Brevet FR2283182A1 — publié le 19760326

L'invention a pour objet un procédé qui est destiné à fabriquer une matière de pigment constituée par du chromate de plomb à peu près pur et selon lequel une suspension acide de chromate de plomb est préparée par addition d'une solution aqueuse contenant des ions de plomb à une solution aqueuse contenant des ions de chromate, à température ambiante, les particules de chromate de plomb étant enrobées, si on le désire, par précipitation d'un compose sur ces particules, après quoi on sépare le précipité de la solution et en fait la matière de pigment par un traitement d'amélioration. Un procédé de ce type est connu et est décrit par exemple dans le brevet américain 2.808.339. Si, avec ce procédé, on veut prévenir une croissance cristalline indésirable dans une direction prédominante, des particules précipitées, Phénomène appelé "gonflement", il est nécessaire de faire accomplir la précipitation en maintenant un excès d'ions de chromate. Une croissance cristalline prédominante dans une seule direction finit par conduire à l'obtention d'un pigment oui, une fois englobé dans un liant, mène au phénomène du dichroisme, qui réside dans la propriété d'offrir des colorations diverses selon l'angle d'incidence de la lumière. Un inconvénient du maintien d'un excès d'ions de chromate est qu'après la séparation du précipité d'avec l'eau-mère, la décharge du résidu constitué par cette dernier mène å une pollution des eaux d'égouts à cause de excès desdits ions Dans le cadre de la prise de conscience générale en ce qui concerne l'environnement, il faut donc s'efforcer d'obtenir que lteau-mère résiduaire provenant de la fabrication de chromate de plomb contienne une quantité minimale d'ions de chromate. C'est pourquoi le but de l'invention est de fournir un procédé de fabrication de jaunes de chrome selon lequel, d'une part, la présence d'un excès d'ions de chromate soit maintenue pendant et après la précipitation du chromate de plomb, et, d'autre part, l'eauimère résiduaire ne conduise pas à une dégradation de l'environnement par suite de excès de ces ions, ledit picédé ne devant, bien entendu, pas etre préjudiciable aux propriétés du pigment. Or, l'invention est caractérisée à cet effet en ce qu'on effectue la précipitation en maintenant un excès d'ions de chromate dans la suspension de chromate de plomb et en ce que, avant l'enrobage des particules de chromate de plomb et/ou leur séparation de la suspension, on élimine ledit excès en portant la suspension à une température supérieure à 600C avec une vitesse d'au moins 1,50C par minute, en maintenant la tem pérature de la suspension assez longtemps au-dessus de 600C pour réaliser la stabilisation du précipité de chromate de plomb, et en faisant préei pitér l'excès d'ions de chromate à un pH compris entre 5,5 et 6,5 par addition d'une solution aqueuse contenant des ions de plomb. Il se trouve que la combineigon selon l'invention, qui consiste à chauffer la suspension réactionelle à une température dépassant 600C avec application d'une vitesse de chauffage qui soit au moins égale à un certain minimum, et à maintenir cette suspension pendant quelque temps au-dessus de 600C, a pour effet un maintien et une stabilisation tels des cristaux de chromate de plomb primaires, qu'ensuite, l'excès d'ions de chromate peut être éliminé à un pH compris entre 5,5 et 6,5 sans modification des propriétés du pigment obtenu comme produit final, et/ou sans danger de gonflement.L'application d'une vitesse de chauffage au moins égale au minimum de 1 ,50C par minute a pour effet que le temps pendant lequel les cristaux de chromate de plomb se trouvent dans la gamme de températures de 50-600C est assez court; c'est qu'il s'est trouvé que les cristaux de chromate de plomb sont à un état instable dans cette gamme de températures. Si la suspension y reste trop longtemps, il se produit une croissance cristalline incontrôlable et,conséquemment,une modification des propriétés du pigment. Le temps pendant lequel la suspension de chromate de plomb doit etre maintenue à une température supérieure à 600C peut être déterminé facilement au moyen d'expérimentations: cette période peut être d'autant plus courte que les températures sont plus élevées et inversement. En général, on ne voudra pas faire durer cette période trop longtemps pour des raisons pratiques. En outre, on voudra maintenir la température de la suspension a une valeur constante pour les memes raisons, bien que cela ne soit pas nécessaire, poutu qu'elle soit supérieure à 600C. De préférence, on fait vieillir le précipité en maintenant la tem pérature de la suspension à 80aC pendant au moins deux heures. Comme il ressort déåà de ce qui précède, on peut, après le traitement de stabilisation du précipité, éliminer l'excès d'ions de chromate par précipitation avec des ions de plomb sans effet préjudiciable aux propriétés du pigment. Après l'élimination des ions de chromate on peut procéder par exemple à une filtration pour séparer le précipité de la suspension, et ensuite à un traitement d'amélioration conduisant à l'obtention de la matière de pigment désirée, celle-ci pouvant etre un