碳酸锂
2017-07-03 11:04:29
碳酸锂,一种无机化合物,化学式为Li2CO3,为无色单斜晶系结晶体或白色粉末。密度2.11g/cm3。熔点618℃(1.013*10^5Pa)。溶于稀酸。微溶于水,在冷水中溶解度较热水下大。不溶于醇及丙酮。可用于制陶瓷、药物、催化剂等。常用的锂离子电池原料。由于生产碳酸锂的主要原料是盐湖卤水(矿石法由于成本高在全球产能很小),因此规模化生产碳酸锂的企业必须拥有锂资源储量较为丰富的盐湖资源开采权,这使得该行业具备较高的资源壁垒;另一方面,由于全球盐湖绝大多数资源都是高镁低锂型,而从高镁低锂老卤中提纯分离碳酸锂的工艺技术难度很大,之前这些技术仅掌握在少数国外公司手中,这使得碳酸锂行业又具备了技术壁垒。因此,造就了碳酸锂行业的全球寡头垄断格局。目前全球碳酸锂市场集中度非常高。在我国的几个大型项目投产前,全球主要产能集中在SQM、FMC、和Chemetall三家手中;资料显示,碳酸锂产品虽然存在一定的资源和技术壁垒,但我国具备可开采价值的盐湖还是不少,技术除中信国安、西藏矿业外盐湖集团也面临突破,行业的壁垒正逐渐削弱,行业目前的高毛利率必然会吸引更多资金介入。作用与用途用于制取各种锂的化合物、金属锂及其同位素。还用于制备化学反应的催化剂。半导体、陶瓷、电视、医药和原子能工业也有应用。分析化学中用作分析试剂。在锂离子电池中也有应用。在水泥外加剂里作为促凝剂使用。碳酸锂有明显抑制躁狂症作用,可以改善精神分裂症的情感障碍,治疗量时对正常人精神活动无影响,作用机制可能与抑制脑内神经突触部位去甲肾上腺素的释放并促进再摄取,对升高外周血细胞有作用,本药小剂量用于子宫肌瘤合并月经过多的有一定治疗作用,小剂量也可用于急性菌痢,锂盐无镇静作用,一般对严重急性躁狂患者先与氯丙嗪或氟哌啶合用,急性症状控制后再单用碳酸锂维持。使用注意事项危险性概述健康危害:误服中毒后,主要损及胃肠道、心脏、肾脏和神经系统。中毒表现有恶心、呕吐、腹泻、头痛、头晕、嗜睡、视力障碍、口唇、四肢震颤、抽搐和昏迷等。环境危害:对环境可能有危害,对水体可造成污染。燃爆危险:该品不燃。急救措施皮肤接触:脱去污染的衣着,用大量流动清水冲洗。眼睛接触:提起眼睑,用流动清水或生理盐水冲洗。就医。吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。食入:饮足量温水,催吐。洗胃,导泄。就医。消防措施危险特性:自身不能燃烧。受高热分解放出有毒的气体。有害燃烧产物:一氧化碳、二氧化碳。灭火方法:消防人员必须穿全身防火防毒服,在上风向灭火。灭火时尽可能将容器从火场移至空旷处。然后根据着火原因选择适当灭火剂灭火。泄漏应急处理应急处理:隔离泄漏污染区,限制出入。建议应急处理人员戴防尘口罩,穿一般作业工作服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,小心扫起,收集于干燥、洁净、有盖的容器中。大量泄漏:收集回收或运至废物处理场所处置。操作处置与储存操作注意事项:密闭操作,提供充分的局部排风。防止粉尘释放到车间空气中。操作人员必须经过专门培训,严格遵守操作规程。建议操作人员佩戴防尘面具(全面罩),穿透气型防毒服,戴橡胶手套。避免产生粉尘。避免与氧化剂、酸类、氟接触。配备泄漏应急处理设备。倒空的容器可能残留有害物。储存注意事项:储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。防止阳光直射。包装密封。应与氧化剂、酸类、氟分开存放,切忌混储。储区应备有合适的材料收容泄漏物。制备将锂辉石和石灰石高温烧结生成铝酸锂再浸出氢氧化锂溶液,与碳酸钠反应制得。亦可利用卤水经提取氯化镁后的含锂料液,经纯碱除钙、镁离子,用盐酸酸化,再与纯碱反应制得。医疗用途及注意事项碳酸锂常被用来治疗双相型障碍(bipolar disorder),它通过稳定钙和血清素来稳定情绪(mood),对抗狂躁(antimanic)。它的生物要效率也很不错。一天服用2-3次。它通过肾脏被快速排掉,但是会对肾脏造成负担,因此如果病人的肾功能不好的话,很容易造成锂中毒。事实上这种药物是容易造成中毒的,因此在服用这个药的时候,要定期检查血液。血液中的锂含量必须保持在0.6-1.2mEq/L之间。如果超过1.5mEq/L的话,就会造成锂中毒。即使血液中含量正常,也可能会中毒。锂中毒现象:<1.5mEq/L:恶心、呕吐、腹泻、口渴、多尿、软弱无力、言语不清1.5mEq/L-2.0mEq/L:肠胃不适、震颤、头脑混乱、心电图(EKG)变化、嗜睡2.1mEq/L-2.5mEq/L:共济失调、嗜睡、严重的EKG变化、视力模糊、耳鸣、昏迷>2.5mEq/L:癫痫发作(seizure)、肾衰竭、死亡。注意事项:碳酸锂是致畸药物(pregnancy category D),因此孕妇慎用。在怀孕最先的3个月服用这个药,有11%左右的可能会造成胎儿心脏畸形。如果身体里面的钠非常少的时候(例如服用利尿药物或脱水时),身体会把锂当做盐来保存起来不排泄掉,造成锂中毒。因此在服用这个药物时,要多喝水,多吃钠盐。给病人服药以前,要注意:1. 病人是否有锂中毒现象。2. 病人血液中锂的含量是否超标。3. 通过检查 肌氨酸酐来查看病人的肾功能是否好。4. 检查病人的血钠含量是否太低。5. 检查病人是否服用利尿药物。由于锂有利尿作用,因此病人服药期间要检查尿量。如果病人服药时感到恶心的话,可以在服药的同时吃点食物,以减少恶心的感觉。禁忌:脱水、心脏病、肾病、钠不平衡的病人不能服用这个药。
碳酸稀土
2017-06-06 17:50:13
碳酸稀土英文名称: Rare Earth Carbonate相关说明: 白色或微黄色粉末; 不易溶于水,易溶于酸,高温分解。分子式: RE2(CO3)3性能指标:牌号 稀土总量 >% 非稀土杂质含量 <% 三氧化二铁 氧化钙+镁 二氧化硅 氯根RECO-1 50 0.01 1.0 0.05 0.1 RECO-2 50 0.01 1.0 0.05 0.1 RECO-3 50 0.01 1.0 0.05 0.1 牌号 稀土含量 % 氧化镧 氧化铈 氧化镨 氧化钕 氧化钐 其他稀土 RECO-1 34-36 46-48 3-5 10-12 0.5-1 0.1 RECO-2 >68 <5 4-6 18-20 <1 <1 RECO-3 36-39 59-61 <1 <0.5 <0.1 <0.1应 用:·主要加工其他稀土化合物的原料。·用于加工稀土
金属
的原料。·用于加工稀土合金的原料。更多有关碳酸稀土的内容请查阅上海
有色
网
碳酸稀土
2017-06-06 17:50:12
碳酸稀土英文名称: Rare Earth Carbonate相关说明: 白色或微黄色粉末; 不易溶于水,易溶于酸,高温分解。分子式: RE2(CO3)3性能指标:牌号 稀土总量 >% 非稀土杂质含量 <% 三氧化二铁 氧化钙+镁 二氧化硅 氯根RECO-1 50 0.01 1.0 0.05 0.1 RECO-2 50 0.01 1.0 0.05 0.1 RECO-3 50 0.01 1.0 0.05 0.1 牌号 稀土含量 % 氧化镧 氧化铈 氧化镨 氧化钕 氧化钐 其他稀土 RECO-1 34-36 46-48 3-5 10-12 0.5-1 0.1 RECO-2 >68 <5 4-6 18-20 <1 <1 RECO-3 36-39 59-61 <1 <0.5 <0.1 <0.1应 用:·主要加工其他稀土化合物的原料。·用于加工稀土
金属
的原料。·用于加工稀土合金的原料。更多有关碳酸稀土的内容请查阅上海
有色
网
重质碳酸钙与轻质碳酸钙的区别
2019-03-08 11:19:22
碳酸钙,俗称灰石、石灰石、石粉、大理石、方解石,是一种化合物,化学式是CaCO3,呈碱性,基本上不溶于水,溶于酸。它是地球上常见物质,存在于霰石、方解石、白垩、石灰岩、大理石、石灰华等岩石内。亦为动物骨骼或外壳的首要成份。
重质碳酸钙、轻质碳酸钙是依据碳酸钙出产办法的不同而分的,能够从以下几方面区别它们:
1.粉体特色
重质碳酸钙颗粒形状不规矩,是多涣散粉体。它的粒径大,均匀粒径一般为5-10μm,散布较宽。它几乎不溶于水在含有铵盐或三氧化二铁的水中溶解,不溶于醇。遇稀醋酸、稀、稀硝酸发作泡沸,并溶解。加热分解为氧化钙(CaO)和二氧化碳(CO2)。
轻质碳酸钙颗粒形状规矩,可视为单涣散粉体,但能够是多种形状,如纺锤形、立方形、针形、链形、球形、片形和四角柱形。这些不同形状的碳酸钙可由操控反响条件制得。它的粒径小,均匀粒径一般为1-3μm,散布较窄。它难溶于水和醇,溶于酸,一起放出二氧化碳,呈放热反响。也溶于氯化铵溶液中。在空气中安稳,有细微的吸潮才能。
重质碳酸钙与轻质碳酸钙在形状、颗粒巨细等方面均有差异,正是这些差异使得它们在物理和化学特点上有不同效果,发生不同的效果。
2.制造进程
重质碳酸钙选用破坏法,将含CaCO2在90%以上的白石用雷蒙磨或其它高压磨经破坏、分级、别离,而制得的制品。
轻质碳酸钙选用碳化法,是将石灰石与白煤按必定份额混配后,经高温煅烧、水消化、二氧化碳碳化,再经离心脱水、枯燥、冷却、破坏、过筛即得制品。
轻质碳酸钙的制造工艺相对杂乱,不同的制造办法使得他们在不同的范畴大放光荣。
3.用处
重质碳酸钙用处广泛 ,它填充在橡胶之中能取得比纯橡胶硫化物更高的抗张强度、撕裂强度和耐磨性。它用在塑料制品中能起到一种骨架效果,对塑料制品尺度的安稳性有很大效果,还能进步制品的硬度,并进步制品的表面光泽和表面平坦性。它用在水性涂料职业中,能使涂料不沉降,易涣散,造纸用重质碳酸钙能确保纸张的强度和白度,且本钱较低。重质碳酸钙用在建筑职业中的混凝土中有重要效果,能够添加产品的耐性和强度。它用在地板钻职业,用来添加产品的白度和拉力,改进产品的耐性,下降出产本钱。
轻质碳酸钙可用作橡胶、塑料、造纸、涂料和油墨等职业的填料,广泛用于有机组成、冶金、玻璃和石棉等出产中。还可用作工业废水的中种剂、胃与十二指肠溃疡病的制酸剂、酸中毒的解毒剂、含SO2废气中的SO2消除剂、乳牛饲料填加剂和油毛毡的防粘剂。也可用作牙粉、牙膏及其它化妆品的质料。
碳酸钙是21世纪的朝阳产业,跟着我国粉体技能的不断进步,它们的应用范畴在不断地扩展,未来它们还将发挥更大的优势。
锂、铍、铌、钽矿选矿与加工
2019-02-12 10:08:06
锂、铍、铌、钽等稀有金属矿石,一般都要通过选矿得出合格精矿产品,才干作为冶炼质料。某些易于湿法冶炼的难选矿石,可直接冶炼。 在地质勘探进程中,初勘的矿床应进行开端可选性实验,详勘的矿床应进行实验室规划的连续性实验。对某些物质成分杂乱的新类型矿床,选矿实验作业应提前进行,以便断定矿石可选功能,点评矿床能否进行勘探。工业部门如需求采纳半工业或工业实验样品及其他实验样品时,地质勘探单位应协同实验单位编制矿床采样规划,供给地质材料,并作好有关采样的协作合作作业。 锂、铍、铌、钽矿石的选矿办法,根据矿石性质分为手选矿石与机选矿石两大类: 锂、铍矿选矿办法,有手选法、浮选法、化学或化学-浮选联合法、热裂选法、放射性选法、粒浮选矿法等,其间前3种办法较为常用。 手选法在五六十时代是国内外锂、铍精矿出产中的首要选矿办法之一。如我国1959年新疆、湖南等省区手选出产的绿基石精矿达2800多t,1962年国际绿基石精矿产量为7400t,其间手选精矿占91%。这首要是因为锂、铍矿大都来自伟晶岩矿床,选其他首要工业矿藏锂辉石、绿基石等晶体大、转手选。但应看到,手选劳动强度大、出产功率低、资源糟蹋大、选别目标低,因此正在逐渐地为机械选矿办法所替代。然而在劳动力廉价的开展我国家里,手选仍是出产锂铍精矿的首要办法。 浮选办法的研讨和使用较早,国外在30时代已将浮选法用于锂辉石精矿的工业出产。锂辉石浮选有的选用反浮选,也有的用正浮选;锂云母易浮,常用正浮选;至于绿基石的工业浮选报导的很少。我国50时代末开端锂辉石、绿基石的浮选研讨,随后又进行了锂云母浮选、锂铍别离和其他锂铍矿的研讨,拟定出锂辉石、绿基石、锂云母的浮选工艺流程,并在新建的锂铍选矿中得到使用。 化学或化学-浮选联合法,适用于盐湖锂矿,用此法从中提取锂盐。其办法是将卤水在晒场上蒸腾,钠盐和钾盐沉积分出,氯化锂浓度提高到6%左右,然后将其送入工厂,用苏打法将氯化锂转变成碳酸锂固体产品。 钽铌矿选矿办法,多选用联合办法流程,不同矿石类型有不同办法流程。如钽铁矿、铌铁矿和褐钇铌矿矿石选用重选—浮选—重选联合流程或重选—磁选—重选联合流程;碳酸岩烧绿石矿石首要选用浮选—磁选—浸出—浮选联合流程;伟晶岩烧绿石矿石多选用重选—磁浮—浮游重选—电选—浮选—重选联合流程。锂、铍、铌、钽制取首要有以下办法工艺流程: (1)锂冶金包含化合物制取和金属制取 锂化合物的制取,将锂辉石精矿(含Li2O6%~6.5%)和锂云母精矿(含Li2O4%~5%)用硫酸法或石灰法工艺流程处理。硫酸法可适用于锂辉石矿藏质料,石灰法适用于锂云母矿藏质料。此外,从矿石提取锂化合物的办法还有硫酸钾法、氯化焙烧法和碱压煮法等。工业出产金属锂则选用LiCl-KCl熔盐电解法。 (2)铍的制取 工业上金属铍的出产一般分为两步:第一步是从绿基石中提取,第二步是由制取金属铍。的提取有硫酸盐法和氟化物法。金属铍的出产,因极难直接还原成金属,故出产中先将转化为卤化物,然后再还原成金属。有两种工艺,即氟化铍镁还原法和熔盐电解法。 (3)铌的冶炼 包含分化精矿、别离钽铌、制取化合物和金属、精粹等进程。金属铌的工业出产办法有碳热还原法、钠热还原法和铝热还原法。 (4)钽的冶炼 首要过程是分化精矿,净化和别离钽、铌,以制取钽、铌的纯化合物,最终制取金属。矿石分化选用分化法、熔融法和氯化法等。钽铌别离可选用溶剂萃取法(常用的萃取剂为甲基异丁基酮(MIBK)、磷酸三丁酯(TBP、仲辛醇和乙酰胺等)、分步结晶法和离子交换法。
锂辉石与绿柱石浮选分离
2019-01-21 09:41:35
锂辉石与绿柱石浮选分离:由于锂辉石常与绿柱石伴生,它们的浮选分离一直是一项选矿难题。我们采用对于含锂的铍矿石(含0.096%BeO,0.26%Li2O)可获得铍精矿品位9.24%BeO,回收率80.82%。付产锂精矿品位5.03%Li2O,回收率43.22%;对于含铍的锂矿石(含0.05%BeO,0.93%Li2O)可得锂精矿品位6.0%Li2O,回收率88.15%,付产铍精矿品位8.50%BeO,回收率69.84%。
稀土选矿与提取技术
2019-01-17 09:43:57
我国的稀土资源得天独厚,无论是总储量、矿床和矿物种类,还是地区分布、轻重稀土配分,都可称齐全且天然合理。开发利用好我国的稀土资源,对国民经济和科学技术的发展将产生巨大影响,这是毫无疑义的。
人类到了18世纪,才开始认识稀土元素。当时人们以为稀土矿物稀少,且提取出来的氧化物看起来像碱土(氧化钙),故而得到“稀”和“土”的名称。现代研究表明,稀土元素并不稀有,17种稀土元素中,单是忆在地壳中的丰度就比铅还要高。初步查明含有稀土的矿物有25。多种,更不必考虑月球表面稀土储量是地壳中的3-10倍这个潜在的巨大资源.
