Producción de compuestos inorgánicos dopados con circón.

Un procedimiento de produción de un pigmento inorgánico dopado con circón,

incluyendo dicho procedimiento:

calcinar una mezcla base que comprende circón disociado con plasma bruto que no se ha sometido a una molienda o a un tratamiento químico, un cromóforo, y al menos un mineralizador, para producir un pigmento bruto; y

refinar el pigmento bruto para obtener un pigmento inorgánico dopado con circón.

Producción de compuestos inorgánicos dopados con circón

La presente invención se refiere a la producción de pigmentos inorgánicos dopados con circón. Se refiere, en particular, a un procedimiento para producir un pigmento inorgánico dopado con circón.

El documento GB 1447276 enseña un procedimiento para producir pigmentos inorgánicos dopados con circón mezclando arena de circón disociado con plasma con un agente colorante y un mineralizador, y después pulverizar y calcinar la mezcla; sin embargo, la arena de circón disociado con plasma ya ha sido molida o pulverizada.

Según un primer aspecto de la invención, se proporciona un procedimiento para producir un pigmento inorgánico dopado con circón, incluyendo dicho procedimiento:

calcinar una mezcla base que comprende circón disociado con plasma bruto que no se ha sometido a una molienda o a un tratamiento químico, un cromóforo, y al menos un mineralizador, para producir un pigmento bruto;

y

refinar el pigmento bruto para obtener un pigmento inorgánico dopado con circón.

"Circón disociado con plasma bruto o PDZ" significa que el PDZ se ha obtenido directamente por medio de una disociación con plasma, es decir, sin realizar ningún tratamiento entre la disociación con plasma del circón y el mezclado del PDZ resultante con el cromóforo y el mineralizador. Así, el procedimiento se caracteriza porque el PDZ bruto no se somete a ninguna molienda y/o ningún tratamiento químico antes de su uso para formar la mezcla base.

El PDZ bruto puede obtenerse generando un zona de plasma de alta temperatura e introduciendo el circón, ZrS¡4, en partículas en la zona de plasma, disociando con ello el circón en el PDZ bruto. La generación de la zona de plasma puede realizarse por medio de un arco de plasma no transferido, en lugar de un arco de plasma transferido. Más en concreto, la zona de plasma de alta temperatura puede proporcionarse por medio de una llama de plasma generada por al menos una pistola de plasma de arco no transferido. El circón puede dejarse que caiga a través de la zona de plasma para lograr la disocicación en el PDZ bruto, y después el PDZ bruto puede extinguirse en una zona de extinción por debajo de la zona de plasma. Preferiblemente, pueden proporcionarse tres pistolas de plasma de arco no transferido, dispuestas en forma de estrella (cuando se observan en vista en planta), con sus extremos operativos dirigidos hacia dentro y hacia abajo, dejando que el circón caiga por el centro a través de la zona de plasma combinado resultante, vista en planta), con sus extremos operativos dirigidos hacia dentro y hacia abajo, dejando que el circón caiga por el centro a través de la zona de plasma combinado resultante.

Por tanto, el procedimiento para tratar el circón para producir el PDZ puede ser según el documento WO 96/26159, que por tanto se incorpora en la presente por referencia.

Además, el procedimiento para tratar el circón para producir el PDZ puede formar parte del procedimiento de la presente invención.

El cromóforo o agente determinante del color, cuando se desea obtener un pigmento amarillo, puede ser molibdato de sodio o puede tener una base de praseodlmlo, por ejemplo, óxido, carbonato u oxalato de praseodiminio; cuando se desea obtener un pigmento azul, puede tener una base de vanadio, por ejemplo, puede ser metavanadato de amonio o pentóxldo de vanadio; cuando se desea obtener un pigmento rosa, puede tener una base de hierro, por ejemplo, puede ser óxido de hierro o sulfato de hierro.

Durante la calcinación de la mezcla base, el cromóforo, o un compuesto transitorio o uno de sus derivados iónicos, queda atrapado dentro y/o alrededor del látice de circón, formando con ello el pigmento con el color deseado.

Los mineralizantes, cuya función es reducir la temperatura a la cual se produce la reacción del cromóforo con el látice de circón, es decir, la reacción de calcinación, o catalizar la reacción de calcinación, pueden ser un haluro de metal alcalino, en particular un fluoruro de metal alcalino, cualquier otro mineralizador alcalino, tal como (NIH^SCU o Na2SC>4, o una combinación de dos o más de estos.

El procedimiento puede incluir la formación de la mezcla base mezclando el PDZ bruto, el cromóforo y el mineralizador. El PDZ bruto, el cromóforo y el mineralizador se mezclan preferiblemente lo suficiente para que la mezcla base sea una mezcla homogénea.

Según un segundo aspecto de la Invención, se proporciona un procedimiento para producir un pigmento Inorgánico dopado con circón, incluyendo dicho procedimiento:

generar una zona de plasma de alta temperatura;

introducir el circón en partículas en la zona de plasma, con lo que se disocia el circón en circón disociado con plasma bruto;

sin someter el circón disociado con plasma bruto a ninguna molienda o tratamiento químico, formar una mezcla base que comprende el circón disociado con plasma bruto, un cromóforo, y al menos un mineralizador;

calcinar la mezcla base para producir un pigmento bruto; y

refinar el pigmento bruto para obtener un pigmento inorgánico dopado con circón.

La calcinación de la mezcla base puede realizarse en un horno de aire. La temperatura de calcinación puede ser de 8 °C a 13 °C.