pigment pulvérulent obtenu soit par élimination de sels dans le gâteau de filtre-presse au moyen d'un lavage, puis par séchage de ce gâteau, soit par englobage du pigment dans un liant au moyen du procédé "flush", qu'on applique en partant du gâteau de filtre-presse. Il sera clair que, dans ce cas aussi, on voudra, pour des raisons d'environnement, réaliser un excès d'ions de plomb aussi faible que possible en éliminant cet excès avant de continuer le traitement de la suspension. Selon un mode de réalisation préféré du procédé selon l'Invention on élimine l'excès d'ions de plomb par précipitation sous forme de sulfate de plomb. Dans beaucoup de cas il est recommandable de contrer au pigment des propriétés améliorées en ce qui concerne sa résistance à l'action de la lumière et de la chaleur, ou une plus grande résistance sur le plan industriel. A cet effet, les particules du précipité sont soumises à un traitement secondaire, selon lequel on fait précipiter sur ellesdes composés connus en eux-mêmes pour ce but, par exemple d'aluminium, silicium, antimoine, cérium, étain, titane et/ou zirconium.Ce traitement secondaire sort un effet optimal si, dans la deuxième phase du procédé, le précipité de chromate de plomb résultant de l'excès d'ions de chromate est soumis lui aussi a un traitement de stabilisation consistant à maintenir la suspension à une tem i rature supérieure à 6o0C. Ici encore, la durée de ce traitement de stabilisation peut etre adaptée à la température à appliquer, qui n'a pas besoin d'être constante pendant ledit traitement, pourvu qu'elle reste supérieure à 600C. Dans la pratique, il est cependant pré- érable de choisir la durée du traitement de stabilisation de telle manière qu'on soit toujours sûr d'un résultat optimal du traitement secondaire. Il s'est trouvé à cet égard qu'un tel résultant est obtenu si la température de la suspension reste supérieure à 600C pendant au moins trois heures. Pour des raisons évidentes on choisira pour la température à maintenir, et cela donc pendant au moins trois heures, la température régnant encore dans la suspension comme suite à la première phase de stabilisation. Après le dernier traitement de stabilisation, le précipité est séparé d'avec lteau-mère, par exemple par siphonnement de cette derniere, et le pH de la suspension résiduaire est ajusté à une valeur comprise entre 2,3 et 2,7 environ, après quoi les particules du précipité peuvent etre soumises à un traitement secondaire en vue de l'amélioration des propriétés du pigment, c > est-à-dire pour l'augmentation de la résistance à la lumière, aux intempéries, à la chaleur et à l'action du S02. Les produits obtenus par application du procédé selon l'invention équivalent à tous les égards aux produits correspondants dont la fabrication ne comprend pas l'élimination de l'excès de composé de chrome (VI). Un avantage secondaire est que le procédé selon l'invention a un plus haut rendement en pigment de chromate de plomb. De plus, en éliminant l'excès d'ions de chromate avec un excès aussi faible que possible d'ions de plomb, et en.éliminant à son tour cet excès d'ions de plomb par précipitation sous forme de sulfate de plomb, on peut obtenir selon l'invention un pigment dont la teneur maximum en plomb soluble dans des acides, compté en PbO, est inférieure à 5%, pourcentage qui, sur le plan international, est considéré comme une norme sure (British Standard 282.389: 1963, Appendix J). D' autres caractéristiques et avantages de l'invention seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre de quelques exemples de réalisation. Le verre soluble dont il s'agit dans ces exemples est du type présentant un rapport Na20 : Si02 = 1 : 3,3 ; le sulfate d'aluminium utilisé est 1' A12(S04)3 18X20. Exemple I A. Fabrication de pigment de chromate de plomb pulvérulent selon le procédé connu, sans chauffage ni élimination de excès d'ions de chromate. On a préparé une solution contenant 190 parties de Na2Cr207.2H20, 50 parties d'hydroxyde de sodium et 7000 parties d'eau. En une demi-heure environ , on a ajouté 415 parties d'une solution aqueuse de nitrate de plomb en formant ainsi un précipité de chromate de plomb. Après cette addition, le pH a été ajusté à une valeur de 5,5, et ensuite on a procédé encore à une agitation de huit heures. Puis, le précipité obtenu de chromate de plomb a été soumis F un traitement secondaire. A cet effet on a ajout-e' d'abord une solution de 19 parties de verre soluble et de 17 parties de carbonate de sodium, et ensuite 38 parties de sulfate d'aluminium. On a alors filtré la suspension et seché le précipité de chromate de plomb séparé par cette filtration. La teneur du filtrat en ions de chromate, compté en Na2Cr20T.2H20, était de 1500 mg/l. B. Fabrication du pigment de chromate de plomb avec application d'un traitement de stabilisation du précipité obtenu de chromate de plomb, traitement qui consistait dans un chauffage, mais qui ne comprenait pas ltélimination de l'excès d'ions de chromate. On a préparé une solution contenant 190 parties de Na2Cr207.2H20, 52,5 parties d'hydroxyde de sodium et 6000 parties d'eau. En une demiheure environ, on a ajouté à cette solution 