六水合硫酸镍
2017-06-06 17:49:58
六水合硫酸镍在业内统称就叫做硫酸镍。以下我们来了解一下六水合硫酸镍的详细内容!分子式 NiSO4·6H2O分子量 262.85别名 Nickelous sulfate;Morenosite 分子结构式 性状 绿色结晶体,正方晶体。低于31.5摄氏度结晶NiSO4.7H2O, 31.5至53.3摄氏度为六水盐。103.3摄氏度失去六个结晶水。 易溶于水,水溶液呈酸性,微溶于酸、氨水。质量标准 GB/T 1287-94项目Item 优级纯 分析纯 化学纯 (GR) (AR) (CP)含量(NiSO4·7H2O)Assay,% ≥ 99.0 98.5 98.0水不溶物Insoluble matter in water,% ≤ 0.005 0.01 0.02氯化物(Cl)Chloride,% ≤ 0.001 0.001 0.005硝酸盐(NO3)Nitrate,% ≤ 0.003 0.003 0.02钠(Na)Sodium,% ≤ 0.01 0.02 0.05钙(Ca)Calcium,% ≤ 0.005 0.02 0.1铁(Fe)Iron,% ≤ 0.0005 0.001 0.005钴(Co)Cobalt,% ≤ 0.002 0.01 0.05铜(Cu)Copper,% ≤ 0.001 0.002 0.005锌(Zn)Zinc,% ≤ 0.002 0.01 0.05铅(Pb)Lead,% &nb
卤水合成镁氧反应条件的确定
2019-01-21 18:04:35
一、前言
镁氧(MgO)是重要的耐火原料,可以广泛应用于冶金、建筑、化工等行业。镁氧的制取有多种途径,重质镁氧是煅烧菱镁矿和白云石、硫酸镁热分解以及氯化镁水解而制得。以卤水石灰为原料,从溶液中沉淀出氢氧化镁,然后进行热处理可以制得具有不同活性的镁氧。从理论上讲,卤水合成氧化镁,由于反应产物Mg(OH)2的溶解度远小于Ca(OH)2,反应Mg2++Ca(OH)2=Ca2++Mg(OH)2↓在一般条件下理应进行得比较容易和充分,而在实际生产过程中,要想制得品质优良、能耗较低、工艺流畅的镁氧产品却并非易事,会受到多种因素的制约,其反应条件需要我们通过试验和研究逐一加以确定。
二、反应条件的确定
(一)卤水中SO42-的去除
从测得的卤水试样成份看:Mg2+=1.97mol/L≈2mol/L,SO42-=0.607mol/L≈0.6mol/L,卤水中SO42-的含量远高于海水。由于KspCaSO4=9.1×10-6(25℃),较低。因此,当向卤水中直接加入Ca(OH)2时,势必在Mg(OH)2析出的同时伴随有CaSO4沉淀的产生。实验证明,用不去除SO42-的卤水直接与灰乳反应制得的Mg(OH)2含40%的CaSO4,制得的MgO产品含30%的CaO。
去除卤水中SO42-的办法是向卤水中预先加入CaCl2溶液,使之形成CaSO4沉淀而除去。CaCl2溶液为后道反应过程所产生的母液,母液中CaCl2的浓度视卤水中的Mg2+、SO42-的含量以及沉淀的反应时所加灰乳浓度而定,本着有效去除SO42-,减少工艺流程液体处理量,在实际许可的范围内应尽量使母液中CaCl2的浓度高一点。这里我们可获得的母液CaCl2含量在0.8mol/L~1mol/L。
反应SO42-+CaCl2(母液)→CaSO4↓+2Cl-的当量点视最后加入的CaCl2不再使卤液产生沉淀为准,再适当过量一点。关键的问题是若不严格控制CaCl2的加料速度,沉淀物的沉降速度将很缓慢,难与母液分离。我们在不同的时间内向一定量卤水中加入CaCl2溶液,测定各沉淀的沉降速度,结果如表1。
表1 CaCl2的加料速度与CaSO4沉降速度的关系由表1可看出,只要将CaCl2的加料时间控制在30min左右,就会获得沉降性能较好的粘连晶簇的石膏沉淀。
(二)反应终点的确定
准确确定石灰卤水合成Mg(OH)2反应的当量点对于提高产品的质量,改善料浆的物理性能具有非常重要的意义,为了消除实际操作过程中难以避免的计量误差,我们采用pH值显示的方法确定反应终点。
准确称取NaOH、CaCl2,配制1mol/L的灰乳,将此灰乳按量分批加入一定量去SO42-卤水中(Mg2+=1mol/L),控制一定的加料速度和搅拌速度,使其充分反应,记录反应溶液pH值的变化,结果如表2、图1。
