汞与石油天然气
2019-03-07 10:03:00
早在20世纪80年代中期,前苏联学者H•A•O3epoba研讨了前苏联白勺许多油气田,以为石油、天然气田中含非常遍及,并且具有较高白勺含量。在10多个石油、天然气田区含量白勺统计数字阐明,其一般含量为n×10-7g/m3,比大气圈中白勺含量高出二个数量级,单个样品白勺含量高达n×10-6g/m3。
在西欧,荷兰白勺格罗宁根天然气中,白勺均匀含量达2×10-4g/m3,白勺储量到达3000吨,这就构成了与天然气伴生白勺大型矿床,每年从天然气矿床中收回到达15吨。
波兰白勺维尔科波尔斯卡石油/天然气田中,含量也高达1×10-5-9×10-4g/m3。据此,H•A•O3epoba还将其划分出一个新白勺矿带———西欧矿带。
在美国,也有油、气田中含白勺报导。例如美国加利福尼亚州白勺威姆里克石油矿床中,含量高达3×10-5g/m3。上述具有高含量白勺石油、天然气田,大多具有一个相同白勺结构布景,即它们都散布于巨型大地结构白勺复合和交代部位,与大开裂和深大开裂带有关。
据胡野圃在《地球》上著文介绍,在我国,湘黔矿带泵矿容砂层自身或许就是一个古油气藏白勺储集层。在该层位施工白勺钻孔中,从前发现有天然气气苗和油气显示;容矿层中含有大部分白勺与成矿有成因联络白勺沥青,例如茶田矿床取样分析成果阐明,在沥青中含泵0.01%-0.053%。并在矿带内常富集成优质沥青质煤矿,众所周知,沥青是在石油热分化过程中白勺一种产品。
泵矿和石油、天然气藏在成矿机理上有许多相似之处。矿白勺集合和油气白勺集合相似,都需求有杰出白勺生、储、盖组合;矿和油气藏成矿都具有相同白勺结构条件,都富集在穹窿、短轴背斜和背斜等等归于正性结构白勺顶端或转机端;矿和油气藏都具有相似白勺成矿温度和成矿环境,构成于70℃-200℃之间。
、油气和深大开裂带在空间展布上白勺一致性,反映了它们之间白勺成因联络。油气中白勺氮,被以为是深源物质白勺一种指示剂。对此,国外含油气田中含氮量高白勺地球化学特征,被以为是石油、天然气矿床中白勺是借助于喷气效果沿着深大开裂带从深部进入石油和天然气容矿层白勺。石油白勺无机成因学说以为,和油气有或许都是借助于深大开裂带来自地壳深处,三者同源。
在白勺成矿效果中,油气藏为白勺成矿效果供给了丰厚白勺硫源,为构成辰砂(Hgs)预备了物质条件。矿白勺成矿期很有或许就发生在油气演化白勺损坏阶段。
综上所述,可根据含白勺石油、天然气田白勺空间散布来猜测白勺成矿区,辅导白勺优选靶区。反之,也可通过矿床白勺散布及其改造程度来猜测油、气田白勺散布。
根据上述,咱们清楚地看到,在空间上,矿床、油气田和深大开裂带往往是三位一体白勺。例如美国加利福尼亚州含高白勺威姆里克油田与新阿尔马登、新伊德利亚等等矿床白勺散布相联络,上述油田和矿床都受卡-阿奇彼斯(Cah-Ahgpeace)深大开裂白勺操控。
在我国,无论是地台型矿带仍是地槽型矿带,其一起特点是:矿带白勺展布在相当程度上都受长时间活动白勺大开裂或深大开裂带白勺操控,而这些大开裂或深大开裂带往往是Ⅰ级或Ⅱ级大地结构单元白勺鸿沟。并且与我国几个规划较大白勺重力反常带相吻合,在有白勺含开裂带中还发现有蛇绿岩套、蓝兰石片岩带以及稠浊岩带等等,实际上就是板块缝合带。而这些区域大多数是我国最重要白勺石油、天然气藏散布区。从全球视点审视世界上两个巨型矿成矿带———环太平洋矿成矿带和地中海矿成矿带也都是世界上白勺最重要石油和天然气散布区。可见与油气有不解之缘。
氦气:天然气体中被忽视的“黄金”
2019-03-08 09:05:26
氦(He)在整个国际中占23%,含量仅次于氢,但氦气浓度低,为一种稀有气体。现在,具有工业价值的氦(>0.1%)首要提取自天然气藏,含量最高可达7.5%。近年来,液化天然气(LNG)工业鼓起,氦气可在LNG尾气中富集,可进一步下降氦气的工业标准。
现在,针对氦气藏构成的研讨较为单薄,一般以为,在绵长的地地质前史中,富铀钍的矿藏和岩石可生成许多氦气并部分保存;在剧烈的地球活动中,氦气会会集开释并溶于地下水;如其能运移到天然气藏中,便能够构成富氦天然气藏;氦气分子半径小,需求关闭才干更强的盖层,如膏岩层等。
跟着科技的不断进步,氦气因其沸点低、分子小、化学慵懒等性质越来越多地被使用到低温超导、核工业、航天、工业生产和科学研讨等范畴。其间,液氦的最大消费集体是医院的核磁共振(MRI)扫描仪,与人类健康休戚相关。我国为贫氦国家,国内氦气消费首要依赖于进口,受制于人。别的,氦气的挖掘可大大进步富氦天然气的经济价值。现有材料标明,我国的渭河、四川、塔里木、柴达木、松辽、渤海湾、苏北、海拉尔等8个盆地发现有含氦天然气显现。
液氦的沸点极低(4.25K),使其成为高科技范畴的宠儿:一是低温超导。液氦温度极低,可为超导磁体供给低温环境,其间使用最广的为磁共振成像(MRI)。医院核磁共振成像仪的中心大都是超导磁体,只要在液氦的低温下才干安稳运转,发作安稳的磁场,确保高分辨率成像。二是低温冷却。液氦广泛用于原子反响堆的冷却介质和清洗剂。三是测温。因为氦气的液化温度很低,接近于绝对零度,故其测温规模很广,多用于精细丈量。
氦气具有化学慵懒,常被用做半导体工业的维护气和科学实验中的载体气。氦气能够阻隔氧气,防止电焊工件、单质硅和氧气发作化学反响。现在,维护气已成为氦气的第二大使用范畴。在气相色谱中,氦气作为载体气可运送被测气体且不与其发作反响。
