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Herstellung von Pigmenten für Rostschutz und Holzkonservierung Die
Herstellung von Rostschutzpigmenten auf Bleibasis ist bekannt. In erster Linie trifft
dies auf die Bleimennige zu und in jüngerer Zeit auch auf die sauerstoffarmen grauen
Oxyde des Bleis. Ebenso ist die Verwendung anderer Metalle, wie Zink und Aluminium,
in Form fein verteilten Staubes oder als Oxyd in der Literatur genügend vorbeschrieben.
Auch kennt man schon Pigmente, die aus Gemischen. von zwei oder mehreren Metallen
bzw. deren Oxyden bestehen. Es ist auch vorgeschlagen worden, von Legierungen des
Bleis auszugehen, um- zu metallischen bzw. bleioxydhaltigen metallischen Pigmenten
zu gelangen.
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Diese Verfahren unterscheiden sich in der Hauptsache durch die angewendete
Temperatur und die zugeführte Luftmenge. Letztere wird allgemein sehr gering gehalten.
Die Drosselung der Luftzufuhr soll die Bildung größerer Oxydmengen verhindern, um
auf diesem Wege mehr metallische Pigmente zu erhalten. Noch schärfer prägt sich
diese Absicht in dem Vorschlage aus, die Zerstäubung im Vakuum vorzunehmen.
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Bei a11 diesen Verfahren handelt es sich um die Gewinnung von Metallstaub
oder von anoxydiertem Metallstaub, also um ein Gemenge von feinst verteiltem Metall
mit Metalloxyd oder um ein mechanisches Gemisch von verschiedenen Metallen in feinst
dispergierter Form, das außerdem stets eine beträchtliche Menge der Metalloxyde
enthält.
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Das vorliegende Verfahren benutzt zwar als Ausgangsmaterial ebenfalls
Legierungen und in erster Linie solche des Bleis und solche des Zinks. Im Gegensatz
zu den bekannten Verfahren soll aber kein Metallstaub oder Metalloxydstaub oder
ein Gemisch beider Stoffe erhalten werden.
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In Erkenntnis ihrer vorzüglichen rostschützenden Eigenschaften sollen
auf pyrogenem Wege durch oxydative Pigmentierung von Metallegierungen chemisch einheitliche
Körper bestimmter Konstitution, die chemisch als Schwermetallsalze aufzufassen sind,
z. B. Antimonate, Phosphate, Plumbate, Chromate, Aluminate usw. der Schwermetalle,.
hergestellt werden.
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Die so erhaltenen Pigmente zeichnen sich durch hohe Dispersität aus.
Dank ihrer porösen Struktur und dank der damit verbundenen Vergrößerung der Oberfläche
sind sie befähigt, mit dem Bindemittel energisch unter Bildung von Metallseifen
zu reagieren. Als weitere hervorragende Eigenschaft ist die bei a11 diesen Körpern
in mehr oder minder großem Ausmaße vorhandene Fähigkeit zur Erzielung der sog. Bedeckungspassivität
zu erwähnen, die sich durch richtige Auswahl der Komponenten beliebig steigern läßt.
Bei Verwendung von aus zwei oder mehreren Schwermetallverbindungen bestehenden Pigmentgemischen
obiger Art kann z. B. ein vollkommener Abschluß der Eisenunterlage durch Bildung
dünner, kohärenter Schichten erzielt werden. In Verbindung mit der Seifenbildung
wird durch diese Fähigkeit eine außerordentliche Schutzwirkung erreicht, woraus
die besondere Geeignetheit dieser Pigmentgruppen
zu Rostschutzzwecken
bervorgeht. Dadurch unterscheiden sich die direkt aus den Legierungen erhaltenen
Schwermetallverbindungen wesentlich von den auf andere Weise hergestellten. ; Der
Umsetzungsprozeß findet bei Tempey,N k., tunen statt, die oberhalb des Schmelzpunkt-''
der Hauptlegierungskomponente liegen. Die Luft wird im überschuß zugeführt und nach
geleisteter Arbeit wieder abgeführt. Durch diese beiden Merkmale unterscheidet sich
die vorliegende Erfindung von den bekannten Verfahren.