从应用上来看,由于稀土元素和化合物的特有化学结构,带来一系列特殊的电学、磁学、光学、化学活性和催化的功能,因此其在高新科技领域和农业、生物学中占有重要地位.稀土的生产和应用至今还不到百年,随着开发、提取技术水平的提高和稀土化学、材料科学及其它有关学科技术的发展,稀土还将有许多今天难以预料的更有意义的开发和应用。对我国稀土资源开发利用及大力开发有关稀土的科学研究给以高度重视,这不仅具有科学依据,而且更具有远见卓识.
有了丰富的稀土资源,还必须掌握高水平的科学技术,才能充分发挥其作用。当前,我国稀土生产面临的迫切任务是把稀土的“粗"(初)应用提高到“精、尖”应用阶段.我们写这本书是试图比较系统地总结国内外稀土矿选矿和提取的研究结果和生产实践,包括作者多年的研究成果。其中值得一提的是,针对我国特有稀土资源—风化壳淋积型稀土矿所做的工作,我们想努力把同行和作者对这类矿物的提取过程所做的试验及结果加以理论化、系统化,以期对进一步开发和改进稀土的应用有所帮助。这部分的主要工作是池汝安在长期的研究与应用,包括博士学位研究和博士后研究工作的结果.
作者借此机会对支持研究工作的国家自然科学基金委员会、人事部专家司、全国博士后管理委员会、国务院稀土办公室、清华大学核能技术设计研究院及协助本书出版的中国稀土学会的《稀土》杂志编辑部等有关部门和领导表示衷心感谢!
中国地质科学院矿床所的白鸽研究员审阅了第二章并提出了宝贵的修改意见,国家计划委员会稀土办公室的红枫处长在百忙之中抽空对全书进行认真的审查,并对许多内容提出宝贵意见,在此一并表示诚挚谢意.
稀土选矿和稀土提取的研究与实践的历史不长,但发表的有关论文很多,较为零散,从这些材料中理出一本比较系统的书确实并非易事。尽管作者想力求完善,也难免存在不足之处,恳请专家和同行批评指正。
稀土生产与分离
2019-03-07 09:03:45
稀土商场是一个多元化的商场,它不仅仅一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用处。加上相关的化合物和混合物,产品不可胜数。首先从开始的矿石挖掘起,逐个介绍稀土的别离办法和冶炼进程。
一、稀土选矿
选矿是运用组成矿石的各种矿藏之间的物理化学性质的差异,选用不同的选矿办法,凭借不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿藏富集起来,除掉有害杂质,并使之与脉石矿藏别离的机械加工进程。
当时我国和世界上其它国家挖掘出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只要百分之几,乃至有的更低,为了满意冶炼的出产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿藏与脉石矿藏和其它有用矿藏分隔,以进步稀土氧化物的含量,得到能满意稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般选用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。
内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在首要成分铁矿中伴生稀土矿藏(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿藏)。采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的使命是将Fe2O3从33%进步到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中,档次抵达10~15%。该富集物可用摇床选出REO含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。
二、稀土冶炼办法
稀土冶炼办法有两种,即湿法冶金和火法冶金。
湿法冶金属化工冶金办法,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分化、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的别离和提取进程就是选用沉积、结晶、氧化复原、溶剂萃取、离子交流等化学别离工艺进程。现运用较遍及的是有机溶剂萃取法,它是工业别离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程杂乱,产品纯度高,该法出产制品运用面宽广。
火法冶金工艺进程简略,出产率较高。稀土火法冶炼首要包含硅热复原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热复原法制取稀土合金等。火法冶金的一同特色是在高温条件下出产。
1.稀土精矿的分化
稀土精矿中的稀土,一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形状。有必要通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,通过溶解、别离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或别离单一稀土的质料,这样的进程称为稀土精矿分化也称为前处理。
分化稀土精矿有许多办法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分化。酸法分化又分为分化、硫酸分化和分化法等。碱法分化又分为分化或熔融或苏打焙烧法等。一般依据精矿的类型、档次特色、产品方案、便于非稀土元素的收回与综合运用、利于劳动卫生与环境维护、经济合理等准则挑选适合的工艺流程。
碳酸稀土和氯化稀土的出产:
这是稀土工业中最首要的两种初级产品,一般地说,现在有两个首要工艺出产这两种产品。
一个工艺是浓硫酸焙烧工艺,即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。通过焙烧的矿用水浸出,则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液,称之为浸出液。然后往浸出液中参加碳酸氢铵,则稀土呈碳酸盐沉积下来,过滤后即得碳酸稀土。
另一种工艺叫烧碱法工艺,简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反响,稀土精矿即被分化,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除掉钠盐和剩余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除掉杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。
2.稀土元素的别离
现在,除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分化后所得到的混合稀土化合物中,别离提取出单一纯稀土元素,在化学工艺上是比较杂乱和困难的。其首要原因有二个,一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分类似,大都稀土离子半径居于相邻两元素之间,十分附近,在水溶液中都是安稳的三价态。稀土离子与水的亲和力大,因受水合物的维护,其化学性质十分类似,别离提纯极为困难。二是稀土精矿分化后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。因而,在别离稀土元素的工艺流程中,不但要考虑这十几个化学性质极端附近的稀土元素之间的别离,并且还有必要考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的别离。
现在稀土出产中选用的别离办法(湿法出产工艺)有:(1)分步法(分级结晶法、分级沉积法和氧化复原法);(2)离子交流法;(3)溶剂萃取法。
(1)分步法
从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)停止,全部天然存在的稀土元素间的单一别离,还有居里配偶发现的镭,都是用这种办法别离的。分步法是运用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的不同来进行别离和提纯的。办法的操作程序是:将含有两种稀土元素的化合物先以适合的溶剂溶解后,加热浓缩,溶液中一部分元素化合物分出来(结晶或沉积)。分出物中,溶解度较小的稀土元素得到富集,溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。因为稀土元素之间的溶解度不同很小,有必要重复操作屡次才能将这两种稀土元素别离开来,因而这是一件十分困难的作业。悉数稀土元素的单一别离耗费了100多年,一次别离重复操作竟达2万次,关于化学作业者而言,其艰苦的程度,可想而知。因而用这样的办法不能许多出产单一稀土。
(2)离子交流法
因为分步法不能许多出产单一稀土,因而稀土元素的研讨作业也受到了阻止,第二次世界大战后,美国研发方案即所谓曼哈顿方案推动了稀土别离技能的开展,因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质类似,为赶快推动原子能的研讨,就将稀土作为其代用品加以运用。并且,为了分析原子核裂变产品中含有的稀土元素,并除掉铀、钍中的稀土元素,研讨成功了离子交流色层分析法(离子交流法),进而用于稀土元素的别离。
离子交流色层法的原理是:首先将阳离子交流树脂填充于柱子内,再将待别离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端,然后让淋洗液从上到下流经柱子。构成了混合物的稀土就脱离离子交流树脂而随淋洗液一同向下活动。活动的进程中稀土混合物分化,再吸附于树脂上。就这样,稀土离子一边吸附、脱离树脂,一边跟着淋洗液向柱子的出口端活动。因为稀土离子与络合剂构成的络合物的安稳性不同,因而各种稀土离子向下移动的速度不一样,亲和力大的稀土向下活动快,成果先抵达出口端。
离子交流法的长处是一次操作能够将多个元素加以别离。并且还能得到高纯度的产品。这种办法的缺陷是不能接连处理,一次操作周期花费时间长,还有树脂的再生、交流等所耗本钱高,因而,这种曾经是别离许多稀土的首要办法已从干流别离办法上退下来,而被溶剂萃取法替代。但因为离子交流色层法具有取得高纯度单一稀土产品的杰出特色,现在,为制取超高纯单一稀土产品以及一些重稀土元素的别离,还需用离子交流色层法别离制取。
(3)溶剂萃取法
运用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取别离出来的办法称之为有机溶剂液—液液萃取法,简称溶剂萃取法,它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质进程。
溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面运用较早。但近四十年来,因为原子能科学技能的开展,超纯物质及稀有元素出产的需求,溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面,得到了很大的开展。我国在萃取理论的研讨、新式萃取剂的组成与运用和稀土元素别离的萃取工艺流程等方面,均抵达了很高的水平。
溶剂萃取法其萃取进程与分级沉积、分级结晶、离子交流等别离办法比较,具有别离作用好、出产能力大、便于快速接连出产、易于完成自动控制等一系列长处,因而逐步变成别离许多稀土的首要办法。
溶剂萃取法的别离设备有混合弄清槽、离心萃取器等,提纯稀土所用的萃取剂有:以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204、P507,以胺为代表的阴离子交流液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。这些萃取剂的粘度与比重都很高,与水不易别离。一般用火油等溶剂将其稀释再用。
萃取工艺进程一般可分为三个首要阶段:萃取、洗刷、反萃取。
3.稀土金属的制备
稀土金属的出产又名稀土火法冶金出产。稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与矿石华夏有的稀土成份挨近,单一金属是各稀土别离精制的金属。以稀土氧化物(除钐、铕、镱及铥的氧化物外)为质料用一般冶金办法很难复原成单一金属,因其生成热很大、安稳性高。因而现在出产稀土金属常用的质料是它们的氯化物和氟化物。
(1)熔盐电解法
工业上大批量出产混合稀土金属一般运用熔盐电解法。这一办法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上分出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种办法。单一稀土金属的制备办法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而运用复原蒸馏法。其它元素可用电解法或金属热复原法制备。
氯化物电解是出产金属最普通的办法,特别是混合稀土金属工艺简略,本钱廉价,出资小,但最大缺陷是放出,污染环境。
氧化物电解没有有害气体放出,但本钱稍高些,一般出产报价较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。
(2)真空热复原法
电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热复原的办法来制取。一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用进行复原,制得粗金属,然后再通过重熔和蒸馏取得较纯的金属,这一办法能够出产全部的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种办法。
钐、铕、镱、铥与钙的氧化复原电位仅使氟化稀土发生部分复原。一般制备这些金属,是运用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行复原,镧比较生动,钐、铕、镱、铥被镧复原成金属后搜集在冷凝器上,与渣很简单分隔。
三、稀土产品的分类办法
稀土的产品种类许多。按加工深度,咱们将其分为选冶产品和运用产品。前者指稀土矿山和冶炼厂商出产的稀土精矿、单一和混合的稀土氧化物、金属及其合金、单一及混合稀土盐类等,合计300多个种类、500多个规格。后者指全部含稀土的制制品,如稀土永磁体、稀土荧光粉、稀土抛光粉、稀土微肥、稀土激光晶体、稀土贮氢材料等。现在没有一致的分类法,也没有一致的叫法,边界也不明确,我们了解的叫法;矿产品,初级产品(或粗产品)称上游产品;深加工产品(或叫单一产品、高纯产品)称中游产品;运用材料和运用产品(或器材)称下流产品。
从稀土质料直至终究产品分为几个阶段,越挨近终究产品,技能含量越高,其附加值越高。从稀土质料到终究制品要通过从质料、材料、器材到产品,且每一个环节都有要害的技能,越挨近终究产品,其技能含量也越高,当然附加值也就越高。所以开展稀土运用产品和高附加值产品是我国稀土未来的期望。
稀土的由来与应用
2019-10-23 14:47:44
