用沉淀法制备超细草酸钴粉体
2018-12-10 14:18:49
用沉淀法制备超细草酸钴粉体.pdf
钴的相关知识(二)-性质,用途,冶炼
2019-03-14 10:38:21
钴 cobalt 元素符号Co,银白色铁磁性金属,表面抛光后有淡蓝光泽,在周期表中属Ⅷ族,原子序数27,原子量58.9332,密排六方晶体,常见化合价为+2、+3。 1735年瑞典化学家布兰特(G.Brandt)制出金属钴。1780年瑞典化学家伯格曼(T. Bergman)断定钴为元素。长期以来钴的矿藏或钴的化合物一向用作陶瓷、玻璃、珐琅的釉料。到20世纪,钴及其合金在电机、机械、化工、航空和航天等工业部分得到广泛的使用,并成为一种重要的战略金属,消费量逐年添加。我国于50年代开端从钴土矿、镍矿和含钴黄铁矿中提钴。 资源 已知的含钴矿藏约100种。首要的钴矿藏为:硫钴矿(Co3S4)、纤维基石(CuCo2S4)、辉砷钴矿(CoAsS)、砷钴矿(CoAs2)、钴华(3CoO·As2O5·8H2O)等。国际上的首要钴矿有四种类型:①铜钴矿,以扎伊尔、赞比亚储量为最大,扎伊尔的产钴量占全国际产值的一半以上;②镍钴矿,包含硫化矿和氧化矿;③砷钴矿;④含钴黄铁矿。这些钴矿含钴均较低。海底锰结核是钴的重要前景资源。从含钴废猜中收回钴也日益遭到人们的注重。1979年国际(我国在外)矿山产钴量和钴储量见表。
我国已探明的钴储量最大的是甘肃金川硫化镍矿中伴生的钴。云南的硅酸镍矿以及四川、山东、湖北、山西、广东等地的黄铁矿中也含有钴。 性质和用处 在常温下,细密金属钴在空气和水中安稳,高于300℃时,钴在空气中开端氧化。赤热的钴能分化水放出氢。氢复原法制备的细金属钴粉在空气中能自燃生成氧化钴。
含钴高温合金在 900~1000℃下仍有很高的强度和抗蠕变功能,多用于制造喷气发动机的耐高温部件。钴能进步铁基、铝镍基和稀土金属合金的磁饱满强度和居里点,使其具有高矫顽力,是电气工业中的优秀磁性材料。钴是硬质合金的粘合剂。金属部件用钴合金涂层和表面硬化后,其机械功能明显进步。钴的氧化物是陶瓷制品的脱色剂和颜料;珐琅中的含钴釉料可使珐琅同钢更好地粘结在一同。钴的有机化合物在油漆中作催干剂。钴还在化工出产中用于碳氢化合物的水合、脱硫、氧化、复原等方面。60Co是γ射线源,用于物理、化学、生物研讨和医疗部分。 冶炼 钴矿藏的赋存状况杂乱,矿石档次低,所以提取办法许多并且工艺杂乱,收回率低。一般先用火法将钴富集或转化为可溶性状况,然后再用湿法使钴进一步富集和提纯,终究得到钴化合物或金属钴。首要提钴工艺流程见图
硫化镍矿提钴 硫化镍精矿一般含镍4~5%,含钴0.1~0.3%。镍的火法熔炼过程中,因为钴对氧和硫的亲合力介于铁镍之间(见氧势图),在转炉吹炼高冰镍时,可控制冰镍中铁的氧化程度,使钴富集于高冰镍或富集于转炉渣,分别用下述办法提取:①富集于高冰镍中的钴,在镍电解精粹过程中,钴和镍一同进入阳极液。在净液除钴过程中,钴以高价氢氧化钴的形状进入钴渣,钴渣含钴6~7%,含镍25~30%。从此种钴渣提钴的一种办法是:将钴渣参加硫酸溶液中,通二氧化硫使之溶解,制得含硫酸镍、硫酸钴和少数铜、铁、砷、锑等杂质的溶液;再用活性镍粉置换除掉铜;通空气,氧化水解除掉铁,通氧化,加苏打中和沉积钴,若所得氢氧化钴含镍较高,可再次溶解、沉积别离钴镍,使其含镍小于1%;经煅烧制得氧化钴出售,也可将氧化钴制成粗金属钴,经电解精粹得电解钴。