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Die Umsetzung selbst verläuft gleichmäßig, sie beginnt im Ofen und
wird in der Oxydationskammer vollendet. Die Oxydation soll kräftig einsetzen und
wird bis zum Endpunkte fortgetrieben, d. h. bis sich der gesamte Schmelzfluß in
Staub einheitlicher Zusammensetzung umgewandelt hat. Das Endergebnis sind stets
Sauerstoffverbindungen zwischen zwei Legierungsbestandteilen. So resultiert z. B.
aus einer Legierung entsprechender Zusammensetzung von Pb und Sb basisches Bleiantimonat,
von Zn und Sb Zinkantimonat, von Pb und Zn Zinkplumbat, von Pb und P Bleiphosphat,
von Pb und Al Aluminiumplumbat, von Zn und P Zinkphosphat usf.> aus einer ternären
Legierung oder einer q. Komponenten enthaltenden Legierung dementsprechende Substanzgemische,
z. B. von Pb, Sb und P ein Gemisch von basischem Bleiantimonat und Bleiphosphat,
von Pb, Sb und Zn ein Gemisch von Blei-Zink-Antimonaten oder von Bleiantimonat mit
Zinkplumbat, von Pb, Sb, Zn und P ein Gemisch von basischem Bleiantimonat, Zinkantimonat
oder Zinkplumbat und einem Bleiphosphat usw. Die Beispiele lassen sich beliebig
erweitern.
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Zum besseren Verständnis sollen zunächst allgemeine Verfahrensmaßnahmen
angeführt werden, die für sämtliche Operationen gültig sind und die in den Ausführungsbeispielen
durch genaue Zahlenangaben näher belegt werden.
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Aus der Zusammensetzung des gewünschten Endproduktes berechnete Metallmengen
werden legiert, geschmolzen und der Schmelzfluß in einen vorgewärmten Herd- oder
Pfannenofen gebracht. Die Menge der Beschikkung soll 3oo kg nicht überschreiten
und die Tiefe des Bades nicht mehr als 8 höchstens io cm betragen. Die verbrauchte
Metallmenge wird gleichmäßig durch Zuführung flüssiger Legierung ersetzt, so daß
das Schmelzbad immer in gleicher Tiefe vorhanden ist und immer gleichmäßig durch
das Rührwerk bewegt wird. Letzteres macht je nach der angewandten Legierung 4.o
bis 8o Umdrehungen in der Minute. Die Schaufeln sind schräg gestellt und bewirken
dadurch eine von den äußeren Ofenwandungen zur Ofenachse abfallende Neigung des
Metallbades, so daß nicht nur eine kreisende Be--.-A#.egung, sondern gleichzeitig
eine intensive ,`-Querbewegung des flüssigen Metalls erfolgt. ..Da die Rührschaufeln
außerdem aus mehreren eng aneinanderliegenden Teilen bestehen, findet gleichzeitig
eine Rücklaufbewegung durch die Schaufelspalten statt. Durch diese Maßnahmen wird
die Oberfläche des Bades in dem gewünschten Ausmaße vergrößert. Die Temperatur richtet
sich nach dem jeweiligen Ausgangsmaterial und liegt vorzugsweise höher als der Schmelzpunkt
des Hauptmetalls. Die Luft kann hinein gesaugt oder auf das Bad gepreßt werden.
Die Regulierung der Luftzufuhr geschieht mittels eines Schiebers oder einer Drosselklappe,
die so gestellt wird, daß die Umsetzung gleichmäßig und kontinuierlich verläuft.
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Der Staub gelangt dann in die über dem Ofen befindliche Oxydationskammer
und kommt hier mit neuen Mengen oxydierend wirkender Gase, z. B. erhitzter Luft,
in innige Berührung. Die Oxydationskammer ist mit einer Anzahl Schikanen ausgestattet,
die ein längeres Schweben und Wirbeln des Staubes verursachen. Mitgerissene gröbere
Partikelchen setzen sich hier ab und fallen in den Ofen zurück, nur der ganz feine
Staub ist nach Vollendung der Umsetzung in der Lage, zusammen mit der überschüssigen
Luft die Kammer zu verlassen. Unter Beobachtung der Bewegung des Luftstaubgemisches
und nach Ergebnis optischer Prüfung wird die Luftmenge mittels Ventils geregelt.
Es ist vorteilhaft, die Temperatur in der Oxydationskammer gegenüber der Ofentemperatur
etwas zu steigern. Sie richtet sich natürlich nach dem zu erzeugenden Pigment. Um
ioo kg Legierung in fertiges Pigment umzusetzen, sind je nach der Zusammensetzung
i bis 3 Stunden erforderlich.
