Procédé de calcination du lithopone brut et appareil pour la mise en oeuvre
de ce procédé.
La présente invention se rapporte à la transformation du lithopone brut en un lithopone utilisable dans le commerce comme couleur, et comprend un procédé de calcination du lithopone brut et un appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé.
Par lithopone brut on entend le produit obtenu en filtrant et séchant le précipité qui se forme lorsqu'on mélange une solution de sulfure de baryum avec une solution de sulfate de zinc, de préférence en présence d'un électrolyte tel que, par exernple, le chlorure de sodium. Ce produit reste inutilisable en peinture tant qu'il n'a pas été calciné dans un four et refroidi brusquement dans l'eau froide à sa sortie même du four. Il se trans- forme alors en un corps qui constitue une excellente couleur blanche. Jusqu'ici cette calcination du lithopone brut se faisait dans des fours à moufles horizontaux en matière réfractaire, sur la sole desquels il était étendu en une couche plus ou moins épaisse et chauffé généralement au rouge sombre.
L'in convénient de cette disposition est que la
partie de la couche-du lithopone reposant directement sur la sole, portée à haute température, est exposée à un surchauffage, tandis que les autres parties de la charge peuvent n'être pas suffisamment calcinées.
On a bien proposé de remédier à cet inconvénient en remuant la masse de lithopone de temps en temps, mais ce remède n'est que d'une efficacité très relative. Il nécessite des ouvriers habiles et augmente les difficultés qu'il y a à maintenir l'atmosphère du moufle dans les conditions chimiques voulues pour obtenir une bonne calcination du lithopone, laquelle doit être effectuée autant que possible à l'abri de l'air.
On a constaté, en effet, que pendant toute la durée de la calcination le lithopone devait être protégé par l'ambiance du moufle cotre les influences oxydantes.
Dans certains procédés connus de calcination du lithopone on a même essayé d'introduire à l'intérieur du moufle uu gaz neutre ou réducteur tel que la vapeur ou du gaz de gazogène de faon os à maintenir une atmosphère neutre ou réductrice et à empecher l'entrée de l'air.
Les appareils connus pour effectuer la calcination du lithopone fonctionnent tous d'une manière intermittente. Le lithopone brut est chargé dans le four par une porte de chargement et, après calcination est trans férié à la main dans un récipient d'eau froide, puis une nouvelle charge est introduite dans le four et ainsi de suite. Ainsi, pendant les opérations de chargement et de déchargement il se produit de grosses pertes de chaleur et la température du moufle quil faut alors relever subit de ce fait de grandes fluctuations.
De plus, il faut un temps relativement long pour amener chaque charge successive à la température de calcination. Enfin dans ces appareils la quantité de lithopone pouvant etre traitée dans une opération est beaucoup plus petite que le volume interne du moufle du fait que l'épaisseur de la charge doit être relativement petite par rapport à la hauteur du moufle pour que cette charge puisse être chauffée de part en part. II en résulte, dans le moufle, un large espace vide au-dessus de la charge qui rend difficile le maintien d'une atmosphère non oxydante dans cet espace.
Ije procédé suivant la présente invention a pour but de supprimer tous ces inconvénients. D-après ce procédé on fait descendre progressivement, sous l'action de la pesan tueur, le lithopone traité à travers une cornue en matière bonne conductrice de la chaleur, disposée verticalement et chauffée sur tout son pourtour de manière que dans la colonne de lithopone continuellement en mouvement il y ait une zone inférieure de calcination uniforme de la masse de lithopone travers saut cette zone et une zone supérieure de réchauffage préalable de la masse fraîche de lithopone.
L'appareil pour la mise en oeuvre de ce procédé est caractérisé par un four à cornue métallique cylindrique disposée verticalement dans l'axe du four, la hauteur de cette cornue étant relativement beaucoup plus grande que son diamètre, de manière à permettre de réchauffer la colonne descendante de lithopone de part en part uniformément.
Le dessin annexé représente, à titre d'exemple, une forme d'exécution de cet appareil.
Fig. 1 en est une coupe verticale;
Fig. 2 et 3 en sont des vues de détails.
L'appareil représenté est constitué par un four vertical 9, en matière réfractaire, dans l'axe duquel est disposée vertiealement une cornue cylindrique 5 en fer forgé. Les dimeiisions de cette cornue doivent être telles qu'elle soit beaucoup plus haute que large; la hauteul etant, par exemple, comprise entre 7,5 et 9 m., le diamètre sera inférieur à 305 mm., par ex. de 254 mm.