我国是全世界稀土资源最丰盛的国家,储量占全世界储量的4/5以上。那么,稀土怎么来的?又被广泛应用在了哪些地方?<稀土的由来>从1794年发现了元素钇一直到1945年在铀的裂变物质中取得钷,前后经过了151年的时间,人们才将元素周期表中第三副族的钪钇镧铈镨钕钷钐铕钆铽镝钬铒铥镱镥17个性质附近的元素全部找到,接而把它们列为一个宗族,取名为“稀土元素”。其间从镧到镥15个元素又称为"镧系元素"。其实,这些元素并非罕见。例如,铈在地壳中的含量与锡近乎持平,而钇钕镧都比铅更丰盛。其余的稀土元素,除钷外都不少于银,多于金。<稀土的应用>此处仅简略介绍稀土元素在生活中的一部分使用情况,我们从中也可看出稀土元素使用的广泛性和重要性。 1、钢的脱硫在钢中添加混合稀土金属的用意之一是控制硫夹杂物的含量和形状。炼钢时一般会添加锰,锰与硫会反应形成硫化物夹杂物,硫化物夹杂物在轧钢时会变形。此时添加混合稀土金属则能产生稀土的硫化物、硫氧化物,它们在轧钢时能保持形状不变,改善钢的性能。 2、稀土球墨铸铁混合稀土金属以稀土硅铁合金或硅镁钛合金的形态被加到铁中,以促进石墨的球化,能提升铸铁的可锻强度,铸得的产品被称为球墨铸铁。3、打火石混合稀土金属还被用在制造打火石,一种用75%的混合稀土金属和25%的铁制成的一种合金。 4、有色金属合金稀土镁合金(含有Mg,Zn,Zr,La,Ce)可用于制造喷气式发动机的传动装置、直升飞机的变速箱、飞机的着陆轮和座舱罩。在镁合金中添加稀土金属的长处是可提升其高温抗蠕变性,改善铸造功能和室温可焊性。5、永磁材料有一种永磁材料叫钕铁永磁合金,其磁能积达300千焦/立方米,比钐钴永磁合金(它在70年代替代昂贵的铂钴永磁体市场产生过重大影响)几乎高出一倍。然而钕铁永磁合金也有缺点,它在居里温度达3250℃左右,(钐钴永磁合金的是760℃左右),并且铁简单腐蚀。研讨发现,把硼添加到钕铁永磁合金中可提升其磁能积和抗退磁的性能。这些性能优秀的永磁材料用于飞机及世界飞行器的仪表,精密仪器,微型电机等。 6、荧光粉在彩电的显像管中选用功能优秀的红基色荧光粉,以钇的化合物Y
2
O
2
S或Y
2
O
3
作基质,以铕Eu
3
作激活剂。这种产生出红色基色的荧光粉的运用效果,远远比过去(1964年以前)运用的非稀土硫化物红色荧光粉为好。 各种稀土荧光粉的用途颇广,如用于黑白电视显像管、X射线增感屏、雷达显像管、荧光灯等。 7、稀土金属元素的化合物作为催化剂还用于许多其他催化反应中。如将已除去铈的混合稀土金属元素的环烷酸盐溶于汽油中,可用作合成戊橡胶工艺中的催化剂,这是我国首创的。又如为净化汽车废气而设计的汽车催化器,能将未燃烧尽的碳氢化合物减少到极低的水平,其中所用的催化剂LACOO3能有效地催化CO、烃类的燃烧,其活性、寿命与铂基催化剂无甚差别,但是价格却便宜得多。
硅酸锂
2017-06-02 15:10:27
硅酸锂是
金属
锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种: 一硅酸锂: Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2; Li4SiO4或者2Li2O·SiO2(正硅酸盐); Li2SiO3或者Li2O·SiO2(偏硅酸盐)。 二硅酸锂: Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2; Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 五硅酸锂: Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃,所以也叫锂水玻璃,简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质,所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家,生产技术几乎为其垄断。到了80年代,日本对硅酸锂的研究不论是质量,还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体,无臭、无毒、不燃、呈碱性(pH=11~12)。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样,加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多,因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能:硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关,如SiO2粒子为1mμ左右,则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能(耐水性、耐火性、耐侯性等)均十分优异;而当SiO2粒子约3mμ时,溶液呈微胶体状,粘度高,存放稳定性差,使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8,SiO2含量20%,仍然粘度低,稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性,且能生成不溶于水的干膜,耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀,但如沉淀不过热、不脱水,则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性,60℃以上即可进行,温度愈高,反应愈快。由于制法不同,硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态,而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2;而作为涂料使用时,采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上(金属、玻璃等)形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而,硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用,不仅能降低成本,还可改善硅酸锂的成膜反应。 2.硅酸锂水溶液的用途 由于硅酸锂水溶液的独特性能,因而有其广泛的用途。作为涂料基料,可用水作溶剂,形成的涂膜,除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外,还具有自干,耐热可达1000℃,耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳,耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料,如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件,以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装,尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 作为粘合剂,可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、金属、混凝土、砖瓦、石棉,以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 作为表面处理剂,可直接涂于金属表面,用作钢铁表面防锈液,手风琴、收音机、仪表仪器等金属元件的防蚀剂和使用于有色金属装饰品、日用品、工艺品的保光、保色;涂覆于玻璃,可形成透光性优良、反光度低的表面涂层;涂覆于镀锌铁皮,在盐水中不腐蚀;涂覆于塑料薄膜,可提高其隔湿性和阻气性等等。 3.制法 因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃,在水中不溶解。因此,常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液,必须寻求其它制造方法。 文献报导的制造方法虽然不少,但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法,原料成本太高;硅胶法,虽可使用便宜原料,但要求高温高压设备;硅粉法;原料也不便宜,而且成品外观和反应收率都有问题;离子交换法可以用各种可溶性锂盐,但树脂床在我国投资费用较高,而且处理树脂后的废酸、废水量大,从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中,目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。 活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。 另据文献报导,我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组,在全面分析比较了国外发表的各种方法后,经反复试验,研究出一条独特的制造工艺路线,即常温常压反应法,其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。本文为转载稿,仅代表作者本人的观点,与本网立场无关。上海有色网信息科技有限公司不对其中包含或引用的信息的准确性、可靠性或完整性提供任何明示或暗示的保证。对于任何因直接或间接采用、转载本文提供的信息造成的损失,上海有色网信息科技有限公司均不承担责任。媒体合作事宜, 敬请联系info@smm.cn 或 021-6183 1988 转 5009。
稀土永磁钕铁硼与流体磁化
2019-02-25 15:59:39
国际上有许多物质在强壮的磁场作用下会发生改变,这种现象叫作“磁化”。磁化技能很多使用于对各种流体进行磁化。稀土永磁材料钕铁硼是当今国际上磁性最强的永磁材料,它的呈现大大促进了流体磁化处理技能的开展。
水是咱们联系最为亲近的也是用量最大的流体。它在强磁场的作用下会被磁化成“磁化水”。选用钕铁硼永磁体制作的强磁水处理器,能够有效地用于水的磁化。磁水器一般选用不锈钢外壳,里边装嵌上一组N极与S极相对的钕铁硼磁体以发生强磁场,当水经过中间水道以笔直方向被磁力线切割后,水分子键的长度和视点会发生奇妙的改变,然后大大提高了水的活性。
在日常日子中,咱们会常常看到水的结垢现象,这是因为水中溶解的钙镁碳酸氢盐,在加热时会构成钙镁碳酸盐沉积,水的硬度越大,结垢越多。水垢不光严重影响热量传递,下降各种热交换器的传热功率,添加能耗,还会形成管道阻塞。为此,许多工业和日子用水都需求预先进行软化处理。一般选用的方法有离子交换法和加药化学软化法,既费时吃力又耗费材料。选用钕铁硼强磁水处理器,常常能够替代上述的软化处理方式,相同能起到防垢除垢作用。
中国科学院电子研究所(北京)的水冷体系,曩昔选用离子交换法,不光耗费材料,还要有专人操作办理。后来改用钕铁硼强磁水处理器(北京三环新材料公司制作供给),既不耗电也不必专人办理,每年只需换一次循环水即可。该体系可供全研究所设备冷却运用,从1991年运用至作今,一向坚持杰出的防除垢和防藻作用。
现在许多大型建筑都装有中央空调,因为压缩机运转温度高,需求用活动的冷却水敏捷把热量带走,假如选用自来水冷却,就会呈现结垢,形成热交换功率下降和冷却才能下降。选用钕铁硼强磁磁水器,也相同较好地处理了水冷体系的结垢难题。钕铁硼强磁磁水器还被用于中央空调的加温供水体系、冷蓄冷供水体系以及日子用热水的热交换器等方面。
磁化水还能防治人体内的“结垢”,常常饮用磁化水,对防治泌尿体系等体内结石、改进消化功用都具有必定作用,因此有许多矿泉壶和磁水杯也选用钕铁硼永磁体对水进行磁化。因为磁化水活性高,溶解性和渗透性好,把稀土永磁磁化水用于农牧林业灌溉和家禽家畜养殖,也有显着的增产增收作用。
钕铁硼永磁磁化技能还被用于酿酒工业。内蒙古乌兰浩特制酒厂在酿制白酒中选用磁化处理,起到了催陈老熟作用,既可缩短陈化时刻,又能改进白酒的质量。经磁化处理出产的白酒,口味绵甜甘爽,经医学专家实验,适量饮用,还具有下降血脂和血糖等作用。
钕铁硼永磁体也被用于油气类流体的磁化处理。在石油挖掘中,采油管壁上也有“结垢”即呈现结蜡现象,易使采油管阻塞。安装上钕铁硼稀土永磁防蜡器后,能够使结蜡显着减轻,延伸了清洗周期,削减了深重的洗蜡操作,然后大大提高了采油功率。
钕铁硼永磁磁化技能也被用于燃油燃气的磁化处理。轿车上装上钕铁硼永磁磁化节油器,对燃油进行磁化预处理,能够使燃料燃烧得愈加充沛,使汽油和柴油的均匀节油率达5%-8%,并可削减尾气中和碳氢化合物等有害气体的含量,既节能又有利于环境保护。根据相同原理,还开发出了稀土永磁燃所节能磁化器,用于日常烧水煮饭,相同具有节能和环保的两层作用。
“一代磁王”钕铁硼稀土永磁材料的呈现使流体磁化技能发生了一个腾跃。北京京磁技能公司是我国首要钕铁硼永磁材料出产厂商之一,并已购得日本的专利答应,可根据不同磁化技能供给各种规格的磁体。跟着工农业出产的不断开展,稀土永磁钕铁硼磁化技能必将取得越来越广泛的使用.
稀土生产与分离简述
2019-02-22 15:05:31
稀土商场是一个多元化的商场,它不仅仅一个产品,而是15个稀土元素和钇、钪及其各种化合物从纯度46%的氯化物到99.9999%的单一稀土氧化物及稀土金属,均具有多种多样的用处。加上相关的化合物和混合物,产品不可胜数。首先从开始的矿石挖掘起,咱们逐个介绍稀土的别离办法和冶炼进程。
一、稀土选矿
选矿是运用组成矿石的各种矿藏之间的物理化学性质的差异,选用不同的选矿办法,凭借不同的选矿工艺,不同的选矿设备,把矿石中的有用矿藏富集起来,除掉有害杂质,并使之与脉石矿藏别离的机械加工进程。
当时我国和世界上其它国家挖掘出来的稀土矿石中,稀土氧化物含量只要百分之几,乃至有的更低,为了满意冶炼的出产要求,在冶炼前经选矿,将稀土矿藏与脉石矿藏和其它有用矿藏分隔,以进步稀土氧化物的含量,得到能满意稀土冶金要求的稀土精矿。稀土矿的选矿一般选用浮选法,并常辅以重选、磁选组成多种组合的选矿工艺流程。
内蒙古白云鄂博矿山的稀土矿床,是铁白云石的碳酸岩型矿床,在首要成分铁矿中伴生稀土矿藏(除氟碳铈矿、独居石外,还有数种含铌、稀土矿藏)。采出的矿石中含铁30%左右,稀土氧化物约5%。在矿山先将大矿石破碎后,用火车运至包头钢铁集团公司的选矿厂。选矿厂的使命是将Fe2O3从33%进步到55%以上,先在锥形球磨机上磨矿分级,再用圆筒磁选机选得62~65%Fe2O3的一次铁精矿。其尾矿继续进行浮选与磁选,得到含45%Fe2O3以上的二次铁精矿。稀土富集在浮选泡沫中,档次抵达10~15%。该富集物可用摇床选出REO含量为30%的粗精矿,经选矿设备再处理后,可得到REO60%以上的稀土精矿。
二、稀土冶炼办法
稀土冶炼办法有两种,即湿法冶金和火法冶金。
湿法冶金属化工冶金办法,全流程大多处于溶液、溶剂之中,如稀土精矿的分化、稀土氧化物、稀土化合物、单一稀土金属的别离和提取进程就是选用沉积、结晶、氧化复原、溶剂萃取、离子交流等化学别离工艺进程。现运用较遍及的是有机溶剂萃取法,它是工业别离高纯单一稀土元素的通用工艺。湿法冶金流程杂乱,产品纯度高,该法出产制品运用面宽广。
火法冶金工艺进程简略,出产率较高。稀土火法冶炼首要包含硅热复原法制取稀土合金,熔盐电解法制取稀土金属或合金,金属热复原法制取稀土合金等。火法冶金的一同特色是在高温条件下出产。
1.稀土精矿的分化
稀土精矿中的稀土,一般呈难溶于水的碳酸盐、氟化物、磷酸盐、氧化物或硅酸盐等形状。有必要通过各种化学变化将稀土转化为溶于水或无机酸的化合物,通过溶解、别离、净化、浓缩或灼烧等工序,制成各种混合稀土化合物如混合稀土氯化物,作为产品或别离单一稀土的质料,这样的进程称为稀土精矿分化也称为前处理。
分化稀土精矿有许多办法,总的来说可分为三类,即酸法、碱法和氯化分化。酸法分化又分为分化、硫酸分化和分化法等。碱法分化又分为分化或熔融或苏打焙烧法等。一般依据精矿的类型、档次特色、产品方案、便于非稀土元素的收回与综合运用、利于劳动卫生与环境维护、经济合理等准则挑选适合的工艺流程。
碳酸稀土和氯化稀土的出产:这是稀土工业中最首要的两种初级产品,一般地说,现在有两个首要工艺出产这两种产品。一个工艺是浓硫酸焙烧工艺,即把稀土精矿与硫酸混合在回转窑中焙烧。通过焙烧的矿用水浸出,则可溶性的稀土硫酸盐就进入水溶液,称之为浸出液。然后往浸出液中参加碳酸氢铵,则稀土呈碳酸盐沉积下来,过滤后即得碳酸稀土。另一种工艺叫烧碱法工艺,简称碱法工艺。一般是将60%的稀土精矿与浓碱液搅匀,在高温下熔融反响,稀土精矿即被分化,稀土变为氢氧化稀土,把碱饼经水洗除掉钠盐和剩余的碱,然后把水洗过的氢氧化稀土再用溶解,稀土被溶解为氯化稀土溶液,调酸度除掉杂质,过滤后的氯化稀土溶液经浓缩结晶即制得固体的氯化稀土。
