153102. lajstromszámú szabadalom • Eljárás gyögyházfényű ólomtioszulfát pigment előállítására
3' 153102 4 partnerek sztöchiometrikus aránya esetén porszerű, nem-irizáló terméket kapunk. A kapott részecskeméret és a pigmentszemcsék gyöngyházszerű fénye nagymértékben függ az egymással reakcióba lépő anyagok koneentrációjától és 5 egymáshoz viszonyított mennyiségétől, a reakcióelegy pH-j ától és a hőmérséklettől. Alacsony pH (pH < 2) a kristályok kiválását lassítja és növekedésüket késlelteti, ezáltal nagyobb kristályszemcsék képződésének kedvez és egymás- 10 tói jelentősen eltérő nagyságú kristályokat eredményez, míg magasabb pH (pH > 4,5) esetén a pigment fénye rohamosan csökken. Alacsonyabb hőmérsékleten (t < 18 °C) a végtermékben a porszerű komponens aránya nemkívána- 15 tos mértékben megnövekszik, a pigment fénye csökken, míg magasabb hőmérsékleten (t > 45° C) igen fényes, de durva szemcséket kapunk. A többi tényező (koncentráció, arányok és pH) megfelelő megválasztásával sikerült olyan eljá- 20 rást kidolgoznunk, mely szobahőmérsékleten (18—25° C) teszi lehetővé, fény- és részecskeméret szempontjából, optimális tulajdonságú kristályok igen jó hatásfokú (kb. 75%-os) előállítását. 25 A mindenkor azonos méretű és minőségű kristályok kialakítása céljából a lecsapást állandó, intenzív keverés mellett, 15—45° C (célszerűen 18—28° C) közötti hőmérsékleten, a pH-t 2—4,5 között (célszerűen 4 körüli értéken) tartva 30 0,015—0,100 mól/l. (célszerűen 0,035—0,065 mól/1.) vízben vagy víz — oldószerelegyben oldott kétértékű ólomsó oldatnak és 0,056—0,370 mól/l. (célszerűen 0,13—0,24 mól/1.) vízben vagy víz-oldószerelegyben oldott, tioszulfát aniont 35 tartalmazó oldatnak egyszerre történő elegyítésével végezzük, a kiindulási oldatok olyan térfogatarányát alkalmazva, hogy az ólomionok legalább 0,005 mól/1, feleslegben legyenek a tioszulfáthoz képest. A pH beállításhoz a savat al- 40 kalmasan úgy választjuk meg, hogy anionja megegyezzen az alkalmazott kétértékű ólomsó anionjával [pl. Pb (NQ3 ) 2 esetén HN0 3 , Pb(CH 3 ~CÖO)2 esetén ecetsav, stb.]. Már pH 4 körüli értéken visszaszorul az ólomionok hidrolízise, 45 megakadályozván, hogy a gyöngyházpigment fénytelen hidrolízistermékékkel szennyeződjék. A tapasztalat szerint a reakciópartnerek egyszerre történő elegyítése nélkül és az elegyítés közben alkalmazott állandó, intenzív keverés 50 nélkül nem lehet egyenletes minőségű termékhez jutni. Igen finom-kristályos terimék előállításánál a sók oldásához különböző víz-oldószerelegyeket (célszerűen víz — alkohol vagy víz — glicerin elegyeket) 'használhatunk. Vízzel ele- 55 gyedő szerves oldószer alkalmazásával a reakcióelegy viszkozitása jelentős mértékben változtatható. Alacsonyabb viszkozitás esetén finomabb szemcsék képződnek, mivel ilyenkor az ionok mozgékonysága megnövekszik, ami a reakció 60 végbemenetelét és a kristályok képződését meggyorsítja. A reakciópartnerek elegyítése után a reakcióelegyet még további 15 percig intenzíven keverjük. Rövid ideig tartó vagy nem eléggé intenzív keverés esetén a lecsapáskor kiváló 65 kristályok összetapadnak, esetleg Össze is nőnek, így nem kapunk használható terméket. A keverés alatt a kristályok végleges kialakulása befejeződik és a kialakult kristályok tökéletesen diszpergálódnak a közegben. A diszpergálás elősegítésére a keverés 8—10. percében a pH-t 1—2 egységgel csökkentjük. A tapasztalat azt mutatja, hogy ilyen savkonoentrácíó (10""*— 10~3 M.) a kristályos terméket még nem károsítja, viszont a néhány százalékban esetleg jelenlévő porszerű terméket oldatba viszi. Azonkívül, bár pH 2—3 esetén a kristályok ülepedési sebessége jelentősen megnő a magasabb pH-kon tapasztalthoz képest, ami a kristályok továbbfeldolgozásánál időnyereséget jelent, a diszpergált kristályok kiülepedéskor irreverzibilisen mégsem aggregálódnak. Fenti módon eljárva, védőkolloid alkalmazása nélkül nyerhetünk stabilis kristálykoncentrátumot. A csakhamar kiülepedett kristályokról a savas vizet leöntjük és a sűrű kristályszuszpenziót centrifugáljuk. A centrifugált kristályokat vízzel elegyedő oldószerben (alkalmasan metil-, etil-, vagy izopropilalkoholban) diszpergáljuk, majd ismét centrifugáljuk. Az oldószeres mosást és oentrifugálást még egyszer vízzel elegyedő, majd ezt követően kétszer vízzel nem-elegyedő oldószerrel (pl. butil- vagy amilaoetáttal) megismételjük. Ezzel gyakorlatilag eltávolítjuk a kristályokon adszorbeált víz- és savnyomokat, egyéb ionokkal (Pb2+ , NCr 3 , Na+) együtt. Az utolsó centrifugálásnál kapott pasztaszerű kristálymasszát felhasználásig kisillékonyságú közegben (alkalmasan pl. dibutilftalátban) szuszpendálva, gondosan lezárt edényben tároljuk. A következőkben az általános részben megadottakat kiviteli példákon mutatjuk be. 1. kiviteli példa: • Két oldatot készítünk: A és B. A oldat: 50 g ólomnitrátot feloldunk 3 liter vízben (vagy 2700 ml víz és 300 ml metanol elegyében) és salétromsavval a pH-t 4-es értékre állítjuk. B oldat: 35 g Na2 S 2 0 3 . 5 H 2 0-t oldunk 750 ml vízben. A két oldatot intenzív keverés mellett, szobahőmérsékleten egyszerre elegyítjük és a keverést 15 percig folytatjuk. A keverés 8. percében cc. HN03 -val a pH-t 2-re csökkentjük. A keverés beszüntetése után kiülepedő kristályokról az oldat tisztáját leöntjük és a kristálykoncentrátumot kioentrifugáljuk. Ezután a kristályokat metanolban vagy izopropanolban felvesszük, többször bensőségesen átkeverjük és ismét centrifugáljuk. Ezt a műveletet mégegyszer elvégezzük, majd.amil- vagy butilacetáttal szintén kétszer megismételjük, végül a kristályokat dibutilftalátba átvíve, felhasználásig lezárt edényben tároljuk. 2. kiviteli példa: Két oldatot készítünk: A és B. A oldat: 0,1 mól/l. koncentrációjú oldatot készítünk Pb(CH3 COO) 2 .3 H 2 0-nak vízben való oldásával és 2