表2 反应液pH值随反应进程的变化图1 反应溶液PH值随反应进程的变化
由图1可看出,反应初期PH几乎维持在9.80,这是因为加入的石灰乳全部消耗在Mg(OH)2的形成上,当反应接近等当点时(PH=10.46),Mg2+与石灰反应基本完全,若再加入少量灰乳出现PH的突变,沉淀过程的PH变化反映了反应的进程,因此我们可以根据PH来确定反应的终点,此处的反应终点为10.46,实际上为了保证产品的纯度,避免出现不完全反应,我们一般将PH控制在10.4左右。
(三)反应程序的确定
所谓反应程序,这里主要是指反应的操作程序。反应的操作程序的不同,直接影响产物的颗粒大小,从而影响Mg(OH)2料浆的沉降和过滤性能,不适当的反应程序所产生的Mg(OH)2呈胶状物,结晶非常细小(小于1μm),比表面积大,沉降过滤性能差。对这一问题的解决,已经成为工艺过程最为关键的技术之一。目前解决的办法,主要有两个:一是让反应处于浓CaCl2介质中,从而减缓反应的速度,促使产物颗粒长大;二是通过晶种回输的办法使得Mg(OH)2颗粒不断长大,但这种工艺目前在国外只适用于含镁量低的海水的提镁过程,卤水提镁过程使用该法没有先例。我们通过制定特定的反应程序,成功地将晶种法运用到这一过程,取得了非常理想的效果。具体研究结果将在今后的文章中作详细介绍。
(四)灰乳浓度、加料速度及反应搅拌速度的确定
如上所述,反应程序的设计对产物的沉降、过滤性能具有重要的影响,而温度、灰乳浓度、加料及搅拌速度、反应时间、C/M等同样对反应的进程、反应产物的品质及物理性能具有重要的作用。考虑从实际出发,反应只能在常温条件下(25℃左右)进行,从理论上讲,该反应的反应速度是很快的,反应时间这项指标,实际上是与灰乳的加料速度联系在一起的,关于C/M主要取决于反应终点,已确定为PH=10.4。因此,我们这里仅仅需要确定的是:灰乳浓度、灰乳的加料速度,以及反应的搅拌速度。
试验方案按正交表L9(34)进行设计,选定因素及水平见表3。试验共进行9次,每次试验均取等量的相同晶种,置于1L烧杯中,采用晶种法将含1mol/LMg2+的去SO42-卤水与灰乳连续反应四次,各次反应结束后倾出1/4浆料,控制PH=10.4,最后测定浆液沉降速度、过滤系数K及其产品纯度,再按正交试验法计算规则进行数据处理、绘图及分析。(如图2)。图2 沉淀反应各因素对技术指标的影响
试验结果显示,无论是从料浆的沉降、过滤性能看,还是从产品的纯度看,均以A1、B1、C3条件为最佳,即:灰乳浓度取0.5mol/L、灰乳加料速度取8mL/min,搅拌速度取200r/min。但仔细分析一下,当转速在150r/min~200r/min范围内变化时,对三项指标的影响均不很大,因此,搅拌速度可控制在150r/min~200r/min之间任一数值。关于灰乳的浓度,若取0.5mol/L,虽然有利于促进反应的转化,提高产品的纯度,但是,反应终了母液中Ca2+含量太低,用来去除卤水中的SO42-,所需的母液量势必增大。整个过程所需处理的溶液量增加,反应容器变大。由图2看出,灰乳浓度若取1.2mol/L,料浆K值及产品纯度并无较大变化,而反应母液中Ca2+达0.7mol/L~0.8mol/L。
表3 沉淀反应条件试验因素水平表综上所述,较为合理的灰乳浓度:1mol/L~1.2mol/L,灰乳加料速度:8mol/min、搅拌速度:150r/min~200r/min
三、结语
文章系统分析了石灰-卤水法提取镁氧产品反应过程的几个主要影响因素,通过试验和研究反应的几个主要条件,加以逐一确定,从而保证了在实际生产过程中,使产品品质更优良,能耗更低,工艺更简洁、更流畅、更合理。对综合开发沿海卤水资源具有重要的现实意义,最终的反应条件是:反应终点定为PH=10.4;灰乳的浓度:1mol/L~1.2mol/L,灰乳加料速度:8mL/min;搅拌速度:150r/min~200r/min,反应运用晶种法提高产物的沉降过滤性能;在卤水去SO42-过程中,CaCl2的加料时间定为30min。
氯化稀土
2017-06-06 17:50:03