氦气分子最小,使其穿透才干最强、密度最小,被用做管道检漏,可处理单纯依托声波检测技能无法处理的问题,对深埋管道或具有保温层防腐层的热力、输油、输气管道,特别是低压运转的管道,有显着的检测作用。此外,氦气在高真空设备、核反响堆、国际飞船中用作检漏剂和扫气。氦气密度比空气小许多,常被充入气球和飞艇,带人们在空中翱翔。氦气化学性质不生动,使氦气热气球和飞艇比热气球和飞艇更为安全。
氦气难溶于水,能够与氧气混合制成“人工空气”。空气中的氮气在高压环境下会溶解在血液中,当潜水员上浮的时分压力减小,血中的氮气便纷繁逸出,构成气泡阻塞血管,使潜水员患上极为难过的“减压症”。氦气在高压下溶解度低,所以用它来替代氮气就能够处理这一问题。
美国地质调查局的数据显现,现在已勘探的全球氦气资源量约为519亿立方米。美国是国际上氦资源最丰厚的国家,尽管已大规模挖掘60多年,但氦气资源量仍占国际总资源量的40%以上。依据美国地质调查局2016年的调查报告,美国、阿尔及利亚、卡塔尔和俄罗斯具有国际88%的氦资源。全球氦气资源量散布如下:美国206亿立方米,卡塔尔101亿立方米,阿尔及利亚82亿立方米,俄罗斯68亿立方米,加拿大20亿立方米,我国11亿立方米,其他国家31亿立方米。
我国首要含油气盆地的含氦天然气材料显现,氦气散布广泛,层位很多,但研讨程度低。现在,已知渭河、四川、塔里木、柴达木、松辽、渤海湾、苏北、海拉尔等8个盆地发现有含氦天然气显现。整体而言,西部大型叠合盆地、东部郯庐断裂带具有氦气资源远景。四川盆地威远气田是我国首个完成氦气商业化使用的气田,也是现在我国专一进行工业挖掘的氦气田。
尽管我国部分油气藏、非烃气藏天然气组分中氦气含量较高,资源潜力较大,但长期以来并未给予注重,氦气并没有作为分析项目,致使氦气家底不清。因而,在油气藏勘探开发过程中,应注重对天然气组分中氦气的检测分析,开发先进提氦技能,充沛别离天然气中的氦气资源,进步氦气资源开发与综合使用功率,注重和统筹氦气藏勘探与研讨,从理论上辅导氦气藏勘探与开发。
什么是可燃冰?中国首次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功
2019-03-07 09:03:45
我国初次海域天然气水合物(可燃冰)试采成功!据央视新闻今日(18日)征引国土资源部我国地质调查局音讯,这标志着我国成为全球榜首个完结了在海域可燃冰试挖掘中取得接连安稳产气的国家。中央国务院对海域天然气水合物试采成功发去贺电。
可燃冰,学名天然气水合物(Natural Gas Hydrate,简称GasHydrate),是散布于深海沉积物或陆域的永久冻土中,由天然气与水在高压低温条件下构成的类冰状的结晶物质。因其外观像冰相同并且遇火即可焚烧,所以又被称作“可燃冰”或许“固体瓦斯”和“气冰”。
焚烧后,可燃冰仅会生成少数的二氧化碳和水,污染比煤、石油、天然气小许多,但能量高出十倍。此外,可燃冰储量巨大,所含有机碳资源总量相当于全球已知煤、石油和天然气总量的两倍,被国际公认为石油、天然气的顶替动力。
我国统辖海域和陆区也蕴藏有丰厚的可燃冰资源,因而走近、知道可燃冰显得含义特殊。
正式出气至今 已累计产出超12万立方米含量高达99.5%的天然气
据央视新闻报道,我国南海北部的神狐海域,也是我国正在进行的可燃冰试挖掘的现场。这个继续不断焚烧的火焰,就是正在从1000多米的水下分化提取出的可燃冰所发生的气体。这标志着我国初次试挖掘得到了全面成功。
国土资源部地质调查局在本年2月标明,现在我国现已初步查明我国可燃冰的资源潜力,本年,我国将展开海上可燃冰的试挖掘。
经过勘查,2016年,在我国海域,已圈定了6个可燃冰成矿前景区,在青南藏北已优选了9个有利区块,据猜测,我国可燃冰前景资源量超越1000亿吨油当量,潜力巨大。
国土资源部我国地质调查局资源点评部负责人邢树文说,可燃冰在我国的海域圈定了一系列的找矿前景区,也猜测了资源量。本年咱们正在活跃进行这方面的试采预备。
南海北部神狐海域的天然气水合物试挖掘现场距香港约285公里,采气点坐落水深1266米海底下200米的海床中。自5月10日正式出气至今,已累计产出超12万立方米含量高达99.5%的天然气。完结接连超一周的安稳产气,标志着我国进行的初次天然气水合物试采宣告成功。
我国地质调查局副总工程师、天然气水合物试采现场总指挥叶建良标明,从5月10日正式出气试焚烧成功,到现在为止,咱们现已接连挖掘八天了,日产超越一万方以上,最高日产到达了3.5万方,这种接连安稳的出气,到达了咱们本来预订的方针。
可燃冰,是由天然气和水在高压低温的条件下构成的类冰状的结晶化合物,猜测资源量相当于已发现煤、石油、天然气等化石动力的两倍以上,是国际公认的一种清洁高效的未来代替动力。
因绝大部分埋藏于海底,所以可燃冰挖掘难度非常巨大。现在,日本、加拿大等国都在赶紧对这种未来动力进行试挖掘测验,但都因种种原因未能完结或未到达接连产气的预订方针。
此次试挖掘成功,不只标明我国天然气水合物勘查和开发的核心技能得到验证,也标志着我国在这一范畴的归纳实力到达国际顶尖水平。
国土资源部我国地质调查局副局长李金发:这一次天然气水合物的试挖掘成功,咱们是优先抢占了领跑和技能高地,完结了我国在天然气水合物开发上的领跑。它将会是继美国引领页岩气革新之后的,由我国引领的天然气水合物革新,将会推进整个国际动力使用格式的改动。
我国可燃冰挖掘技能领跑国际
日均安稳产气超越一万方,以及继续超一周的接连产气时刻,这两个方针在之前还没有一个国家可以成功完结。而完结这一历史性的腾跃,我国科学家们又是在怎么做到的呢?
