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钛石膏处理

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钛石膏处理百科

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熟石膏粉

2019-01-03 09:36:39

熟石膏粉  在建筑业中用作建筑物墙面的粉刷材料、抹面材料及用于制作熟石膏预制件,可制成各种规格的石膏板、楼房隔墙、天花板及其他各种石膏预制件等;在陶瓷工业中用于制作各种陶瓷模具;在铸造工业中用于制造作铸模;在医学上用于制造牙科模具或外科手术固定等。在工艺美术中可作艺术塑像等。

钛的表面处理技术

2019-01-25 13:37:11

钛在高温下易于与空气中的O、H、N等元素及包埋料中的Si、Al、Mg等元素发生反应,在铸件表面形成表面污染层,使其优良的理化性能变差,硬度增加、塑性、弹性降低,脆性增加。    钛的密度小,故钛液流动时惯性小,熔钛流动性差致使铸流率低。铸造温度与铸型温差(300℃)较大,冷却快,铸造在保护性气氛中进行,钛铸件表面和内部难免有气孔等缺陷出现,对铸件的质量影响很大。     因此,钛铸件的表面处理与其它牙用合金相比显得更为重要,由于钛的独特的理化性能,如导热系数小、表面硬度、及弹性模量低,粘性大,电导率低、易氧化等,这对钛的表面处理带来了很大的难度,采用常规的表面处理方法很难达到理想的效果。必须采用特殊的加工方法和操作手段。    铸件的后期表面处理不仅是为了得到平滑光亮的表面,减少食物及菌斑等的积聚和粘附,维持患者的正常的口腔微生态的平衡,同时也增加了义齿的美感;更重要的是通过这些表面处理和改性过程,改善铸件的表面性状和适合性,提高义齿的耐磨、耐蚀和抗应力疲劳等理化特性。 一、 表面反应层的去除     表面反应层是影响钛铸件理化性能的主要因素,在钛铸件研磨抛光前,必须达到完全去除表面污染层,才能达到满意的抛光效果。通过喷砂后酸洗的方法可完全去除钛的表面反应层。     1. 喷砂: 钛铸件的喷砂处理一般选用白刚玉粗喷较好,喷砂的压力要比非贵金属者较小,一般控制在0.45Mpa以下。因为,喷射压力过大时,砂粒冲击钛表面产生激烈火花,温度升高可与钛表面发生反应,形成二次污染,影响表面质量。时间为15~30秒,仅去除铸件表面的粘砂、表面烧结层和部分和氧化层即可。其余的表面反应层结构宜采用化学酸洗的方法快速去除。     2. 酸洗: 酸洗能够快速完全去除表面反应层,而表面不会产生其他元素的污染。HF—HCl系和HF—HNO3系酸洗液都可用于钛的酸洗,但HF—HCl系酸洗液吸氢量较大,而HF—HNO3系酸洗液吸氢量小,可控制HNO3的浓度减少吸氢,并可对表面进行光亮处理,一般HF的浓度在3%~5%左右,HNO3的浓度在15%~30%左右为宜。 二、铸造缺陷的处理     内部气孔和缩孔内部缺陷:可等热静压技术(hot isostatic pressing)去除, 但对义齿的精度会产生影响,最好用X线探伤后,表面磨除暴露气孔,用激光补焊。表面气孔缺陷可直接用激光局部焊接修补。 三、研磨与抛光     1. 机械研磨: 钛的化学反应性高,导热系数低,粘性大,机械研磨研削比低,且易于磨料磨具发生反应,普通磨料不宜用于钛的研磨与抛光,最好采用导热性好的超硬磨料,如金刚石、立方氮化硼等,抛光线速度一般为900~1800m/min.为宜,否则,钛表面易发生研削烧伤和微裂纹。     2. 超声波研磨: 通过超声振动作用,使磨头和被研磨面间的磨粒与被研磨面产生相对运动而达到研磨、抛光的目的。其优点在于常规旋转工具研磨不到的沟、窝和狭窄部位变得容易了,但较大的铸件研磨效果还不能令人满意。     3. 电解机械复合研磨: 采用导电磨具,在磨具与研磨面之间施加电解液和电压,通过机械和电化学抛光的共同作用下,降低表面粗糙度提高表面光泽度。电解液为0.9NaCl,电压为5v,转速为3000rpm/min.,此方法只能研磨平面,对复杂的义齿支架的研磨还处于研究阶段。 [next]    4. 桶研磨:利用研磨桶的公转与自转所产生的离心力,使桶内的义齿与磨料相对摩擦运动而起到降低表面粗糙度的研磨目的。研磨自动化、效率高,但只能降低表面粗糙度而不能提高表面光泽度,研磨的精度较差,可用与义齿精抛光前的去毛刺和粗研磨。     5. 化学抛光:化学抛光是通过金属在化学介质中的氧化还原反应而达到整平抛光的目的。其优点是化学抛光与金属的硬度、抛光面积与结构形状无关,凡与抛光液接触的部位均被抛光,不须特殊复杂设备,操作简便,较适合于复杂结构钛义齿支架的抛光。但化学抛光的工艺参数较难控制,要求在不影响义齿精度的情况下能够对义齿有良好的抛光效果。较好的钛化学抛光液是HF和HNO3按一定比例配制,HF是还原剂,能溶解钛金属,起到整平作用,浓度<10%, HNO3起氧化作用,防止钛的溶解过度和吸氢,同时可产生光亮作用。钛抛光液要求浓度高,温度低,抛光时间短(1~2min.)。     6. 电解抛光:又称为电化学抛光或者阳极溶解抛光,由于钛的电导率较低,氧化性能极强,采用有水酸性电解液如HF—H3PO4、HF—H2SO系电解液对钛几乎不能抛光,施加外电压后,钛阳极立刻发生氧化,而使阳极溶解不能进行。但采用无水氯化物电解液在低电压下,对钛有良好的抛光效果,小型试件可得到镜面抛光,但对于复杂修复体仍不能达到完全抛光的目的,也许采用改变阴极形状和附加阴极的方法能解决这一难题,还有待于进一步研究。 四、钛的表面改性     1. 氮化:采用等离子体渗氮、多弧离子镀、离子注入和激光氮化的等化学热处理技术, 在钛义齿表面形成金黄色TiN渗镀层,从而提高钛的耐磨性、耐腐蚀性和耐疲劳性。但技术复杂,设备昂贵,用于钛义齿的表面改性很难达到临床实用化。     2. 阳极氧化:钛的阳极氧化技术较为容易,在一些氧化性介质中,外加电压的作用下,钛阳极可形成较厚的氧化膜,从而提高其耐腐蚀性和耐磨性和耐候性。阳极氧化的电解液一般采用H2SO4、H3PO4和有机酸水溶液。    3. 大气氧化:钛在高温大气中可形成较厚坚固的无水氧化膜,对钛的全面腐蚀、间隙腐蚀都有效,方法比较简便。 五、 着色     为了增加钛义齿的美感、防止钛义齿在自然条件下的继续氧化的变色,可采用表面氮化处理、大气氧化和阳极氧化法表面着色处理,使表面形成淡黄色或金黄色,提高钛义齿的美感。阳极氧化法利用钛的氧化膜对光的干涉作用,自然发色,可通过改变槽电压在钛表面形成多彩的颜色。 六、 其他表面处理     1: 表面粗化:为了提高钛与饰面树脂的粘结性能,必须对钛表面进行粗化处理,提高其粘结面积。临床上常采用喷砂粗化处理,但喷砂会造成钛表面的氧化铝的污染,我们采用草酸刻蚀的方法,得到良好的粗化效果,刻蚀1h表面粗糙度(Ra)可达到1.50±0.30μm,刻蚀2h Ra为2.99±0.57μm,比单独喷砂的Ra(1.42±0.14μm)提高一倍多,其粘结强度提高了30%。     2: 抗高温氧化的表面处理:为了防止钛在高温下的急剧氧化,在钛表面形成钛硅化合物及钛铝化合物,可防止钛在700℃以上温度下的氧化。这种表面处理对钛的高温氧化非常有效,也许钛表面涂覆这类化合物,对钛瓷结合有利,仍须进一步研究。