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Es ist selbstverständlich, daß die Luft mit anderen Sauerstoff abgebenden
Mitteln ganz oder teilweise versetzt oder völlig durch Sauerstoff ersetzt werden
kann. Hierdurch wird nicht nur die Umsetzung beschleunigt, sondern es gelingt auch,
insbesondere nach Temperatursteigerung und gegebenenfalls Zuführung von Wasserdampf,
sich sonst nur schwer umsetzende Stoffe mit einander in Verbindung zu bringen. Man
kann auch in besonderen Fällen dampfförmige Stoffe in die Kammer einleiten, z. B.
Phosphorpentoxyddampf bei der Erzeugung von Bleiphosphat oder Zinkphosphat. Letztere
Operation wird immer dann benutzt, wenn ein Stoff mit im Endprodukt enthalten sein
soll, der sich nur schwer oder gar nicht legieren läßt.
Ausführungsbeispiele
Beispiel i Ausgangsmaterial ............ 300 kg Legierung, bestehend aus
84 °/o Pb und 16 % Sb, Rührwerk ................... .1 .5 Umdrehungen pro
Minute, Temperatur .................. 26o bis 38o°, im Ofen ..................
vorzugsweise 346 bis 3500 in der Oxydationskammer .... vorzugsweise 36o bis
3700, Oxydationsmittel ............. erhitzte Luft im Überschuß, Dauer der
Umsetzung .......... etwa 5 Stunden, Ausbeute ....................
etwa 28o bis 300 kg dunkelgraues basisches Bleiantimonat. Beispiel 2 Ausgangsmaterial
............ 3oo kg Legierung, bestehend aus 6o °/'o Pb und 4o °/o Zn, Rührwerk
................... 5o Umdrehungen pro Minute, Temperatur ..................
38o bis 4500, im Ofen .................. 38o bis 42o°, in der Oxydationskammer
.... 420 bis 450°, Oxydationsmittel ............. erhitzte Luft im
Überschuß, Dauer der Umsetzung .......... etwa 4 bis 5 Stunden, Ausbeute
...... .............. etwa 3oo kg sehr helles, elfenbeinfarbiges Zinkplumbat.
Beispiel 3 Ausgangsmaterial ............ 3oo kg Schmelzgemisch aus ungefähr
gleichen Teilen Zn und Sb, Rührwerk ................... 5o bis 55 Umdrehungen
pro Minute, Temperatur .................. 40o bis 48o°, im Ofen
.................. 40o bis 4500, in der Oxydationskammer .... 45o
bis 48o°, Oxydationsmittel ............. erhitzte Luft im Überschuß, Dauer
der Umsetzung .......... etwa 5 bis 6 Stunden, Ausbeute ....................
270 bis 29o kg helles Zinkantimonat. Beispiel 4 Ausgangsmaterial ............
3oo kg Legierung, bestehend aus 95 °@o Pb und 5 °@o P. Kontinuierliche Zugabe von
weiteren 7o kg P, die entweder in Form ganz kleiner Stücke, besser in Pulverform,
im Ofen zugegeben, oder in Form von Oxyddämpfen in die Oxydationskammer eingeleitet
werden, Rührwerk ................... 4o bis 45 Umdrehungen pro Minute, Temperatur
.................. 3oo bis 400°, im Ofen .................. 3oo bis
36o°, vorzugsweise 34o°, in der Oxydationskammer .... 36o bis 400°, vorzugsweise
36o°, Oxydationsmittel ............. erhitzte, mit Wasserdampf gemischte
Luft, Dauer der Umsetzung . . . . ...... 5 bis 512 Stunden, Ausbeute
.................... etwa 35o kg mausgraues, sehr feines Blei (meta)phosphat.
Beispiel 5 Ausgangsmaterial ............ 30o kg Legierung, bestehend aus
83/, Pb, 12'f, Sb und 5 °/o P, Rührwerk ................... etwa 48
Umdrehungen pro Minute, Temperatur .................. 300 bis 38o°, im Ofen
.................. 3oo bis 35o°, vorzugsweise 35o°, in der Oxydationskammer
.... 35o bis 38o°, vorzugsweise 365°, Oxydationsmittel .............
erhitzte Luft im Überschuß und etwas Wasserdampf, Dauer der Umsetzung
.......... etwa 5 Stunden, Ausbeute .................... etwa 3oo
kg eines mittelgrauen Gemisches von basischem Bleiantimonat und Blei(meta)phosphat.