DE588230C

DE588230C - Verfahren zur Herstellung von Titankompositionspigmenten

Info

Publication number: DE588230C
Application number: DE1930588230D
Authority: DE
Original assignee: Titanium Pigment Co Inc
Current assignee: Titanium Pigment Co Inc
Priority date: 1929-09-24
Filing date: 1930-09-23
Publication date: 1933-11-15
Also published as: US1906730A; GB364112A; BE373618A; NL31517C; FR704585A

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur

Herstellung von Titankompositionspigmenten, die gegenüber den bekannten Stoffen dieser Art

• verschiedene technische Vorteile aufweisen. -

Es ist bekannt, komplexe Titanpigmente dadurch herzustellen, daß man einen Träger, wie Blanc fixe, Kieselsäure, Calciumsulfat u.dgl., in eine Titanlösung einbringt, diese dann kocht, bis im "wesentlichen die gesamte Titanmenge durch Hydrolyse ausgefällt ist, darauf das entstehende Mischpigment abtrennt und calciniert.

Es hat sich nun gezeigt, daß die Verwendung von sehr fein verteilten rundlichen Teilchen von Calciumsulfat, das die Struktur des Anhydrits aufweist, als Träger bei der Herstellung von zusammengesetzten Titanpigmenten besondere Vorteile bietet, und .zwar sowohl in bezug auf die Eigenschaften des gewonnenen Produktes als auch in bezug auf das Herstellungsverfahren, das hierdurch wesentlich vereinfacht und verbilligt wird. Das für dieses Verfahren als Träger geeignete Calciumsulfat kann durch Behandlung von Calciumverbindüngen mit konzentrierter oder starker Schwefelsäure gewonnen werden.

Es ist zwar bereits bekannt, nadeiförmige Kristalle von hydratwasserhaltigem Calciumsulfat, die durch Einwirken von verdünnter Schwefelsäure auf z. B. Kalkschlamm beiniedrigen Temperaturen hergestellt sind, als Träger bei der Herstellung von Titanpigmenten zu verwenden. Zum Unterschied hiervon gelangen bei dem vorliegenden Verfahren Calciumsulfatteilchen zur Anwendung, die im Verhältnis zu den nach dem bekannten Verfahren erhaltenen Gipskristallen äußerst klein sind und die die Struktur des Anhydrits aufweisen.

Bei den bekannten Verfahren zur Herstellung von Kompositions-Calciumsulfat-Titanoxydpigmenten sowie Kompositions-Titanoxydpigmenten, bei denen andere Träger als Calciumsulfat verwendet sind und die höhere Prozentsätze an Titanoxyd enthalten, bilden sich oft während der hydrolytischen Fällung der Titanverbindüngen beträchtliche Mengen kolloidalen oder halbkolloidalen Materials, das sich dem Streckmittel nicht anhaftet und das bei der Filtration und beim Waschen Schwierigkeiten verursacht.

Wenn die Titanlösungen nicht praktisch eisenfrei sind, was sich nur auf sehr umständlichem und kostspieligem Wege erreichen läßt, so

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besteht die Gefahr, daß bei der Bildung des Calciumsulfate, welche durch eine Reaktion zwischen einer Calciumverbindung und der Schwefelsäure der Titanlösung erfolgt, Eisen eingeschlossen wird, was zur Folge hat, daß häufig ein Pigment von. schlechter Farbe erhalten wird.

Wesentlich für die Durchführung des Verfahrens ist nun der außerordentlich feine Verteilungsgrad des verwendeten Calciumsulfats, und zwar weil pro Einheit bedeutend mehr als Adsorptionskerne wirkende Teilchen gebildet werden als bei dem bekannten Verfahren. Ein weiterer Vorteil ergibt sich daraus, daß die kostspielige Filtration des Calciumsulfats vor dem Mischen mit der Titanlösung beim Verfahren nach der Erfindung vermieden und daher Material erspart wird.

Beim Arbeiten nach der Erfindung ist es besonders praktisch, das Calciumsulfat in demselben Behälter herzustellen, in dem man später die Fällung der Titanverbindungen vornimmt. Zunächst einmal wird die Säure in den Behälter gebracht und alsdann Kalk oder Calciumkarbonatschlamm, wobei ein dicker Calciumsulfatbrei, der keine weiteren Konzentrationen erfordert, gebildet wird. Es werden große Wärmemengen entwickelt, die noch weiter ausgenutzt werden können. Alsdann wird die Titanlösung zugesetzt und erforderlichenfalls' nacherwärmt, um die Fällung des Titans durch Hydrolyse vorzunehmen.

Wegen der besonderen Form des Calciumsulfats wird die Bildung kolloidaler Titanverbindungen so gut wie vollständig verhindert, sogar bei der Herstellung eines Kompositionspigmentes, das einen sehr hohen Gehalt an Titanoxyd aufweist. Die gefällten Titanverbindungen wachsen mit dem Calciumsulfat sehr innig zusammen. Nachdem die Fällung im wesentlichen vollständig ist, wird der Niederschlag abfiltriert oder sonstwie von seiner Mutterlauge abgetrennt und mit Wasser gewaschen. Es wird dann bei einer Temperatur zwischen 700 ° und 1200 ° C calciniert.