2.稀土元素的别离
现在,除Pm以外的16个稀土元素都可提纯到6N(99.9999%)的纯度。由稀土精矿分化后所得到的混合稀土化合物中,别离提取出单一纯稀土元素,在化学工艺上是比较杂乱和困难的。其首要原因有二个,一是镧系元素之间的物理性质和化学性质十分类似,大都稀土离子半径居于相邻两元素之间,十分附近,在水溶液中都是安稳的三价态。稀土离子与水的亲和力大,因受水合物的维护,其化学性质十分类似,别离提纯极为困难。二是稀土精矿分化后所得到的混合稀土化合物中伴生的杂质元素较多(如铀、钍、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷等)。因而,在别离稀土元素的工艺流程中,不但要考虑这十几个化学性质极端附近的稀土元素之间的别离,并且还有必要考虑稀土元素同伴生的杂质元素之间的别离。
现在稀土出产中选用的别离办法(湿法出产工艺)有:(1)分步法(分级结晶法、分级沉积法和氧化复原法);(2)离子交流法;(3)溶剂萃取法。
(1)分步法
从1794年发现的钇(Y)到1905年发现的镥(Lu)停止,全部天然存在的稀土元素间的单一别离,还有居里配偶发现的镭,都是用这种办法别离的。分步法是运用化合物在溶剂中溶解的难易程度(溶解度)上的不同来进行别离和提纯的。办法的操作程序是:将含有两种稀土元素的化合物先以适合的溶剂溶解后,加热浓缩,溶液中一部分元素化合物分出来(结晶或沉积)。分出物中,溶解度较小的稀土元素得到富集,溶解度较大点的稀土元素在溶液中也得到富集。因为稀土元素之间的溶解度不同很小,有必要重复操作屡次才能将这两种稀土元素别离开来,因而这是一件十分困难的作业。悉数稀土元素的单一别离耗费了100多年,一次别离重复操作竟达2万次,关于化学作业者而言,其艰苦的程度,可想而知。因而用这样的办法不能许多出产单一稀土。(2)离子交流法
因为分步法不能许多出产单一稀土,因而稀土元素的研讨作业也受到了阻止,第二次世界大战后,美国***研发方案即所谓曼哈顿方案推动了稀土别离技能的开展,因稀土元素和铀、钍等放射性元素性质类似,为赶快推动原子能的研讨,就将稀土作为其代用品加以运用。并且,为了分析原子核裂变产品中含有的稀土元素,并除掉铀、钍中的稀土元素,研讨成功了离子交流色层分析法(离子交流法),进而用于稀土元素的别离。 离子交流色层法的原理是:首先将阳离子交流树脂填充于柱子内,再将待别离的混合稀土吸附在柱子入口处的那一端,然后让淋洗液从上到下流经柱子。构成了络合物的稀土就脱离离子交流树脂而随淋洗液一同向下活动。活动的进程中稀土络合物分化,再吸附于树脂上。就这样,稀土离子一边吸附、脱离树脂,一边跟着淋洗液向柱子的出口端活动。因为稀土离子与络合剂构成的络合物的安稳性不同,因而各种稀土离子向下移动的速度不一样,亲和力大的稀土向下活动快,成果先抵达出口端。离子交流法的长处是一次操作能够将多个元素加以别离。并且还能得到高纯度的产品。这种办法的缺陷是不能接连处理,一次操作周期花费时间长,还有树脂的再生、交流等所耗本钱高,因而,这种曾经是别离许多稀土的首要办法已从干流别离办法上退下来,而被溶剂萃取法替代。但因为离子交流色层法具有取得高纯度单一稀土产品的杰出特色,现在,为制取超高纯单一稀土产品以及一些重稀土元素的别离,还需用离子交流色层法别离制取。
(3)溶剂萃取法
运用有机溶剂从与其不相混溶的水溶液中把被萃取物提取别离出来的办法称之为有机溶剂液—液液萃取法,简称溶剂萃取法,它是一种把物质从一个液相转移到另一个液相的传质进程。
溶剂萃取法在石油化工、有机化学、药物化学和分析化学方面运用较早。但近四十年来,因为原子能科学技能的开展,超纯物质及稀有元素出产的需求,溶剂萃取法在核燃料工业、稀有冶金等工业方面,得到了很大的开展。我国在萃取理论的研讨、新式萃取剂的组成与运用和稀土元素别离的萃取工艺流程等方面,均抵达了很高的水平。
溶剂萃取法其萃取进程与分级沉积、分级结晶、离子交流等别离办法比较,具有别离作用好、出产能力大、便于快速接连出产、易于完成自动操控等一系列长处,因而逐步变成别离许多稀土的首要办法。
溶剂萃取法的别离设备有混合弄清槽、离心萃取器等,提纯稀土所用的萃取剂有:以酸性磷酸酯为代表的阳离子萃取剂如P204、P507,以胺为代表的阴离子交流液N1923和以TBP、P350等中性磷酸酯为代表的溶剂萃取剂三种。这些萃取剂的粘度与比重都很高,与水不易别离。一般用火油等溶剂将其稀释再用。 萃取工艺进程一般可分为三个首要阶段:萃取、洗刷、反萃取。
3.稀土金属的制备
稀土金属的出产又名稀土火法冶金出产。稀土金属一般分为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与矿石华夏有的稀土成份挨近,单一金属是各稀土别离精制的金属。以稀土氧化物(除钐、铕、镱及铥的氧化物外)为质料用一般冶金办法很难复原成单一金属,因其生成热很大、安稳性高。因而现在出产稀土金属常用的质料是它们的氯化物和氟化物。
(1)熔盐电解法
工业上大批量出产混合稀土金属一般运用熔盐电解法。这一办法是把稀土氯化物等稀土化合物加热熔融,然后进行电解,在阴极上分出稀土金属。电解法有氯化物电解和氧化物电解两种办法。单一稀土金属的制备办法因元素不同而异。钐、铕、镱、铥因蒸气压高,不适于电解法制备,而运用复原蒸馏法。其它元素可用电解法或金属热复原法制备。氯化物电解是出产金属最普通的办法,特别是混合稀土金属工艺简略,本钱廉价,出资小,但最大缺陷是放出,污染环境。氧化物电解没有有害气体放出,但本钱稍高些,一般出产报价较高的单一稀土如钕、镨等都用氧化物电解。
(2)真空热复原法
电解法只能制备一般工业级的稀土金属,如要制备杂质较低,纯度高的金属,一般用真空热复原的办法来制取。一般是把稀土氧化物先制成氟化稀土,在真空感应炉内用进行复原,制得粗金属,然后再通过重熔和蒸馏取得较纯的金属,这一办法能够出产全部的单一稀土金属,但钐、铕、镱、铥不能用这种办法。钐、铕、镱、铥与钙的氧化复原电位仅使氟化稀土发生部分复原。一般制备这些金属,是运用这些金属的高蒸汽压和镧金属的低蒸气压的原理,将这四种稀土的氧化物与镧金属的碎屑混合压块,在真空炉中进行复原,镧比较生动,钐、铕、镱、铥被镧复原成金属后搜集在冷凝器上,与渣很简单分隔。
三、稀土产品的分类办法
稀土的产品种类许多。按加工深度,咱们将其分为选冶产品和运用产品。前者指稀土矿山和冶炼厂商出产的稀土精矿、单一和混合的稀土氧化物、金属及其合金、单一及混合稀土盐类等,合计300多个种类、500多个规格。后者指全部含稀土的制制品,如稀土永磁体、稀土荧光粉、稀土抛光粉、稀土微肥、稀土激光晶体、稀土贮氢材料等。现在没有一致的分类法,也没有一致的叫法,边界也不明确,我们了解的叫法;矿产品,初级产品(或粗产品)称上游产品;深加工产品(或叫单一产品、高纯产品)称中游产品;运用材料和运用产品(或器材)称下流产品。其间单一稀土氧化物、稀土金属、混合稀土氧化物、混合稀土金属首要用处见表1。表1 稀 土 产 品 用 途 一 览 表 单一稀土氧化物 混合稀土氧化物 单一稀土金属 混合稀土金属
La2O3:光学玻璃、陶瓷电容器、催化剂、热电子发射体等。
Ce2O3:玻璃脱色剂、催化剂、光学玻璃、抛光粉等。
Pr2O3:颜料、永磁体、催化剂等。 Nd2O3:永磁体、玻璃添加剂、陶瓷电容器、激光器等。 Sm2O3:永磁体、陶瓷电容器、催化剂。Eu2O3:赤色荧光粉、原子反响堆操控材料等。 Gd2O3:原子反响堆操控材料、GGG磁光材料、磁致冷材料、光学玻璃。Tb4O7:高显色灯、磁光存储材料、磁致弹性材料。
Dy2O3:永磁体、磁致冷材料等。 Ho2O3:颜料、激光器等。 Er2O3:光学玻璃、半导体、光导纤维。Tm2O3:激光器等。抛光粉、平板玻璃、电视显像管、照相机镜头、眼镜片等。 催化剂石油裂化催化。钇:耐热钢添加剂、电子材料、核反响堆材料、铝导线。镧:贮氢合金、电子射线源、吸气剂、铝合金。 镨:永磁合金、磁致冷合金。钕:永磁合金、磁光存贮材料 钐:永磁合金等。 铈:火石合金、冶金添加剂。 钆:原子能、磁致冷材料、磁光存贮材料。
镝:永磁合金、磁光存贮材料、磁致冷、磁致弹性材料。铥:磁致弹性材料等。铽:磁致弹性材料、磁光存贮材料。发火合金、钢铁和有色金属的添加剂、贮氢合金等。
从稀土质料直至终究产品分为几个阶段,越挨近终究产品,技能含量越高,其附加值越高。从稀土质料到终究制品要通过从质料、材料、器材到产品,且每一个环节都有要害的技能,越挨近终究产品,其技能含量也越高,当然附加值也就越高。所以开展稀土运用产品和高附加值产品是我国稀土未来的期望
稀土与功能陶瓷新材料
2019-03-07 09:03:45
一、稀土与功用陶瓷
稀土,是包含15个镧系元素和钪、钇共17个金属元素的总称。稀土元素自18世纪末相继被人们发现以来,已在冶金、陶瓷、玻璃、石化、印染、农林等职业得到广泛运用。跟着科学技能的前进,稀土的运用规模不断扩展。特别是近20余年来,稀土在高新技能范畴的运用得到了迅猛开展。稀土在功用陶瓷中的运用,就是其间的一个重要方面。
功用陶瓷,是20世纪特别是第二次世界大战今后跟着电子信息、自动操控、传感技能、生物工程、环境科学等范畴的开展而开发构成的新式陶瓷材料,它可使用电、磁、声、光、热、力等直接效应及耦合效应所供给的一种或多种性质来完成某种运用功用。因功用陶瓷的品种类型繁复,功用特色丰厚且适用面广,现已在电器设备、信号处理、传感计测、半导体元件、超导材料等方面得到广泛运用,倍受相关材料研讨人员和生产者们的遍及重视。
稀土与功用陶瓷有着亲近的联系。众所周知的超导陶瓷中大部分都含有稀土,如钇铜氧(YBCO)就是一种具有优秀高温超导性的氧化物陶瓷,它可将所需的环境作业温度由低温超导材料的液氦区(Tc=4.2K)进步到液氮区(Tc=77K)以上,极大地提高了超导材料的实用价值。一起,在许多功用陶瓷的原猜中掺加必定的稀土元素,不但可改进陶瓷的烧结性、致密度、强度等,更重要的是可使其特有的功用效应得到显着进步。
二、稀土在功用陶瓷中的运用
1.在超导陶瓷中的运用
自1987年中、日、美等国材料科学家发现氧化物陶瓷钇铜氧(YBCO)具有优秀的高温超导性(Tc高达92K)以来,人们在稀土高温超导陶瓷的功用研讨及运用开发方面做了很多作业,并取得了许多重大发展,日本已有研讨标明,用Nd、Sm、Eu、Gd等轻稀土(Ln)替代YBCO中的Y后,所得超导陶瓷材料LnBCO的临界磁场强度显着进步,磁通钉扎力也大为增强,在电力、储能和运送等方面极具实用价值。如经必定生产工艺所制得的LnBCO块材,能在77K捕集大于10T的磁场,可替代Nd-Ti用作磁悬浮列车的磁体。
北京大学以ZrO2为衬底并加热至约200℃,别离将Y(或其它稀土)、Ba的氧化物和Cu分层蒸发在衬底上进行分散处理,并于800~900℃温度区间热处理,所制得的超导陶瓷在100K以上表现出具有杰出的金属性电阻温度系数。日本鹿儿岛大学将稀土La掺加到Sr、Nb氧化物中所制成的陶瓷薄膜,在255K即发作超导现象。
2. 在压电陶瓷中的运用
钛酸铅(PbTiO3)是一种典型的具有机械能-电能耦合效应的压电陶瓷,其居里温度高(490℃)、介电常数低,适于高温文高频条件下运用。但在其制备冷却过程中,因发生立方-四方相变而易出现显微裂纹。为了处理这一问题,选用稀土对其进行改性,经1150℃温度烧结后可取得相对密度为99%的RE-PbTiO3陶瓷,显微安排得到显着改进,可用于制造在75MHZ的高频条件下作业的换能器阵列。分析以为,因为稀土离子RE3+的置换效果,使PbTiO3陶瓷介电常数减小及压电各向异性(kt/kp)增强,特别适用于电子扫描医用超声体系中的换能器。并且因陶瓷的介电常数和径向机电耦合系数减小,其高频谐振峰变得单纯,利于制造高灵敏度、高分辨率的超声换能器。
在具有高压电系数的锆钛酸铅(PZT)压电陶瓷中,经过增加La2O3、Sm2O3、Nd2O3等稀土氧化物,可显着改进PZT陶瓷的烧结功用并利于取得安稳的电学功用和压电功用,这是因为用三价的La3+、Sm3+、Nd3+等稀土离子替代了PZT中A位的Pb2+后,使PZT陶瓷的电物理特性发作了一系列改动。此外,还可经过增加少数稀土氧化物CeO2来改进PZT陶瓷的功用,且CeO2的增加量以0.2%~0.5%为宜。掺加CeO2后PZT陶瓷的体积电阻率升高,利于工艺上完成高温文高电场下极化,其抗时刻老化和抗温度老化等功用也均得到改进。经稀土改性的PZT陶瓷,现已在高压发作器、超声发作器、水声换能器等设备中得到广泛运用。
3.在导电陶瓷中的运用
以稀土氧化物Y2O3作增加剂的钇安稳化氧化锆(YSZ)陶瓷,高温下具有杰出的热安稳性和化学安稳性,是较好的氧离子导体,在离子导电陶瓷中具有杰出位置。YSZ陶瓷传感器,已成功用于丈量汽车尾气中的氧分压,有用操控空气/燃料比,节能效果显着,在工业锅炉、熔炼炉、焚化炉等以焚烧为主的设备中得到了广泛运用。YSZ陶瓷还可用作高温固体氧化物燃料电池(SOFC)中的电解质材料,运用较多的为Zr0.9Y0.1O1.95。因SOFC选用固体电解质,故不存在其他燃料电池所触及的电解质处理问题,并且转化功率挨近60%。此外,掺加有稀土的LaCr0.9Mg0.1O3、La0.85Sr0.15MnO3陶瓷及Ni-Zr(Y)O2-X金属陶瓷薄层,还可别离用作SOFC电池中的双极性极板、多孔阴极和多孔阳极材料。
但是,YSZ陶瓷只要在高于900℃时才表现出较高的离子导电率,故其运用仍遭到必定约束。现有研讨发现,在具有更高离子导电率的Bi2O3陶瓷中,掺加适量的Y2O3或Gd2O3,可使Bi2O3面心立方相安稳到室温,一起X射线衍射图谱也已标明,(Bi2O3)0.75·(Y2O3)0.25和(Bi2O3)0.65·(Gd2O3)0.35均为安稳的面心立方结构的高氧离子导电相。在这种陶瓷的旁边面再镀上(ZrO2)0.92(Y2O3)0.08的保护膜后,即可制备组装成离子导电性高、安稳性好且能在中温条件下(500~800℃)作业的燃料电池和氧传感器,利于处理高温技能所带来的困难。
4.在介电陶瓷中的运用
介电陶瓷首要用于制造陶瓷电容器和微波介质元件。在TiO2、MgTiO3、BaTiO3等介电陶瓷及其复合介电陶瓷中,增加La、Nd、Dy等稀土能显着改进其介电功用。
如在具有高介电常数的BaTiO3陶瓷中,增加介电常数值ε=30~60的La、Nd稀土化合物,可使其介电常数在宽温度规模内坚持安稳,器材的运用寿命显着进步。在热补偿电容器用介电陶瓷中,还可根据需要适当地掺加稀土,完成对陶瓷介电常数、温度系数、品质因数的改进或调理,扩展其运用规模。用La2O3对热安稳电容器钛酸镁陶瓷进行改性,所取得的MgO·TiO2-La2O3-TiO2系陶瓷和CaTiO3-MgTiO3-La2TiO5系陶瓷,即坚持了原有的介电损耗和温度系数小的特色,其介电常数也得到了显着进步。
微波介质陶瓷的品种繁复,掺加有稀土氧化物的BaO-RE2O3-TiO2系陶瓷就是一种运用较为遍及的介质材料,其介电常数ε可超越80。如MgTiO3-CaTiO3-La2O3陶瓷的品质因数Qε值可高达8000,而Nd2Ti2O7-(BaPb)TiO3-TiO2陶瓷的介电常数ε则可到达90。因为新技能的运用,跟着BaO-TiO2-SnO2-RE2O3系等新式陶瓷的开发,近年内微波陶瓷介质材料的首要技能指标巴望到达:Qε值约比现在进步一个数量级,即在微波频率下为10000;ε在2~2000规模内系列化,以习惯多种用处;温度系数αε则在300~-100规模内系列化,可更方便地取得零温度系数的介质谐振器和滤波器等微波器材。
5.在灵敏陶瓷中的运用
灵敏陶瓷是功用陶瓷中的重要一种,其特征是对某些外界条件如电压、气体成分、温度、湿度等反响灵敏,故可经过其相关电功用参数的反响或改动来完成对电路、操作过程或环境的监控,广泛用于操控电路的传感元件,因而又被称为传感器陶瓷。稀土与这类陶瓷的功用之间存在着亲近联系。
(1)电光陶瓷
在PZT中增加稀土氧化物La2O3,即可取得通明的锆钛酸铅镧(PLZT)电光陶瓷。原母体材料PZT因存在孔隙、晶界相和各向异性,一般不通明,而La2O3的参加使其微观结构趋于均匀共同,在很大程度上消除了孔隙,削弱了其各向异性,显着减少了晶界上屡次折射所引起的光散射和第二相所引起的光散射,故PLZT具有杰出的透光功用。PLZT电光陶瓷存在着一次电光效应(波克尔效应)、二次电光效应(克尔效应)以及光散射效应和光学回忆效应,其间克尔效应的运用最为遍及,如屏蔽核爆炸辐射的护目镜、重型轰炸机的窗口、光通信调制器、全息记载设备等。因为PLZT电光陶瓷具有使用电场改动其光学性质的特色,它的出现标志着陶瓷材料真实进入功用光学范畴。