石膏的原材料

2019-03-05 09:04:34

(一)生石膏  生石膏一般指天然二水石膏,也称为软石膏。是出产建筑石膏最主要的质料。生石膏粉加水不硬化、无胶结力。  (二)化工石膏  指含有二水硫酸钙及CaSO4混合物的化工副产品。如出产磷酸和磷肥时的废料称为磷石膏;出产时的废料称为氟石膏等。此外还有盐石膏、芒硝石膏、钛石膏等,也可作为出产建筑石膏的质料,但功能不及用生石膏制得的建筑石膏。  (三)硬石膏  指天然无水石膏,分子式CaSO4。不含结晶水,与生石膏不同较大。一般用于出产建筑石膏制品或添加剂。这儿不作具体介绍。

石膏的分级和用途

2019-01-04 09:45:45

石膏在中国现代工业中,年产量的93%用作水泥缓凝剂。水泥中加入石膏,可使其凝结时间合理,避免快凝现象,并可提高强度和抗冻性,降低干缩率,但其掺入量一般不超过3.5%。用石膏制作的板材、墙体构件等建筑制品,具有质轻、抗震、隔音、隔热、阻燃、装饰性能好,便于高效机械化生产,提高施工速度等诸多优点,已成为一种发展迅速的新型建筑材料,需求量日益增长。 用石膏作建筑胶结材料,用于建筑砂浆和隔热混凝土,制作屋面、瓦及天花板等。石膏在造纸、油漆、橡胶、化工、塑料、纺织工业中用作填料。缺硫地区可用以制硫酸,但不经济。在农业上用石膏做钙、硫养料,可提高农作物产量。此外,石膏还广泛应用于医药、食品、制作模型及艺术品等诸多方面。 不同用途对石膏的种类、含量有不同的要求,石膏的分级和用途见表4.18.2。 不同用途对石膏矿石中的杂质也有不同的限制,如纸面石膏板对K、Na、Cl含量;医用及食品用石膏对As、S、Se、Cr、F、Cl、MgCl2的含量;建筑、医用及食品对石膏中的放射性元素的含量均有限制,可在具体指标中确定。 表 4.18.2石膏的分级和用途

