DE809838C

DE809838C - Verfahren zur Herstellung von Farbkoerpern

Info

Publication number: DE809838C
Application number: DEO32A
Authority: DE
Original assignee: ORR S ZINC WHITE Ltd
Current assignee: ORR S ZINC WHITE Ltd
Priority date: 1948-10-21
Filing date: 1949-10-18
Publication date: 1951-08-02

Description

Verfahren zur Herstellung von Farbkörpern Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung eines Farbkörpers, der aus Calciumsulfat und Zinksulfat besteht. Gegenstand der Erfindung ist die Herstellung weißen Farbpulvers, das bei Verwendung als Malerfarbe keine Farbveränderung erleidet.
Es ist bekannt, daß bei der chemischen Reaktion gemäß Gleichung:

Zn S04 + Ca(SH)2 ) ZriS -f- CaSOq + H,S

ein Gemisch von Zinksulfid und Calciumsulfat entsteht und außerdem Schwefelwasserstoffgas, das zum großen Teil entweicht, aber teilweise im Schlamm bis zur Sättigungsgrenze gelöst bleibt.
Bei der Anwendung dieser Reaktion auf die Herstellung eines Farbstoffs in der Art, wie sie bei der Herstellung von Lithopon bekannt ist, konnte festgestellt werden, daß bei der Wärmebehandlung, wie sie allgemein als Calcination bezeichnet wird, eine Bildung von Calciumsulfid im Endprodukt auftritt.
Es wurde ferner festgestellt, daß das Auftreten von Calciumsulfid sehr unerwünscht ist, weil es mit den Bindemitteln, die bei der Bereitung von Malerfarbe zugesetzt werden, reagiert und eine Färbung bewirkt, so daß ein Calciumsulfat-Zinksulfid-Farbpulver, welches Calciumsulfid enthält, keine befriedigende weiße Farbe ergibt.
Ein weiterer Gegenstand der Erfindung ist daher die Entfernung von Calciumsulfid bei der Herstellung von Calciumsulfat-Zinksulfid-Farbpulver.
Es wurde festgestellt, daß die Bildung von Calciumsulfid während der Calcination verhindert werden kann, wenn bei der vorausgehenden Fällung des Gemisches ein Überschuß von löslichem Zink vorhanden ist. Der Ziüküberschuß wird vorzugsweise in Form von Zinksulfat zugesetzt, kann aber auch in Form von Zinkchlorid oder einem anderen löslichen Zinksalz gebraucht werden. Man erhält dann eine befriedigende weiße Farbe. Bei der Verwiiklichung der vorliegenden Erfindung kann vorzugsweise das Schwefelwasserstoff-, gas aus dem Schlamm, der aus dem gemeinsam gefällten Gemisch besteht, entfernt werden durch Hinzufügen einer kleinen Menge Zinksulfat und nach einer kurzen Pause von Calciumcarbonat, um den Schlamm zu neutralisieren; diese abwechselnden Zugaben von Zinksulfat und Calciumcarbonat werden fortgesetzt, bis der gesamte Schwefelwasserstoff entfernt ist.
Nachstehend wird eine vorzugsweise angewandte Arbeitsweise zur Herstellung einer befriedigenden weißen Farbe erläutert, die die beiden Bestandteile, Zinksulfid und Calciumsulfat,: in ungefähr molekularem Verhältnis enthält, d. h. ungefähr 41°/o Zinksulfid, Rest Calciumsulfat.
Es wird ein geschlossener Kessel benutzt, der mit einer Zinksulfatlösung von 5o' Tw Dichte bei 6o' C gefüllt wird. Dazu wird langsam eine Calciumhydrosulfidlösung von 14 bis 15 ° Tw Dichte und' 40'.C Temperatur gegeben. Die angegebenen Konzentrtionen und Temperaturen werden gewählt, weil sie als Niederschlag einen Schlamm ergeben, der für die nachfolgenden Prozesse besonders geeignet ist. Sie ermöglichen bei langsamem Einfüllen des Calciumhydrosulfids die leichte Entfernung des Schwefelwasserstoffgases, das aufgefangen und für andere hier nicht beschriebene Prozesse verwendet werden kann. Der Entfernung des H2 S-Gases muß im Hinblick auf die Calciumsulfidbildung besondere Aufmerksamkeit geschenkt werden.
Die bei der Erfindung benutzte Zinksulfatlösung wird nach einem der bekannten Verfahren hergestellt; bei der Herstellung der Calciumhydrosulfidlösung ist auf größte Reinheit Wert zu legen- und deshalb darauf zu achten, daß die Ausgangsstoffe nur ein Minimum an Polysulfiden enthalten.
Zinksulfat und Calciumhydrosulfid werden dem Kessel in etwa äquivalenten Mengen zugeführt, das Zinksulfat jedoch im kleinen Überschuß, so daß die obenerwähnte Reaktion infolge dieses Zinksulfatüberschusses in der gewünschten Weise zum Zinkendpunkt abläuft. Der ProzeB wird dann in der Weise weitergeführt, daß zur Entfernung des verbleibenden Schwefelwasserstoffs aus dem Schlamm abwechselnd Zinksulfatlösung und Calciumcarbonatschlamm in der oben beschriebenen Weise zugesetzt werden. Wenn die Schwefelwasserstoffentfernung beendet ist, wird noch ein Überschuß von Zinksulfat zu dem aus Zinksulfid und Calciumsulfat bestehenden Schlamm hinzugegeben. Der Überschuß an Zinksulfat, der bei der Durchführung des Prozesses gemäß der Erfindung vorteilhaft ist, wird üblicherweise so gehalten, daB das Filtrat des Schlamms eine pH-Wert von ungefähr 4 aufweist. Diese Verwendung von Zinksulfat im Überschuß bewirkt, daß im Endprodukt kein Calciumsulfid enthalten ist. Sie ist ein wesentlicher Bestandteil der Erfindung. Die soeben beschriebene Untersuchung des Säuregrades ist nicht unbedingt erforderlich, aber sie bietet einen guten Anhaltspunkt über die Zu-, sammensetzung des Fällprodukts. Der jeweils benötigte Zinksulfatüberschuß wird am besten dadurch ermittelt, daß man eine Probemenge des Produkts als Farbe anrührt, wobei keine Verfärbung auftreten darf.
Zur Erhöhung der Lichtbeständigkeit kann eine kleine Menge Kobalt (0,015°/o, bezogen auf den Zinkgehalt) in Form von Kobaltammoniumsulfid dem Zinksulfat zugesetzt werden.
Nach beendeter Fällung wird der Schlamm abfiltriert, getrocknet und calciniert. Diese Wärmebehandlung (Calcination) ist notwendig, um dem Zinksulfid-Calciumsulfat-Gemisch die Eigenschaften eines Farbkörpers zu geben, und ist ein wohlbekannter Arbeitsvorgang bei der Farbherstellung.
Das Endprodukt des Calcinationsprozesses, das gemäß der Erfindung hergestellt worden ist, bedarf keiner Waschung. Es kann unmittelbar nach dem Abkühlen 'nach irgendeinem bekannten Verfahren gemahlen werden.
Neben der oben bereits beschriebenen Untersuchung kann noch eine Probe mit dem fertigen Farbpulver durchgeführt werden, um sicherzugehen, daß wirklich kein Calciumsulfid mehr im Fertigerzeugnis enthalten ist. Diese Untersuchung wird so durchgeführt, daß eine Probe des Fertigprodukts mit einem der bekannten, harzige und ölige Bestandteile enthaltenden Bindemittel angerührt wird, wobei eine Verfärbung anzeigt, daß bei der Herstellung des Farbpulvers gemäß der Erfindung bei irgendeinem Arbeitsvorgang nicht sorgfältig gearbeitet worden ist, so daß noch Calciumsülfidreste verblieben sind.
Das Verfahren gemäß der Erfindung kann auch zur Herstellung von Farbkörpern angewendet werden, die aus einer gemeinsam gefällten Mischung von Zinksulfid und Calciumsulfat in allen Mischungsverhältnissen bestehen, angefangen von Gemischen mit nur Spuren von Zinksulfid bis zu solchen mit nur Spuren von Calciumsulfat.
Während der Calcination kann dem Wärmebehandlungsofen Luft in solchen Mengen zugesetzt werden, daß die verbliebenen Reste von Calciumsulfid entfernt werden, ohne daß größere Mengen von Zinkoxyd entstehen.
Das calcinierte Pulver kann weiter zur Entfernung des Calciumsulfids mit Wasser zu einem Schlamm angerührt werden. Zu diesem Schlamm wird Schwefelsäure oder eine andere Mineralsäure zugegeben, bis der Schlamm gegenüber einem Indikator, vorzugsweise Methylorange, oder einem PH-Wertanzeiger oder anderen Indikatoren sauer reagiert. Der Schlamm wird danach in der üblicheü Weise gewaschen, getrocknet und gemahlen.