(2)压敏陶瓷
中南工业大学研讨了稀土元素对ZnO压敏陶瓷电功用的影响,用稀土氧化物La2O3对ZnO压敏陶瓷进行掺杂后,其压敏电压VlmA值显着进步;而当掺杂量从0.1%增加到10%时,陶瓷的非线性系数α值从20下降为1,基本无压敏性质。故关于ZnO陶瓷,低浓度稀土元素掺杂时可进步其压敏电压值,但对非线性系数影响不大;而高浓度掺杂时陶瓷则不出现压敏特征。
(3)气敏陶瓷
从20世纪70年代开端,人们就在将稀土氧化物掺加到ZnO、SnO2及Fe2O3等气敏陶瓷材料中的效果方面作了许多研讨,并制得了ABO3型和A2BO4型稀土复合氧化物材料。有研讨结果显现,在ZnO中参加稀土氧化物,可显着进步其对的灵敏度;在SnO2中掺加CeO2,可得到对乙醇灵敏的烧结型元件。大连理工大学对在Fe2O3中掺加稀土氧化物RE2O3(RE=Nd、Sm、La)而取得的REFeO3系列材料的功用进行了研讨,指出材料的超微粒化是进步气敏元件灵敏度的重要因素,且稀土元素不同,对材料微观描摹的影响也有所不同,其间NdFeO3和SmFeO3的粒度较小,LaFeO3的粒度稍大。将所测REFeO3系列气敏元件在0.13%浓度的不同气氛中进行分析,发现REFeO3系列材料对乙醇均有较高的灵敏度,且其灵敏度凹凸次序依次为NdFeO3﹥SmFeO3﹥LaFeO3,一起对汽油的灵敏度较低,对其它气体几乎不反响,因而具有较强的选择性。
(4)热敏陶瓷
钛酸(BaTiO3)是现在研讨最多且运用最广的热敏陶瓷。当在BaTiO3中掺加微量稀土元素如La、Ce、Sm、Dy、Y等时(摩尔原子分数操控为0.2%~0.3%),因为用与Ba2+半径附近的RE3+替代了部分Ba2+,发生了剩余的正电荷,并经过Ti4+的效果构成了弱束缚电子,故使陶瓷的电阻率显着下降;但若掺杂量超越必定值(如掺杂La的摩尔分数﹥0.35%),因为Ba2+空位的构成和导电载流子的消失,陶瓷的电阻率反而急剧上升,乃至成为绝缘体。
(5)湿敏陶瓷
在品种繁复的湿敏陶瓷中,现在稀土的掺加首要为镧及其氧化物,如Sr1-xLaxSnO3系、La2O3-TiO2系、La2O3-TiO2-V2O5系、Sr0.95La0.05SnO3及Pd0.91La0.09(Zr0.65Ti0.35)0.98O3-KH2PO3等。为了进一步进步湿度陶瓷的灵敏度,在现性和安稳性,以增强其实用性,还需加强稀土掺加对陶瓷相关功用影响方面的研讨。
三、市场前景
跟着材料科学的开展,近年来功用复合陶瓷备受重视,稀土掺杂在功用复合陶瓷的开发研讨方面也取得了较大发展。浙江大学陈昂等,选用惯例功用陶瓷的制备办法,将稀土超导陶瓷YBa2Cu3O7-x和铁电陶瓷BaTiO3复合,取得了铁电性与超导性共存的YBa2Cu3O7-x-BaTiO3系复合功用陶瓷,其电导特性契合三维导电行为,并当YBa2Cu3O7-x含量较高时呈超导性。华中理工大学周东祥等的研讨指出,LaCoO3-SrCoO3系和LaCrO3-SrCrO3系复合功用陶瓷,可用作磁流体电机的电极材料和气敏材料;而在NTC热敏复合材料NiMn2O4-LaCrO3陶瓷中,新化合物LaMnO3导电相决议着陶瓷的首要性质。西安交通大学的邹秦等经过用稀土离子Y3+、La3+对(Sr,Ca)TiO3掺杂,省去了原有的用碱金属离子(Nb5+、Ta5+)涂覆并进行热分散的工艺,并且制得的陶瓷材料致密度高、工艺功用杰出,并坚持了电阻率低(ρ为10-2Ω·cm量级)、非线性高(非线性系数α﹥10)的介电-压敏复合功用特性。
智能陶瓷是指具有自确诊、自调整、自康复、自转化等特色的一类功用陶瓷。如前所述在锆钛酸铅(PZT)陶瓷中增加稀土镧而取得的锆钛酸铅镧(PLZT)陶瓷,不但是一种优秀的电光陶瓷,并且因其具有形状回忆功用,即体现出形状自我康复的自调谐机制,故也是一种智能陶瓷。智能陶瓷材料概念的提出,倡议了一种研发和规划陶瓷材料的新理念,对拓展稀土在近代功用陶瓷中运用极为有利。
近年的研讨还标明,稀土在生物陶瓷、抗菌陶瓷等新式陶瓷材料中也有着共同的效果。因为稀土元素可与银、锌、铜等过渡元素协同增效,开发的稀土复合磷酸盐抗菌可使陶瓷表面发生很多的羟基自由基,然后增强了陶瓷的抗菌功用。我国是一个众所周知的稀土资源大国,应进一步加强稀土掺杂对功用陶瓷功用影响的研讨和新式功用陶瓷的开发力度,以充分发挥我国的稀土资源优势,有用提高稀土在高科技材料中的运用价值。
锂常识
2019-03-14 09:02:01
锂是一种银白色的轻金属,密度0.534,熔点180.54℃,沸点1342℃。锂是生动金属,在室温条件下,锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液,锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中,只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属,并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属,一般储藏于火油或液体白腊中。 锂在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6,在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。 锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法,此法制得金属锂的纯度不低于99%。 1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业,且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高,并具有各种元素中最高的标准氧化电势,锂电池已在某些军事和电子部分运用,以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金,例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等,而用于原子能、航空、航天工业。 我国锂矿产资源比较丰富,首要散布在7个省区,以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为:四川占51.1%,江西占29.4%,湖南占15.3%,新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘,保有储量很多削减),这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西,这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点:(1)散布高度会集,有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区,占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内,其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少,共伴生矿床多,归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床,其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外,大多数矿床档次低,因此拟定的矿产工业目标较低,故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂知识
2019-03-08 11:19:22
锂是一种银白色的轻金属,密度0.534,熔点180.54℃,沸点1342℃。锂是生动金属,在室温条件下,锂能和空气中的氮气和氧气发作激烈的化学反应。金属锂可溶于液,锂的弱酸盐难溶于水。在碱金属氯化物中,只要氯化锂易溶于有机溶剂。锂不但是既轻又软、比热最大的金属,并且仍是在一般温度下呈固体状况的一般材料中最轻的一种金属,一般储藏于火油或液体白腊中。
锂在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6,在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。
锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817年在分析研讨从攸桃岛(Uto)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得少数金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业生产。现在工业生产金属锂选用LiCl-KCl熔盐电解法,此法制得金属锂的纯度不低于99%。
1944年开端很多运用无水氢氧化锂作潜水艇中的CO2吸收剂。用作军用气球的充气氢源。1950年锂开端用于热。1960年今后锂开端用于民用工业如润滑脂、空调、合成橡胶、炼铝、医药和玻璃陶瓷等职业,且已成为当时锂的首要用途。因为锂的电化当量高,并具有各种元素中最高的标准氧化电势,锂电池已在某些军事和电子部分运用,以及在电力车辆推动和峰值电力储存方面运用。锂是第一代氚聚变反应堆的重要燃料和反应堆的冷却剂。锂能与多种元素制成合金,例如铝锂、硼锂、铜锂、镁锂、铅锂、、硅硼锂和银锂等,而用于原子能、航空、航天工业。
我国锂矿产资源比较丰富,首要散布在7个省区,以1996年底保有储量(Li2O)排序依次为:四川占51.1%,江西占29.4%,湖南占15.3%,新疆占3%(因首要矿区经40多年来的大规模挖掘,保有储量很多削减),这4省区算计占98.8%。其次是河南、福建、山西,这3省算计占1.2%。我国锂矿产资源有以下首要特点:(1)散布高度会集,有利于建造大型采选冶联合厂商。矿石锂会集散布在四川、江西、湖南、新疆4省区,占全国锂储量的98.8%;卤水锂首要散布在青海柴达木盆地盐湖发育区和湖北潜江洼陷油田内,其间柴达木盆地盐湖区占全国卤水锂储量的83.4%。(2)单一矿床少,共伴生矿床多,归纳利用价值大。我国锂、铍、铌、钽矿经勘探标明大部分是归纳性矿床,其储量以共伴生矿床为主。(3)档次低、储量大。我国锂矿除少数矿床或矿段、矿体档次较高外,大多数矿床档次低,因此拟定的矿产工业目标较低,故勘探以低档次目标核算的储量则很大。
锂矿
2019-02-11 14:05:30
锂(Li)是自然界中最轻的金属。银白色,比重0.534,熔点180℃,沸点1342℃。锂是由瑞典化学家贝齐里乌斯(J.J.Berzelius)的学生瑞典人阿尔费德松(J.A.Arfvedson)于1817在分析研讨从攸桃岛(Uto¨)采得透锂长石时初次发现的,贝齐里乌斯把这种新金属称为Lithium。1818年英国人戴维(H.Davy)经过电解碳酸锂制得小量金属锂。1855年德国人本生(R.W.Bunsen)和马提生(A.Matthiessen)经过电解熔融氯化锂制得较很多的金属锂,并较具体地研讨了它的性质。1923年德国开端锂的工业出产。
一、锂的性质和用处
锂是生动金属,很柔软,在氧和空气中能自燃。锂也是一种重要的动力金属,它在高能锂电池、受控热核反应中的使用使锂成为处理人类长时间动力供应的重要质料。锂工业的开展和军事工业的开展密切相关。50年代,因为研发需求提取核聚变用同位素6Li,因此锂工业得到了迅速开展,锂则成为出产、中、质的重要质料。锂的化合物还广泛用于玻璃陶瓷工业、炼铝工业、锂基润滑脂以及空调、医药、有机组成等工业。锂系列产品广泛使用于冶炼、制冷、原子能、航天和陶瓷、玻璃、润滑脂、橡胶、焊接、医药、电池等职业。全世界有锂矿资源的国家缺乏十家,亚洲我国独有。
二、矿石质料特色
锂为稀碱元素之一,在自然界散布比较广泛,在地壳中均匀含量为20×10-6(泰勒,1964),在首要类型岩浆岩和首要类型沉积岩中均有不同程度的散布,其间在花岗岩中含量较高,均匀含量达40×10-6(维诺格拉多夫,1962)。在自然界中现在已发现锂矿藏和含锂矿有150多种,其间锂的独立矿藏有30多种,大部分是硅酸盐(占67%)及磷酸盐(占21.2%),其他则很少。作为制取锂的矿藏质料首要是锂辉石(含Li2O5.8%~8.1%)、锂云母(含Li2O3.2%~6.45%)、磷锂铝石(含Li2O7.1%~10.1%)、透锂长石(含Li2O2.9%~4.8%)及铁锂云母(含Li2O1.1%~5%),其间前3个矿藏最为重要。
锂云母
2019-01-24 09:37:11
一、组成与结构
K(LiAl)3[AlSi4O10](OHF)2,常含Na及Rb、Cs等稀碱金属元素。辽宁阜新花岗伟晶岩中产出的锂云母含Li2O4.51%,SiO250.40%,Al2O323.22%,K2O10.33%,Rb2O1.57%,Cs2O0.08%,MnO2.17%,F7.51%。矿物属单斜晶系。
二、物化性质
晶体沿(001)呈板状,具假六方形轮廓,常为鳞片状或叶片状集合体。解锂(001)极完全,薄片具弹性,硬度2~3,相对密度2.8~2.9,玫瑰色、浅紫色、白色,有时无色,玻璃光泽,解理面显珍珠光泽。矿物溶于H3PO4,在HCl、HNO3、H2SO4中溶解不完全。因含Li,吹管焰染火呈红色。
三、鉴别特征
锂云母以其颜色、片状晶形和矿物共生易于识别。浅色锂云母与白云母相似,借助焰色反应可准确鉴别。
四、产状与产地
锂云母主要产花岗伟晶岩中,与石英、长石、白云母、锂辉石、绿柱石、电气石等共生。锂云母也产于富Li、Rb、Cs、Nb、Ta的花岗岩中,与石英、钠长石、黄玉、黑钨矿、铌钽铁矿等共生。锂云母细粒集合体-锂云母岩,称丁香紫玉,是20世纪70年代在我国发现的玉石新品种。含锂云母的花岗伟晶岩产地有新疆阿尔泰、河南官坡,含锂云母花岗岩产地有江西宜春。
硅酸锂
2017-06-06 17:50:13
硅酸锂是
金属
锂与硅酸反应时生成的一系列的化合物。已知的硅酸锂有以下几种: 一硅酸锂: Li8SiO6或者 4Li2O·SiO2; Li4SiO4或者2Li2O·SiO2(正硅酸盐); Li2SiO3或者Li2O·SiO2(偏硅酸盐)。 二硅酸锂: Li6Si2O7或者3Li2O·2SiO2; Li2Si2O5或者Li2O·2SiO2。 五硅酸锂: Li2Si5O11或者Li2O·5SiO2。 这里专门介绍多硅酸锂。因为多硅酸锂的水溶液相对应于钠水玻璃,所以也叫锂水玻璃,简称硅酸锂。由于它具有一些特殊的性质,所以近二、三十年来越来越受到各国的重视。美国是最早研究硅酸锂制造的国家,生产技术几乎为其垄断。到了80年代,日本对硅酸锂的研究不论是质量,还是应用范围都有超美之势。我国在这方面的研究才刚刚起步。1.硅酸锂水溶液的性质 硅酸锂水溶液为无色透明或呈微乳白色的液体,无臭、无毒、不燃、呈碱性(pH=11~12)。硅酸锂水溶液和硅酸钠一样,加入酸性物质后容易胶凝。但由于锂离子半径比钠、钾离子半径小得多,因而硅酸锂水溶液还具有一些独特的性能:硅酸锂水溶液的性能与二氧化硅胶粒大小密切相关,如SiO2粒子为1mμ左右,则产品清晰透明、粘度低、贮存和使用性能(耐水性、耐火性、耐侯性等)均十分优异;而当SiO2粒子约3mμ时,溶液呈微胶体状,粘度高,存放稳定性差,使用性能差。硅酸锂水溶液允许模数高达8,SiO2含量20%,仍然粘度低,稳定性好。硅酸锂水溶液具有自干性,且能生成不溶于水的干膜,耐干湿交替性极好。硅酸锂水溶液在受热时析出沉淀,但如沉淀不过热、不脱水,则在冷却后还能重新溶解。硅酸锂水溶液有和具有亲水表面的玻璃、钢铁、铝及纤维等的表面反应成膜的特性,60℃以上即可进行,温度愈高,反应愈快。由于制法不同,硅酸锂水溶液中的SiO2可呈结晶态或胶态,而通常稳定胶体SiO2溶液中很少或没有结晶态SiO2;而作为涂料使用时,采用SiO2呈结晶态的硅酸盐制成的涂膜其性能却显著优于胶态硅酸盐制成的涂膜。值得注意的是硅酸锂水溶液在光洁表面上(