石膏纤维的生产及市场开发

2019-03-04 11:11:26

一、石膏纤维的分类 我国矿业大学和江苏省榜首工业规划院的科研人员自从1987年在江苏省徐州市发现石膏纤维至今20余年,从工艺到配备,进行了很多的研讨、规划和实验,把握了多种出产石膏短纤维和长纤维的工艺技能,成功规划出了单条出产线为5~30万t/a四种规划的全套自动化出产配备。其运用质料可所以天然石膏,也可所以脱硫石膏等各类化学石膏。这项技能将为厂商大规划开发石膏纤维材料供给牢靠的技能确保。 石膏纤维能够分为三大类。 (一)石膏短纤维:亦称为石膏晶须。首要运用于橡胶、塑料、涂料、粘结剂等要求细度在0.3mm以下的职业。界定纤维长度在0~300μm之间。依照结晶水含量、运用范畴、白度、细度、改性剂的不同,能够详细分类为几十个规格种类。 (二)石膏中长纤维:亦称为石膏纸浆。首要运用于造纸和纸制品职业。界定纤维长度在0.2~3.0mm之间。依照结晶水含量、运用目标、白度、细度、改性剂的不同,也能够详细分类为几十个规格、种类。 (三)石膏长纤维:亦称为石膏绒。首要运用于纤维长度要求高的职业。例如:保温、保健、纺织等。界定纤维长度大于3.0mm。相同也能够详细分类为几十个规格种类。 二、石膏纤维出产工艺与设备 石膏纤维的出产工艺,依据运用质料的类别不同,能够分为二类。 (一)化学组成法:出产质料为化工材料。长处是产品纯度高、色彩白,但存在出资较大、本钱较高的问题,合适短少矿藏质料或需求出产高纯度石膏纤维的当地组织出产。 (二)矿藏转化法:出产质料为天然矿石的化学生成物。矿藏转化法出产质料足够、报价低廉、出资较省、本钱很低,商场竞争力强,但产品纯度取决于出产质料,产品白度受质料和出产设备的影响显着,需求依据商场要求挑选不同的矿源。 工业实验证明:脱硫石膏、磷石膏等化学石膏和工业废模石膏等再生石膏都可用于出产石膏纤维。 本文首要介绍矿藏转化办法。 (一)液相法 液相法也称为水溶液转化法,它是将石膏粉料依照必定的份额参加到水溶液之中,依照特定的配方和技能条件出产石膏纤维的工艺办法。 其化学原理方程式如下: CaSO4·2H2O→CaSO4·l/2H2O+3/2H2O(汽或液) CaSO4·l/2H2O→CaSO4+l/2H2O 液相法用于工业规划首要有以下两种工艺: 1、自动化接连出产工艺 规划选用专用的自动化接连出产线,石膏浆体在塔式出产线中顺次完结活化、转晶、稠密、脱水、枯燥、改性等工艺进程,自动化程度高,产品质量安稳,出产能力大,能量消耗低。现在,定型的出产线有5万t/a、10万t/a、20万t/a、30万t/a等四种规格的技能配备。 2、接连出产工艺 接连出产工艺选用多个单体压力容器组成出产线,各个出产进程分别在不同的设备中完结。这种出产工艺适宜于中、小型厂商组织出产。现在,定型的出产规划有:l、2、5万t/a等多种规格的技能配备。 (二)固相法 固相法也称为干法、半干法出产工艺,它是将石膏粉料或块料经化学处理和工艺处理后,依照特定的出产技能条件制造石膏纤维的工艺办法。 固相法用于工业规划有以下两种工艺: 1、塔式出产工艺 出产线的关键设备是特种不锈钢材料制造的反应塔,石膏在反应塔出产线中顺次完结活化、转晶、脱水和屡次改性、枯燥等工艺进程,生成高质量的石膏纤维,石膏纤维的长度能够经过调整工艺有效地加以操控。可用以出产多种不同规格的石膏纤维。出产能力大,能量消耗低,产品质量安稳,出资效益好,适宜于出产中、高层次的产品。现在定型的出产线有:2、5、10、20万t/a等四种规格的技能配备。 2、卧式出产工艺 这种工艺选用特种容器钢或特种不锈钢制造卧式反应釜,石膏在反应釜中完结转晶,生成半水石膏纤维,再经过屡次改性、枯燥等工艺进程,生成契合质量要求的石膏纤维。设备单体出产能力为l万t/a,更大的规划需求多台设备并联。这种出产工艺的特点是出资比较节省,产品改变简略,出产本钱低。适宜于出产中、低层次的产品。 以上四种出产工艺的关键技能设备和全套的自动化出产线,已经由江苏一家资深化工设备厂研发威功,2年前已开端批量供货并供给安全确保和装置、调试效劳。    以上工艺都能以脱硫石膏为质料组织出产。其间特别适用于脱硫石膏出产纤维材料的工艺技能是液相法的全自动化出产线和固相法的卧式釜出产线。 三、产品用处及商场 石膏纤维是一种对人体无害的矿藏纤维,功能优秀、用处非常广泛,具有非常宽广的商场前景。其运用范畴有以下几个方面: (一)用作建筑材料 众所周知,纤维材料是材料工业中的前沿科技。其间,就工艺技能而言,石膏纤维是一切纤维材料中最简单完成的一种,它出资少、规划大、本钱费用低,功能优胜,能够广泛地用作建筑材料。①用于很多出产各种纤维板材,如石膏绝缘板、装修板、代木板等,替代木制品,削减森林破坏;②用于制造粉刷石膏、粘结石膏、嵌缝石膏及石膏腻子等石膏功能性材料,大大进步石膏建筑材料的功能,削减纸纤维和化学纤维的运用量,节省资源和本钱;③用作钢筋混凝土的增强增韧材料;④作为沥青路面的增强增韧材料,对进步沥青的软化温度有着显着的效果;⑤替代玻璃纤维,化学纤维,羊毛和棉、麻等动、植物纤维用于传统纤维的运用范畴;⑥用作保温、保冷材料以及涂料、装修材料等范畴。 (二)用作造纸质料 石膏纤维能够广泛用作造纸质料,它不光能够替代填料,也能够部分或悉数替代纸浆,用于出产各类纸张 石膏纤维普氏硬度为2,与滑石类似,一般不含硅质成分,对2000m/min高速纸机的影响甚微;石膏纤维的长度能够操控,其间0.2~3.0mm长度的纤维,与天然纤维长度适当,而力学功能、不燃功能比天然纤维好的多;未经处理的石膏纤维,柔韧度略差,但能够经过改性进步,超越天然纤维。因而,石膏纤维本身的优胜功能,必将使它成为造纸工业的首要质料。 (三)用作塑料、橡胶的增强剂或功能性填料。石膏短纤维是橡胶、塑料等化工产品的质料,它能够作为多种制品的填充剂和增强剂。它以纤维状材料替代传统粉状的钛、立德粉、白炭黑等材料,能够用在制鞋、轮胎等橡胶制品中,补强效果非常显着,不光能够节省制品的本钱,还能够显着进步产品质量。 石膏纤维在塑料造粒时运用,不光使制品本钱下降,还能够增强塑料粒子的强度,进步材料的耐高温功能及尺度安稳性。2008年头,广东某组成材料研讨院运用石膏短纤维进行实验,实验成果:①硫酸钙晶须在PP中的增加量为30%,在PA6中的增加量为40%以下时,材料的拉伸强度、曲折强度、曲折模量、热变形温度等目标,跟着硫酸钙晶须含量的增加而增加,材料本钱跟着硫酸钙晶须含量的增加而下降;②因为相容系统的量必定,当硫酸钙晶须增加量较大时,相容系统的增加量需有所增加;③硫酸钙晶须能够作为增强剂运用,XCPP、PA6都能起到显着的增强效果。 (四)用于冲突材料。 石膏纤维无毒,合适替代石棉作为冲突材料。有些西方国家已制止在冲突材料中运用石棉,特别是轿车冲突片。而运用石膏纤维替代石棉,不光能够进步冲突系数的安稳性及耐磨性,也能够削减污染,进步出口。 (五)用于涂料和油漆的出产。石膏纤维白度好,参加石膏纤维的涂料和油漆附着能力强、耐温、绝缘性好,本钱下降。 四、出资效益分析 石膏纤维在我国具有宽广的运用范畴和极大的商场前景。现在国内商场上石膏短纤维(石膏晶须)的报价为1.2万元/t左右。估计将来石膏纤维很多上市之后,差异不同的种类质量,石膏纤维的国内供应报价会在2000~9000元/t之间起浮,单个特需的石膏纤维报价在10000~30000元/t之间。而国内天然石膏矿石的报价一般只要30~150元/t,最好的石膏也不超越500元/t;脱硫石膏的报价更低,一般只要5~50元/t,最高的也不超越100元/t;石膏粉的报价一般为120~500元/t,最好的石膏粉一般也不超越1500元/t。假如选用液相法自动化接连出产工艺,运用脱硫石膏为质料,建造一座20万t/a出产规划的石膏纤维厂,出资费用大体在3000~5000万元,建造工期为1年,按石膏纤维价格2 000元/t核算,年产值可高达4亿元/a。 假如选用固相法塔式出产工艺,运用天然石膏为质料,建造一座10万t/a出产规划的石膏纤维厂,出资费用大体在2000~3000万元,建造工期为1年,按石膏纤维价格5000元/t核算,年产值可高达5亿元/a。 现在,石膏纤维在我国尽管仍是一种新兴产业,可是社会急迫的需求态势将催生这一新兴产业的快速强大。