Le foyer 12 de l'appareil est disposé latéralement au bas de la colonne 9. 6 indique la grille de ce foyer, et 7 sa porte de chargement.
Un pyroînètre 11 permet d'observer la température des gaI chauds sortant du foyer par un passage 8 pour entrer dans l'espace annulaire de chauffe compris ente la paroi 9 et la cornue 5. Ces gaz s'élèvent de bas en haut dans cet espace, et s'échappent à la partie supérieure du four dans une chemiliée 10.
La cornue S est ouverte à son extrémité supérieure, et plonge par son extrémité in inférieure dans un bassin de refroidissement 15, dans lequel on fait circuler dc l'eau froide.
Le chargement de la cornue 5 s'effectue par le haut au moyen de wagollllets à tré- mie 13 roulant sur de. rails 14, tandis que l'évacuation du lithopone calciné s'effectue par le bas de la cornue au moyen d'une roue à palettes 16, commandée mécaniquement par un engrenage intermittent 17, 18 (fig. 2).
La roue à denture incomplète 17 est calculée de manière à faire tourner périodiquement la roue 16 d'un angle de 90 à partir de sa position de repos (fig. 3).
Tout autre moyen pourrait être utilisé pour effectuer ce déchargement paî'tiel pérlo- dique de la cornue. D'autre part, au lieu dêtre intermittent, ce déchargement pourrait être effectué d'une manière continue.
La construction en métal, notamment en fer forgé, de la cornue, permet de réaliser une calcination régulière du lithopone à l'intérieur de la cornue, à cause de la grande conductibilité du métal.
Le fonctionnement de cette forme de l'appareil est le suivant
La cornue est maintenue constamment remplie de lithopone brut se présentant au sommet de la cornue sous la forme de petits morceaux. Les espaces existant entre ces morceaux dans les couches supérieures sont remplis par les gaz qui se dégagent des couches inférieures du lithopone en voie de calcination, de sorte que durant toute l'opération de calcination le lithopone se trouvant à l'intérieur de la cornue est complètement plongé dans une atmosphère non oxydante, constitué essentiellement de vapeur d'eau.
Ces gaz non oxydants après avoir traversé les couches supérieures de lithopone s'éc.hap- pent par le haut de la cornue sous une pres sion légèrement supérieure à la pression atmosphérique, ce qui empêche l'air d'entrer dans la cornue.
Dans la partie supérieure de la cornue le lithopone fraichement introduit est ainsi soumis à l'action de gaz chauds qui le sèchent, le chauffent et le débarassent de tout l'air quil a pu entraîner avec lui à l'intérieur de la cornue. Ainsi le lithopone qui atteint la zone de calcination est complètement deba- rassé d'air, ce qui assure sa calcination dans les conditions requises de non-oxydation.
(grâce au chauffage préliminaire du lithopone brut dans la partie supérieure de la cornue on peut traiter avec cet appareil un lithopone brut plus humide que dans les appareils connus. Dans ces derniers, en effet, le lithopone brut, après son passage au filtrepresse, contient ordinairement environ 50 O/o d'humidité; on doit le déshydrater jusqu'à ce que cette teneur soit abaissée à 1 ou 2 O/o, tandis qu'avec le présent appareil il suffit de pousser cette déshydratation jusqu'a 10 0/o seulement, ce qui abaisse notablement les frais de séchage.
Pendant toute la durée du fonctionnement de l'appareil, le lithopone est soumis à l'action de la chaleur dans la zone de calcination à une température maintenue aussi constante que possible, désignée sous le nom de "température critique de calcination"pen- dant la durée de temps nécessaire pour qu'il obtienne les qualités requises de force d'adhérence, de coloration et de brillant. Un bon lithopone commercial peut, par exemple, être obtenu lorsque cette durée, c'est-a-dire la vites se de chargement et de déchargement-du lithopone est établie de fagon qu'il faut au lithopone do 5 à 10 heures pour traverser la cornue de haut en bas.
Dans la zone de calcination le lithopone est soumis à une température comprise entre 550 et 8000 C.
Le lithopone calciné est retiré du bassin 15 hors de l'eau et subit ensuite le traitement final usuel par lavage, broyage et séchage.
Dans certains eas la cornue 5 peut être légèrement conique ou évasée vers le bas sur tout ou partie de sa hauteur de manière à faciliter la descente progressive par gravité du lithopone.