氯化稀土中文名 氯化稀土 英文名 Rare earth chloride 分子式 RCl3·6H2O物化性质 微红色或灰色结晶或块状物,能溶于水,易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀,与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。编辑本段主要用途 主要用于制取混合稀土
金属
和提取单一稀土,大量用于制备石油裂化催化剂,还用作玻璃研磨剂。用作电解混合稀土
金属
,稀土合金和提取单一稀土元素的原料,也可作石油化工催化剂,助催化剂和稀土抛光粉原料。段运输防护 包装储运用内衬聚乙烯塑料袋的编织袋包装,每袋净重25kg;或用双层聚乙烯塑料袋密封、外套铁桶包装,每桶净重50kg或200kg。应贮存在通风、干燥的库房中。本品易吸水潮解,贮运中应防止包装破损,保持干燥。 物化性质微红色或灰色结晶或块状物,能溶于水,易潮解。遇碱生成氢氧化物或氯氧化物沉淀。水溶液与草酸反应生成草酸稀土沉淀,与硫酸钠或硫酸铵反应生成稀土硫酸钠复盐或稀土硫酸铵复盐沉淀。 毒性防护参见氧化铈。制备方法 由独居石经碱熔、除杂、沉淀后与盐酸反应而得;或由氟碳铈矿精矿经浓盐酸溶解、用碱转化,再经盐酸溶解而得;也可由氟碳铈矿经焙烧后用盐酸溶解而得。从而可以得到氯化稀土了。 以上是氯化稀土的介绍,更多信息请详见上海
有色金属
网。
三氯化锑
2017-06-06 17:50:12
三氯化锑 1英文名称 Antimony trichloride 别 名 氯化亚锑 分子式 SbCl3 外观与性状 白色易潮解的透明斜方结晶体,在空气中发烟 分子量 228.11 蒸汽压 0.13kPa(49.2℃) 熔 点 73.4℃ 沸点:223.5℃ 溶解性 溶于醇、苯、丙酮等 密 度 相对密度(水=1)3.14 稳定性 稳定 危险标记 20(酸性腐蚀品) 主要用途 用作分析试剂、催化剂及用于有机合成三氯化锑 对环境的影响:一、健康危害 侵入途径:吸入、食入、经皮吸收。 健康危害:吸入、摄入或经皮肤吸收对身体有害。高浓度的三氯化锑对眼睛、皮肤、粘膜和呼吸道有强烈的刺激作用。可引起支气管炎、肺水肿。 慢性影响:实验表明有诱变作用。二、毒理学资料及环境行为 急性毒性:LD50525mg/kg(大鼠经口) 危险特性:受热或遇水分解放热,放出有毒的腐蚀性烟气。具有较强的腐蚀性。 燃烧(分解)产物:氯化物。三氯化锑 应急处理处置方法:一、泄漏应急处理 隔离泄漏污染区,周围设警告标志,建议应急处理人员戴自给式呼吸器,穿化学防护服。不要直接接触泄漏物,用沙土、干燥石灰或苏打灰混合,转移到安全场所。如大量泄漏,收集回收或无害处理后废弃。二、防护措施 呼吸系统防护:可能接触其粉尘时,应该佩带防尘口罩。必要时佩带防毒面具。 眼睛防护:戴化学安全防护眼镜。 防护服:穿工作服(防腐材料制作)。 手防护:戴橡皮手套。 其它:工作后,淋浴更衣。单独存放被毒物污染的衣服,洗后再用。保持良好的卫生习惯。三、急救措施 皮肤接触:立即脱去污染的衣着,用大量流动清水彻底冲洗。若有灼伤,就医治疗。 眼睛接触:立即提起眼睑,用流动清水冲洗10分钟或用2%碳酸氢钠溶液冲洗。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。注意保暖,保持呼吸道通畅。必要时进行人工呼吸。就医。 食入:患者清醒时立即漱口,给饮牛奶或蛋清。立即就医。 灭火方法:干粉、砂土。
氯化锌
2017-06-06 17:50:04
氯化锌氯化锌是无机盐工业的重要产品之一,它应用范围极广.氯化锌易溶于水,溶于甲醇、乙醇、甘油、丙酮、乙醚,不溶于液氨。潮解性强,能自空气中吸收水分而潮解。具有溶解
金属