吊顶装修选材攻略 石膏板PK铝扣板

2019-01-08 17:01:46

吊顶在家装中是比较常见的装修项目,日常生活中我们总是会不经意间的接触房顶,因此做一个美观的吊顶就显得十分必要了。不过吊顶装修的原材料十分多样,到底哪种装修材料更好呢,下面我们一起来对比一下。 吊顶装修材料大PK 吊顶装修材料有矿棉板、石膏板、木板、PVC塑料扣板、玻璃、金属等多种,其中较常用的两种材料是石膏板和铝扣板。 石膏板VS铝扣板 石膏板也分为很多种类,有纸面石膏板、装饰石膏板、纤维石膏板、空心石膏板条等。石膏板的质量轻巧、能够隔绝热量、吸收噪音,而且不易燃还可以任意割锯,装饰效果比较好,但是少有的缺点就是不防潮。因此石膏板一般都作为客厅、卧室书房等空间的吊顶材料,而不能用于厨卫的吊顶装修。现在用石膏板做吊顶平均价格在150-300元/平米,当然这也与你选择吊顶样式有关,不能一概而论。 铝扣板的锋利啊比较简单,主要是两大类直角铝扣板和斜角铝扣板。铝扣板不仅能防火防潮,还能防腐抗静电、吸音隔音,是目前较好的吊顶材料,但是铝扣板吊顶的装饰性不如石膏板吊顶强,而且不耐脏易变形,所以比较常用于厨房和卫生间的吊顶装修。一般铝扣板装修的平均价格在150-250元/平米,各城市会有不同但差别不大。 看看别人家的吊顶是怎么做的 在挑选吊顶建材的时候,大家会根据不同的空间、功能以及用途来选择。看看这些业主他们是怎么根据不同的空间选择吊顶建材的。 石膏吊顶造流线型设计 现在家居装修中大部分家庭都选择石膏板吊顶,这些吊顶通常都是以木龙骨、硅酸钙板和夹板造型,而流线造型的吊顶更是非常受装修业主们的欢迎。一个74平方米中式风格小复式楼房,楼梯、客厅等地方的吊顶采用流线型设计,整个家居的吊顶使用30x40mm木龙骨、金福牌8MM硅酸钙板、9MM夹板等材料,整个吊顶装修造价约为10042元。 铝扣吊顶适合厨卫空间 铝扣板吊顶多用于厨卫装修,主要是因为它的防水耐潮性好,而且无论是大户型、小户型还是复式结构的房屋,用铝扣板做厨卫吊顶都不会现则突兀,而且铝扣板吊顶的造价相对较低。