天然气水合物的试挖掘一直是一项国际性难题。2013年日本曾测验进行过海域天然气水合物的试挖掘作业,尽管成功出气,但六天之后,因为泥沙堵住了钻井通道,试采被逼中止。
李金发说,榜首每日试采的取气量要到达一万方以上,第二是接连产气一周。咱们一切的方针都超越了预订方针,所以我国是国际海域天然气水合物开发成功的榜首个国家。
为完结这一方针,我国科学家使用降压法,将海底本来安稳的压力下降,然后打破了天然气水合物储层的成藏条件,之后再将涣散在相似海绵空地中相同的可燃冰集合,使用我国自主研制的一套水、沙、气别离核心技能最终将天然气取出。
叶建良受访时标明,咱们这次运用了地层流体抽取法,从单纯考虑降压变成了重视流体的抽取,经过确保流体的抽取来完结安稳的降压。降压计划充分体现了优越性,也是确保咱们这次试采成功一个关键因素,这也是在国际上从理论到技能办法的一个立异。
天然单晶金刚石
2019-01-25 10:18:59
天然单晶金刚石是一种各向异性的单晶体。硬度达HV9000-10000,是自然界中最硬的物质。这种材料耐磨性极好,制成刀具在切削中可长时间保持尺寸的稳定,故而有很长的刀具寿命。 天然金刚石刀具刃口可以加工到极其锋利。可用于制作眼科和神经外科手术刀;可用于加工隐形眼镜的曲面;可用于切割光导玻璃纤维;用于加工黄金、白金首饰的花纹;最重要的用途在于高速超精加工有色金属及其合金。如铝、黄金、巴氏合金、铍铜、紫铜等。用天然金刚石制作的超精加工刀具其刀尖圆弧部分在400倍显微镜下观察无缺陷,用于加工铝合金多面体反射镜、无氧铜激光反射镜、陀螺仪、录像机磁鼓等。表现粗糙度可达到Ra(0.01-0.025)μm。 天然金刚石材料韧性很差,抗弯强度很低,仅为(0.2-0.5)Gpa。热稳定性差,温度达到700℃-800℃时就会失去硬度。温度再高就会碳化。另外,它与铁的亲和力很强,一般不适于加工钢铁。
辉钼矿天然可浮性
2019-02-12 10:08:06
A. M.高登H. L.缪(Miay)和H. R.斯钦德(Spedden)曾提出过天然可浮性判据:至少在某些开裂面构成时,只要分子键(范德华氏键或称剩余键)解理或开裂时,才具有天然可浮性。
固体和外界的相互效果,首要取决于重生固体表面开裂键的类型。由分子键开裂构成的低表面能表面,(辉钼矿〔001〕面为2.4×10-2J/m2)首要经过范德华力起效果。用F.M.福克斯界面张力理论,就能很简单阐明它疏水。相反,由共价键、离子键开裂构成的高能表面(辉钼矿梭上为0.7J/m2),与外界会发作表面化学反应(在环境答应时),这样的表面放置于水介质中,就会构成氧化区或呈现激烈的水分子定向摆放,从而使该面亲水。
天然界里,不含亲水区的疏水性矿藏还不多见,大多仅仅既含“疏水面”,又含“亲水面”的矿藏,比方辉钼矿、滑石、叶腊石等。D.W.富尔斯汀瑙将这既有分子键开裂面(疏水面),又有离子键、共价键开裂面(亲水面)的组合,称之“异极性表面”。明显,辉钼矿是典型“异极性表面”的矿藏。
B. V.捷尔佳金和N. D.萨卡吉西依据胶体稳定性DLVD理论,提出疏水性矿藏浮游的新判据:
P>O矿藏不浮;P
其间:P—掉落压;Pгω—范德华效果压;Pe—双电层效果压;Ph—固体与液膜间水化能和位能阻力效果。
当分子力仅只考虑伦敦色散效果时,Pгω=Aρs—Aρρ/6πh3
其间:Aρs—液-固相互效果哈梅克常数;Aρρ—液-固相互效果哈梅克常数。当Aρs<Aρρ,液膜不稳,该固体全疏水。
可是,全疏水不是天然可浮性的充沛判据。因为矿藏除疏水区外,还有氧化区或极性区的存在。它使Pe、Ph显得更重要。对“异极性表面”,因亲水面引起的Pe、Ph对矿藏可浮性搅扰不容忽视。有时,Pe、Ph乃至起着决定效果。这些影响将经过ξ-电位等反过来影响矿藏的浮游。
S.钱德拍照了水滴在辉钼矿的“面”或“棱”上的潮湿状况(见图1)。图1 水滴在辉钼矿不同破碎面潮湿图形
辉钼矿在PH2~9的介质中,接触角不改变。随矿藏来历和制备办法的差异,约在80℃左右动摇。D.W.富尔斯洒汀淄、J.D.米勒(Miller)和M.C.坎恩(Kuhn)报道的一些天然疏水矿藏的接触角见表1。A.A..阿布拉莫夫制作的某些矿藏在乳化火油中可浮性改变见图2。
表1 几种矿藏接触角矿 物组 成晶 面接触角(度)石 墨
煤
天然硫
辉钼矿
滑 石
碘银矿C
S
MoS2
(Mg3Si4O10)(OH)2
AgI0001
86
30~60
85
75
88
20图2 浮化火油对矿藏可浮性影响(A.A..阿布拉莫夫)
明显,辉钼矿与石墨、天然硫、滑石类似。接触角大,浮选回收率高,是典型天然可浮矿藏。
钼选矿生产中,为进步辉钼矿的回收率,尽力下降Pe、Ph,削减亲水区(棱)对辉钼矿浮游的干挠,显得特别重要。
钨铜合金的密度
2019-05-28 09:05:47
钨铜合金归纳了金属钨和铜的优势,其间钨熔点高(钨熔点为3410℃,铁的熔点1534℃),密度大(钨密度为19.34g/cm3,铁的密度为7.8g/cm3) ;铜导电导热功能优越,钨铜合金(成分一般规模为CUW90~CUW50)微观安排均匀、耐高温、强度高、耐电弧烧蚀、密度大;导电、导热功能适中,广泛使用于耐高温材料、高压开关用电工合金、电制作电极、微电子材料,做为零部件和元器件广泛使用于航天、航空、电子、电力、冶金、机械、体育器材等职业。 钨和铜组成的合金,常用合金的含铜量为10%~50%。合金用粉末冶金办法制取,具有很好的导电导热性,较好的高温强度和必定的塑性。在很高的温度下,如3000℃以上,合金中的铜被液化蒸腾,很多吸收热量,下降材料表面温度。所以这类材料也称为金属发汗材料。钨铜合金有较广泛的应用范围,主要是用来制作抗电弧烧蚀的高压电器开关的触头和火箭喷管喉衬、尾舵等高温构件,也用作电制作的电极、高温模具以及其他要求导电导热功能和高温运用的场合。 铜钨合金归纳铜和钨的优势,高强度,高比重,耐高温,耐电弧烧蚀,导电导热功能好,制作功能好,钨铜合金选用高品质钨粉及无氧铜粉,使用等静压成型(高温烧结)渗铜,确保产品纯度及精确配比,安排细密,功能优异。相对于普通铜及铜合金材料作电蚀制作时电极耗费大、制作精度差等缺陷,钨铜电极极合适使用于高硬度材料及薄片电极放电制作,电制作产品表面光洁度高,精度高,损耗低,有用节省电极材料进步放电制作速度并改进模具精度,另可用作点焊、碰焊电极。
纳米钛白粉的制备方法---钛醇盐气相热解法及气相氧化法
2019-02-13 10:12:38
一、钛醇盐气相热解法
该工艺以钛醇盐为质料,将其加热气化,用氮气、氦气或氧气作载气,把钛醇盐蒸气预热分化炉,进行热分化反响。其反响式如下:
nTi(OC4H9)4(g)===nTiO2(s)+2nH2O(g)+4nC4H8(g)
日本出光兴产株式会社使用钛醇盐气相热解法出产球形非晶型的TiO2,这种纳米TiO2能够用作吸附剂、光催化剂、催化剂载体和化状品等。据称,为进步分化反响速率,载气中最好含有水蒸气,分化温度以250~350℃为适宜,钛醇盐蒸气在热分化炉中的停留时间为0.1~10s,其流速为10~1000mm/s,体积分数为0.1%~10%;为进步所生成纳米TiO2的耐候性,可向热分化炉中一起导入易挥发的金属化合物(如铝、锆的醇盐)蒸气,使纳米TiO2粉体制备和无机表面处理一起进行,该工艺的最大缺陷是质料本钱较高,产品中残炭含量高,难以组成纯金红石型的纳米TiO2。 二、钛醇盐气相氧化法
将钛醇盐蒸气导入反响器与氧气反响,因为饱满蒸气压的原因,反响前体一般选用钛酸民丙醇酯(TTIP).