氧化物和纤维素的特性。熔融氯化锌有很好的导电性能。灼热时有浓厚的白烟生成。氯化锌有腐蚀性,有毒。中文名称:氯化锌 英文名称: Zinc Chloride CAS号:7646-85-7 分子式:ZnCl2氯化锌的化学反应 在化学合成中,氯化锌作为一种中强路易斯酸,用途广泛。它可以做费舍尔吲哚环合反应(A)的催 氯化锌化剂,也可以催化活化芳香环上的傅-克酰基化反应(B)。(见右图,点击放大。) 在普通的无机化学中,氯化锌可以用盐酸和锌粒反应制备氯化锌:Zn+2HCl==ZnCl2+H2↑,而制备的氯化锌通常含有水和主要的水解产物:氯氧化锌(zinc oxychloride)。一般通过以下步骤来提纯:将100g的氯化锌加入800mL的二恶烷中加热,进行分馏。趁热进行过滤,除去锌粉,冷却后氯化锌变为白色沉淀。而无水的氯化锌则可以先在氯化氢气流中加热升华,然后在干燥的氮气流中加热到400°C。也可以将样品通过二氯亚砜处理。若要制备无水氯化锌,可以通过氯化氢气体和锌反应,锌在氯气中燃烧也能得到氯化锌。 氯化锌可以和氢氧化钠反应:ZnCl2+2NaOH==2Zn(OH)2↓+2NaCl;氢氧化钠过量时,氢氧化锌溶解:Zn(OH)2+NaOH==NaZnO2+2H2O,产物是锌酸钠和水。 无水氯化锌水解放热氯化锌主要用途 可以用作有机合成工业的脱水剂、催化剂,以及染织工业的媒染剂、上浆剂和增重剂,也用作石油净化剂和活性炭活化剂,由于氯化锌与丝绸、纤维素等材料的亲和性,它可用作衣料的防火物质,也可用在织物气味洁净剂,氯化锌可以攻击
金属
氧化物(MO)生成MZnOCl2,这就是它作为
金属
焊剂的原理。还用于电池、硬纸板、电镀、医药、木材防腐、农药和焊接等方面。近年来随着小型电器的不断增多,同时石油、有机合成等工业发展迅猛,需要量也在大量地增加,从而促进了氯化锌工业生产的发展。 以上是氯化锌的介绍,更多信息请详见上海
有色金属
网。
氯化铅
2019-02-18 10:47:01
氯 化 铅;二氯化铅Lead chloride分 子 式:PbCl2分 子 量:PbCl2=278.11性 状:白色结晶性粉末。易溶于热水、浓、氯化铵、硝酸铵和溶液;微溶于甘油;难溶于冷水和稀;不溶于醇。露置强光下表面变色。熔点:501℃。有毒。避光、密封保存。
氯化钴
2019-02-21 13:56:29
【英文名称】cobaltous chloride;cobalt dichloride
【结构或分子式】
CoCl2·6H2O
【密度】相对密度(25℃):1.925(六水),3.356(无水)
【熔点(℃)】86(六水)
【性状】
六水物:赤色晶体,无水物:浅蓝色粉末。
【溶解状况】
六水:易溶于水,也溶于乙醇、和;无水物:溶于乙醇、、。
【用处】
用于制气压计、比重计、隐显墨水等。氯化钴试纸在枯燥时是蓝色,湿润时转变为粉赤色。硅胶中加一定量的氯化钴,可指示硅胶的吸湿程度。
【制备或来历】
由氧化钴与效果而制得。
【其他】
六水物在空气中易潮解,热至120~140℃则失掉结晶水而成无水物。
石灰石法氢氧化锂车间设计
2019-02-25 15:59:39
石灰石法氢氧化锂车间规划(design of lithium hydrate shop by calcite process)以锂辉石或锂云母精矿为质料,选用石灰石法出产单水氢氧化锂的锂冶炼厂车问规划。 工艺流程由细磨配料、烧成、浸出、蒸腾浓缩、结晶、精制、枯燥、包装和母液处理等工序组成,工艺流程见图。一般锂辉石精矿含Li2O≥6%;锂云母精矿含Li2O4.3%~4.8%;辅助材料石灰石含CaO≥54%、SiO2≤1%。精矿经配料湿磨,制备成细度小于0.074mm,含水34%~36%的料浆,在料浆槽内分配后取得含CaO40%~42%的合格生料浆,生料浆在1150~1250℃温度下经回转窑煅烧成熟料,熟料按液固比3:1加洗液湿磨至小于0.074mm,并在95℃温度下浸出3h。浸出料浆过滤渣经用水在95℃温度下反向洗刷三次后送渣场堆存,浸出液沉清、蒸腾浓缩至含LiOH130g/L并过滤后,在40℃温度下冷却结晶。别离得到的单水氢氧化锂粗品,再用纯水重溶并再浓缩、结晶或许用氢氧化锂饱满液洗刷除掉钾钠杂质,别离得到的单水氢氧化锂在130~140温度下真空枯燥为产品。提锂终母液可供造纸厂作为烧碱用;以锂云母为质料的终母液亦可进一步收回锂钾等元素化合物。
设备挑选首要设备有球磨机、配料槽、回转窑、过滤机、蒸腾器、结晶槽和枯燥机等。煅烧选用回转窑,湿法喂料,用重油或粉煤直接加热,单位产能:按熟料计为10~12kg/(m2•h)或32~38kg/(m3•h),亦可用下列经历公式核算。G=0.552D2.88式中G为窑产能,t/h;D为窑内径,m。浸出液浓缩用蒸腾器,为天然循环外加热式,两效或三效,其产能按蒸腾水量计为15~20kg/(m2•h)。