加拿大和苏联的镍厂都用此法收回钴。我国的工厂也有相似作法。从钴渣提钴的另一种办法是以钠作复原剂,将钴渣溶解于硫酸溶液中,得到含硫酸镍、硫酸钴和少数铜、铁、锰、锌等杂质的溶液,而后用黄钠铁矾法除掉溶液中的铁(见锌),用烷基磷酸类如:二-2-乙基己基磷酸(D-2-EHPA)或其他烷基磷酸酯类萃取剂萃取其间的铜、铁、锰、锌等,并别离钴镍。萃取过程中取得的氯化钴溶液,用除钙、镁后,再用草酸铵沉积钴。所得草酸钴在450℃下煅烧,得到的氧化钴粉,可作为终究产品,也可用氢复原法制取金属钴粉。②富集于炼镍转炉渣中的钴,在复原硫化熔炼过程中,与镍一同转入钴冰铜(见锍)。转炉渣成分一般为:钴0.25~0.35%,镍1~1.5%;钴冰铜成分一般为:钴1~1.5%,镍5~13%。钴冰铜能够直接浸取(常压或加压酸浸),也能够将钴冰铜焙烧成可溶性化合物后再酸浸。浸出液可按钴渣提钴工艺流程处理。 加拿大舍利特高尔顿公司(Sherritt Gordon MinesLtd.)用高压浸法处理硫化镍精矿和高冰镍时,钴留于镍的氢复原尾液中,通于尾液,得硫化钴和硫化镍的混合沉积物。此混合物用硫酸高压浸出、净化除杂质后,通氧、加、加压,使二价钴氧化成可溶性的[Co(NH3)5·H2O]2(SO4)3,而镍则以镍铵硫酸盐形状沉积出来,完成镍钴别离,溶液用高压氢复原产出钴粉,也可用萃取法净液、别离出镍后电积得电钴。 含钴黄铁矿提钴 国际上从含钴黄铁矿中提钴较有代表性的工厂是芬兰科科拉钴厂( Kok-kola Cobalt Plant),精矿焙烧脱硫后,再配以部分精矿在流态化炉内进行硫酸化焙烧,再经浸出、稠密、洗刷,浸出液通使钴呈硫化钴沉积。再利用上述舍利特高尔顿的高压浸出法和高压氢复原法出产钴粉。我国含钴黄铁矿的钴档次较低,仅为0.02~0.09%。浮选产出的钴硫精矿含钴0.3~0.5%,硫30~35%,铁35~40%。钴硫精矿在流态化焙烧炉内于580~620℃下进行硫酸化焙烧,使钴、镍、铜等金属转化为可溶性的盐类。焙砂用水或稀硫酸浸出,用将浸出液中的铁氧化成高价铁后,用脂肪酸钠顺次萃取铁和铜。然后,通入使钴氧化,加碱水解生成高价氢氧化钴沉积,而与镍别离。在反射炉内使氢氧化钴脱水、烧结,烧结块配以石油焦和石灰石在三相电弧炉内复原熔炼成粗金属钴。粗钴浇铸成阳极,进行隔阂电解,得到纯度较高的金属钴。钴硫精矿也可先经900~950℃氧化焙烧,再配以氯化钠或氯化钙以及少数的钴硫精矿于 680℃下进行硫酸化氯化焙烧。焙砂按上述流程提钴。 砷钴矿提钴 砷钴矿经选矿得到含钴10~20%的精矿,其间含砷20~50%。处理砷钴矿的办法首要有两种,一种是先用火法熔炼产出砷冰钴,再用湿法提钴。另一种是用加压浸出法制得含钴溶液,再从中提取钴。我国选用前者:将精矿配以焦炭和熔剂在反射炉或电炉内熔炼,使部分砷呈蒸发,产出砷冰钴(旧称黄渣)。如质料含硫高,还产出部分钴冰铜。砷冰钴和钴冰铜磨细后焙烧,进一步脱砷和硫;焙砂用稀硫酸浸出,用次氧化浸出液中的铁,再用苏打调整pH为3~3.5,使铁成为氧化铁和铁沉积。滤液用铁屑置换除铜后,用次使钴氧化,加碱水解生成高价氢氧化钴沉积而与镍别离。所得氢氧化钴在反射炉内于1000~1200℃下煅烧,取得氧化钴,并使其间的碱式硫酸盐分化,将硫除掉。然后配入木炭,在反转窑内于1000℃左右复原成金属钴粉。也可将氢氧化钴熔炼成粗金属钴,再进行电解得电钴。