Arabi-Katbi等以TTIP为质料,研讨了火焰的方位和结构对组成纳米TiO2的影响。预混合反响器的方位首要影响停留时间,对晶型组成、颗粒尺度有必定影响,但对粒子的描摹影响不大。在层流分散焰反就器中组成纳米TiO2反响器的混合办法和火焰结构能够有用操控产品的均匀原始粒径(10~50mm)和晶型组成(金红石型的质量分数为6%~50%)。为增大粒径和进步产品的金红石型含量,能够经过添加气体的流量而进步反响温度来完结。
气相组成纳米TiO2的办法,除上述几种以外,还有低温等离子体化学法、激光化学反响法、金属有机化合物气相堆积法、强光离子束蒸法、乳液焚烧法等,尽管这些气相法制得的纳米TiO2粉体纯度高,粒径散布窄,分散性好,聚会少,表面活性大,反响速率快,能完结接连化出产。可是气相法反响在高温下瞬间完结,要求反响物在极短的时间内到达微观上的均匀混合,对反响器的型式、设备的原料、加热办法、进料办法均有很高的要求,加之出产本钱高。因而使用价值不大。在上述各种办法中,TiCl4气相氧化法因为经济、环保和出产工艺的柔性而最具竞争力。
铜合金除气剂
2017-06-06 17:50:05
铜合金除气剂该产品为棕红色块剂铜及铜基合金除气片50#是引进的新产品,全部配方以及加工技术来自外国提共,对于铜及铜基合金除氢有显著的效果.适用于铜及铜合金的熔炼除氢。 铜合金除气剂应用范围适用于铜及铜基合金除气(除氢气)。该产品与熔融的铜液接触后,可产生弥散性连续稳定的惰性气体,将熔体中的氢气带出熔体表面。 铜合金除气剂应用方法50#为块剂(300g/块),每块可处理340kg熔体。如熔体重量超过或低于340 kg,可按比例增加或减少。使用时,用烘干的钟罩将50#深深地压入熔体底部,轻轻移动10—15分钟,直到反应完毕,提起钟罩即可。小型坩埚熔炼时,可在熔炼初期将该产品碎成小块放于炉底。 铜及铜合金除气剂 50#使用方便简单,可有效除去铜及铜基合金中的氢气。辅助设备简单,成本低,用钟罩压入即可。有助于改善铸件加工性能,减少铸件孔隙。储存方便安全,使用时无刺激性气体。
天然法生产二硫化钼
2019-01-29 10:09:51
所谓天然法,指在不破坏钼精矿里辉钼矿的结构与组成,仅脱除精矿中混入的杂质矿物,获得天然晶格二硫化钼产品的工艺。由于除杂方式不同,又可分选矿法,浸出法、选矿加浸出法。
1、选矿法
选矿法不仅辉钼矿没经物相转化,杂质矿物也不须经物相转化。常见的实践有:
单一浮选工艺:它利用辉钼矿与杂质矿物间天然可浮性的巨大差异,通过多次精选工艺提纯,生产出含MoS2≥97%的高纯钼精矿。例如:北京天河化工厂采用浮选柱,钼精矿经过七次开路浮选,获得含MoS297%、钼回收率37%的二硫化钼产品。又如智利的萨尔瓦多(Salvador)采用九次浮选工艺,获得含MoS297%左右、钼回收率约65%的二硫化钼产品。
控制磨矿-分级工艺:它利用辉钼矿各向异性的力学特征,与杂质矿物通常为各向同性的力学性能差异,通过控制磨矿和分级,杂质矿物破磨细进入筛下,而片状辉钼矿却难以粉碎留在筛上得到纯化。例如,加拿大钼有限公司采用四辊磨机加分级,获得少量MoS2含量>97%的高纯产品和大量中矿供冶炼。又如,肯尼柯特公司采用三段控制磨矿工艺,获得MoS2含量97%、钼回收率30.1%的产品。
上述的两种选矿法尽管工艺简单、加工费低廉,但钼产品的回收率太低(如前述,最高的萨尔瓦多也仅达65%),导致二硫化钼成本偏高。笔者研究出脱活强浮新工艺,基本解决了选矿法钼回收率低的不足。
脱活-强浮工艺:鉴于钼选矿所采用烃油类非极性捕收剂选择性很差,而且,过程中所加油量的3/4左右富集在产率仅0.2%~0.8%的钼精矿的表面。当大剂量、选择性差的烃油随钼精矿进入生产二硫化钼的再精选工艺,势必造成:(1)一些杂质矿物因吸附有烃油捕收剂而被选进高纯精矿。(2)因油大泡粘,一些杂质矿物又因机械夹杂混进高纯精矿,构成纯化的困难。笔者自行研制出TL药剂[T-脱(To),L-林(Lin)],并采用TL脱活剂强化钼精矿再精选,在工业试验中获得MoS2含量>97%,钼回收率>97%的高纯钼精矿。在发挥选矿法工艺简单、加工费低廉优势的同时,又取得高回收率。TL药剂脱油效果见下表。
表 强浮过程脱油效果
试验序号含油量(%)脱油率(%)试 料产 品闭路试验1.530.4579.59验证试验2.110.6569.19
对钼精矿再精选的影响见图1。
图1 TL用量对MoS2品位及回收率的影响
2、浸出法
此法虽然不改变钼精矿里辉钼矿的结构(与合成法不同),但须改变杂质矿物的物相,通过杂质的物相转变与固液分离来纯化。常见的实践有:
单一氟化浸出工艺:采用HF加HCI(或H2SO4)在50~90℃温度下,将钼精矿浸出4~24h,使其中的硅类杂质和部分可溶于酸的矿物转化进液相或气相而脱除,主要反应式为:[next]
SiO2+6HF=H2SiF6+4H2O
Fe2O3+6HCl=FeCl2+3H2O
FeS+2HCl=FeCl2+H2S↑
CaCO4+2HCl=CaCl2+CO2↑+H2O
HF是一个中等强度一元酸,电离度很低,即使在0.01~0.lmol/L的低浓度下,电离度也仅8.5%,电离常数Ka=3.53×10-4或PKa=3.45。而H2SiF6是一个强二元酸,电离度很高,即使在蒸汽状态中,也有50%以上的分子已电离。SiF2-6很稳定,SiF2-6←→SiF4+2F-的解离常数很小,Ka= 7×10-7。HF溶SiO2反应机理是:
SiO2+4HF=SiF4↑+2H2O
SiF4+2HF=H2SiF6
在气相中SiF4会逸出;在液相中SiF4不待逸出就会与溶液中F-反应,形成H2SiF6。
浸液中HF用量取决钼精矿中SiO2的重量。笔者对浸出时间、HF用量与SiO2含量间的研究结果见图2。显然,HF耗量为SiO2重量4倍以上为佳。
图2 HF用量对SiO2浸出率的影响