车间装备按工艺特色,分火法(质料至煅烧成熟料)和湿法(熟料浆至产品)两部分,宜选用分片安置。为下降能耗,便于操作和削减机械丢失,回转窑窑尾和产品工序装备于高层。
技能特色浓缩机和回转窑在出产中须接连运转,要求有牢靠的供电及供水,真空蒸腾进程末效蒸汽冷凝耗水量大,一般均将冷却水循环运用;每吨产品产出的锂渣中含碱水量为7~13t,堆积时要避免渣中含碱液污染土壤及水体。
首要技能经济指标 以锂精矿出产单水氢氧化锂的出产技能指标为: 产品质量 LiOH 不小于/% 56.5 CO2不大于/%0.35 Cl– 不大于/%0.003 SO4–– 不大于/%0.01 Na 不大于/%0.002 CaO 不大于/% 0.02 酸不溶物(在HCl中) 不大于/% 0.002以锂辉石精矿为质料 总收回率/% 78~80 单耗(1t产品计) 锂辉石精矿(Li2O 6%计)/t 6.85~7.12 石灰石(CaO54%)/t 19~21水/t 200~300 电/kW•h 6000~6500 蒸汽/t 70~80 以锂云母精矿为质料 总收回率/% 62~65 单耗(1t产品计)锂云母精矿(Li2O4.5%计)/t 12.6~12 石灰石(CaO54%)/t 36~38 水/t 300~350 电/kW•h 8000~8500蒸汽/t110~120
氯化法生产四氯化钛的反应原理—加碳氯化反应
2019-01-25 13:37:59
无论是氯化法钛白生产还是海绵钛生产过程中,粗TiCI4的制取工艺基本相同。以氯化炉为主体设备可分为以下几种。 ①固定床氯化随着技术的进步已经被淘汰。 ②熔盐氯化哈萨克斯坦、中国锦州正在应用。 ③流化床氯化流化床氯化被普遍采用,快速循环流化床氯化正处于开发阶段。 Ti02+2CI2===TiCI4+02 △G0T=184300-58T(T为409一1940K) 该反应即使T=2000K, △G0T>0由此可见,在标准状态下不能自发进行氯化反应。 只有在加碳的情况下,钛铁矿、金红石才能正常反应。其反应式如下: Ti02(s)+2C(s)+2CI2(g)===TiCI4(g)+2C0(g) △G2=48000-266T(T为409一1940K) Ti02(s)+C(s)+2CI2(g)===TiCI4(g)+C02(g) △G3=210000-58T(T为409一1940K) 在正常情况下以上两反应△G
pco;当T>980K时,pco2Mn0>Mg0>Fe203>Fe0>Ti02>A1203>Si02。其中钛的低价物氯化优于Ti02,其顺序为:Ti0>Ti203>Ti305>Ti02。 各物质在800℃时的氯化率见下表。 由此可以看出,在沸腾炉未被氯化的床层料和熔盐氯化排出废盐之中以Si02、A1203为主,其次为CaO, MgO.因CaO, MgO熔点低,沸点高,可被氯化成CaCI2、MgCl2且挥发度低,所以在沸腾炉氯化床层料中的比例大时最易造成烧结,黏附在筛板上造成筛板堵塞,影响氯化炉正常运行,因此要求原料中CaO, MgO含量要低。
水合二氧化钛煅烧
2019-02-13 10:12:33
煅烧是水合二氧化钛改变成二氧化钛的进程,这一步操作进程的要求是:(a)经过脱水脱硫使物料到达中性;(b)最好使期望的晶型得到100%的转化;(c)粒子生长巨细均匀规整,对颜料级钛要求在0.2~0.3μm之间;(d)粒子的形状最好近似球型;(e)要求煅烧后生成的二氧化钛没有晶格缺陷,物理化学性质安稳。
水合二氧化钛的煅烧是一个激烈的吸热反响,工业上一般在反转窑内进行,选用直接内加热,其化学反响式如下: 可是水合二氧化钛的煅烧绝非是上述反响中的加热脱水和脱硫的进程,它还涉及到TiO2粒子的生长、集合和晶型转化等进程,因而跟着煅烧温度的进步,二氧化钛的各种物性也随之发作改动。
一般水合二氧化钛在150~300℃之间是脱去游离水和结晶水的进程,650℃左右为脱硫进程,700~950℃期间开端锐钛型向金红石型转化,在碱金属催化剂(盐处理剂)的存鄙人,转化温度可下降,转化速率可加速。
在煅烧进程中二氧化钛的相对密度,跟着晶型结构的改动而改动,从600℃的3.92(锐钛型)到1000~1200℃金红石型的4.25,参加促进剂后金红石型的转化温度可下降至850~900℃。