390 parties d'une solution aqueuse de nitrate de plomb, après la précipitation, le pH a été ajuste à une valeur de 5,5 et ensuite le tout a été chauffé à 80 C avec une vitesse de chauffage de 1,5 0C par minute. Puis, on a agité pendant deux heures à cette température de 800C, après quoi on a laissé former un dépôt pendant huit heures, et siphonné lteau-mère se trouvant au-dessus du dépôt. La suspension résiduaire a été agitée de nouveau, et additionnée de 12,8 parties d'une solution aqueuse de nitrate de plomb. Le p11 était alors de 2,5. Ensuite, les particules du précipité on été soumises à un traitement secondaire. A cet effet, on a ajouté d'abord 19 parties de verre soluble et 17 parties de carbonate de sodium, et ensuite 38 parties de sulfate d' aluminium. La suspension a été filtrée, et le précipité a été lavé pour qu'il fût exempt de sels. La teneur de l'eau-mère en ions de chromate compté en Xa2Cr207.2H20 était de 1500 mg/l. La résistance à la lumière du pigment ainsi obtenu était considérablement plus grande que celle du pigment obtenu selon A. Exemple II Fabrication du pigment de chromate de plomb avec application du procédé selon l'invention. On a préparé une solution contenant 190 parties de Na2Cr207.2H20, 52,5 parties dthydroxyde de sodium et 6000 parties d'eau. En une demiheure environ, on a ajouté 390 parties d'une solution aqueuse de nitrate de plomb en formant ainsi un précipité de chromate de plomb. Le pH a été ajusté à 5,5. Ensuite, la suspension a été chauffée à 80 C avec une vitesse de chauffage de 1 ,50C par minute, et le tout a été agité à cette température de 800C pendant deux heures.- Puis, au pH de 5,5, on a ajouté 40 parties d'une solution aqueuse de nitrate de plomb et ensuite 11 parties de sulfate de sodium pour la précipitation de l'excès d'ions de plomb sous la forme de sulfate de plomb. On a laissé la suspension au repos pendant huit heures pour laisser déposer le précipite. La suspension résiduaire a été agitée de nouveau et le pH a été ajuste à 2,5, après quoi on a soumis les particules du précipité à un traitement secondaire en ajoutant d'abord 19 parties de verre soluble et 17 parties de carbonate de sodium, et ensuite 38 parties de sulfate d'aluminium. Puis, on a filtré la suspension. Le précipité séparé par cette suspension a été lave pour qu'il fut exempt de sels, après quoi il a été séché. La teneur de lteau-mère en ions de chromate etait de O mg/l, et sa teneur en ions de plomb était de 25 mg/l. Malgré ltélimination de l'excès dotions de chromate, on a obtenu un produit équivalant au pigment obtenu selon l'exemple IB, tant en ce qui concerne la résistance à la lumière qu'en ce qui concerne la nuance de la couleur et le pouvoir colorant et couvrant. Le pigment obtenu selon cet exemple avait une teneur en plomb soluble dans des acides qui était inférieure à 5%. Bien entendu diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art au procédé venant d'être décrit uniquement à titre d'exemple non limitatif sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS l)Procédé qui est destiné à fabriquer une matière de pigment constituée par du chromate de plomb à peu près pur et selon lequel une suspension acide de chromate de plomb est préparée par addition d'une solution aqueuse contenant des ions de plomb à une solution aqueuse contenant des ions de chromate, à température ambiante, les particules de chromate de plomb étant enrobées, si on le désire, par précipitation d'un composé sur ces particules, après quoi on sépare le précipité de la solution et en fait la matière de pigment par un traitement d'amélioration, ce procédé étant caractérisé en ce qu'on effectue la précipitation en maintenant un excès d'ions de chromate dans la suspension de chromate de plomb, et en ce que, avant l'enrobage des particules de chromate de plomb et/ou leur séparation de la suspension, on élimine ledit excès en portant la suspension à une température supérieure à 600C avec une vitesse d'au moins 1, 5ex par minute, en maintenant la température de la suspension assez longtemps au-dessus de 60"C pour réaliser la stabilisatiai du précipité de chromate de plomb, et en faisant précipiter l'excès d'ions de chromate à un pH compris entre 5, 5 et 6,5 par addition d'une solution aqueuse contenant des ions de plomb. 2) Procéde selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on stabilise le précipité en maintenant la température dé la suspension à 80"C pendant au moins deux heures. 3) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que l'excès d'ions de plomb est éliminé par précipitation sous forme de sulfate de plomb. 4) Procédé selon l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que, après la précipitation de l'excès d'ions de chromate, on maintient la suspension à la température régnante de plus de 60 "C pendant un temps assez long pour la stabilisation du précipité de chromate de plomb forme dans la deuxième phrase. 5) Objet contenant un pigment fabriqué par application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4. 6) Concentrant de pigment contenant un pigment fabriqué par application du procédé selon l'une quelconque des revendications 1 à 4.