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Verfahren zur Herstellung von weißen Pigmentfarben. Zweck vorliegender
Erfindung ist es, aus gefällten basischen Titansalzen weiße Pigment= farben herzustellen,
indem man sie mit einer zur Bindung der Säure genügenden Menge Erdalkalikarbonaten
versetzt und das erhaltene Produkt kalziniert.
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Für das vorliegende Verfahren kommen vorzugsweise die gefällten Titanhydrate
in Betracht, wie solche z. B. durch stufenweises Aufschließen -von Ilmenit
mit Schwefelsäure im Unterschuß und nachträglicher Auslaugung nach dem Gegenstromprinzip
erhalten werden. Werden derartige Titansalzlösungen erhitzt, so fallen Titanhydrate
aus. Diese Titanhydrate werden jedoch nicht in reinem Zustande - erhalten, sondern
es wird stets die Säure zum Teil mitgefällt, und zwar in Foim eines basischen Titansalzes
oder als adsorbierte . Säure. Dadurch werden die ausgefällten Hydrate für die Herstellung
von Farbpigmenten und auch für andere Zwecke ungeeignet wegen der zersetzenden Wirkung
der sauren Substanz auf das Bindemittel,. mit dem das Pigment bei der Anwendung
gemischt wird. Diese sauren Substanzen haften den Titanhydratverbindungen sehr fest
an und können durch Auswaschen daraus nicht entfernt werden.
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Nach vorliegendem Verfahren wird die .Säure durch den Zusatz von Erdalkalikarbonaten
unschädlich gemacht. Die bei der Reaktion entweichende Kohlensäure verteilt sich
dann in der Masse und macht sie schaumig und homogen. Nachstehend wird das Verfahren
beschrieben, wie es durchgeführt werden kann, wenn man als Ausgangsmaterial Kalziumkarbonat
und die erwähnten Hydrate verwendet, die aus @Sulfatlösung gefällt sind. Die Hydrate
können unmittelbar nach dem Ausfällen und Waschen ohne vorherige Trocknung verwendet
werden. Die Masse wird in einem geeigneten Behälter mit der erforderlichen Menge
Kalziumkarbonat gemischt. Es kann dafür zerkleinerter Kalkstein benutzt werden.
Die Mischung wird am besten mechanisch vorgenommen. Soll ein Produkt, welches Kalziumtitanat
enthält, hergestellt werden, so wird Kalziumkarbonat in solcher Menge angewendet,
daß ein für die Bildung von Titanat genügender Überschuß vorhanden»ist, nachdem
die Bindung der im Niederschlage vorhandenen Schwefelsäure erfolgt ist. Es bildet
sich Kalziumsulfat und Kohlenoxyd. Das Kalziumsulfat bleibt im Niederschlag und
die Kohlensäure gibt der Masse eine gleichmäßige schwammige Form. Andere Reaktionen,
die dabei stattfinden, werden von der Art der im Niederschlag enthaltenen sauren
Substanz abhängig sein. Wenn die Säure in Form eines basischen Sulfats vorhanden
ist, wird neben Kalziumsulfat und Kohlendioxyd Titanhydroxyd gebildet. Es muß dafür
gesorgt werden, daß das Gemisch genügend Wasser enthält. Wenn die saure Substanz
in Form einer freien Säure vorhanden ist, go wird nur. Kalziumsulfat, Kohlendioxyd
und Wasser gebildet.
Die so erhaltene Masse ist fertig zur Kalzinierung
und wird für den Zweck in einen geeigneten Ofen, z. B. in einen rotierenden Ofen,
eingeführt -und hier der Kalzinierung unterworfen. Sö- wercterr? de'tänoxydhydrate
von chemisch:, g@1er@eril;;4la_@$g befreit und in Titancdiök'yd"@übergeführt. Bei
fortschreitender Kalzinierung reagiert das überschüssige Kalziumkarbonat mit dem
Titandioxyd und bildet das entsprechende Titanat. Wenn diese Verbindung gebildet
wird, bevor das zurückbleibende Titandioxyd aus der amorphen in die kristallinische
Modifikation übergegangen ist, wird die Kalzinierung zweckmäßig fortgesetzt, bis
die genannte Umlagerung stattgefunden hat. Durch die schwammige Form der Masse wird
die Kalzinierung und die Reaktion sehr erleichtert.
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Das Produkt ist gleichmäßig und eignet sich vorzüglich als Pigment.
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Wenn es nicht erwünscht ist, Titanat in dem fertigen Produkt zu bilden,
so wird nur soviel Kalziumkarbonat zugefügt, als zur Bindung der darin enthaltenen
Schwefelsäure genügt. Da die Titanhydrate bei niedrigerer Temperatur, als zur Bildung
des Kalziumtitanats erforderlich ist, frei von chemisch gebundenem Wasser werden,
so kann die Kalzmierung, wenn erwünscht, unterbrochen werden, bevor die Kristallisation
stattgefunden hat; aber es ist in den meisten Fällen vorzuziehen, die Kalzination
soweit zu treiben, daß das Titandioxyd in eine kristallinische Modifikation übergeht.
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Für'die Benützung der kalziumtitanathaltigen oder davon freien Produkte
werden dieselben gepulvert oder auf andere Weise in geeigneter Form zur Anreibung
mit dem Bindemittel verwendet.
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Die Produkte sind weiß und verändern die Farbe nicht bei der Einwirkung
des Lichtes und zerstören auch das Bindemittel nicht. Sie können in jedem Verhältnis
mit den bekannten Pigmenten, z. B. Bleiweiß, Zinkweiß und Lithoponen, gemischt werden.
Sie .eignen sich zu Anstrichen aller Art und besitzen große Deckkraft.
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So lassen sich z. B. Pigmente nach dem beanspruchten Verfahren unter
Anwendung von gefälltem Titanhydrat folgender Zusammensetzung herstellen
| Zoo kg Titanhydrat enthielt |
| 44,o Prozent TiO,, |
| 3,4 - SOa, |
| 9,7 - H20 (chemisch gebunden), |
| 4a,9 - Wasser. |
Hiermit wurden 4,2,5 kg fein gepulvertes Kalziumkarbonat gemischt, und die gesamte
Masse wird in einen Kalzinierofen gebracht, in dem die Temperatur allmählich auf
goo° C bis iooo° C gesteigert wird.
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Bei dieser Temperatur verflüchtigt sich das in der Masse vorhandene
Wasser (auch das chemisch gebundene) und das Titanoxyd Ti 02 wird in eine kristallinische
Form übergeführt. Das Erzeugnis enthielt 88,5 Prozent TiO2 und 11,5 Prozent Ca S04.
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Die Masse wird zu eine mehlfeinen Pulver vermahlen und in der für
Pigmentfarbstoffe üblichen Weise zubereitet. An Stelle des Kalziumkarbonats kann
man auch Strontium- oder Bariumkarbonat verwenden.