钛矿物

2019-01-30 10:26:34

已发现二氧化钛含量大于1%的钛矿物有140多种,但从储量和品位来看,至今只有钛铁矿和金红石以及作为混合矿物的白钛石(钛铁矿风化产物),具有开采价值,锐钛矿(金红石的变体)、钙钛矿和榍石矿床只具有较小的经济价值。几种主要钛矿物见下表。 表  重要钛矿物表矿物化学式TiO2理论含量%密度g∕cm2硬度颜色钛铁矿(ilmenite)FeTiO352.664.5~5.65~6铁黑至淡褐黑或 钢灰色金红石(rutile)TiO2100.004.5~5.26~6.5淡红褐、血红、 淡黄、淡蓝、紫、 黑等色锐钛矿(octahcdrfte)TiO2100.003.82~3.955.5~6黄褐、蓝、黑等色板钛矿(broekite)TiO2100.003.78~4.085.5~6发褐、淡黄、淡红、 淡红褐、铁黑等色白钛矿(leucosphenite)TiO2·nH2O~943.5~4.54~5.5白、黄、褐等色钙钛矿(perovskite)CaTiO358.003.97~4.065.5淡黄、淡红褐、 灰黑等色榍石(titanite)CatisiO540.83.4~3.65~5.5褐、灰、黄、绿、 紫红及黑色等

含钒四氯化钛泥浆的处理技术

2019-02-15 14:21:16

不管哪一种方法,在精制除钒进程中都发生含钒(VOCI2)、高沸点杂质的TiCl4泥浆,其处理难度较大。    铝粉除钒的TiCl4泥浆按国外熔盐氯化的经历,是返回到独立的熔盐炉中处理。首要收回TiC14,之后通人C12,使VOC12从头转变成VOC13、VC14,经冷却、冷凝、收回,再制成V2O5,做到综合利用,变废为宝。    国内铜丝球除钒工艺,因铜复原后生成的VOCI2被吸附在铜丝球上,定时用HCI,清水清洗,没有办法收回钒,操作环境恶劣,影响环境。法除钒的泥浆需求独自的蒸腾设备收回TiCl4,其固体杂质弃去处理。有机物除钒的TiC14泥浆选用接连返氯化炉处理的工艺收回TiC14,钒渣(VOC12)落人氯化钒渣桶中一块被净化处理。工艺简略接连,处理才能大,节能作用非常好。含钒泥浆的处理工艺流程如图所示。    该技能已由锦州钛厂申获发明专利。    几种除钒工艺比较见下表。