Claims

PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung eines weißen Calciumsulfat-Zinksulfid-Farbpulvers, das sich bei Verwendung als Malerfarbe nicht verfärbt, durch Reaktion von Zinksulfat und Calciumhydrosulfid und Calcination des erhaltenen Produkts, gekennzeichnet durch einen Überschuß'von . löslichem Zink. ä. Verfahren nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß dem Produkt vor der Calcination eine kleine Menge Zinksulfat und nach einem kurzen Abstand Calciumcarbonat zugesetzt wird und der abwechselnde Zusatz von Zinksulfat und Calciumcarbonat wiederholt und so lange durchgeführt wird, bis sämtliches Schwefelwasserstoffgas aus dem Produkt entfernt ist. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2, dadurch gekennzeichnet, daß dem Schlamm zuletzt ein Überschuß an Zinksulfatlösung, der aus dem bei der oben beschriebenen Reaktion sich ergebenden Zinksulfid- und Calciumsulfatniederschlag besteht, zugegeben wird. 4. Verfahren nach Anspruch i bis.3, dadurch gekennzeichnet, daß der zugesetzte Zinksulfatüberschuß so bemessen wird, daß dem Produkt ungefähr ein pH-Wert von 4 vermittelt wird. 5. Verfahren nach Anspruch i bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß dem Zinksulfat ein kleiner Anteil Kobalt in Form von Kobaltammoniumsulfat zugesetzt wird. 6. Verfahren nach Anspruch i bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß Luft in einer so dosierten Menge dem Calcinierofen zugesetzt wird, daß das Calciumsulfid entfernt wird, während jedoch die Bildung von Zinkoxyd als Folge der Luftzugabe auf ein Minimum beschränkt bleibt. 7. Verfahren nach Anspruch i bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß das calcinierte Produkt mit Wasser zu einem Schlamm angerührt und Schwefelsäure oder eine andere Mineralsäure zu dem Schlamm gegeben wird, bis er gegenüber einem Indikator sauer reagiert. B. Verfahren nach Anspruch 7, gekennzeichnet durch die Anwendung von Methylorange als Indikator.