焙砂的浸出液也可和前述硫化镍矿提钴相同,选用萃取法净液别离提钴。 加压酸浸法处理砷钴精矿是将精矿用稀硫酸浆化,用高压釜浸出,操作压力35公斤力/厘米2,温度190℃,浸出时刻3~4小时,钴的浸出率95~97%。浸出液除砷、铁、铜、钙等杂质后,参加液,使钴构成钴络合物,在高压釜内,用氢复原得到钴粉,操作压力50~55公斤力/厘米2,温度190℃。此法流程简略,收回率高,劳动条件好。 铜钴矿提钴 扎伊尔的卢伊卢厂 ( Luilu CobaltPlant)是国际上处理铜钴矿最大的钴厂。铜钴矿经选矿取得氧化精矿和硫化精矿。氧化精矿档次为:铜25%,钴1.5%;硫化精矿档次为:铜45%,钴2.5%。首先将硫化精矿在流态化焙烧炉内进行硫酸化焙烧,然后将焙砂和氧化精矿一同用铜电解废液浸出。氧化精矿中的钴首要呈三价氧化物形状,在硫酸中溶解度很小,但在铜电解废液中可由其间的亚铁离子将钴复原,溶于电解废液中,Co3+(不溶性)+Fe2+ ─→Co2+ (可溶性)+Fe3+。 钴的浸出率可达95~96%。含钴和铜的浸出液用电解法分出铜,而钴和其他金属杂质留在溶液中。除杂质后,将溶液中的钴用石灰乳沉积为氢氧化钴,再溶于硫酸中,得到高浓度的硫酸钴溶液,终究用不溶阳极电积金属钴(见水溶液电解)。
钴的用途
2019-03-07 10:03:00
1,钴首要用于制取合金。含有一定量钴的刀具钢能够显着地进步钢的耐磨性和切削性能。
2,航空航天技术中运用最广泛的合金是镍基合金,也能够运用钴基合金,但两种合金的“强度机制”不同。在温度在1038℃以上时,钴基合金的优越性显现无遗。关于制作高效率的高温发动机,钴基合金适可而止。在航空涡轮机的结构材料运用含20%-27%铬的钴基合金,能够不要维护覆层就能使材料达高抗氧化性。
3, 钴金属在电镀、玻璃、染色、医药医疗等方面也有广泛运用
4, 用碳酸锂与氧化钴制成的钴酸锂是现代运用最遍及的高能电池正极材料。
5,钴还可能用来制作,一种理论上的***或,装于钴壳内,爆破后可使钴变成丧命的放射性尘土。
转炉渣提钴(二)
2019-01-08 09:52:37
(1)富钻梳加压浸出富钻梳加压浸出基本反应是: 以硫黄代替硫酸作浸出剂可避免浆化过程产出有毒气体H2S污染环境,浸出温度150℃,时间7.5h,浸出釜压力1.5MPa,液固比为6.5:10浸出率为(%):Ni 95,Co94,Cu 94。 (2)从浸出液中制取氧化钴富钴锍含铜近20%,浸出时94%进入溶液,采用SO2加硫黄沉淀除铜,除铜80-90℃温度,产出含铜达50%的铜渣。除铜液再用碘钠铁矾法除铁,P204萃取剂萃取除杂质,P507萃取分离镍钴和加草酸铵沉淀出草酸钴,草酸钴于450℃下煅烧分解,即可得到产品氧化钴。
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。
钴的性质及用途
2019-03-14 10:38:21