水合二氧化钛的盐处理

2019-02-13 10:12:33

经水洗净化后的水合二氧化钛是一种无定型的二氧化钛水合物,表面吸附许多的水和硫酸醉(SO3),假如直接进行煅烧需求较高的温度,不只粒子简略烧结、变硬、乃至泛灰黄相,假如温度低硫脱不尽,pH,消色力、吸油量都欠好,因而在出产颜料级钛时,煅烧前需求在水合二氧化钛中参加盐处理剂,又称矿化剂,这一处理进程称为盐处理或前处理。     经过盐处理能够在较低的温度下,操控水合二氧化钛的煅烧进程,使其粒子的巨细、颗粒的松软适中,使产品具有白度好、消色力高、吸油量低、遮盖力强、易涣散的优质二氧化钛颜料。一起盐处理剂还具有晶型促进剂的作用,在出产金红石型钛时能够坚持较高的金红石型转化率;在出产锐钛型钛时能按捺它向金红石的型转化,防止出产出混晶型的产品。有的盐处理剂还能改动钛的耐候性、抗粉化性,乃至能够出产出各种底相的钛。盐处理和水解、表面处理相同,是规划出产不同类型、不同规格二氧化钛颜料的三个首要手法之一。     1.金红石型钛的盐处理剂 金红石型钛能够经过锐钛型二氧化钛在高温下热转化取得,这种相改变是不行逆的,并且温度很高(1050℃以上),在这样高的温度下,二氧化钛粒子简略烧结变硬,发生晶格脱氧导致外观暗淡、泛黄,这是生颜料级钛所不需求的。碱金属和碱土金属是优秀的金红石型促进剂(或称为正催化剂),并且其阳离子的半径越小,金红石型的转化促进作用越强。现在其作用机理还不太清楚,一般以为盐处理后的二氧化钛在煅烧时,一种物质(盐处理剂)溶解在另一种物质(二氧化钛)中构成固溶体,这种溶解进程与相转位有关,并且2种物质的晶型几许结构类似才有或许,即2种物质晶格中存在着面向间隔很近的原子平面,并与金红石的面相挨近,在锐钛型向金红石型化时起着钛原子的定向定位作用,然后加速了向金红石型转化的速度,这一点在研讨NiO促进金红石型转化进程中得到证明。     能够促进锐钛型向金红石晶型转化的促进剂许多,有锌、钛、锑、锡、铝、镁、、铋、锂、镍、硼等元素的氧化 物、氢氧化物或盐类,工业出产中金红石型的晶型转化剂首要有如下几种:     (1)锌 盐     锌盐是很强的金红石型促进剂,也是最常用的金红石型盐处理剂,首要以氧化锌、硫酸锌和氯化锌的方式参加。 锌盐的最大长处是具有很强的耐候性的抗粉化功能,能够下降锐钛型向金红石型转化时的温度,例如在850℃参加二氧化钛0.5%~1.0%(质量)的氧化锌,就能够使锐钛型彻底转化成金红石型,防止温度过高形成粒子烧结、失光、变色。     例如我国曾许多进口运用的日本石原工业株会社的R-930、R-820、R-830都归于抗粉化性通用型钛,它们制作工艺上的一个一起特色就是在煅烧前的盐处理时,增加锌盐作为晶型促进剂和晶型稳定剂。这类品牌的钛在ISO-591国际标准的分类中归于R2类;在ASTM-D-476的分类中归于第Ⅳ类;在日本JISK-5116中的分类归于金红石第3类。     可是锌盐在促进锐钛晶型向金红石晶型转化的一起,也会大大地促进二氧化钛粒子的增加而影响消色力的进步,并且用其处理后的产品在涂猜中运用时底层色相泛细微的红相,或由于ZnO的碱性作用使涂料的粘度增加、贮罐稳定性下降,因而在运用ZnO做盐处理剂时要增加其他辅佐处理剂,对某些特殊要求的产品,在煅烧后还要进行酸洗,至少除掉60%的锌后才干运用。     (2)二氧化钛溶胶     二氧化钛溶胶即一般为煅烧晶种、外加晶种(二次晶种)。二氧化钛溶胶是仅次于氧化锌的金红石型促进剂,它的促进剂才能虽不如氧化锌,但它没有氧化锌上述的特色,更重要的是它能进步产品的消色力、改进煅烧时二氧化钛的粒子形状,使颗粒油滑规整、松软不易烧结,从钛的颜料功能视点来讲是非常难能可贵的长处,因而简直每一个品牌的金红石型钛都要增加二氧化钛溶液,其用量以TiO2计为2%~5%,缺点是制备工艺比较复杂。     (3)镁 盐     镁盐首要运用氧化镁,它不但能对金红石型的转化有必定的促进作用,并且在煅烧时能加速煅烧产品到达中性pH值时的时刻,然后相对缩短了金红石型转化所需求的时刻。缺点是参加过多不只作用不明显,并且会使产品色相泛红。表1为氧化镁对煅烧时pH值的影响。[next]     从表1能够看出MgO加量过多、过少作用都不大,一般加量以TiO2的0.2%(质量)为好。 表1                   氯化镁对煅烧时pH值到达时刻的影响盐处理条件(增加量,TiO2的%)温度/℃到达中性时刻/minMgO,0.2;TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,0.287040MgO,2.1;TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,0.287070MgO,0.2;TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,0.287030MgO,0.1;TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,0.287070TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,0.2870达不到TiO2溶胶,2;K2CO3,1;ZnO,1.087030     (4)锂 盐     锂盐,特别是氯化锂对金红石型的促进作用非常激烈,可是由于它稀疏、贵重,工业出产中很少选用。     (5)锡 盐     氧化锡和也是金红石型的正催化剂,对进步产品的白度也有利,但工业用颜料级钛中很少运用,首要用于出产金红石型的云母珠光二氧化钛颜料。    (6)锑 盐     氧化锑和氧化锌相同是最早用于金红石型的促进剂,但它的金红石型促进转化作用不如氧化锌强,仅靠氧化锑是无法在低温下转化成金红石型的,可是参加少数氧化锑(0.1%以下)可使产品略带蓝相,进步漆膜的光泽度。     (7)硼 盐     英国拉普特(Laport)公司从前做过实验,在偏钛酸中参加1%的磷酸硼比不加磷酸硼的偏钛酸,在相同温度下煅烧,其金红石型的转化率可进步50%以上,但工业出产顶用的不多。     (8)钠 盐 氯化钠和硫酸钠也是金红石型的正催化剂,它对调整粒子的形状有长处,但它对金红石型的促进作用远不如锌盐,并且产品消色力不高,所以现在已很少选用。     2.金红石型钛的晶型稳定剂     晶型稳定剂又称晶粒调整剂,或金红石型辅佐增加剂,它的首要作用是使金红石型的转化速度不至于过快,使产品粒子松软、油滑、并赋于其他特征(耐候性、增白、蓝色底持平),常用的晶型稳定剂有如下几种。     (1)铝 盐     铝盐是最常用的金红石晶型稳定剂,铝盐其实是一种金红石型的负催化剂,它对锐钛型转化成金红石型的进程有按捺作用,运用铝盐时的转化温度比锌盐约高150℃左右。铝盐最大的长处在于它能够在较高的温度下煅烧(1000~1100℃),产品白度依然较好,产品颗粒细密、耐候性好,在不能运用锌盐的产品中往往都用铝盐来替代。铝盐的另一个长处是,在用铌(Nb2O5)含量较高的钛铁矿为质料出产出来的水合二氧化钛中,参加三价铝能够补偿铌的第5个电子,按捺铌向二氧化钛晶体表面离析,防止铌的光吸收作用而影响白度,铝盐一般以硫酸铝的方式参加。     (2)钾 盐     钾盐是金红石型钛不行短少的晶型稳定剂,它归于金红石型负催化剂中一种,运用钾盐能够按捺金红石型的转化速度、下降脱硫温度、防止粒子烧结长大、改进颜料功能、进步消色力,由于它还能使煅烧后的产品颗粒松软,有时也把这类碱金属增加剂称为“软化剂”。钾盐一般以碳酸钾,硫酸钾或的方式参加,碳酸钾在盐处理时能够中和偏钛酸中的游离酸,使产品在煅烧时到达中性,反响生成CO2和H2O蒸发时能使产品疏松,对进步白度也有长处。      (3)磷酸或磷酸盐     磷酸和磷酸盐一般以磷酸和磷酸铵(一元或二元)的方式参加,它们也是金红石型的负催化剂,少数P2O5在煅烧时能够进步产品的白度,使产品柔软好破坏,但参加量过多会形成消色力下降,漆用功能欠好。     (4)其他增加剂     V2O5、WO3、MoO3、a-Fe2O3、Fe3O4乃至某些有机酸等都有促进金红石型转化的作用,并且这些氧化物的熔点比二氧化钛越低,促进作用越大,可是上述氧化剂都 会使产品变色,因而工业出产中一般不选用。[next]     3.锐钛型钛的盐处理剂     (1)钾 盐     钾盐首要以碳酸钾、硫酸钾的方式参加,在煅烧进程中能够阻滞锐钛型向金红石型转化,它能下降煅烧温度,进步产品的白度和消色力,并随钾离子的增加煅烧温度逐步下降,这首要是碱性的钾离子使脱硫速度加速,实验证明,每100gTiO2参加0.0175gk+,能够取得最佳的消色力,可是钾盐参加过多会使颜料的亲油功能下降,并使产品的水溶性盐增加,影响产品的漆用功能。     除碳酸钾和硫酸钾外还能够运用(KClO3),它的作用是在煅烧时分解出氧,使煅烧进程坚持在氧化性气氛中进行,别的它还能够把偏钛酸中残留的三价钛氧化成四价钛,防止贱价钛形成二氧化钛的晶格缺点而影响产品的光学功能。 别的钾盐的存在有时会使二氧化钛呈碱性反响(pH=7.5~8),这是由于钾盐与偏钛酸反响生成的钛酸钾水解形成的。     (2)磷酸盐     磷酸盐首要以磷酸铵或磷酸氢二铵的方式参加,它和钾盐相同是锐钛型首要晶型稳定剂。由于在煅烧时磷不会进入TiO2的晶格,而是吸咐在其表面,跟着TiO2粒子的增加和集合,表面上的磷酸盐会阻挠粒子进一步长大,使其维持在必定的粒径范围内,这也是锐钛型的粒径比金红石型小的原因之一。磷酸盐在煅烧时还能防止产品中混入金红石型,并有必定的耐候性。此外磷酸可与偏钛酸中的铁反响生成白色的磷酸铁和淡黄色的磷酸高铁,防止生成棕赤色的氧化铁,而具有辅佐改进产品白度的作用。其化学反响式如下:                              3FeSO4+2H2PO4→Fe3(PO4)2+3H2SO4                              Fe(OH)3+H3PO4→FePO4+3H2O     磷酸参加量过多会影响产品的消色力,并且使偏钛酸的酸性增强而增加了脱硫的困难。     (3)锑 盐     在锐钛型钛中参加锑盐(Sb2O3),它能够与物猜中的铁生成偏锑酸铁,有遮盖铁的作用,可改进产品光泽,进步耐候性,更重要的是能防止光色互变现象,但用量不能大,否则会影响涣散性,一般只加0.05%~0.15%。     (4)铵 盐     参加铵盐(NH4HCO3)可使产品松软,白度进步,水涣散性好,也简略脱硫,但加多会使吸油量增高。     4.其他专用种类的盐处理剂     氧化镁的珐琅用钛中运用时,能够使产品中金红石型坚持必定的份额(80%~83%),进步它的运用作用。     醋酸钴能够使珐琅及陶瓷用钛光泽度进步,使产品亮光、艳丽。     碳酸镁能够使电容器钛的电绝缘功能增加,电容器出产中三价钛的存在会使电功能大大下降,二价镁离子能够防止四价钛还原成三价钛。     5.盐处理的操作与配方     盐处理剂的增加不是简略的混合,由于这儿面有化学反响,也有偏钛酸激烈地吸咐作用,尽管现在还没有抱负的检测操控手法,但出产时最重要的是拌和均匀,能配成溶液的盐类[H3PO4、K2CO3、Al2(SO4)3],必定要配成必定浓度后运用,不能配成溶液的盐处理剂(ZnO、MgO等)要用水调成浆状后参加,然后在常温下拌和1~2h.     盐处理时的偏钛酸浆液浓度凹凸对盐处理的作用也有较大的影响。浆液浓度低反响比较均匀,但一些可溶性盐处理的作用也有较大影响。浆液浓度低反响比较均匀,但一些可溶性处理剂(H3PO4、K2CO3等)在过滤时会随滤液带走而影响实践处理作用;浆液浓度过高,尽管在过滤时丢失较少,但物料粘度较大不简略涣散均匀也影响处理作用。一般浆液浓度(TiO2含量)操控在270~300g/L,假如能处理稠厚浆料的拌和与涣散问题,浆液浓度应该高一点好,国外有的工厂选用螺旋运送拌和,浆液浓度可进步300~400g/L,这样还能够减少转窑煅烧时脱水的能耗,国内攀枝花钛厂曾选用双螺杆拌和器进行盐处理操作,浆液浓度明显进步。     盐处理的配方是一门科学性、实用性很强的作业,它与水解和晶种相同都是各家工厂严加保密的当地。在考虑配方时重要的是正、负催化剂之间的调配和参加次序,既要考虑下降煅烧温度,促进晶型转化,又要留意不能转化得太快,避免粒子过大或烧结,一起还要留意对颜料功能(消色力、白度、耐候性、松软度等)的影响,一般加量多少是经过实验来断定,加量过多不只会下降产品纯度,形成溶性盐增高,还会下降涣散性。一般加量(对TiO2的质量比)和参加次序如下:     金红石型:(a)煅烧晶种(二氧化钛溶胶)加量2%~5%;(b)ZnO的加量0.2%~1.5%;(c)MgO的加量0.2%~0.5%;(d)K2CO3的加量0.5%~1%;(e)H3PO4的加量0.01%~0.02%。     锐钛型:(a)K2CO3加量0.5%~1%;(b)H3PO4加量0.2%~0.35%。     珐琅用二氧化钛:(a)MgCl2加量0.1%~0.15%;(b)CoCA加量0.005%~0.01%。     电容器用二氧化钛:MgCO3加量0.3%~0.4%。