浸液中HCI或(H2SO4)用量在原则上,只需保证足够的酸度(PH≤2),但生产中所加30%HCl或(H2SO4)量往往达到钼精矿重量的1~2.5倍。例如国内某厂浸出工艺中,每产1tMoS2粉,须加入50%的HF350kg,30%的HCl 2t,几乎不再需要添加清水。这样高酸耗有否必要值得考虑。
经浸除硅类及可溶于酸的杂质后,料浆经固液分离、洗滤等,可获高质量二硫化钼滤饼。但该产品往往还夹杂有滤液而含游离酸,最好再用碱液(NaOH、KOH或NH4OH均可,以KOH为佳)洗滤以中和游离酸。净化后的滤饼再经干燥、细磨,即成最终二硫化钼粉。
此法可最大限度脱除硅类杂质,但却无法脱除黄铁矿(FeS2)、黄铜矿(CuFeS2)…等难溶于HCI、H2SO4的硫化杂质。而莫氏硬度高达6.5的黄铁矿对产品润滑性能影响很大。为此。对含FeS2较高的钼精矿往往采用以下两种工艺:
(1)焙烧-浸出工艺:钼精矿在常规氟化浸出前,先在有氮气或惰性气氛保护下,经650~800℃焙烧1~2h。此时,黄铁矿将转化为硬度小(3.5)、易溶于HCI(或H2SO4)的磁黄铁矿(FeSx 1<x<2)。或者,将钼精矿掺入H2SO4,在惰性气氛焙烧,黄铁矿转化成可溶的硫酸亚铁(FeSO4)。焙烧后的钼精矿再经上述氟化浸出,就既可除硅又可除去黄铁矿。
(2)两段浸出工艺:钼精矿先经氯化浸出(——布伦达法)-脱除硫化杂质(布伦达法见第二章有关章节)。经除去了硫化杂质的钼精矿再给入常规氟化浸出以脱硅类杂质。
浸出法以杂质矿物的物相转化为手段来纯化钼精矿,钼损耗少、回收率高。但药耗大,成本高,尤其在钼精矿中黄铁矿等硫化杂质偏高时,焙烧-浸出工艺难控制,二次浸出工艺成本太高,困难较大。
3、选矿+浸出法
该法分别吸收选矿和浸出的特点,先经选矿法获得含FeS2少的高纯钼精矿,再经氟化浸出脱硅类杂质,可获高质量的天然晶格的二硫化钼产品。用高纯钼精矿作浸出原料,药耗也会大幅度降低。
西北有色金属研究院研究出的新工艺,就是选矿+浸出法:采用TL脱活强化浮选,获得MoS2含量≥97%、钼回收率≥97%的高纯钼精矿;再经液固比1:1每吨产品添加50%HF150kg,30%HCl 30kg,在50~800℃浸出3h,获得MoS2含量≥99%SiO2含量0.0275%的高质量二硫化钼粉。
天然纤维和化学纤维的区别
2019-03-08 11:19:22
1.植物纤维:植物纤维又称天然纤维素纤维,是由植物上种籽、果实、茎、叶等处获得的纤维。它包含种子纤维、韧皮纤维和叶纤维等。
⑴种子纤维:如棉、木棉等;
⑵韧皮纤维:如苎麻、亚麻、黄麻、槿麻、罗布麻等;
⑶叶纤维:如剑麻、蕉麻等。
2.动物纤维:动物纤维又称天然蛋白质纤维,是由动物的毛发或昆虫的腺排泄物中获得的纤维。它包含毛发类和腺排泄物类。
⑴毛发类:指羊毛、山羊绒、驼毛、兔毛、牦牛绒等;
⑵腺排泄物类:指桑蚕丝、柞蚕丝、蓖麻蚕丝、木薯蚕丝等。
3.矿藏纤维:矿藏纤维又称天然无机纤维,是由矿藏中提取的纤维。首要包含各类石棉。
石棉指具有抗张强度、高挠性、耐化学和热腐蚀、电绝缘和具有可纺性的硅酸盐类矿藏产品。它是天然的纤维状的硅酸盐类矿藏质的总称。下辖2类合计6种矿藏(有蛇纹石石棉、角闪石石棉、阳起石石棉、直闪石石棉、铁石棉、透闪石石棉等)。石棉由纤维束组成,而纤维束又由很长很细的能彼此别离的纤维组成。石棉具有高度耐火性、电绝缘性和绝热性,是重要的防火、绝缘和保温材料。可是因为石棉纤维能引起石棉肺、胸膜间皮瘤等疾病,许多国家挑选了全面禁止运用这种危险性物质。
化学纤维
化学纤维是指由人工加工制造成的纤维状物体,化学纤维又可分为人工纤维和合成纤维两大类。
1.人工纤维:人工纤维,也称再生纤维,是由天然聚合物或失掉纺织加工价值的纤维质料制成的纤维。包含人工纤维素纤维、人工蛋白质纤维、人工无机纤维和人工有机纤维。
⑴人工纤维素纤维:指粘胶纤维、铜纤维、醋酯纤维等。
⑵人工蛋白质纤维:指大豆纤维、花生纤维等。
⑶人工无机纤维:指玻璃纤维、金属纤维、碳纤维等。
⑷人工有机纤维:指甲壳素(蟹壳)纤维,海藻胶纤维等。
2.合成纤维:合成纤维,占化学纤维的绝大部分,是由天然小分子化合物经人工合成有机聚合物后而制得的纤维。包含聚酯纤维、聚酰胺纤维、聚腈纤维等多种种类。
⑴聚酯纤维:指涤纶纤维,也称作达可纶、特丽纶、帝特纶等
⑵聚酰胺纤维:指锦纶纤维,也称为尼龙、耐纶、卡普隆等
⑶聚腈纤维:指腈纶纤维,也称为奥纶,开司米纶、爱克斯纶等
⑷聚乙烯醇纤维:指维纶纤维,也称作纶、妙纶等
⑸聚氯乙烯纤维:指氯纶纤维,也称作天美纶、滇纶等
⑹聚纤维:指丙纶纤维,也称其为帕纶
⑺聚基酯纤维:指纶纤维,也称弹性纤维、司潘德克斯纤维等
⑻其它纤维:包含芳纶1414、氟纶、碳纤维等
天然纤维和化学纤维辨别办法:
①辨别的办法有手感、目测法、焚烧法、显微镜法、溶解法、药品着色法以及红外光谱法等。在实践辨别时,常常需要用多种办法,归纳分析和研讨今后得出成果。
②一般的辨别过程如下: A. 首先用焚烧法辨别出天然纤维和化学纤维。 B.如果是天然纤维,则用显微镜调查法辨别各类植物纤维和动物纤维。如果是化学纤维,则结合纤维的熔点、比重、折射率、溶解功能等方面的差异逐个差异出来。 C.在辨别混合纤维和混纺纱时,一般可用显微镜调查承认其间含有几种纤维,然后再用恰当办法逐个辨别。 D.关于通过染色或收拾的纤维,一般先要进行染色剥离或其它恰当的预处理,才或许确保辨别成果牢靠。
化学纤维优点:低密度,高强度,伸拉性好,不易霉变和虫蛀,无异味,气密性好,抗皱性好,纤维细长易于加工,成本低,产值大,耐洗刷。
天然纤维的害处:产值低,化学性质不稳定,纤维太短,易霉变和虫蛀,易褪色,抗皱性差,不耐磨,加工洗刷不方便,有异味。
一张图看懂气凝胶材料
2019-01-04 09:45:26
东气多晶硅
2017-06-06 17:50:10
中国东方电气集团旗下的东汽投资发展有限公司峨嵋半导体材料厂、研究所(以下简称:东汽峨半厂所)座落在举世闻名的旅胜地峨眉山脚下,占地面积 430余亩。东汽峨半厂所是1964年10月以原冶金部
有色金属
研究院338室和沈阳冶炼厂高纯
金属
车间为主组建的我国第一家集半导体材料科研、试制、生产相结合的大型厂(所)一体的企业,是
