte in dessen auch nicht befriedigen, da in diesem Material ein verhältnismäßig schlechter Wärmedurchgang besteht, der nicht nur energetisch nachteilig ist, sondern auch häufig zu einer ungleichmäßigen Calcinierung Anlaß gab, die sich auf die Koloristik des entstehenden Mischphasenpigmentes ungünstig auswirkte.
An sich ist auch bekannt, daß eine Belüftung von Drehrohröfen vorgenommen werden kann, jedoch wurde bislang die Belüftung am-Ende des Drehrohrofens, d. -h. also entgegen der Aufgaberichtung der Rohmischung, vorgenommen, wodurch man eine zusätzliche Abkühlung des heißen Reaktionsgutes erreichen wollte. Bei der letztgenannten Luftführung erhielt man jedoch koloristisch wenig brauchbare Produkte, und eine Verbesserung der Korrosionsbeständigkeit konnte nicht beobachtet werden.
Bei dem anmeldungsg8mäßen Verfahren können nicht nur~koloristisch hochwertige Produkte erzeugt werden, sondern durch die beschriebene Dimensionierung des Drehrohres in Verbindung mit der allmählichen Anheizung des zu calcinierenden Materials und der spezifischen Luftführung wird die bisher nicht zufriedenstellend gelöste Korrosionsbeständigkeit des Drehrohres durch Bildung einer Schutzschicht auf dem Material des Innenrohres erreicht.
Ein zusätzlicher Vorteil des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht darin, daß das gebrannte Reaktionsgut in einer sehr homogenen Form und in Form von rieselfähigen, nicht stäubenden Granulaten anfällt, die die Weiterverarbeitung erleichtern und physiologisch unbedenklich sind.
Für die etwaige gewünschte Verwendung von flüssigen Zusätzen bei der Herstellung der Mischphasenpigmente (z. B. Verwendung von Salpetersäure für die Oxidation von Antimon(III)-Ionen) ist wegen der günstigen Belüftungsverhältnisse das anmeldungsgemäße Verfahren besonders gut geeignet.
BeisPiele Beispiel 1 In einem Homogenisier- und Mischgerät werden die hinsichtlich Qualität und Menge bekannten Komponenten: 165 kg Titandioxid mit 26 kg Antimonoxid und 14 kg Nickelkarbonat trocken innig vermischt. Die Mischung wird nun über ein Dosiergerät einem Drehrohrofen von 10 m Gesamtlänge, Rohrdurchmesser von 0,5 m, der aus einer hochhitzebeständigen Legierung besteht und mit einer Vorwärmzone ausgestattet ist und der bei einer Neigung von ca. 30 eine Drehzahl'von 1,4 Umdrehungen/Minute aufweist, zugeführt. Die Vorwärmzone wird auf 7800C und die anschließende Cacinierzone auf 11300C gehalten. Bei einem Durchsatz von ca. 50 kg/h Fertigprodukt wird zum Transport der Reaktionsgase eine Menge von 5~kg Preßluft im Gleichstromprinzip dem Drehrohrofen zugeführt.
Die Verweilzeit des Materials in der Vorwärmzone beträgt ca. 15 Minuten. Das Produkt durchläuft die Calcinierzone (Ofenmitte) bei einer Temperatur von 11300C. Der letzte Teil des Ofens (ca. 3 m) ist nicht beheizt, so daß das calcinierte Produkt sich abkühlt und bei einer Temperatur. von ca. 1200C aus dem Ofen austritt.
Beispiel 2 In einer Homogenisier- und Mischmaschine wird eine an sich bekannte Mischung aus 210 Gewichtsteilen Titandioxid, 31 Teilen Antimonoxid und 13Gewichtsteilen Chromoxid hergestellt. Die so hergestellte Mischung wird wie in Beispiel 1 einem Drehrohrofen zudosiert, wobei die Drehzahl auf 1,2 Umdrehungen/Minute eingestellt wird. Die Vorwärmzone wird auf 7500C und die Glühzone auf 11000C gehalten.
Die Menge der verwendeten Preßluft sowie die Verweilzeiten entsprechen den Angaben des Beispiels 1. Wie in Beispiel 1 erhält man rieselfähige, staubfreie und farbreine Pigmentteilchen mit relativ engem Kornspektrum. Zur Verwendung als Pigment werden die nach Beispiel 1 und 2 erhaltenen Gluhprodukte in an sich bekannter Verfahrensweise naß gemahlen, getrocknet und nochmals trocken vermahlen.

Claims

P a t e n t a n s p r ü c h e 1. Verfahren zur Herstellung von Rutilmischphasenpigmenten durch Calcinierung in einem Drehrohrofen, der mit getrennten Heizzonen, einer Zonentemperaturregelung, einer indirekten Heizung und einer Belüftung ausgestattet ist, dadurch gekennzeichnet, daß der Durchmesser des Drehrohres sich zur Gesamtlänge des Drehrohres wie ca. 1 : 20 verhält und das zu calcinierende Material bis zur Calcinierungstemperatur eine Vorwärmzone während eines Zeitraumes von ca. 15 Minuten durchläuft.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Belüftung in Richtung des zu calcinierenden Materials erfolgt.
3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die für die Belüftung benötigten Luftmengen sich zum aufgegebenen Rohmaterial im Gewichtsverhältnis von ca. 1 : 10 verhalten.