钴是一种银白色的铁磁性金属,是能增加铁的磁化的仅有元素。钴是第9族(ⅧB)元素,原子序数27,安稳同位素59,密度8.9g/cm3,熔点1495℃,沸点2870℃,氧化态+2,+3。有金属光泽的银灰色金属。硬度、抗拉强度和机械加工功用等比铁优秀。常温下不与水和空气效果。溶于稀、硫酸和硝酸。简单被和腐蚀。加热与氧、硫、氯、反响剧烈。重要的钴矿有辉钴矿、方钴矿和砷钴矿。处理钴矿别离出氢氧化钴,再用热还原法或电解法制取金属钴。首要用作特种钢的增加剂。与镍、铬制成耐磨、耐热合金。还很多用于出产磁性合金(如钐-钻合金)。钴的高温功用好,钴基合金和含钴合金钢用作燃气轮机叶片、叶轮、导管以及喷气发动机、火箭发动机、等的部件和各种高负荷耐热零件。钴可作耐酸合金的增加元素。因为钴能进步铁基、铝镍基和稀土金属合金的磁饱满强度和居里点,使其具有高的矫顽磁力,是电气工业中杰出的磁性材料。钴可用作硬质合金的粘结剂。钴的氧化物是陶瓷制品的脱色剂和颜料。含钴釉料可使珐琅与钢更好的结合。钴的有机化合物在油漆中作催干剂。同位素钴——60是廉价的γ射线源,在物理、化学生物研讨和医疗部分已得到广泛应用。 钴是人体内不行短少的元素,以离子状况存在。钴是维生素B12的成分之一,与造血功用有关。正常人体每日摄入钴量约在5-45微克之间。当摄入量过高时,会诱发肺炎,导致心肌危害,甲状腺危害和红细胞增多等症。钴——60γ射线对医治人体癌症有必定效果。
电解钴的用途
2018-12-10 14:19:47
电解钴主要用途:精密仪表、硬质合金、焊接工业等。
中国钴行业振兴计划(二)
2018-12-10 14:19:22
支持中国钴行业振兴的可行性
2.1 中国钴行业处在历史发展的关键时期
中国钴行业因发展较晚,在总体规模上刚刚具备了与世界巨头美国OMG、比利时UMICORE竞争的实力,中国钴产品,特别是钴高科技材料产品(如钴酸锂、四氧化三钴、钴粉、高纯钴盐等)近二年开始大规模出口。但资源控制水平、科技水平、环保水平等方面还有一定的差距。估计还有5-10年,中国钴行业可以诞生1-2家世界领先的钴企业,在综合竞争力位居位居全球前三位。
由于2008年中国钴行业在金融风暴中损失惨重,特别是率先走出国门,在非洲开拓资源的行业领军企业。由于从非洲(特别是从刚果)进口矿石到中国陆路与海路行程非常长,导致原料周转周期长,库存原料与产品跌价损失特别严重,企业实力受到严重削弱,急需国家政策的扶持与关怀。否则有可能这批领军企业2-3年内都走不出困境,更不用论与跨国巨头在国际市场的竞争了。
2.2 中国钴行业具备了可持续发展的资源储量
中国钴企业从2006年开始陆续在刚果、赞比亚等国家争取钴资源,而且中国中铁等央企也在2007年开始进入了刚果争取钴资源,并且成立了华刚矿业股份有限公司(掌握了约63万吨钴储量),轰动了世界。中冶、湖南有色、江业钨业等企业也在菲律宾、澳大利亚、新喀里多利亚等地掌握了不少钴资源,据不完全统计,掌握在中国企业手中的钴储量约150万吨,可保证中国钴行业进行20-30年的开发建设,使中国钴行业具备了可持续发展的基础。
2.3 中国钴行业具备了可持续发展的关键技术
中国钴行业的发展得益于老一辈科技工作者的勤劳智慧,他们把稀土的萃取技术应用到了钴的冶炼上,正是以萃取为核心的钴湿法冶炼技术,使得中国钴行业走在了当今世界的前列。钴的湿法冶炼技术使得原来钴矿经过火法制成金属钴再溶解制成钴盐,进成制成钴材料的传统工艺路线,缩短为直接将钴矿制成钴盐,进而制做钴材料,大大了成本,而且解决了火法冶炼中的废气治理问题。
中国钴新材料的技术在中南大学、北京大学等学校与科研院所的支持下,近年来也得到了飞速的发展,北京当升、湖南瑞翔的钴酸锂,浙江华友、甘肃金川的四氧化三钴已经达到世界先进水平,实现了连续批量出口。
因此中国钴行业无论是在钴冶炼,还是在钴新材料的技术上基本做到了与世界同步,有的技术已经达到了世界领先水平,具备了促使中国钴行业可持续发展的核心技术。
