Brevet FR2518559A1 — publié le 19830624

Procédé pour la fabrication de pigments minéraux L t invention concerne un procédé pour la fabrication de pigments minéraux par calcination des produits de départ qui se présentent sous la forme d'un mélange de poudres. Les pigments minéraux sont constitués la plupart du temps de combinaisons de plusieurs oxydes métalliques, d'oxydes métalliques et non métalliques, tels que les oxydes de silicium ou de bore et de métal bides tels que le soufre ou le sélénium.Leur fabrication s'effectue, à peu près sans exception, par des réactions à l'état solide des composants de départ appropriés qui, dans la plupart des cas, se présentent sous la forme d'oxydes. Afin qu'il ne soit pas nécessaire d'arriver à des durées de calcination trop longues, il est important de broyer très finement les produits de départ, et de les mélanger très intimement, afin que les surfaces de réaction soient les plus grandes possibles. On charge normalement le mélange de poudres dans un creuset et le calcine dans un four, pendant une durée de 3 à 30 heures, à des températures de 700 à 15000C par exemple. L'inconvénient de ce procédé est qu'il exige une consommation importante d'énergie et d'auxiliaires de calcination, creusets, coquilles, ainsi qu'une main d'oeuvre importante. L'invention a en conséquence pour objet de réaliser un procédé pour la fabrication de pigments minéraux par calcination des composants de départ se présentant sous la forme de mélanges de poudres qui se déroule le plus rapidement possible avec économie de chaleur et qui demande la mise en oeuvre du moins possible de main d'oeuvre et d'accessoires de calcination. Ce résultat est atteint suivant l'invention du fait que l'on comprime, avant la calcination, le mélange de poudres en des corps moulés. La compression s'opère de préférence par pressage au moyen de cylindres à gra-nuler ou de moules de pressage. Les corps moulés peuvent aussi naturellement être fabriqués sur un plateau à fabriquer les pellets, sur une machine à fabriquer les briquettes ou sur une boudineuse. Enfin, on peut aussi utiliser le procédé de coulage en barbotine. La façon de procéder qui donne le meilleur résultat consiste à fabriquer les corps moulées les plus denses possibles avec une grande surface et une faible épaisseur. On aura avantage à presser des corps moulés en forme de barrettes et de plaquettes, ces dernières ayant de préférence une épaisseur inférieure à 1,5 cm. Grâce au modele et à la forme de ces corps, on obtient une très bonne transmission et une très bonne conductivité thermiques dans la matière à calciner, des sorte que la réaction des composants de départ qui conduit à la formation du pigment s'effectue très rapidement. Des durées de calcination de moins d'une heure seront ici suffisantes pour obtenir le pigment terminé. I1 y a avantage à ce que les corps moulés soient pressés au maximum c'est-à-dire contiennent peu de pores. Des densités de corps moulés supérieures à 60 X de la densité théorique se sont montrées particulièrement avantageuses. Les composants de départ des pigments désirés sont mélangés énergiquement, de préférence avec addition d'eau ou de liants et sont pressés en plaques, par exemple sur une presse à carreaux. Ces plaques de pigments sont cuites dans un four à cuisson rapide avec des durées de passage courtes (moins d'une heure) et peuvent tomber, à la sortie du four, directement, dans un appareil de broyage, où elles sont à nouveau pulvérisées. On a trouvé avantageux de faire passer les corps moulés continuellement dans un four de calcination, des fours tubulaires rotatifs pouvant être utilisés, à côté des fours à passage. Si les pigments sont sensibies à l'oxydation, on peut effectuer la calcination sous atmosphère inerte, ou, plus avantageusement, recouvrir les surfaces des corps moulés pressés d'une mince couche étanche d'une matière inerte, par immersion ou pulvérisation, par exemple. On n'a besoin, dans le procédé suivant l'invention d'aucun accessoire de calcination tel qu'un creuset ou une coquille. Le raccourcissement des