折射率也随煅烧温度的改动而改动,经过煅烧能够使无定晶型的水合二氧化钛1.8的折射率,转化成锐钛型时的2.55和金红石型的2.71。
在煅烧进程中二氧化钛的粒径也不断发作改动,水合二氧化钛一般是0.6~0.7μm的微晶胶体的集合体,它们是由3~10mμm的微晶组成,在煅烧时不断增大,至750℃时这些微晶体一般都长大到0.2~0.4μm,一起粒子的表面积削减到1/10~1/20,在转化成必定晶型后这些颜料粒子的巨细根本上不发作太大的改动,可是持续升高温度长时间的煅烧,粒子会进一步集合在一起成为大颗粒。 煅烧的成果使二氧化钛取得必要的颜料功能(消色力、遮盖力等),一起二氧化钛的光化学活性削弱,在酸中的溶解度下降,化学性质趋于安稳。上图是水合二氧化钛和石英比照的差热分析,从图中能够看出因为脱水所发作的吸热进程发作在150℃,脱硫的吸热进程发作在650℃,900℃以下的放热进程是因为粒子表面积的缩小,900℃时的转折点是锐钛型变成金红石型。从图中还以看出,水分蒸腾所需求的总热量比脱硫所需求的热量大得多,因而下降煅烧前物猜中的水分含量是煅烧操作节能的重要措施之一。图中1已超越图框外构成一条完好的曲线;2为TiO2;3为石英。 煅烧是钛生产中水解今后操作要求最严的当地,尽管它没有多少化学反响机理可讨论(盐处理时有一些简略的化学反响),煅烧进程中大多数是物理改动如:相对密度、折射率、遮盖力、消色力、吸油量、晶型、粒子巨细等,这些物理改动直接影响到制品的光学性质和颜料功能,它与煅烧温度、煅烧时刻、煅烧强度、煅烧气氛有关,并且直承受盐处理剂的种类和加量影响。[next]
1、水合二氧化钛的煅烧进程 煅烧用的反转窑一般是钢壳内衬优质高铝耐火砖,一般不选用硅砖,硅砖会使产品中硅的含量增高,反转窑的长径比一般为12~20:1,如国内常用的ф2400×38000mm、ф2800×50000mm等。加热方法为逆向内加热,燃料多选用煤气、天然气。液化气、柴油、重油、低碳烃(C9或C10)等,窑头为出料和加热部位,窑尾为进料部位及废气排放出口并设有挡料板或缩短段避免物料倒流。窑身多为直筒型,细而长的窑身结构能够有满足的热量和时刻来脱水、脱硫,并确保有粒子生长和晶型转化的时刻。也有异型窑如:在窑的不同部位砌有挡圈、窑尾设有缩小段、窑头设有护大段等,颜料级钛用的反转窑一般都设有焚烧室,避免焚烧不彻底的燃料污染产品。反转窑的安置一般尾高、头低,一般斜率为2%~5%,转速每转一圈3~7min,物料的填充系数为10%~20%,物料的逗留时刻一般8~16h。水合二氧化钛的进料常选用往复式揉捏泵、软管泵、螺杆泵、螺旋推进器等,物料在旋转搅拌和重力的效果下渐渐向前移动,窑头、窑尾、窑中的前半部设有若干个测温点,有的还设有取样口,以便随时把握窑内物料的煅烧状况。
物料进入反转窑后首先是脱水进程,理论上游离水超越100℃就能蒸腾掉,可是水合二氧化钛中还含有很多的化学结合水,因而脱水进程一般在100~300℃区间。按道理脱硫进程应在脱完水今后,实际上因为化学键的结合,在脱水时总会夹藏部分酸和各种氧化硫的混合物与水蒸汽一道排出来。
水合二氧化钛中吸附有很多的硫酸根,需求经过煅烧除掉,一般脱硫温度为500~800℃(一般在650℃左右),添加钾盐脱硫温度最低可达480℃,添加铝盐能够延伸脱硫时刻,脱硫时所需求的温度也较高,跟着硫的脱尽,二氧化钛由酸性变为中性。因为在煅烧期间有很多的H2O、SO3、CO2(钾盐分化时的产品)释放出来,团块状的物料会变得疏松呈涣散颗粒状况。脱硫时刻的推延或硫未脱尽都会影响二氧化钛粒子的生长和晶型的改变。
经过脱水和脱硫后的水合二氧化钛,跟着在反转窑内的滚动而逐渐移至粒子生长和晶型转化的高温区,这个规模内首先是本来不定晶型的水合二氧化钛改变成锐钛型二氧化钛(由水解生成的水合二氧化钛直接改变为金红石型),一起粒子开端长大,当温度到达600℃今后粒子开端显着添加,直至构成0.2~0.4μm左右的颜料颗粒,到950℃左右,锐钛型开端转化成金红石型,假如添加了金红石型促进剂(ZnO、TiO2溶胶等),其转化温度可降到850℃左右可是在高温下长时间的煅烧,这些0.2~0.4μm的根本颜料颗粒会进一步添加,当到达1000℃时粒子可长大到1μm,有时在高温区颜料粒子既使不持续长大,也会烧结在一起构成粗颗粒,这或许是一些低熔点的盐类熔化后形成二氧化钛粒子烧结在一起。终究物料落入冷却窑(筒)中,经过风冷或水冷后送入破坏工序。