有色
工业重点骨干企业,其中,“研究所”是国家242所重点科研所之一,每年承担多项国家及军工重点科研专题项目,是我国硅材料主要生产企业之一。现有职工近1600人,各类技术人员681人,其中具有高级技术职称的有22人,中级技术职称有214人。 东汽峨半厂所是省级“企业技术中心”。截至目前,共取得科研成果300多项,其中获省部级以上成果奖80多项,累计开发试制新产品6000多种。先后为我国电子信息、能源交通、机械电力等许多工业部门和研究领域提供了相关的半导体材料。同时向我国洲际导弹、海上发射运载火箭、人造卫星、北正负电子对撞机及神舟5号、6号飞船等提供了关键材料,为我国国防事业做出了重要贡献,多次受到中央、、中央军委及中央相关部委的通报表彰。 经过四十多年的建设和发展,东汽峨半厂所现资产总额达19.42亿元,已形成硅材料(多晶硅、单晶硅、硅片)、高(超)纯
金属
材料、化合物半导体材料及高纯气体、高纯试剂等4大产品系列,产品品种及规格达650多个。目前主要产品年生产能力已达到:多晶硅700吨,单晶硅100吨、硅片30吨、高纯
金属
65吨,是全国最大的多晶硅和高纯
金属
生产供应商。 东汽峨半厂所的发展目标是:坚持“多电并举” 发展战略,在“十一五”末,主要产品年生产能力达到多晶硅5200吨、单晶硅1000吨、硅片5000万片、高纯
金属
100吨,年销售收入达到50亿元,并利用多晶硅优势,广泛寻求战略合作伙伴,共同打造光伏
产业
链,形成100亿元规模的
产业
集群。
气瓶用无缝钢管
2019-03-19 09:03:26
前言 气瓶用无缝钢管标准非等效采用日本JISG 3429—1988《高压容器用无缝钢管》,并结合我国气瓶用无缝钢管供需情况而制订。 气瓶用无缝钢管标准与JISG 3429—1988相比增加了用钢锭直接制成的钢管的低倍检验和非金属夹杂物检验以及连铸管坯制成的钢管的非金属夹杂物检验;将钢管试样的热处理规范及热处理后的力学性能和无损探伤检验由协商项目改为必保项目。 气瓶用无缝钢管标准由国家冶金工业局提出。 气瓶用无缝钢管标准由全国钢标准化技术委员会归口。 气瓶用无缝钢管标准起草单位:上海宝钢集团公司、冶金工业信息标准研究院、天津钢管公司。 气瓶用无缝钢管标准起草人:钱秋根、李玉光、吴跃泉、封文华、张宝利。 1 气瓶用无缝钢管范围 气瓶用无缝钢管标准规定了气瓶用无缝钢管的尺寸、外形、重量、技术要求、试验方法、检验规则、包装、标志和质量证明书。 气瓶用无缝钢管标准适用于制造气瓶用的热轧或冷轧(拔)无缝钢管。 2 引用标准 下列标准所包含的条文,通过在气瓶用无缝钢管标准中引用而构成为气瓶用无缝钢管标准的条文。气瓶用无缝钢管标准出版时,所示版本均为有效。所有标准都会被修订,使用气瓶用无缝钢管标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可能性。 GB/T 222—1984 钢的化学分析用试样取样法及成品化学成分允许偏差 GB/T 223.5—1997 钢铁及合金化学分析方法 还原型硅钼酸盐光度法测定酸溶硅含量 GB/T 223.11—1991 钢铁及合金化学分析方法 过硫酸铵氧化容量法测定铬量 GB/T 223.12—1991 钢铁及合金化学分析方法 碳酸钠分离—二碳酰二肼光度法测定铬量 GB/T 223.14—1989 钢铁及合金化学分析方法 钽试剂萃取光度法测定钒量 GB/T 223.19—1989 钢铁及合金化学分析方法 新亚铜灵—三氯萃取光度法测定铜量 GB/T 223.23—1994 钢铁及合金化学分析方法 丁二酮肟分光光度法测定镍量 GB/T 223.26—1989 钢铁及合金化学分析方法 硫酸盐直接光度法测定钼量 GB/T 223.62—1988 钢铁及合金化学分析方法 乙酸丁酯萃取光度法测定磷量 GB/T 223.63—1988 钢铁及合金化学分析方法 高钠(钾)光度法测定锰量 GB/T 223.68—1997 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后钾滴定法测定硫含量 GB/T 223.69—1997 钢铁及合金化学分析方法 管式炉内燃烧后气体容量法测定碳含量 GB/T 226—1991 钢的低倍组织及缺陷酸蚀检验法 GB/T 228—1987 金属拉伸试验法 GB/T 229—1994 金属夏比缺口冲击试验方法 GB/T 241—1990 金属管液压试验方法 GB/T 1979—1980 结构钢低倍组织缺陷评级图 GB/T 2102一1988 钢管的验收、包装、标志和质量证明书 GB/T 4336—1984 碳素钢和中低合金钢的光电发射光谱分析方法 GB/T 5777—1996 无缝钢管超声波探伤检验方法 GB/T 7735—1995 钢管涡流探伤检验方法 GB/T 1056l一1989 钢中非金属夹杂物显微评定方法 GB/T 12606—1999 钢管漏磁探伤方法 GB/T 17395—1998 无缝钢管尺寸、外形、重量及允许偏差 GB/T 17505—1998 钢及钢产品交货一般技术要求 YB/T 5137—1998 高压用无缝钢管圆管坯 3 尺寸、外形、重量3.1 外径和壁厚3.1.1 钢管的外径和壁厚应符合表1的规定。 表1 钢管的外径和壁厚 mm 根据需方要求,经供需双方协商,可供应表1以外规格的钢管。3.1.2 钢管的外径和壁厚的允许偏差应符合表2的规定。 表2 钢管的外径和壁厚允许偏差 3.2 长度3.2.1 通常长度 钢管通常长度为4 000~12 000mm。3.2.2 定尺和倍尺长度 钢管的定尺长度应在通常长度范围内,长度允许偏差如下: 长度≤6 000mm时 mm; 长度>6 000mm时 mm。 钢管的倍尺总长度应在通常长度范围内,全长允许偏差为 mm。 每个倍尺长度应按下列规定留出切口余量: 外径≤159 mm时 5~10mm; 外径>159mm时 10~15mm。3.3 外形3.3.1 弯曲度 钢管的弯曲度不得大于1.5mm/m。