durées de calcination procure des économies d'énergie et diminue les besoins de main d'oeuvre. Les exemples suivants feront mieux comprendre le procédé de fabrication, suivant l'invention, de pigments minéraux. Exemple 1 On réalise à sec un mélange de poudres de 630 g de dioxyde de zirconium, 320 g de dioxyde de silicium, 30 g de fluorure de sodium, 20 g de chlorure de sodium et 50 g de pentoxyde de vanadium, et l'agglomère, en ajoutant un peu d'eau, sur un plateau à fabriquer les pellets, en billes d'un diamètre de 2 à 8 mm. La résistance de ces agglomérats est déterminée en appuyant une tôle sur les différentes billes. I1 est nécessaire ici pour briser ces billes d'appliquer un poids de 300 g environ. On sèche ensuite les billes à environ 1000C et les calcine dans un four rotatif, pendant une heure, à des températures de 9500C environ. Le pigment ainsi fabriqué présentait les memes proprié- tés que celui qui est fabriqué par un procédé déjà connu. Exemple 2 On agglomère en corps cylindriques (diamètre environ2 mm, longueur environ 5 mm), entre les cylindres à granuler, avec addition de méthylcellulose,un mélange de 630 g de dioxyde de zirconium, 320 g de dioxyde de silicium, 30 g de fluorure de sodium, 20 g de chlorure de sodium et 80 g d'oxyde de praséodyme (Pr601l). Les corps se déplacent continuellement dans un four tubulaire rotatif à 7600C, avec une durée de séjour de 45 min-utes. On obtient un pigment Jaune dont les propriétés sont comparables aux produits fabriqués par les procédés connus. Exemple 3 On façonne. en petites plaquettes, dans une machine à briqueter, 780 g de dioxyde de titane, 140 g de trioxyde d'antimoine et 80 g dioxyde de nickel, avec addition d'eau contenant du chlorure de- sodium et ces plaquettes se-déplacent au moyen d'une vis sans fin, dans un four chauffé par l'extérieura 9000C, pendant une heure. On obtient un pigment coloré en jaune intense. Exemple 4 On presse un mélange de poudres de dioxyde de zirconium, dioxyde de silicium, pentoxyde de vanadium et un minéralisateur, au moyen d'une presse à carreaux, sous une pression de 350 bars, en plaquettes dont les dimensions sont 5,5 x 5,5 x 0-,7 cm. La densité se monte ici à environ 66 % de la densité théorique. On calcine ces plaquettes dans un four à passage de cuisson rapide, chauffé électriquement, à 9500C, pendant 45 minutes, et les broie ensuite. Le pigment ainsi fabriqué présente des indices de coloration et des propriétés semblables à celles d'un pigment fabriqué par un procédé connu. On peut aussi fabriquer de la même façon, par exemple, du rose de zirconium-fer et du jaune de zirconium-praséodyme. Les durées de calcination se montent à 30 à 60 minutes, à des températures de 800 à 12000C. R E V E N D I C A T I O N S 10) Procédé pour la fabrication de pigments minéraux par calcination des composants de départ qui se présentent sous la forme d'un mélange de poudres, caractérisé en ce que l'on comprime le mélange de poudres en corps moulés avant de le calciner. 20) Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que le compactage s'opère par pressage au moyen de cylindres à granuler ou de moules de pressage. 30) Procédé suivant l'une des revendications 1 et 2, caractérisé en ce que le mélange de poudres est comprimé en corps moulés denses ayant une surface importante et une faible épaisseur. 40) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les corps moulés sont fabriqués sous la forme de barrettes ou de plaquettes. 50) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'on presse les corps moulés en forme de plaquettes avec une -épais- seur maximum de 1,5 cm. 60) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que la compression des corps moulés s'opère avec addition d'eau et/ou de liants courants. 70) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 6, caractérisé en ce que l'on couvre les surfaces des corps moulés d'ùne mince couche étanche de matière inerte. 80) Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 7, caractérisé en ce que l'on fait passer continuellement les corps moulés dans un-four de calcination.