煅烧后物料是温度很高的二氧化钛颜料粒子的集合体,需求渐渐冷却使晶体得到松懈,能够减轻其晶格缺陷,不然二氧化钛颜料或许会变色,乃至发作光色互变现象。一般冷却至40℃即可,温度太低简单吸收空气中的水分。
2、煅烧温度与煅烧强度
煅烧温度与煅烧强度的影响煅烧产品质量的最主要要素。煅烧强度包含煅烧温度和煅烧时刻,它是煅烧温度和煅烧时刻的函数。把握好煅烧温度和煅烧时刻不只产品白度好、消色力、遮盖力高,吸油量低、耐候性也好,产品颗粒软硬适中,不然就很难统筹上述一切的颜料功能,因而在煅烧操作时不只要使物料到达必定的温度,还要确保物料在这一区域逗留的时刻,不能太长也不能太短。
一般遮盖力、消色力和耐候性随煅烧温度的进步而进步,吸油量随煅烧温度的进步而下降。可是温度过高或在高温区间逗留时刻过长,粒子变硬、白度下降泛黄变灰;吸油量因为烧结在一起的粗颗粒中空地较多而增高;消色力和遮盖力有或许因为根本粒子的进一步长大,导致对光反射和散射才干下降而下降;温度过高有时也会形成二氧化钛晶格脱氧而带灰相。相反假如煅烧温度较低,表面上对干粉白度或许有一点优点,粒子也较松软好破坏,但对进步消色力和遮盖力没有优点。
二氧化钛颜料粒子的生长和晶型转化都是发作在脱水、脱硫后的煅烧后期(挨近窑头部位的高温区),而粒子的添加和晶型转化时的晶格重新排列都需求必定的时刻和温度,也就是需求必定的煅烧强度。假如煅烧温度到达要求,或逗留时刻太短,会形成物料烧不透,用pH试液查看能够显着看到有未烧透的夹生料混在其间,产品分析时能够发现晶型转化率低、吸油量高、pH、消色力和遮盖力都偏低,颜料功能欠好;假如采纳相对较低的温度,延伸逗留时刻的方法尽管能够减轻上述弊端,但产值太低,并且在窑头挨近火焰的当地,因为在高温下煅烧时刻过长,会发作物料过烧,能够在窑头前设置焚烧室,避免高温火焰直接触摸物料,对产品质量有很大的协助,因而正确把握煅烧温度和煅烧时刻是进步产品质量的根本确保。[next]
3、煅烧气氛与温度梯度
二氧化钛的煅烧需求在氧化气氛中进行,因为二氧化钛归于n型半导体,煅烧时的氧气分压越小,越简单发作晶格缺陷,一起使金红石化加速,会使锐钛型产品中混入金红石型而下降产品的白度。
煅烧气氛主要靠焚烧时助燃空气的份额如窑内的通风状况以及烟囱的拔风状况来决议。窑内气氛好。烧出来产品的白度、光泽好,通风的状况可用窑内的压差来表明,压差大窑内煅烧气氛好,以利煅烧时H2O、SO3及进排出,但压差过大,热量丢失大,随尾气带走的粉尘也较多。空气过剩的份额一般≥20%,以煤气为燃料时过剩份额还要高一些,因为许多焚烧器和焚烧喷嘴的空气混合方法和混合份额,制造厂出厂时已设定好,不宜随意调理,因而都选用风机供风的方法来调理。一般焚烧器和喷嘴所用的助燃空气称为一次风,它直接关系到燃料是否焚烧彻底;窑头调查孔、炉门、落料口的挡板敞开巨细,能够补偿天然风又称三次风,它对削减窑头过烧现象有协助,因而正确把握和调理这3种风量的份额是优化煅烧操作的重要手法。
温度梯度指反转窑窑头至窑尾之间的温度梯度。窑头温度直接决议产品的煅烧强度,对产品的pH、白度、消色力、遮盖力、吸油量、晶型转化、粒子巨细及集合程度影响很大,但窑尾温度的凹凸也不行忽视,它影响脱水、脱硫的时刻,也影响物料的逗留时刻和煅烧强度。窑尾温度一般要求在250~400℃之间,窑头温度因测温点设置的方位不同和是否有焚烧室,各个工厂表明的温度规模略有差异。
关于颜料级钛最重要的是距窑头出料部位15%长度内(如窑长38m,即距窑头5~6m)的温度梯度以及到达预期晶型转化温度前50℃的温度操控和逗留时刻是非常重要的,因为这一段是二氧化钛粒子生长、晶型转化的区域,对终究二氧化钛粒子的巨细、形状、颜料功能都有非常重要的影响。一般要求这一段的加热速率不该超越100℃,如在煅烧锐钛型钛时,窑头温度920℃,那么离之一点5m处的温度不该超越820℃,所以有的工厂在这段窑身上设有4~5个测温点,至于窑的中部和后半部是否设有测温点并不重要,关键是窑头、窑尾和窑头前5~6m处的温度必定要严厉把握。温度梯度的调整主要靠操控焚烧室和窑头的温度以及操控窑尾空气的流量来处理。