金属
、玻璃等)形成的干膜不连续、附着力差、起皮、掉粉。然而,硅酸锂和硅酸钠或钾混合使用,不仅能降低成本,还可改善硅酸锂的成膜反应。 2.硅酸锂水溶液的用途 由于硅酸锂水溶液的独特性能,因而有其广泛的用途。作为涂料基料,可用水作溶剂,形成的涂膜,除具有无机涂料的耐热、不燃、耐辐射、无毒等一般性能外,还具有自干,耐热可达1000℃,耐磨性、耐湿性、耐侯性、耐干湿交替性佳,耐水性优异等特点。可用于海上工程、石油管道、船舶、桥梁以及建筑涂料和建筑材料用涂料,如浴室、厨房、卫生间、大厦、各种构件,以及水泥、混凝土、石棉瓦、铝、铁、木质材料、合成树脂、陶瓷等的涂装,尤其适宜用于潮湿环境和耐水性装饰涂料。 作为粘合剂,可使用于木材、纸张、塑料、玻璃、
金属
、混凝土、砖瓦、石棉,以及瓦楞纸箱、纤维板、绝缘板、电视荧光粉、汽车制动器和离合器等等。 作为表面处理剂,可直接涂于
金属
表面,用作钢铁表面防锈液,手风琴、收音机、仪表仪器等
金属
元件的防蚀剂和使用于
有色金属
装饰品、日用品、工艺品的保光、保色;涂覆于玻璃,可形成透光性优良、反光度低的表面涂层;涂覆于镀锌铁皮,在盐水中不腐蚀;涂覆于塑料薄膜,可提高其隔湿性和阻气性等等。 3.制法 因为碳酸锂和石英砂熔融而制成的硅酸锂玻璃,在水中不溶解。因此,常规的可溶性硅酸盐制造方法不能制得硅酸锂水溶液,必须寻求其它制造方法。 文献报导的制造方法虽然不少,但都存在一些缺点或不足之处。如采用较多的硅溶胶法,原料成本太高;硅胶法,虽可使用便宜原料,但要求高温高压设备;硅粉法;原料也不便宜,而且成品外观和反应收率都有问题;离子交换法可以用各种可溶性锂盐,但树脂床在我国投资费用较高,而且处理树脂后的废酸、废水量大,从生产成本和环境保护考虑似乎也不宜选用。在较多的方法中,目前认为较好的方法是活性硅酸——氢氧化锂法。 活性硅酸——氢氧化锂法是利用将水玻璃溶液按阳离子交换法制得的具有一定浓度的活性硅酸溶液与氢氧化锂粉末或水溶液反应而制成。可以得到具有透明性、长期贮存稳定性以及粘结力优良的硅酸锂水溶液。 另据文献报导,我国化工部天津化工研究院硅酸锂试制组,在全面分析比较了国外发表的各种方法后,经反复试验,研究出一条独特的制造工艺路线,即常温常压反应法,其优点能利用廉价原料、简单设备、常温常压反应、直接制造高浓度、高模数的硅酸锂水溶液。
锂辉石(Spodumene)
2019-01-21 10:39:06
LiAl[Si2O6]
【化学组成】锂辉石化学组成较稳定,可含有稀有元素、稀土元素混入物。
【晶体结构】单斜晶系;也有资料认为空间群为C2/c;a0=0.946nm,b0=0.839nm,c0=0.522nm;β=110°11′;Z=4。晶体结构见辉石族概述。锂辉石(即α锂辉石)还有另外两个同质多像变体;β锂辉石为四方晶系,与凯石英(也称重石英)同结构;γ锂辉石为六方晶系,与β石英同结构。
【形态】常呈柱状晶体,柱面常具纵纹。有时可见巨大晶体(长达16m)。双晶依(100)生成。集合体呈(100)发育的板柱状、棒状,也可成致密隐晶块状。
【物理性质】灰白色,烟灰色,灰绿色。翠绿色的锂辉石称为翠绿锂辉石,是成分中含Cr所致,成分中含Mn呈紫色称紫色锂辉石;玻璃光泽,解理面微显珍珠光泽。{110}解理完全,夹角87°;具{100}、{010}裂开。硬度6.5~7。相对密度3.03~3.23。
【成因及产状】是富Li花岗伟晶岩中的特征矿物。
【鉴定特征】颜色,晶形及其产状。吹管火焰烧之膨胀,并染火焰成浅红色(Li),与CaF2+KHSO4合熔后,染火焰成鲜红色(Li)。
【主要用途】与锂云母一起用作提取Li的原料。Li用于原子工业、医药、焰火、照相、玻璃、伦琴照相等方面。透明而色泽美丽者可作宝石。此外,与锂云母、锂霞石一样,具有一般原料所没有的负膨胀性,故可与其它正膨胀性的矿物一起制成高温下膨胀系数接近于零的特殊陶瓷、微晶玻璃等,提高制品的抗热冲击性能和机械强度。
锂云母(Lepidolite)
2019-01-21 10:39:06
又称鳞云母K{Li2-xAl1+x[Al2xSi4-2xO10](F,OH)2},其中x=0~0.5。
【化学组成】置换K的有Na、Rb、Cs。置换Li和Al的有Fe2+、Mn、Ca、Mg和Ti。
资料表明,Li含量与F含量成正比。白云母和锂云母之间是否为连续的类质同像系列还有争议。但曾发现白云母中能进入33%的Li2O而不使结构发生本质的改变,所以,一般将Li2O含量高于35%的才列入锂云母范围,低于这一含量称为锂白云母。另外,富铁的称铁锂云母,可视为锂云母—黑云母的过渡产物。TOT型,三八面体型。
【晶体结构】晶系、空间群、晶胞参数依多型而不同,见表21-6。
由表21-6可见,a0、b0基本不变,只是定向可变,但c0是以1的整数倍增加的,即与重复层数相关。锂云母的多型主要是1M和2M2,其次是3T,而不具有白云母中常见的2M1结构,锂云母的2M2型结构是过渡型或混合型结构。
【形态、物理性质】常成细小鳞片状集合体,故又名鳞云母。颜色为玫瑰色、浅紫色。
【成因及产状】主要产于花岗伟晶岩中,与长石、石英、锂辉石、白云母、电气石等共生。
【主要用途】是提取稀有金属锂的主要原料之一。锂云母中常含Rb和Cs,所以也是提取Rb、Cs的主要原料。细粒集合体可作玉石材料(工艺名为丁香紫),由于其有较低的硬度,易于琢磨和抛光,加工后的成品光洁照人,具独特的丁香紫色,色泽十分柔和,可用于玉石工艺品和戒面等首饰镶嵌品,深受国内外欢迎。此外,锂云母与锂辉石一样,可用于陶瓷工业,见锂辉石描述。
锂矿浮选——锂矿物可浮性
2019-02-22 11:02:45
首要含锂矿藏有锂辉石、锂云母、透锂长石等。它们的可浮性如下:
①锂辉石A12O3·Li2O·4Si02,含Li2O4.5%~8%。表面纯洁的锂辉石很简单用油酸及其皂类浮起,但其表面因风化污染,或在矿浆中被矿泥污染了的,其可浮性变坏。别的,矿浆中一些溶盐的离子(铜、铁和铝的离子等)不只活化锂辉石,并且也活化脉石矿藏,所以浮选前要脱泥并用碱处理。用处理时,锂辉石的收回率随其用量的添加而进步,拌和时刻也相应缩短。随拌和强度进步,收回率也进步。如转速进步7倍,收回率可进步40%。
用油酸或环烷酸皂作捕收剂时,锂辉石在中性和碱性介质中,都能很好地浮游。用十八胺和酯钠盐为捕收剂时,只在弱碱性或中性介质中锂辉石才干浮游。用油酸作捕收剂,和木质素磺酸盐为调整剂,和碳酸钠调整pH为7~7.5时,锂辉石的浮选作用最好。
通过活化的锂辉石,用阴离子或阳离子捕收剂都能浮起。未经活化锂辉石,在油酸用量很高时也难浮起。
不管选用那一种捕收剂,水玻璃、糊精和淀粉都是锂辉石的激烈的按捺剂。其间淀粉的选择性较好,糊精次之。它们先按捺锂辉石,后按捺脉石。但水玻璃的选择性较差,对锂辉石和脉石一起起按捺作用。
锂辉石的浮选粒度,一般在0.15mm以下。粒度为0.2mm时,浮选的收回率为61%,粒度为0.3mm时,浮选收回率为22%。粗粒难浮是锂辉石浮选特色之一。
②锂云母Al203·3Si02.2(KLi)F,含Li20 1.2%~5.9%。粗粒锂云母用手选、风选或冲突选富集,细粒的锂云母才用浮选法收回。锂云母的捕收剂以阳离子捕收剂最好,用十八胺时,在酸性和中性介质中都能很好地浮选锂云母。未经活化的锂云母不能被油酸捕收,用活化后,能得到较好的目标。
矿浆中的一些铁盐、铝盐、铅盐、、淀粉及磷酸氢钠等均能按捺锂云母。锂的碳酸盐和硫酸盐能活化锂云母。用十八胺选别锂云母时,最好的活化剂是水玻璃和硫酸锂,而强的按捺剂是漂、和淀粉的混合物。铜、铝和铅的硝酸盐是锂云母的按捺剂,而铜和铝的硫酸盐却是锂云母的活化剂。
③透锂长石Al203·Li20·8SiO2,含Li20 2%~4%,用阴离子捕收剂如油酸、油酸钠、异辛基胂酸钠来浮选透锂长石,在任何pH下均不浮游。用阳离子捕收剂,如用十八胺来浮选透锂长石,则其浮游性很好。用十八胺作捕收剂,矿浆pH为5.5~6.0时,其收回率为78%,而选用烷基胺盐在碱性介质(pH为7.5~9.5)中浮选时,其收回率可进步到90%~92%。
选用烷基胺盐为捕收剂时,(300~500g/t)能激烈地按捺透锂长石,在介质的pH=5.8时,它的收回率下降到10%~15%,在酸性和碱性介质中,其按捺作用加强。氯化钙能活化透锂长石,在中性介质和碱性介质中(pH=9.2)能进步其收回率。在选用烷基胺盐时,透锂长石的按捺剂有、硅酸钠、淀粉、丹宁、碳酸钠、钠及磷酸氢钠等。
塑料用重质碳酸钙制备技术与工艺探讨
2019-03-06 10:10:51
导读
重质碳酸钙(重钙)因报价低廉、白度高、化学稳定性及热稳定性好,而成为塑料工业中的首选填料,广泛运用于塑料薄膜、型材、管材、塑编拉丝和人造革等塑料工业中。 前期,重钙在塑料制品中首要是到达塑料制品增容、增重、降低成本等效果。跟着塑料职业的开展,重钙在塑料加工中的效果扩展到:①进步加工功能、涣散功能;②进步尺度稳定性、刚性和耐性;③进步耐热性、抗老化以及抗紫外线功能;④(部分)替代贵重的白色颜料,起到必定的增白效果;⑤进步制品的表面光泽和表面平坦性等。
一、塑料用重钙加工的设备与技能工艺
从塑料用重钙产品加工来看,在满意塑料商场对产品功能及其精细化开展要求的条件下,就看加工设备是否节能,节能就意味着经济效益的进步。依据查询,国内重钙资源大多质量优秀、纯度高、白度高,一般不需通过浮选或其他除杂工艺,仅需超细粉磨分级即可。因而挑选功能优越、质量牢靠的粉磨分级设备和工艺是非常重要的。
现在我国的雷蒙磨、高压磨等国产粉磨设备,在必定程度上满意了国内重钙产品加工的需求,完成了必定的经济效益,可是,跟着工业现代化的开展,需持续对该类型设备进行技能革新,以期习惯现代非金属矿产业规模化及其产品精细化开展的商场需求。近年来,国内重钙加工厂商在探究非矿产业规模化和产品精细化开展之路时,目光开端转向高效、节能型的配备与技能,而欧版磨粉机等配备及其配套技能为完成重钙工业规模化和产品精细化开展供给了典型典范。
依照塑料用重钙加工的设备类型及制品细度规模,合适塑料用重钙加工的设备及工艺首要有欧版磨体系、立式磨体系、超细环辊磨体系。
1.1 合适出产33~200μm重的技能及工艺
该细度规模内的重加工可挑选欧版磨机和立式磨机等产品,体系均为干法出产,完成自磨自选,通过变频高效选粉机,可直接制备重,无需再通过外部筛分或分选。因为选用内部循环风,可快速将契合制品的重吹选出,完全避免过粉磨现象,大大进步了产值和出产功率,一起因为选用了先进的除尘器,体系到达国家环保要求。
1.1.1 欧版磨机体系
欧版磨机体系为闭路体系(见图1),是在国产雷蒙磨和摆式磨的基础上,引入欧洲先进的规划理念及标准,悉心开宣布的具有世界抢先技能水平,具有多项自主专利技能的粉磨设备,该机型选用了锥齿轮全体传动、内部稀油光滑体系、弧形风道等多项专利技能。欧版磨粉机作为一种高效节能配备,其技能特色是单机出产能力大,易于规模化出产、单位产品能耗低,出产的产品粒度散布广、纯度好、流动性好,一次制品细度d97=33~200μm,单机出产能力依机型不同在6~35t /h。
该体系选用的设备首要有破碎机、提升机、电磁振荡给料机、欧版磨粉机(见图2)。因为欧版磨粉机内部带有选粉设备,不需外部的选粉机,使得流程简略。
1.1.2 立式磨体系
立式磨体系为开路体系(见图3),是结合德国莱歇、特殊、伯利鸠斯以及丹麦斯密斯等公司的技能优势,结合我国的工况条件而开发规划的一款大型化、工业化制粉设备,特别适用于规模化的碳酸钙破坏加工,其自动化程度高、出产成本低、功率高,一次制品细度d97=33~200μm,单机出产能力依机型不同在20~80t/h。
立式磨首要由传动设备、磨辊与磨盘、分级设备、加压和光滑设备、机壳与机座等五大部分组成(见图4)。分级设备由传动体系、转子、导向叶片、粗粉锥斗、出风口(细粉出口)等组成,是确保产质量量的关键性部件,有动态、动静态组合及高效转子多种结构型式。立式磨是运用磨辊与磨盘的相对运动对物料进行料床破坏,辊压添加,物料细度变小;磨细的物料靠气流将其带起,由其上面的分离器(分级机)在磨内分级,粗粉落入磨盘从头被破坏;合格细粉由风送出磨至袋收尘器搜集。
1.2 合适出产3~33μm重的技能及工艺
该细度规模内的重加工可挑选超细中速微粉磨,体系为干法出产,完成自磨自选,通过变频高效选粉机,可直接制备重,无需再通过外部筛分或分选。选用先进的除尘器,体系到达国家环保要求。该机首要运用于超细碳酸钙的破坏加工,一次制品细度d97=3~33μm,单机出产能力依机型不同在0. 5~8t / h 。超细中速微粉磨的全套配备为: 锤式破碎机、斗式提升机、储料仓、给料机、微粉磨主机、变频分析机、隔音房、双旋风集粉器、脉冲除尘体系等(见图5)。据下流运用客户反映,选用上述几种工艺配备,出产的重钙产品的白度、杂质含量等理化目标均契合塑料用重钙产品的要求。在d97、d100目标近似的条件下,体系出品的重与球磨机工艺出品的重比较,从理化特征来看,具有粒度散布窄、细粉含量适中、颗粒形状扁平的特色;从运用的视点来说,该体系出品的重具有产品流动性好、涣散性好、吸油值低优势。该粉特别适宜于进步塑料材料的机械强度和造纸职业涂布需求。
2 塑料用重制备工艺运用状况
上述几种工艺现在已广泛推广运用,特别在一些碳酸钙出产基地,如浙江长兴、安徽池州、江西永安等地,这些区域大部分雷蒙磨等运用供应商为了习惯重钙产品精细化开展,也纷繁仿效该系列出产技能。实践证明,选用上述干法工艺出产的产品粒度具有散布窄、涣散功能好、流动性好、白度高级长处,并且单机出产能力大、单位产品能耗低。依据现在我国塑料用重钙工业开展的实际状况及非金属矿节能减排要求,推广运用该类技能是较好处理(现在重钙及非金属矿职业高能耗和技能设备落后的有用方法。
3 结语
在我国塑料工业中已显现出用重质碳酸钙替代轻质碳酸钙的趋势。但是,现在在我国塑料工业出产中所运用的重质碳酸钙与轻质碳酸钙数量之比约为5∶1,远未到达世界上的(14~18)∶1的份额。因而,需加速塑料用重钙产品精细化开展,这不只要求加工厂商对原矿质量的稳重挑选,更要重视加工设备与工艺的挑选。
欧版磨机等配备与配套工艺选型为其产品精细化开展和产品附加值的进步,奠定了坚实基础。欧版磨配备及其工艺出产的重钙产品不只能够满意塑料商场对产品功能的要求,还促进了塑料用重钙产品精细化和规模化开展,习惯商场对中高端精细化产品的需求。欧版磨配备及技能是国家大力倡议的节能降耗新技能,作为近年来干法超细破坏技能的首要发展之一,契合重钙等非金属矿加工要求,单位产品能耗低、产品白度高的准则。
我国纳米碳酸钙的制备技术与产业现状
2019-03-06 10:10:51
导读
纳米技能是当今世界各国抢先开展的科技热门,但纳米技能和材料的研讨、出产及其使用在我国尚处于起步阶段,能够产业化的只要为数不多的几个种类,纳米碳酸钙就是其间最具代表性的种类之一。
我国于20世纪80年代初开始纳米碳酸钙制备技能的研讨,80年代末完结工业化出产,已研发出多种制备技能,首要有:间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法、笔直筛板塔式碳化法、内循环碳化塔制备法、喷发吸收法、“双喷”新工艺、自吸式拌和反响器制备法、管式反响碳化法、微乳法制备法、超声空化法等,这些制备技能有些已成功地用于工业出产中,出产出不同晶型和不同用处的纳米碳酸钙产品,部分技能水平已到达乃至超越世界先进水平。现在,已完结工业化的首要有间歇式碳化法、超重力法、多级喷雾碳化法、非冷冻法和膜涣散微结构反响器制备纳米碳酸钙技能。1间歇式碳化法
1.1间歇鼓泡式碳化法间歇鼓泡式碳化法是国内外较常用的出产办法,该法是将净化后的氢氧化钙乳液降温到25℃以下,泵入碳化塔并坚持必定液位,由塔底通入含有二氧化碳的窑气鼓泡进行碳化反响,经过操控反响温度、浓度、气液比、增加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。此法出资小、工艺进程及操作简略,但能耗较高,工艺条件难以操控,粒度散布较宽。广东广平化工实业有限公司从日本白石公司引入的、广东恩平市嘉维化工实业有限公司、安徽铜陵集团碳酸钙厂以及广东省龙门县精密碳酸钙厂前期的纳米碳酸钙出产设备就是选用这种技能出产的。其工艺流程图见图1:
1.2间歇拌和式碳化法间歇拌和式碳化法选用低温拌和鼓泡釜式碳化反响器,经过参加晶形操控剂制备不同晶体结构和不同粒径的碳酸钙。该法是将25℃以下的氢氧化钙乳液泵入碳化反响罐中,通入二氧化碳,在拌和状况下,进行碳化反响,经过操控反响温度、浓度、拌和速度、增加剂等工艺条件制备纳米碳酸钙。该法因拌和气-液触摸面积大,反响较均匀,产品粒径散布较窄等,已成为近几年纳米碳酸钙出产的首要办法。选用该技能建造的有上海杰出纳米新材料股份有限公司、山西兰花华明纳米材料有限公司、江西华明纳米碳酸钙有限公司、上海耀华纳米科技有限公司等。其制备技能首要有华东理工大学技能化学物理研讨所和上海杰出纳米新材料股份有限公司具有。间歇拌和式碳化法因为影响产品粒径的要素较多,在工业出产进程中操控困难,因而存在着重复性差,粒径散布不均匀等缺陷;碳化反响器存在着扩展试验负效应大,反响周期长,单台设备出产才能低一级不利要素。针对以上缺少,上海杰出纳米新材料股份有限公司经过在产业化进程中的实践,对碳化反响进程操控及碳酸钙粒子表面改性等方面作了严峻改善,首要处理了粒子散布、表面处理优化、粒子二次聚会等问题,使产质量量有了进一步的进步,已构成了具有自主专利的制备技能,工艺技能已达世界先进水平,该制备技能具有下列特色:①到达和部分超越国外同类产品目标;②粒子功能(描摹、粒度、晶型)可控,构成了不同形状的纳米碳酸钙系列产品,合适各种不同用处对粒子描摹的要求;③产品功能安稳重复性强,0.1kt/a中试、3kt/a工业化试验和15kt/a出产线组成粒子与小试产品粒子功能相同,且批与批之间适当重复,消除了化工出产中的扩展效应;④进行了纳米碳酸钙的表面改性处理,现已构成用于轿车底漆、涂料、密封胶、塑料、橡胶和油墨等不同用处的系列化纳米级碳酸钙产品。上海杰出纳米新材料股份有限公司的工程塑料、硅橡胶、涂料、油墨用等系列纳米活性碳酸钙已悉数代替国外比如日本白石公司、法国Solvay公司产品进入国内外闻名独资公司、合资公司,并获得发明专利一项:高级胶印油墨用纳米通明碳酸钙的制备办法(专利号:ZL01 1 26404.7)。
2超重力法北京化工大学超重力研讨中心研发开发的超重力法组成纳米碳酸钙技能,成功地制备出粒径为15~30nm的纳米碳酸钙,并为组成纳米颗粒而规划了具有共同新式结构的超重力反响器。超重力反响器是一高速旋转的填料床,超重力碳化技能是指氢氧化钙乳液在超重力反响器中经过高速旋转的填料床时,获得较重力加快度大2~3个数量级的离心速度,在这种情况下,乳液被填料破碎成极小的液滴、液丝和极薄的液膜,极大地增加了气液触摸面,强化了碳化速度;一同,因为乳液在旋转床中得到高度涣散,约束了晶粒的长大,即便不增加晶形操控剂,也可制备出粒径为15~30nm的纳米级碳酸钙。超重力法组成纳米碳酸钙技能与超重力反响设备具有如下特色:①超重力反响法根据分子混合与反响结晶理论,组成纳米碳酸钙的办法和设备,属世界创始;②以氢氧化钙乳液和二氧化碳为质料,使用气-液-固超重力反响法,成功的组成出均匀粒径15~30nm、比表面积在62~77m2/g范围内粒度可调、粒度散布均匀、质量高的纳米碳酸钙产品,其质量目标处于世界抢先水平;③粒子功能(描摹、粒度、晶型)可控,构成了不同形状的纳米碳酸钙系列产品,毋需增加晶体出产抑制剂,即可生成各种不同用处对粒子描摹的要求,且产品纯度高;④适用范围广,超重力法制备技能和配备不光适用于气-液-固三相反响,并且还适用于气-液和液-液反响体系制备纳米材料,已成功地制备出碳酸钙、氢氧化铝、碳酸、碳酸、白碳黑等纳米粉体材料,开发了相应的气-液-固超重力反响法、气-液超重力反响法和液-液超重力反响法制备技能,标明超重力法技能和配备具有很强的通用性,是一项渠道性的高新技能;⑤工业化试验标明,超重力法技能和设备与传统的间歇鼓泡式、间歇拌和式碳化法制备技能比较,具有设备体积小、出产效率高,产质量量安稳等特色,但设备出资高、单台设备出产才能小、二氧化碳使用率低是影响和约束其工业化出产的首要妨碍。现在,蒙西高新材料股份公司、山西芮城华新纳米材料有限公司、巢东纳米材料科技股份有限公司、山东隆重科技股份有限公司等单位使用该技能建造的工业化出产设备也已建成投产。
3多级喷雾碳化法河北科技大学胡庆福等研讨的多级喷雾碳化技能,选用三段喷雾碳化塔,氢氧化钙乳液经过压力喷嘴喷成雾状与二氧化碳混合气体逆流触摸,使氢氧化钙乳液为涣散相,窑气为接连相,大大增加了气液触摸表面,经过操控氢氧化钙乳液浓度、流量、液滴径、气液比等工艺条件,在常温下可制得粒径在40~80nm的碳酸钙。其制备技能具有下列特色:①接连出产效率高,出产才能大,操作安稳;②气液触摸面积大,反响均匀,晶核生成和生长可分隔操控,易于完结在不同碳化率下增加操控剂、表面处理剂等;③可制作立方形、链锁形等各种单一型产品,可制作超细(<100nm)和超微细(<20nm)产品,粒度均匀;④能够用少数活性物质制作出均匀的高活性产品。选用此法出产的有湖南大乘氮有限公司。
4非冷冻法间歇式碳化法、超重力法和多级喷雾碳化法三种出产技能,因受温度改动的影响,粒径改动频率较大,且碳酸钙出产进程中的碳化进程是一种放热反响,要确保产品细度,就要严格要求操控温度,经过在碳化进程中的冷冻将浆液温度操控在25℃以下,方可使碳酸钙结晶粒子的构成在100nm以下。因为制冷设备的投入、维护费用和电能耗费,产品出产成本高,对厂商的经济效益有较大的影响。非冷冻法制备纳米碳酸钙技能与其它制备技能差异在于:选用间歇鼓泡式碳化法,在不改动设备设备的情况下,经过接连参加配备的多种涣散剂的办法,在碳化塔内与浆液一同反响,取消了冷冻体系,减少了能耗,降低了出产成本。非冷冻法制备纳米碳酸钙技能具有以下特色:①碳化是在常温常压下进行,能耗低、出资小、出产成本低。与超重力法、间歇式碳化法制备技能比较,对10kt/a的纳米碳酸钙项目,项目总出资分别为4000万元、2000万元和1800万元,吨产品成本分别为2000元、1250元和1000元;②产品粒径经过调整涣散剂配方和使用量调控,操作简略。产品粒径可根据需要在10~100nm范围内调整,且粒度散布窄;③枯燥前的表面处理,既能够避免纳米粒子在枯燥阶段的吸附聚会,也进步了纳米碳酸钙的涣散功能,经过增加不同的改性剂,适用于不同产品对纳米碳酸钙的需求,为产品使用发明了有利条件。现在,广东省龙门县精密碳酸钙厂选用该技能在已有的5kt/a纳米碳酸钙设备中进行了出产,产品经意大利EVC公司及国内几家公司试用,产品功能优秀。河北科技大学化学与制药工程学院胡庆福等经过开发复合型结晶导向剂,在试验室试验和中试的基础上,完结了在非冷冻(高温35~75℃)、氢氧化钙高浓度(质量分数7%~12%)条件下碳化出产针状(晶须)纳米碳酸钙。将该办法使用在石家庄博达钙业有限公司2.5万t/a的轻质碳酸钙工业设备上,经扫描电镜、透射电镜、X射线衍射和比表面积测定分析标明,产品纳米碳酸钙的晶形为针状,粒度均匀、散布窄,粒径10~20nm,长径比15~20,比表面积≥90m2/g,总孔容≥0.26mL/g。非冷冻法制备纳米碳酸钙技能是一种较为抱负的低成本的纳米碳酸钙出产办法,但要大规划的使用,还需处理一系列工业化出产中的问题。
5膜涣散微结构反响器制备纳米碳酸钙技能清华大学化学工程联合国家重点试验室与山东隆重科技股份有限公司联合,用微孔膜涣散法强化多相传递进程的新技能,研发了膜涣散微结构反响器用于纳米碳酸钙的制备。在膜涣散微结构反响器中,用孔径为几个微米或几十微米的膜材料作为涣散介质,将待涣散相经过压力压入到接连相中,待涣散相经过细小膜孔道被活动的接连相剪切成细小粒径的气泡或液滴,进入接连相,完结微米标准的相间混合,大大增强了传质表面积,使得传质通量得到很大程度的进步,促进反响的进行。关于纳米碳酸钙制备中的碳化进程,相间传质是决议速步,膜涣散微结构反响器经过强化微观混合可促进传质和反响的快速进行,使得制备的碳酸钙颗粒粒径小且散布均匀。经过调控反响物浓度、两相的流量、压力等参数可较好地操控生成碳酸钙的粒径和晶型。一同,在膜涣散微结构反响器中,只需将能量输入到涣散相上,降低了能量的耗费。膜涣散微结构反响器法制备纳米碳酸钙技能具有以下特色:①具有设备体积小,单台设备的尺度在1200x500X200mm,最多时能够6台设备层层并联,单台反响器产值达400t/a;②无传动设备、效率高、能耗低、气体使用率高,单台设备的造价仅万元左右,二氧化碳气体使用率在60%左右;③能够大规划制备粒径在30~60nm、粒径散布均匀且巨细可控的碳酸钙颗粒,并已完结工业试验;④工艺与出产进程简略,不需晶型操控剂、碳化进程无需冷冻。在由中科院院士汪家鼎、费维扬、袁权等参加的技能判定会上(作者为判定专家组成员之一),专家组成员共同以为,膜涣散微结构反响器制备纳米碳酸钙技能已到达世界先进水平。但要大规划的工业化出产使用,同非冷冻法制备纳米碳酸钙技能相同还需处理一系列工业化出产中的问题。
6纳米碳酸钙的出产现状现在世界上能出产100nm以下的碳酸钙首要供应商有:英国的ICI公司、法国的Solvay公司、美国的矿藏技能公司(MTI)、Pfizer公司、王子造纸公司、Resso Wces Casbec公司、日本的白石公司、日本丸尾钙公司等,产品首要用于橡胶、塑料、胶粘剂(含密封胶)、涂料油漆、涂布纸张、油墨、虫剂、蜡制品、搪瓷制品及化妆品等。日本是世界上开发和出产纳米碳酸钙最好和较早的国家,早在四、五十年代就出产出了微米级、纳米级碳酸钙,现已有纺锤形、立方形、链锁形等纳米级碳酸钙产品及改性产品50余种;美国着重于纳米碳酸钙在造纸和涂料上的使用;英国则首要从事填料专用纳米碳酸钙的研发,近20年来英国在轿车专用塑料用碳酸钙中占独占位置。我国于20世纪80年代末完结工业化出产,2004年我国的纳米碳酸钙实践出产才能仅150kt左右,其间纳米级活性碳酸钙的出产才能缺少100kt,远远不能满意商场需求,每年仍需从日本、英国等国家进口100kt以上。据有关专家猜测,未来几年间,纳米碳酸钙在发达国家的需求量将以年均10%的速度增加,在我国将以年均20%的速度增加,因而纳米碳酸钙商场前景宽广。7纳米碳酸钙工业出产存在的问题我国纳米碳酸钙的开展具有以下特色:①开展速度在世界各国名列首位;②产质量量和种类有较大的进步;③国内科研院所对纳米碳酸钙制备技能的研讨,效果明显,间歇拌和式碳化法和超重力法制备纳米碳酸钙技能处于世界先进水平;④关键设备国内均能自主出产,无需进口;⑤国外一些公司看准我国纳米碳酸钙商场,纷繁来我国搞合资或独资出产产品,或推销其设备或技能,加快了我国碳酸钙工业的开展。综观我国碳酸钙工业现状,存在着出产规划小、出产工艺及自动操控水平、产品表面处理技能、枯燥技能以及产品检测水平与国外比较有较大的距离,产品规格种类少,层次较底,使用开发相对滞后,造成了等级低碳酸钙产品供过于求,很多出产厂商亏损,与此一同高级碳酸钙求过于供,严峻依赖于进口的局势,其落后状况也严峻影响了相关工业的开展。距离详细表现在:(1)我国的科学工作者对纳米碳酸钙的制备技能进行了许多的研讨工作,获得了明显的效果,对纳米碳酸钙的研讨多、面广,力气涣散,低水平的重复性研讨开发现象严峻,我国纳米碳酸钙制备技能不少,有的开发时刻也不晚、但制备技能不成熟,对制备技能中详细工艺条件的研讨还很不行,已获得的效果仅停留在试验室和小规划出产阶段,对规划扩展时和出产中存在的问题,还研讨的很少。(2)种类规格少,不能系列化:纳米碳酸钙技能与出产的重点是碳化和表面改性,表面改性技能是厂商出产的中心。表面改性技能意味着产品在功能上、专用化、精密化和商场占有率的抢先,因为碳酸钙表面处理的成果决议产品的层次和用处,很多的专用碳酸钙的首要差异在于表面改性的不同,其产品用处和报价就可能相差较远,表面改性技能的差异是约束我国纳米碳酸钙出产和使用的最首要的要素。(3)产质量量差:对组成纳米颗粒的进程机理缺少深化的研讨,对操控微粒的形状、散布、粒度、功能等技能的研讨还很不行。因为国内科研开发资金投入缺少,新产品无力开发,老产品问题也得不到改善,所以,技能水平一向处于落后状况,产质量量必定就与国外有较大距离,因而,许多高级产品仍需进口。(4)出产技能配备落后:纳米碳酸钙项目一般出资较小,一些大型的工程公司(规划院)对工程化的兴趣不大,不肯投入很多的人力物力进行工程开发,因而工程开发才能单薄。许多出产供应商因为建造资金的约束,土法上马,致使配备规划小、自动化水平低,产质量量差,尤其是对影响产品终究质量和出产成本的枯燥技能及其工业出产中的经济性研讨较少,致使产品的聚会现象严峻,出产成本过高,厂商效益欠安。
8结语跟着工业的迅速开展,各个职业对碳酸钙的粒度、表面改性和产品的使用提出了越来越高的要求,有必要很多出产各种规格的产品以满意商场,超细化、表面改性和产品使用成为碳酸钙工业的开展方向,给碳酸钙更为广泛地使用带来了新的生命力,并极大地进步了它的使用价值。因而,开发及出产高级纳米级碳酸钙产品不只具有十分宽广的商场,一同能够代替国外同类进口产品,节省很多外汇,降低成本,并可完结国内等级低碳酸钙产品更新换代,促进我国碳酸钙工业以及涂料、橡塑、造纸等相关职业的开展,在我国构成一个世界化规划的纳米级碳酸钙出产基地,充分使用国内资源、技能、产品成本与功能的优势,参加世界竞争,出口创汇,具有巨大的社会效益和经济效益。综上所述,尽管我国纳米碳酸钙工业的开展与世界先进水平比较,依然存在着必定的距离,但经过业内人士的共同努力,信任在不远的将来,我国纳米碳酸钙职业将会获得更大的开展。
锂辉石的浮选及铍锂分离
2019-02-25 13:30:49
“碱法不脱泥锂辉石浮选流程”现已十多年的工业生产,证明其工艺简略,选别目标杰出,给矿含 Li_2 O1.2~1.3%,精矿档次 Li_2 O6.0~6.1%,收回率88~90%,为别离锂辉石与绿基石,咱们研讨过热裂(1050℃)—挑选、焙烧(600℃)—浮选、热煮(85℃)—浮选和常温浮选等多种办法,均获较好目标,有的已用于选厂取得了显着作用。尤其是选用和水玻璃“混合剂”与、碳酸钠,氧化石腊皂,在一般条件下使绿基石坚持满足的可浮性,而锂辉石留在槽内,以达别离意图。然后拟定了“绿基石—锂辉石混合浮选一别离流程”,为归纳收回经铍供给了一种新的途径。
铁锂云母
2019-01-24 09:36:23
一、组成与结构
K(LiFeAl)[AlSi3O10](OHF)2,常含Na、Rb、Sr、Ba、Ca、Mn等元素。江西赣南黑钨矿石英脉中产出的铁锂云母含Li2O 3.26%,SiO2 39.50%,Al2O3 24.25%,K2O 9.49%,FeO 10.99%,Fe2O3 4.89%,MnO 1.99%,Na2O 0.85%,F 5.27%,H2O 1.78%。矿物属单斜晶系。
二、物化性质
晶体呈假六方板状,常呈鳞片状集合体产出。解理(001)极完全,薄片具弹性,硬度2~3,相对密度2.9~3.2,灰褐色、黄褐色,有时为浅绿色或暗绿色。玻璃光泽,解理面呈珍珠光泽,半透明至不透明。
三、鉴别特征
铁锂云母以其颜色有别于白云母、黑云母和锂云母。确切鉴别需借助化学分析。
四、产状与产地
铁锂云母产于含黑钨矿、锡石、黄玉的花岗伟晶岩、花岗岩及石英脉中,与上述矿物共生。产地有湖南临武,江西万源及江西海螺岭等。
氢化铝锂
2017-06-06 17:50:13
中文名称 氢化铝锂 英文名称 lithium aluminium tetrahydride;lithium aluminium hydride 别 名 四氢化锂铝 分子式 LiAlH4 外观与性状 白色疏松的结晶块或粉末,放置时变成灰色 分子量 37.95 蒸汽压 熔 点 溶解性 不溶于烃类,溶于乙醚、四氢呋喃、二甲基溶纤剂,微溶于正丁醚,不溶或极微溶于烃类和二恶烷。 密 度 相对密度(水=1)0.92 稳定性 稳定 常温下在干空气中能稳定存在。易受潮气作用。遇水和醇发生剧烈反应。 危险标记 10(遇湿易燃物品) 主要用途 用作聚合催化剂、还原剂、喷气发动机燃料,也用于合成药物 对环境的影响:健康危害 侵入途径:吸入、食入。 健康危害:本品对粘膜、上呼吸道、眼和皮肤有强烈的刺激性。吸入后,可因喉及支气管的痉挛、炎症、水肿、化学性肺炎或肺水肿而致死。接触后引起烧灼感、咳嗽、喘息、喉炎、气短、头痛、恶心和呕吐等。毒理学资料及环境行为 危险特性:加热至125℃即分解出氢化锂与
金属