2.4 中国钴行业在规模上已经位处全球行业的领头地位
目前中国钴行业在产能规模、企业数量上已经居世界第一位,从2006年开始,世界钴发展协会每年的年会上都会邀请中国代表进行发言,极为重视中国的行业动态。
中国去年对钴产品关税政策的调整引起了世界钴市场的动荡。可以说,中国已经成为世界钴行业最重要的一环之一。
2.5 支持钴行业,可以带动铜、镍行业的发展
由于钴一般与铜、镍伴生,特别是大型矿山,因此钴的采、选、冶往往是与铜或镍同步进行,可以说,支持钴行业的发展,可以更好支持铜、镍行业的发展。
2.6 支持钴行业可以扶持航空工业、军事工业的发展
由于钴行业是重要的战略物资,在关键时候,钴的储备可以决定了航空工业、军事工业企业的命运。美国战略储备局在钴价高企时抛出钴金属平抑钴价,但是其低价抛出的钴产品只给美国企业,特别是航空、军事工业企业。
2.7 支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业,特别是动力电池行业的发展,从而支持电动汽车工业的发展
由于锂离子电池是今后动力电池最可能成为主流方向,而锂离子电池中钴又是最重要的的金属,因此支持钴行业可以帮助新型可充电电池行业,特别是动力电池行业的发展,从而支持电动汽车工业的发展。
2.8 支持钴行业可以帮助锂离子电池工业的发展,从而扶持移动电器行业的发展
支持钴行业可以帮助锂离子电池工业的发展,从而扶持移动电器行业的发展,特别是手机、笔记本电脑、数码相机、数码摄像机等产品的发展,从而带动3G在中国的应用于发展。
钴铁和金属钴的牌号及用途
2018-12-10 14:19:47
1735年,瑞典教授发现和分离出了金属钴,并指出钴能染蓝色,且描述了钴的性质。1802年,特纳尔德开始从化学和冶金方面,对钴的化合物进行了较多的研究。1912年,在加拿大德洛罗熔化和精炼公司的第一家重要的钴冶炼厂投产,至1940年加拿大一直是世界上领先的钴生产国家。1924年,加丹加(现属刚果(民))成了最大的钴生产地,加丹加矿业联合公司投产了潘达的电熔炼车间,1926年扎伊尔伊户的年产3500t的铜钴精炼厂投产。1926年,德国杜伊斯堡铜冶炼厂,用来源不同的黄铁矿灰渣生产3t钴,到1965年达到1400t,几乎占世界总产量的8%。1952年,首次在挪威的克里斯蒂安松生产出了电解钴。1956年,才由美国矿山局制得了纯度为99.99%的钴。钴可以提高钢的固相线温度,并能扩大γ相区。钴在高合金钢中可提高奥氏体的淬火稳定性。钴是含钨工具钢的一个重要成分,因为它可提供必要的热硬度,并可提高高温切削效率,经常采用的含钨快速切削钢含Co5%-15%。在磁性合金中,添加3%-40%Co可以提高饱和磁化强度,产生明显的晶体各向异性,并阻止残余奥氏体的形成。钴可提高AlNiCo合金的饱和磁化强度,且可改善剩磁感应。
无线电电子管中的灯丝,除必须具有良好的电阻外,耐热性能也要好,这种灯丝除含有镍铁钛外还含有钴。钴铬铁合金Co50Cr30Fe20在铸造状态下可不用热处理,因而可以用来作耐持久负荷,且还要受腐蚀影响的部件。可锻型的这种合金,在相同条件下可耐更大的负荷。