4、盐处理剂及其他杂质对煅烧的影响
因为二氧化钛颜料在煅烧时对煅烧温度、煅烧时刻非常灵敏,因而在严厉操控煅烧温度和煅烧时刻的一起,调整盐处理剂的种类和用量,不只能够彼此补偿,并且能够取得优秀而完好的颜料功能,盐处理剂中特别是碳酸钾、磷酸、氧化锌二氧化钛溶胶的效果最显着。
添加碳酸钾用量能够显着减轻煅烧强度过高的负效果,使粒子松软、白度进步,但对吸油量无益;磷酸具有相同的效果,但效果不如碳酸钾显着;氧化锌和二氧化钛溶胶是很好的金红石型转化促进剂,它能够显着下降金红石型转化时所需求的温度,特别是二氧化钛溶胶能够使二氧化钛粒子生长得比较规矩,成为浑圆形的颗粒,但氧化锌参加过多会使涂料泛黄、变稠,这一点用铝盐能够补偿氧化锌的缺陷,但煅烧时的温度比氧化锌高。
偏钛酸中的某些杂质离子,对二氧化钛粒子的添加和晶型转化也有必定的影响,一些负离子(阴离子)对粒子的添加和晶型转化起阻止效果,它们的效果与阴离子的体积有关,其阻止效果的次序依次为Cl-<SO42-<PO43-.有些金属氧化物不只影响产品白度,并且对粒子的添加和晶型转化有促进效果,它们的氧化铜、氧化钴、氧化镍、氧化锰、氧化铬等,其间氧化铜的促进效果最大。
5、煅烧时产品质量的操控和分析
假如煅烧产品色彩好、消色力低,这说明温度梯度大,加热速率快,应设法使温度梯度陡峭下来;
假如煅烧产品色彩差、消色力低、粒子较硬,这是煅烧过度的信号,应下降煅烧温度,使第1点温度降下来,待色彩好转后,再调整温度梯度使消色力逐渐进步;
假如煅烧产品色彩差但消色力好,这说明第1点温度高,在坚持消色力的状况下,逐渐下降第1点的温度,然后再调整温度梯度。
煅烧操作的一条重准则就是“安稳操作”,当发作问题时不要急于动它,更不能频频的调整温度、进料量和风量,每调整1次温度至少距离1h,在第1次调整没有显着效果之前,不能立刻作第2次调整,每次调整的起伏不能超越±5℃。
在煅烧操作进程中假如发作质量俄然下降,很或许是煅烧操作自身的问题或盐处理配方发作了改动(或盐处理拌和不均匀)假如产品质量呈缓慢下降的趋势,问题一般出在偏钛酸自身的质量问题,包含前面水解、晶种、钛液的质量等形成的影响。
转窑的转速、物料的填充量、物料的水分含量等,对煅烧产品的质量也有影响,这些参数的调整也不能过于频频或起伏太大,例如进料量的调整一天不宜超越2次,每次不要>5%。
平常操作时查看煅烧产品的质量,主要是调查产品外观、颗粒的松软程度或松懈比、pH值、消色力的晶型转化率等,然后依据以上成果分析,再调整温度、温度梯度和进料量等,其间晶型转化率需求专门的X衍射仪来测定。最近英国二氧化钛集团,在欧洲专利申请揭露0767222A2中介绍,在转窑的窑头安装了1台Raman光谱仪,依据锐钛型和金红石型的不同谱线来调查晶型转化进程,这样能够随时监控内物料的晶型转化状况。
6、反转窑的开泊车注意事项
煅烧用的反转窑是钛生产中单台设备造价最高的设备,应该细心操作、细心保护。新窑耐火砖的挑选和砌炉质量很重要,开车前的烘窑操作相同也很重要,砌炉用的耐火砖要妥善保管,不能受潮,也不能碰坏,最好天然风干2周后再砌,这样能够尽量拔除耐火砖内部的水分,使耐火砖的温度均匀上升,避免在升温时水分蒸腾过快,形成耐火砖开裂。初次焚烧烘窑时,窑内温度不能超越100℃,然后以每班(8h)10℃的速率升至400℃,今后就能够按每班50℃的速率升温,平常检修、互换部分耐火砖时的升温速率可相对快一些。
开窑焚烧时应先滚动窑体,翻开风机向窑内吹入新鲜空气,避免窑内残留可燃性气体天焚烧时发作爆炸,假如一次焚烧不成,应立即封闭燃料阀门,持续向窑内吸入新鲜空气,待可燃性气体排掉后才干第2次焚烧。
方案停窑时应缓慢削减进料量,待物料快出完时渐渐削减燃料和空气量,待悉数出完料后,再渐渐下降温度,熄火后窑体仍要坚持滚动,直至拉近常温后才干中止滚动,既使长时间闲置不用也要定时滚动窑身,避免因重效果而变形。
因事端(如停电、停气、燃油系统故障)需求紧迫停窑时,应立即封闭燃料阀门和进料泵,坚持通风,设法使用备用电源或机械传动装置,使窑体持续滚动,避免高温下长时间静止不动窑体发作变形,此刻未烧透的物料应分隔寄存,不得混入正常产品中。