3.3.2 椭圆度和壁厚不均 根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,钢管的椭圆度和壁厚不均应分别不超过外径和壁厚公差的80%。3.3.3 端头外形 钢管两端端面应与钢管轴线垂直,切口毛刺应清除。3.4 交货重量 钢管按实际重量交货,亦可按理论重量交货。钢管理论重量的计算按GB/T17395的规定,钢的密度按7.85kg/dm3。 根据需方要求,经供需双方协商,并在合同中注明,交货钢管实际重量与理论重量的偏差应符合如下规定: 单根钢管:±10% 每批最少为10t的钢管:土7.5%3.5 标记示例 用35CrMo钢制造的外径为108mm,壁厚为4mm的钢管: a)热轧钢管,长度为4 000mm倍尺,其标记为: 35CrMo-108×4×4 000倍-GB 18248—2000 b)冷轧(拔)钢管,长度为8 000mm,其标记为: 冷35CrMo-108×4×8 000-GB 18248—2000 4 技术要求4.1 钢的牌号和化学成分4.1.1 钢的牌号和化学成分(熔炼分析)应符合表3的规定。4.1.2 需方要求进行成品分析时,应在合同中注明。 成品钢管的化学成分与表3比较的允许偏差应符合GB/T 222的规定。 表3 钢的牌号和化学成分 4.2 制造方法4.2.1 钢的制造方法 钢应采用电炉或氧气转炉冶炼。4.2.2 钢管的制造方法 钢管应采用热轧或冷轧(拔)方法制造。4.3 交货状态 热轧钢管以热轧状态交货,冷轧(拔)钢管以正火或退火状态交货。4.4 力学性能 钢管热处理毛坯制成的试样测出的纵向力学性能应符合表4的规定。 表4 室温纵向力学性能 4.5 密实性 钢管的密实性检验可采用液压试验或无损探伤检验,检验方法由供方选择。4.5.1 液压试验时,钢管在5MPa试验压力下不出现渗漏现象,试验压力保持时间不少于5s。4.5.2 无损探伤检验可采用涡流探伤检验也可采用漏磁探伤检验。 涡流探伤检验按GB/T 7735的验收等级A。 漏磁探伤检验按GB/T 12606的L4。4.6 低倍检验和非金属夹杂物检验4.6.1 用钢锭直接制成的钢管应进行低倍检验。钢管横截面酸浸试片上不应有目视可见的白点、夹杂、皮下气泡、翻皮和分层。 用钢锭直接制成的钢管和连铸管坯制成的钢管应进行非金属夹杂物检验。钢管的非金属夹杂物按GB/T 10561中的JK系列评级图评级。A、B、C、D各类夹杂物按最严重者判定,级别应分别不大于2.5级。4.6.2 对于轧制(锻)管坯的低倍检验和非金属夹杂物检验以及连铸管坯的低倍检验应在管坯上进行,并符合YB/T 5137的规定。4.7 表面质量 钢管的内外表面不得有裂纹、折叠、轧折、离层和结疤。这些缺陷必须完全清除掉,清除处应光滑,清除深度不得超过公称壁厚的负偏差。清理处的实际壁厚不得小于壁厚允许的最小值。 深度不超过壁厚负偏差的其他局部缺陷允许存在。4.8 无损检验 钢管应按GB/T 5777的规定逐根进行超声波探伤检验,冷轧(拔)钢管按C5级,热轧钢管由供需双方协商。 经过液压检验的钢管,可按GB/T 12606的L2逐根进行漏磁探伤检验。 5 试验方法5.1 钢管尺寸和外形应采用符合精度要求的量具,逐根进行测量。5.2 钢管的内外表面应在充分照明条件下逐根进行目视检查。5.3 钢管的其他检验应符合表5的规定。 表5 钢管的检验项目、试验方法及取样数量、 6 检验规则6.1 检查和验收 钢管的检查和验收由供方技术监督部门进行。6.2 组批规则 钢管按批进行检查和验收。每批钢管应由同一牌号、同一炉(罐)号、同一规格和同一交货状态的钢管组成,每批钢管数量不大于200根。6.3 取样数量 每批钢管各项检验的取样数量应符合表5的规定。6.4 复验和判定规则 钢管的复验和判定规则应符合GB/T 2102和GB/T 17505的规定。 7 包装、标志和质量证明书 钢管的包装、标志和质量证明书应符合GB/T 2102的规定。
天然沸石的加工技术简析
2019-02-28 11:46:07
天然沸石加工的意图是进步沸石的纯度、孔体积、比表面积、吸附功能和离子交流才能、热稳定性、白度等以满意运用范畴的需求。现在选用的加工技能首要有破坏分级、选矿、焙烧、改型和化学处理等。
天然沸石矿的选矿提纯比较困难,首要原因是(一)沸石矿藏结晶粒度细微,一般为0.001~0.05㎜;(二)沸石与其伴生矿藏(蒙脱石、绢云母、石英、玉髓、蛋白石、长石、绿泥石等)在嵌布粒度及物理化学性质上极为挨近。因此,虽然现已进行了很多的选矿研讨,但真正在工业上施行选矿工艺的加工厂商很少。一般是通过手选后直接进行破碎、筛分和磨矿分级后直接出售。但这种简略加工后的产品很难替代人工合成沸石分子筛用于石油化工、原子能工业等需求高纯度和特定的孔径、孔体积、可交流离子品种等的范畴。因此,要进步天然沸石的运用价值和经济价值,选矿提纯和进一步的深加工是十分必要的。
在天然沸石的选矿提纯方面,国内外已进行了很多的研讨,运用的办法包含浮选、重选、磁选、选择性絮凝等。
关于原矿首要由钙型丝光沸石(50~55%)、钙型斜发沸石(20~25%)、石英类(10~15%)、钙型蒙脱石(3~7%)和长石(2~4%)组成、嵌布粒度为0.005~0.03㎜的矿石,选用预先分级脱除(-9μm)矿泥→摇床除掉石英、长石及其他脉石矿藏→ 细磨(-38μm)→ 分级脱除(-9μm)矿泥→浮选(收回丝光沸石)的工艺流程,可得到丝光沸石含量达80%左右的精选沸石。
焙烧办法首要用来进步沸石的离子交流容量和吸附才能。工艺进程是首要对沸石原矿(以丝光沸石为主的矿石)进行枯燥、选矿和破坏,然后给入焙烧炉中进行焙烧,焙烧温度不超越500℃,之后用水急骤冷却,最终进行枯燥。
天然沸石脱水后能很多吸附气体,因此可用作气体载体。但由于沸石内部结构的特色,不是一切的天然沸石都能作为载气体。改型技能就是通过化学处理使不能载气或载气功能较差的沸石变成氢型、铵型和混合型,以进步其载气量。改型办法是先将沸石质料进行焙烧,冷却后参加(氢型)、氯化铵(铵型)或与氯化铵的混合溶液进行煮沸或加热浸泡,然后进行洗刷,洗至中性后再进行过滤和枯燥。