Zweckmäßig wird das Calciumsulfat durch Mischen von 78prozentiger oder höher konzentrierter Schwefelsäure und einer Calciumverbindung hergestellt. Das als Träger verwendete Calciumsulfat mit Anhydritstruktur kann selbstverständlich auch in anderer Weise gewonnen werden, z. B. durch Erhitzen von kristallwasserhaltigem Calciumsulfat oder durch Behandlung von derartigem' Calciumsulfat mit starker oder konzentrierter Schwefelsäure. Beispielsweise kann man ein Calciumsulfat von dieser Struktur gewinnen durch Behandlung von kristallwasserhaltigem Gips mit Schwefel-. säure von 60° Be (mit 78% H₂SO₄). Das Verfahren ist im folgenden an zwei Ausführungsbeispielen beschrieben.

Es können Kompositionspigmente von gutem Färbe- und Deckvermögen sowie von guter Farbe, berechnet auf die Einheit des in ihnen enthaltenen Titanoxyds, auf diese Weise hergestellt werden, in welchem die beiden Komponenten in jedem gewünschten Mengenverhältnis vorliegen. Die Temperatur und die Konzentration der Säure und des Kalkschlammes, die zur Bildung des Calciumsulfats miteinander in Reaktion gebracht werden, können innerhalb weiter Grenzen wechseln.

Beispiel 1

In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Calciumsulfattitanoxydpigmentes beschrieben, das 30% Titanoxyd enthält.

Aus einem Ilmeniterz wird durch Aufschließen mit Schwefelsäure und Behandeln des Auf-Schlusses mit Wasser oder verdünnten Säuren oder Salzlösungen eine Titanlösung hergestellt. Das gesamte Eisen und ein kleiner Teil des Titans werden nach bekannten Verfahren zu einer tieferen Oxydationsstufe reduziert. Den unlöslichen Rückstand läßt man sich absetzen. Die klare überstehende Lösung, die weiterverwendet wird, enthält etwa 7% TiO₂.

Zu 78prozentiger Schwefelsäure wird ein Kalkhydratschlamm zugegeben. Das gebildete Calciumsulfat mischt man dann mit der beschriebenen Titanlösung, deren Menge so bemessen wird, daß man ein Produkt mit einem Gehalt von etwa 30% TiO₂ erhält. Die Mischung wird zum Sieden erhitzt. Das Kochen setzt man so lange fort, bis 95°/₀ des Titans gefällt sind, worauf der Niederschlag abgetrennt, gewaschen, getrocknet und bei 900 ° C calciniert wird. Man erhält ein Pigment mit folgender Zusammensetzung:

Titanoxyd 2g,6⁰/₀

Calciumsulfat 7°>3°/o

Verunreinigungen Spuren

Das spezifische Gewicht des erhaltenen Pigmentes beträgt 3,2.

Beispiel 2

In diesem Beispiel wird die Herstellung eines Calciumsulfattitanoxydpigmentes beschrieben, das 75% Titanoxyd enthält.

Zu 78prozentiger Schwefelsäure wird ein mit Wasser angemachter Kalkhydratschlamm zugegeben. Das gebildete Calciumsulfat wird mit einer Ilmenitlösung gemischt, die wie nach Beispiel 1 hergestellt werden kann und die etwa 6% TiO₂ enthält. Die Menge der Titanlösung und des Kalkhydrates wird so bemessen, daß man ein Produkt mit einem Gehalt von :twa 75% TiO₂ erhält. Die Mischung erhitzt man dann zum Sieden und kocht so lange, bis itwa 95 % des Titans gefällt sind. Darauf wird

der Niederschlag abgetrennt, gewaschen, getrocknet und bei 900⁰C calciniert. Das hergestellte Pigment ist folgendermaßen zusammengesetzt :

Titanoxyd 747%

Calciumsulfat 25,2%

Verunreinigungen Spuren

Das spezifische Gewicht des Pigmentes beträgt 3,6.

Beide Pigmente zeichnen sich durch ihre klare, weiße Farbe und Beständigkeit gegen Licht aus.
Es zeigte sich, daß das Titanoxyd sich in vielen Fällen nur teilweise an das Calciumsulfat b'eim Arbeiten nach Beispiel 2 angeheftet hat. Die Pigmentteilchen sind fein verteilt sowie weich und glatt im Griff. Sie sind leicht mit den Stoffen mischbar, die in der Farben-, Lack-, Gummi- und anderen In

dustrien- verwendet werden, und bei Mischung mit diesen Medien zeigen sie ein großes Färbevermögen.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zur Herstellung von komplexen Titanpigmenten durch Hydrolyse von Titansalzlösungen in Gegenwart anorganischer Trägersubstanzen mit darauffolgendem Abtrennen, Waschen und Glühen des Nieder-Schlages, dadurch gekennzeichnet, daß als Träger fein verteilte rundliche Calciumsulfatteilchen von der Struktur des Anhydrits verwendet werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Calciumsulfat durch Mischen von einer Calciumverbindung, z. B. Kalkhydrat oder Calciumkarbonat, mit 78prozentiger oder höher konzentrierter Schwefelsäure hergestellt wird.