El refinamiento del pigmento bruto puede incluir lavarlo, pulverizarlo y secarlos, para obtener el pigmento inorgánico dopado con circón refinado.

La invención se describirá con más detalle haciendo referencia al dibujo esquemático adjunto que muestra un diagrama de flujo simplificado de un procedimiento según la invención para producir un pigmento inorgánico dopado con circón, y haciendo referencia a los siguientes ejemplos no limitantes.

En el dibujo, el número de referencia 1 generalmente indica un procedimiento según la invención para producir un pigmento inorgánico dopado con circón.

El procedimiento 1 incluye un reactor de plasma o plasmatrón 12, según el documento WO 96/26159 (que se incorpora en la presente por referencia) y comprende tres pistolas de arco de plasma no transferido, dispuestas en un diseño de estrella (cuando se observan en vista en planta), con sus extremos operativos dirigidos hacia dentro y hacia abajo. Cuando se están empleando, las pistolas generan una zona central de plasma de alta temperatura, que está a una temperatura de al menos 18 °C. Un conducto de alimentación de circón se dispone de modo que el circón puede caer por el centro a través de la zona de plasma, disociándose con ello en PDZ bruto. Se proporciona una zona de extinción, en la que el PDZ bruto se extingue rápidamente hasta menos de 5 °C, por debajo de la zona de plasma.

Un conducto de alimentación de circón 14 se introduce en el reactor de plasma 12, mientras que un conducto de extracción de PDZ 16 sale del reactor 12.

El conducto 16 se introduce en un mezclador 2, y también se introducen en el mezclador un conducto de adición del mineralizador 22, así como un conducto de adición del cromóforo 24. En el mezclador, el PDZ bruto, los mineralizadores y un cromóforo se mezclan para formar una mezcla base mezclada de modo homogéneo.

Un conducto de extracción de la mezcla base 26 sale del mezclador 2 hacia el horno de calcinación 3. El horno de calcinación 3 generalmente es un horno de aire. En el horno, la mezcla base se calcina de 8 °C a 13 °C, provocando con ello que el cromóforo quede atrapado dentro o alrededor del látice cristalino del circón.

Un conducto del pigmento bruto 32 sale del horno de calcinación 3 hacia una etapa de refinamiento 34, en la que el pigmento bruto se lava, se pulveriza y se seca.

Un conducto de extracción del pigmento inorgánico dopado con circón 36 sale de la etapa 34.

El PDZ bruto producido por la disociación de la arena de circón en el plasmatrón de arco no transferido 12 a una velocidad de conversión media del 9% y con un tamaño de partícula medio de 18 pm (d5o, determinado en un analizador del tamaño de partícula Sedigraph 51) se emplea como material de partida en los siguientes ejemplos. En los ejemplos, dos muestras de este PDZ bruto se emplean, según la invención, directamente como material de alimentación para el horno de calcinación 3, sin molienda y/o tratamiento químico, para producir pigmentos amarillos-Pr y azules-V empleando pentóxido de vanadio (V25) y óxido de praseodimio (Pr6On), respectivamente, como cromóforo.

Para cada uno de estos colores, tres muestras control del mismo PDZ de 18 pm se muelen hasta diferentes tamaños de partícula mediante un procedimiento de molienda en húmedo en un molino MSS serie RAPID MILL, con una jarra de molienda de porcelana de 3 cm3, empleando... [Seguir leyendo]

1.- Un procedimiento de produción de un pigmento inorgánico dopado con circón, incluyendo dicho procedimiento:

calcinar una mezcla base que comprende circón disociado con plasma bruto que no se ha sometido a una molienda o a un tratamiento químico, un cromóforo, y al menos un mineralizador, para producir un pigmento bruto;

y

retinar el pigmento bruto para obtener un pigmento inorgánico dopado con circón.

2 - Un procedimiento según la reivindicación 1, que incluye formar la mezcla base mezclando el circón disociado con plasma o PDZ bruto, el cromóforo y el mineralizador.

3 - Un procedimiento según la reivindicación 2, en el que el PDZ bruto, el cromóforo y el mineralizador se mezclan suficientemente para que la mezcla base sea una mezcla homogénea.

4 - Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, ambas inclusive, en el que el cromóforo o agente determinante del color se selecciona del grupo que comprende molibdato de sodio; óxido, carbonato u oxalato de praseodimio; metavanadato de amonio; pentóxido de vanadio; óxido de hierro y sulfato de hierro.

5.- Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, ambas inclusive, en el que el mineralizador es un fluoruro de metal alcalino, (NH^SCU o Na2S4, o una combinación de dos o más de estos.

6.- Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, ambas inclusive, en el que la calcinación de la mezcla base se realiza en un horno de aire.

7.- Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 6, ambas inclusive, en el que la temperatura de calcinación es de 8 °C a 13 °C.

8.- Un procedimiento según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, ambas inclusive, en el que el refinamiento del pigmento bruto incluye lavarlo, pulverizarlo y secarlo, para obtener el pigmento inorgánico dopado con circón refinado.

9.- Un procedimiento de produción de un pigmento inorgánico dopado con circón, según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 8, en el que el procedimiento incluye también:

generar una zona de plasma de alta temperatura;

Introducir el circón en partículas en la zona de plasma para disociar el circón en circón disociado con plasma bruto;

y

sin someter el circón disociado con plasma bruto a ninguna molienda o a ningún tratamiento químico, formar la mezcla base que comprende el circón disociado con plasma bruto, un cromóforo, y al menos un mineralizador.