铝,并放出氢气。在空气中磨碎时可发火。受热或与湿气、水、醇、酸类接触,即发生放热反应并放出氢气而燃烧或爆炸。与强氧化剂接触猛烈反应而爆炸。 燃烧(分解)产物:氧化铝、水。 应急处理处置方法泄漏应急处理 隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移至安全场所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。与有关技术部门联系,确定清除方法。防护措施 呼吸系统防护:可能接触毒物时,应该佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时,建议佩戴自给式呼吸器。 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。 身体防护:穿化学防护服。 手防护:戴橡胶手套。 其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。急救措施 皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。 眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。 灭火方法:不可用水、泡沫、二氧化碳、卤代烃(如1211灭火剂)等灭火。只能用
金属
盖或干燥石墨、干燥白云石粉末将火焖熄。化学性质 氢化铝锂具有很强的还原性,可以还原醛基、羰基、内酯、过氧基、吡啶盐、亚砜、卤代烃、酰胺、酰亚胺、羧酸等
氢化铝锂
2017-06-06 17:50:09
中文名称 氢化铝锂 英文名称 lithium aluminium tetrahydride;lithium aluminium hydride 别 名 四氢化锂铝 分子式 LiAlH4 外观与性状 白色疏松的结晶块或粉末,放置时变成灰色 分子量 37.95 蒸汽压 熔 点 溶解性 不溶于烃类,溶于乙醚、四氢呋喃、二甲基溶纤剂,微溶于正丁醚,不溶或极微溶于烃类和二恶烷。 密 度 相对密度(水=1)0.92 稳定性 稳定 常温下在干空气中能稳定存在。易受潮气作用。遇水和醇发生剧烈反应。 危险标记 10(遇湿易燃物品) 主要用途 用作聚合催化剂、还原剂、喷气发动机燃料,也用于合成药物毒理学资料及环境行为 危险特性:加热至125℃即分解出氢化锂与
金属
铝,并放出氢气。在空气中磨碎时可发火。受热或与湿气、水、醇、酸类接触,即发生放热反应并放出氢气而燃烧或爆炸。与强氧化剂接触猛烈反应而爆炸。 燃烧(分解)产物:氧化铝、水。泄漏应急处理 隔离泄漏污染区,限制出入。切断火源。建议应急处理人员戴自给正压式呼吸器,穿消防防护服。不要直接接触泄漏物。小量泄漏:避免扬尘,使用无火花工具收集于干燥、洁净、有盖的容器中。转移至安全场所。大量泄漏:用塑料布、帆布覆盖,减少飞散。与有关技术部门联系,确定清除方法。防护措施 呼吸系统防护:可能接触毒物时,应该佩戴头罩型电动送风过滤式防尘呼吸器。必要时,建议佩戴自给式呼吸器。 眼睛防护:呼吸系统防护中已作防护。 身体防护:穿化学防护服。 手防护:戴橡胶手套。 其它:工作现场严禁吸烟。工作毕,淋浴更衣。注意个人清洁卫生。急救措施 皮肤接触:立即脱去被污染的衣着,用大量流动清水冲洗,至少15分钟。就医。 眼睛接触:立即提起眼睑,用大量流动清水或生理盐水彻底冲洗至少15分钟。就医。 吸入:迅速脱离现场至空气新鲜处。保持呼吸道通畅。如呼吸困难,给输氧。如呼吸停止,立即进行人工呼吸。就医。 食入:误服者用水漱口,给饮牛奶或蛋清。就医。 灭火方法:不可用水、泡沫、二氧化碳、卤代烃(如1211灭火剂)等灭火。只能用
金属
盖或干燥石墨、干燥白云石粉末将火焖熄。氢化铝锂具有很强的氧化性,在使用过程中一定要注意安全。详细内容请查阅上海
有色
网
稀土、稀散金属资源选矿与加工
2019-02-22 12:01:55
我国选矿工艺研讨与出产实践,针对我国稀土资源特色,已研发了多种新工艺流程,可以出产不同等第、不同品种的稀土精矿和稀土氧化物,为我国稀土工业开展供给了足够的矿藏质料。几品种型的稀土矿选矿状况:
(1)白云鄂博矿超大型稀土矿,是与铌、铁等共生的归纳性矿床,因为物质成分杂乱,矿石嵌布粒度纤细,属难选矿石。但经科研、规划、出产联合攻关,已研讨出适合于白云鄂博矿产资源特色的稀土选矿技能。80时代初,包头钢铁稀土公司选矿厂(简称包钢选厂,下同),构成了浮选—重选—浮选收回稀土的工艺流程。1987年制订了弱磁—强磁—浮选新工艺。近年来又研讨成功将混合稀土精矿分选为单一氟碳铈精矿和独居石精矿的新技能。现在可进行各种矿藏的分选工业出产,构成年产含稀土氧化物(REO)为30%~68%的各种稀土精矿才能60000t,其间大于50%REO精矿30000t/a,为我国重要的稀土质料出产基地。
(2)山东微山稀土矿热液脉状稀土矿床,均匀档次REO为3.61%~5.59%,首要矿石类型为氟碳铈矿。1975年建成5t/d处理才能的小型实验厂。后经改造构成了35t/d、年产稀土精矿700t的出产线。1988年对原生矿选用新式捕收剂H205进行全浮、重选两种选矿计划实验,全浮精矿档次(REO)到达68.73%,收回率为41.44%;重浮精矿档次(REO)到达70.2%,收回率为45.03%。现在该矿已具120t/d的选矿才能。
(3)四川冕宁牦牛坪稀土矿80时代发现并勘探的大型热液脉状稀土矿床,类似于美国闻名的芒廷帕斯氟碳铈矿。牦牛坪矿床首要工业矿石也是氟碳铈矿。矿床均匀档次REO为1.07%~5.77%。选用重选—浮选流程取得含稀土为63%~69%的高档次稀土精矿,稀土收回率为40.8%~69%。现在已建矿投产。1988年,四川地质矿产局一○九地质队与冕宁县及甘肃稀土公司协作,兴办了年产5000t精矿的昌兰稀土公司。稀土精矿以其质量优秀而热销。
(4)内蒙古扎鲁特旗“八○一”稀有、稀土矿70时代末勘探的我国罕见的大型铌、稀土碱性花岩岩型矿床,并伴生可观的铍、锆、铪等矿产,具有巨大的归纳开发远景。经可选性实验,选用重选—磁选—浮选工艺流程,取得铌铁矿;低铌铁精矿和铍钇精矿(首要是硅铍钇矿),其间BeO为3.27%~6.54%,收回率为43.2%~57.59%;Y2O3为6.8%~44.5%,收回率为35%~56%。该矿床尚待开发利用。
(5)南边离子型稀土矿70时代以来,在我国南边诸省区发现散布广泛的风化壳淋积型中重稀土矿床,稀土元素以离子状况吸附存在。用化学办法处理,经淋洗、沉积、灼烧可得到混合稀土氧化物。又经有关单位进一步研讨,现已拟定了硫酸铵浸矿—草酸沉积—灼烧工艺以及硫酸铵浸矿—碳酸氢铵沉积—灼烧工艺,使南边离子型稀土矿的选矿出产技能日臻完善合理,出产成本不断下降,成为我国出产中重稀土产品的首要质料来历。
(6)稀土砂矿五六十时代,已勘探了不少风化壳型、河流冲积型和海边等稀土、稀有金属砂矿。这些矿床的工业矿藏为独居石、磷钇矿、铌钽铁矿、钛铁矿、金红石、锆石英等。一般选用重选、浮选、电选、磁选等联合工艺。首要有两种工艺流程:以选独居石、磷钇矿为主归纳收回铌钽、钛、锆矿藏和以选钛铁矿、金红石、锆石英为主归纳收回独居石等矿藏。
(7)稀土精矿处理从矿藏中提取稀土首要要对精矿进行分化,根据矿藏性质不同可用酸分化法、碱分化法或氯化法。分化进程将稀土转化成易溶于水或酸的化合物,再经净化、提取后,制备混合稀土氯化物或氧化物等各种产品。我国对几种稀土精矿处理基本上选用以下工艺:
(8)白云鄂博稀土精矿提取稀土的工艺白云鄂博稀土精矿是由氟碳铈矿等稀土氟碳酸盐矿藏和独居石、萤石、铁矿等多种矿藏组成,物质成分杂乱,稀土档次改变大。针对这种特色,选用提取稀土的工艺有低温硫酸焙烧法、硫酸强化焙烧-萃取法、烧碱法分化稀土精矿工艺、电分化稀土精矿工艺和高温氯化法出产无水氯化稀土等工艺。
(9)独居石碱分化工艺独居石是最早用于提取稀土的质料。现在国内外首要用碱法分化精矿,因为独居石含磷、铀、钍等元素成分高,在提取稀土的进程中要进行归纳收回。因为国内独居石精矿售价高,加之在处理进程中含有放射性的废水、废渣难于处理等原因,现在国内只要湖南桃江稀土金属冶炼厂独家处理。
(10)磷钇矿冶炼工艺选用加压碱分化或碱熔融等办法处理,将磷钇精矿与固体烧碱混合均匀后,在600~700℃下分化,然后水洗、优溶制取氯化稀土,优溶渣的处理与独居石碱分化法相同,用硝酸悉数溶解后再用溶剂萃取法别离其间的稀土、铀、钍等。
(11)离子吸附型稀土矿提取工艺一般选用渗浸法,即在一方形水泥槽中进行,槽底敷设呈格子形状的支架,上铺麻袋布作滤层,将原矿堆积在滤层上,用电解质如NaCl溶液淋洗而可将稀土交流下来。这是70时代用的较简易的工艺。因为原矿档次低,化工材料耗费量较大,有关科研单位做了很多的改进工作。现矿山均选用(NH4)2SO4渗浸淋洗、NH4HCO3沉积稀土工艺。现在正在研讨在矿山就地堆浸工艺。该工艺会使采矿、运送的动能耗费以及环境污染等问题得到有用改进,出产成本也将会进一步下降。
(12)稀土别离提纯从稀土矿石分化后所得的混合稀土中,别离提取出单一纯稀土元素,是比较困难的。一是因为镧系元素它们的物理性质和化学性质非常相似;二是因为在稀土矿藏中赋存的杂质元素较多,如钍、铀、铌、钽、钛、锆、铁、钙、硅、氟、磷、铅等。因此别离稀土元素的工艺是比较杂乱的。别离的办法首要有化学别离法、离子交流树脂色层法和溶剂萃取法。化学别离法其间又分为分步法(分步沉积、分步结晶)和氧化复原法。分步法是别离稀土元素的最陈旧、最经典的办法,现已被萃取法和离子交流树脂色层法所替代。我国现在稀土别离工艺技能的总体水平与国外适当。出产的单一稀土产品有上百种,单一稀土氧化物的纯度可达95%~99.99%,单个产品可达99.999%(如Y2O3)。
(13)稀土金属和合金冶炼稀土金属一般为混合稀土金属和单一稀土金属。混合稀土金属的组成与原矿中的稀土组分非常附近;单一稀土金属是经别离精制的金属。制备稀土金属是先制成稀土氯化物、氧化物或氟化物,再用熔盐电解法或金属热复原法制取金属。
混合稀土大批量出产时一般选用熔盐电解法。单一稀土金属的制备办法因元素不同而异,钐、铕、铥、镱因其金属蒸汽压高,不适于用电解法制备,而用复原蒸镏法。其他元素可用电解法或金属热复原法制备。别的,出产办法还需根据出产量和对金属纯度的要求进行选定,大批量出产时一般用熔盐电解法,小批量时多用金属热复原法。
(14)稀散金属的选冶归纳收回稀散元素以类质同象方式和以细微颗粒矿藏赋存在有关的载体矿藏内。因此随主金属在选冶进程中加以富集而归纳收回。如铟、镓、锗、、镉、硒、碲等常赋存在铅、锌精矿中,便是它们的载体矿藏。
稀散金属在主金属冶炼进程中富集于副产物中,是归纳收回稀散金属的首要途径。从铜冶炼的阳极泥及烟尘中可收回硒、碲、及铼;从铅锌冶炼的烟尘、炉渣、浸出渣及溶液中可收回铟、镓、、镉及硒与碲;从锡冶炼渣或电解液中收回铟;从镍冶炼中可收回硒和碲;在铝出产中从NaAlO2回来母液或电解尘中收回镓;从钼冶炼的烟气中收回铼;从炼铁的炉渣与烟尘中可收回锗、镓、乃至硒与碲;从烧煤发电的煤尘、煤灰中收回锗、镓等
超细重质碳酸钙干法加工工艺与设备比较
2019-03-06 10:10:51
导读
我国的重钙研磨加工设备品种繁复,它们与超细分级机合作组成超细加工体系,一般都能够到达超细出产的效果。可是选用哪种出产工艺和设备愈加合理则需求根据商场对重钙的细度要求和厂商的赢利最大化,客观地点评各种工艺和设备。 现在我国重钙商场上干流需求的是600~1500意图重钙产品;重钙产品的附加值增值率偏低( 与滑石、重晶石、高岭土等比较),规划是影响效益的首要因素之一。要满意商场要求及厂商赢利这二个条件,在挑选重钙加工工艺和设备时原则上要到达:技能老练、设备运转牢靠、产品质量安稳、吨产品出资少、产品能耗低。
1重钙干法工艺与设备简述
重钙干法超细加工设备首要由研磨和分级设备组成。老练的研磨设备首要有雷蒙磨、振荡磨、环辊磨、干式拌和磨、立式辊轮磨和球磨机等。分级设备首要是选用强制涡流原理制作的叶轮式超细分级机。下面首要从研磨设备的技能特色,进行分析点评。
1.1 重钙工艺及设备技能功能简介
(1) 雷蒙磨+分级机工艺
雷蒙磨归于碾压破坏,以电机带动磨辊,以离心力施压物料在低速状态下彼此揉捏、冲突和剪切破坏,伴有连续冲击破坏效果。出产400目以下的产品,不管在出资仍是能耗方面,雷蒙磨都有很大优势。可是,碾压破坏原理决议了雷蒙磨发生的微粉量相对较少,例如,在400意图细粉中,<10μm的微粉只占到36%左右。通常将雷蒙磨进行改造,或外加超细分级体系,也能够出产800~1250意图超细产品。
可是,因为微粉含量低,用雷蒙磨出产800目以上超细重,其出产才能偏小。
(2) 干式拌和磨+分级机工艺
干式拌和磨也称为拌和式球磨机,磨体为立式筒体,中间有拌和轴,带动物料和介质滚动发生研磨。其研磨功率较高,与分级机配套运用,比较合适1250目以上超细重钙的出产;特别是在单纯出产2500目以上重钙产品时,这是一个十分值得引荐的工艺。
(3) 振荡磨+分级机工艺
振荡磨是运用高频振荡使研磨介质与物料之间发生激烈冲击与研磨,然后破坏物料。振荡磨的研磨功率高,出磨粉体中细粉含量较高,更合适研磨出产1250目以上的产品;振荡磨的长径比较大,过研磨现象严峻,用于重钙出产并不是很好的挑选。
(4) 环辊磨+分级机工艺
环辊磨的机械结构及粉磨机理与雷蒙磨相似,均归于磨辊离心施压给物料,碾压破坏,但在磨辊结构上有严重改进,其破坏功率远远好于雷蒙磨,首要用于出产1 500目以下的超细重钙。现在该类研磨设备因其节电和出资低价,在重钙职业得到敏捷推行运用。但需更进一步研讨其单机产值的扩展,与球磨机及立式磨比较,其产品的安稳性也值得研讨。
(5) 立式磨+分级机工艺
立式辊轮磨机(简称立式磨)的粉磨机理与雷蒙磨相似,均归于碾压破坏,因为磨辊的施压是选用高压液压方法,磨辊对物料的碾压压力增大数十倍乃至更大,所以其破坏功率远远好于雷蒙磨。现在是大规划出产重钙的干流设备之一。
立式磨常见为二辊结构,首要用于出产400目以下的粉体。后来又开发了三辊立式磨,细粉含量得到了较大改进,但一般仍以一次性出产600目以下的产品为佳。对上部的分级机改造后,可直接出产1 250目以下的超纤细粉。为了得到更细的产品,能够运用立式磨出产的600~1 000目产品,另配超细分级机进行二次分级,出产1250目以上的产品。
(6) 球磨机+分级机工艺
球磨机的破坏原理是,物料与研磨介质一同,在球磨机的反转过程中彼此冲击和研磨,其细粉产值低于干式拌和磨和振荡磨研磨的产品,但高于其他的破坏设备出产的产品。在通过磨内改造后,因其研磨才能得到大大改进,细粉含量挨近振荡磨,而过研磨现象又大大低于振荡磨。是现在大规划出产重钙的干流设备之一。
高细球磨机配分级机工艺是当今世界先进粉体技能公司强力引荐、欧美闻名粉体公司遍及采用的工艺计划。广泛使用于方解石、重晶石、滑石及高岭土等非金属矿的加工。以出产重钙微粉为例,能够出产600~6 500意图产品,特别适宜于800~2500意图产品,单机出产规划1~10万t/a。
1.2 重钙干流加工工艺及设备的比较
上述可见,尽管雷蒙磨等都是现在重钙厂商常用的设备,可是大多数设备都难以实现超细重钙的大规划出产。
现在欧洲、美国及由他们供给技能和设备的其他国家和区域,基本上都是球磨机配大型分级机的加工工艺及设备。而由日本和我国台湾省供给技能及设备的区域,首要是三辊立式磨配分级机的工艺,但也有球磨配分级机的工艺。重钙干法工艺及设备使用状况如表1所示。实践证明,在600目以上的超细重钙产品干法大规划出产方面,合适本职业开展的技能与设备首要有二类,即高细球磨机配超细分级机和立式磨配超细分级机。立式磨与球磨机的加工体系比较见表2。关于立式磨二次分级下的粉体(下品)质量(细度)存在的动摇问题,阐明如下:立式磨出产重钙,出磨的产品细度一般在1000目以下,假如出产1250目以上的产品,就必须进行二次分级。如图1、图2所示,相同用立式磨出品的800目粉进行二次分级,导致下品1和下品2的粒度散布不同,这样下品的质量就很难界定。
氧化锰矿与碳酸锰矿的区别
2018-12-07 13:57:53
2月18日消息:
碳酸锰矿的用途目前国内大多是用来生产电解锰,也就是电解金属锰。将碳酸锰矿加工成锰粉,然后与硫酸充分溶解,通电插入阴阳极板,产生电解锰片。一吨电解锰片通常需要用到8吨左右的碳酸锰矿。 可用于制备高纯碳酸锰精矿,是生产硫酸锰、电解金属锰、活性二氧化锰、电解二氧化锰、四氧化锰等的主要原料。 氧化锰矿石与碳酸锰矿石的区别,就是它氧化和非氧化的区别了!一般的冶金、化工用的锰矿石,就是地表氧化部分的,未氧化原生矿石就叫碳酸锰矿石!