二氧化钛后处理及设备(二)

2019-02-15 14:21:16

据调查,国外氯化法钛白生产厂多选用这种工艺流程。国内硫酸法也学习了这种流程。    (二)包膜工艺及设备    二氧化钛表面处理技能(包膜技能)是后处理核心技能。表面处理决议产品的运用功能、习惯规模。表面处理技能是国内外生产商非常重视并大力进行研制的课题。    1.表面处理作用及分类    (1) Ti02表面处理的作用二氧化钛尽管具有优秀的光学和某些颜料特性,但未经表面处理的初始钛白颗粒,仅在塑料上有少数运用。跟着科学技能的前进,人们要求的前进,在涂料、塑料、化纤方面更不能直接运用。相关问题如下:①未经表面处理的钛在许多涂料的介质(基料)中不能很好地涣散,致使上色力、遮盖力差;②制成品不耐日晒雨淋、简单失光、色彩变黄、粉化等,即我们所说的耐候性、抗老化功能差;③关于像化纤钛白、对光和热敏感性等一些特性要求更无法满意。这些要求只要经过表面处理技能的前进才干逐个满意,与此同时也推动了新产品的开发。    尽管金红石型二氧化钛的化学安稳性优于锐钛型,但由于晶格缺点,在二氧化钛表面有许多光活化点。当它们吸收紫外线的能量’时,尽管绝大部分转变成热能辐射出来,可是还有少数能量使二氧化钛释放出初生态的氧,形成其晶格缺氧,而作为载色体的高分子材料因承受释放出来的氧或受氧化催化作用而发作降解、氧化,导致涂料层发生变黄、失光和粉化等一系列的物理化学变化。这就是二氧化钛光催化作用。Kaempf和Voeltz等分别提出了二氧化钛使涂膜粉化机理的模型,并经过扫描电子显微镜得到了充沛证明,他们提出了如下的反应式: [next]    上述反应式按(l)→(2)→(3)→(1)循环往复地进行,使有机物氧化降解,使Ti02粒子暴露在涂膜之外发生粉化现象,耐候性下降。对二氧化钛表面包膜处理,使料子表面掩盖一些较安稳的水合氧化物,以阻塞光活化点,并使二氧化钛粒子之间经过水合氧化物膜彼此离隔,削弱彼此间作用和前进传热才能。然后避开、削弱上述二氧化钛光催化作用对周围基料的损坏作用。    (2)表面处理办法分类一般多选用中和法,即在必定温度下在浆液中参加酸性(或碱性)包膜剂,再以碱(或酸)中和,使包膜处理剂沉积在二氧化钛粒子表面上的办法。    表面处理办法分类见表4。    2.无机包膜    钛白颗粒表面用铝或硅的氧化物包覆以添加耐候性、抗老化性、改进钛白颗粒在介质中涣散性为无机包膜办法。    这两类化合物也是无机包膜至今仍在遍及运用的包膜办法。包膜的作用说法不一,但实践和实验均证明是有用、不行短少的。并且实验阐明,不同的包膜发生作用也是不一样的(见图4、图5)。