钴基合金是一些以无铁或低铁的钨镍钼钴合金。一种常用的司太特合金的成分为Cr25%,Ni11%,W7.5%及余量Co。生产钟表和精密仪表用发条,采用含Co40%,Cr20%,Ni15%,C7%及B0.04%的合金。必须在高温下工作的弹簧,用含Co52%,Cr20%,W15%,Fe2%及C0.15%的钴合金制造。要求导电性良好的弹簧,由含Be1%-3%和Co1%-2%的铜合金制成。
钴在硬质合金中用作添加剂。用H2还原的钴粉(3%-25%),在球磨机中用高熔点金属的碳化物或复合碳化物研磨,在研磨中得到的钴由于其晶体构造而要比镍或铁细得多。添加石蜡之类可使压制坯更密实,烧结时暂时生成富钴的碳化物混晶。钴根据温度而要溶解部分碳化物。冷却时碳化物再次析出。在形状相同的弥散碳化物相和钴基体间将发生紧密的聚结和良好的凝聚。添加TiC(即TiC-WC混晶)可显著改进钢的切削性能。再加例如8%TaC在负荷相同时可延长寿命一倍。从烧结温度迅速冷却到凝固点之下,可使硬度和密度达到最大值。
一般认为,钴和镍在铸铁中的应用相似,有轻微的石墨化作用。
钴可以提高钢的固相线温度,并能扩大γ相区。钴在高合金钢中可提高奥氏体的淬火稳定性。钴是含钨工具钢的一个重要成分,因为它可提供必要的热硬度,并可提高高温切削效率,经常采用的含钨快速切削钢含Co5%-15%。在磁性合金中,添加3%-40%Co可以提高饱和磁化强度,产生明显的晶体各向异性,并阻止残余奥氏体的形成。钴可提高AlNiCo合金的饱和磁化强度,且可改善剩磁感应。
无线电电子管中的灯丝,除必须具有良好的电阻外,耐热性能也要好,这种灯丝除含有镍铁钛外还含有钴。钴铬铁合金Co50Cr30Fe20在铸造状态下可不用热处理,因而可以用来作耐持久负荷,且还要受腐蚀影响的部件。可锻型的这种合金,在相同条件下可耐更大的负荷。
钴基合金是一些以无铁或低铁的钨镍钼钴合金。一种常用的司太特合金的成分为Cr25%,Ni11%,W7.5%及余量Co。生产钟表和精密仪表用发条,采用含Co40%,Cr20%,Ni15%,C7%及B0.04%的合金。必须在高温下工作的弹簧,用含Co52%,Cr20%,W15%,Fe2%及C0.15%的钴合金制造。要求导电性良好的弹簧,由含Be1%-3%和Co1%-2%的铜合金制成。
钴在硬质合金中用作添加剂。用H2还原的钴粉(3%-25%),在球磨机中用高熔点金属的碳化物或复合碳化物研磨,在研磨中得到的钴由于其晶体构造而要比镍或铁细得多。添加石蜡之类可使压制坯更密实,烧结时暂时生成富钴的碳化物混晶。钴根据温度而要溶解部分碳化物。冷却时碳化物再次析出。在形状相同的弥散碳化物相和钴基体间将发生紧密的聚结和良好的凝聚。添加TiC(即TiC-WC混晶)可显著改进钢的切削性能。再加例如8%TaC在负荷相同时可延长寿命一倍。从烧结温度迅速冷却到凝固点之下,可使硬度和密度达到最大值。
一般认为,钴和镍在铸铁中的应用相似,有轻微的石墨化作用。
钴铁的牌号及化学成分名称 牌号 化学成分% Co Fe Ni Cu Mn S C Ca ≤ 钴铁FeCo8518-818-80.80.020.050.010.02 金属钴Co9795-99<1.52.50.020.020.010.01 纯钴Co99>99<0.20.60.04 0.040.06 钴粉Co99>99<0.050.30.0010.015 0.015电解钴Co99.5>99.5<0.070.30.0030.0150.0050.01
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%。