精选后的天然沸石原本具有较大的吸附才能和离子交流容量,通过恰当化学处理后,其功能可明显进步。例如,将沸石破坏至5~80目,用酸(和硫酸)处理10~20小时,再中和及用水煮沸,然后进行枯燥和焙烧,最终再破坏到30~50目。经这样处理过的沸石对气相和液相物质的吸附才能能够到达乃至超越活性炭。别的,将天然沸石用稀无机酸(HCl、H2SO4、HNO3、HClO4等)处理,使H+交流率进步到20%以上,成型后在90~110℃温度下枯燥,最终用350~600℃温度加热活化成H型沸石,具有很高的吸附才能和离子交流容量。
将天然沸石用过量的钠盐溶液(NaCl、Na2SO4、NaNO3等)处理,使钠离子交流率到达75%以上,成型后枯燥加工制成Na型沸石,能大大进步对气体的吸附才能。
金属与炉气的相互作用
2019-03-01 09:02:05
铝及其合金简直与除了惰性气体之外的一切气体:、氧气、氮气、水蒸气、二氧化碳、及各种碳氢化合物相互效果。反响的成果,铝及铝合金被气体及气体与铝合金的反响产品所污染。可是,在这些非金属夹杂物中,只要和固态金属氧化物的数量才足以对合金的安排和功能构成影响。在熔炼进程中,与铝炉料长时间相互效果的炉气成分随具体条件而异。 1.氢在铝中的溶解进程 在熔炼温度范围内,铝和氢实际上不构成化学化合物,但氢在铝中能发作非常明显的溶解.氢在铝中的溶解是按“吸附一分散一溶解”三个接连的进程进行的。首要,炉气或大气中的氢分子撞击到金属表面上,在化学亲和力的效果下,氢分子在金属表面上凝集并离解成为原子。这就是所谓化学吸附进程。这儿应该指出,依据气体与金属元素之间的亲和力巨细,吸附可分为物理吸赞同化学吸附两种方式。物理吸附是由于金属表面原子层上下两个方向受力不平衡而构成的力场对碰撞到金属表面上的气体分子发作招引而发作的。物理吸附较多只能掩盖单分子厚度,且气体仍处于安稳的分子状况,因而不能为金属所吸收,即物理吸附不能发作溶解。化学吸附发作在高于零度的温度,其推进力是反映组元电子耦合的化学亲和力,因而只要与金属原子有必定亲和力的气体(关于铝而言,如氢、氮、氧、水蒸气、二氧化碳等)才干发作化学吸附,或叫活性吸附。在化学吸附中,耗费了某些活化能,但未发作新相,故不是化学进程。化学吸附的成果,一是气体分子在金属表面凝集,二是气体分子在表面离解成为原子。在铝的熔炼温度范围内,化学吸附速度随温度升高而增大,至必定温度后吸附才减缓,并且在很大程度上取决于表面状况。 金属表面层不断地吸赞同离解气体,关于,当金属表面的氢分压大于金属内部的氢分压时,则吸附在金属表面的氢原子就会在分压差的推进及与金属亲和力的效果下向金属内部分散。这就是所谓分散进程。明显,金属表里氢分压差愈大(即浓度差愈大),温度愈高,则分散速度愈快。此外,熔体表面的物理化学状况对分散速度也有重要影响。假如在熔体表面吸附的成果是构成化合物,那末分散速度不再与压力有关,这时,分散速度取决于这种气体在已构成的化合物层中分散的才能。 跟着分散进程的持续,氢以原子一离子状况溶人铝液中,构成含氢的铝“溶液”。这就是所谓溶解进程。在铝熔体吸收的进程中,占分配位置的是分散进程,它决议了铝熔体吸收的速度。关于铝熔体中的Ti、Zr、V、Li、Na、Si等金属元素,它们与氢反响构成氢化物,呈吸热效应,但随温度升高而分化。 2.氢在铝中的存在形状 从上能够看出,在铝及铝合金中,氢的或许存在的形状有四种:①以“溶液”或“固溶体”方式存在的原子氢,这是氢在铝熔体中的首要存在方式;②氢含量超越其溶解度后以气泡方式分出并存在的分子氢;③以氢化物方式存在的化合氢;④下面即将叙说的以γ—Al203·χH方式存在的络合氢。在铝熔体中,除在熔体表层和夹杂物邻近氢比较富集外,在其他部分的散布是比较均匀的。在固态铝及其合金中,固溶的原子氢填充于固溶体和金属间化合物的金属点阵内部,构成空隙式固溶体;分子氢则集中于气孔和疏松孔洞中;化合氢和络合氢与其化合物一同首要散布在晶界和枝晶界处。 3.氢在铝中的溶解度和铝中的气体含量 曩昔关于铝及铝合金中溶解度的许多文献资料是极为对立的,特别是三四十年前宣布的数据。这些对立的发作来源于两个方面:①测定金属中气体含量的办法不完善,②运用的溶解度概念不精确。曩昔人们曾把溶解度理解为被金属所吸收的气体总量,而不论气体在金属中以何种形状存在。这种概念假如说对气体在金属中的存在形状还不非常清楚的曾经是答应的,那么在现代则是不能承受的。由于这会导致一系列过错,使气体在金属中的溶解度违背西微尔氏规律(平方根规律),并在许多情况下得不到溶解度的真值。在必定的温度和压力条件下,以溶液或固溶体方式存在于金属中的气体的饱满浓度,叫做该条件下气体在金属中的溶解度。明显,温度不同,压力不同,气体在金属中的溶解度也不同。金属中的气体含量是指在必定条件下金属中所吸收的气体总量,而不论气体在金属中的存在形状,也不论是否达至饱满。气体溶解度和气体含量常用两种办法表明:一种是体积表明法,即用每100克金属中含有的气体在标准状况(一个大气压和摄氏零度)下的体积来表明,单位是mL/100g。另一种是质量表明法,即用金属中气体含量的质量比来表明,单位是ppm(即×l0-6)。
铝熔体除气工艺流程
2018-12-29 13:37:17
除气工艺流程和原理 精炼气体流程:
惰性气体储气罐→在线除气装置气体控制柜→石墨转子喷头→处理的铝合金熔体→进行净化除气处理。 工作原理:
在保温炉和铸造机之间放置除气装置,在除气处理池中通过旋转的石墨转子将吹入铝合金熔体的氮气切碎,形成大量的弥散气泡,使铝合金液与氮气在处理池中充分接触,根据气压差和表面吸附原理,气泡在熔体中吸收熔体中的氢,以及吸附氧化夹渣(大的以碰撞的方式,小的以径向拦截方式)之后上升到熔体的表面形成浮渣。而铝合金熔体从除气装置的出口(设在浮渣下部)流向铸造机,铝合金液连续进入除气装置,氮气连续吹入,随着净化处理的行,达到净化铝合金液的目的。
现在在静置炉和铸造站之间都已经安装了在线除气系统用来去除杂质,许多除气系统都是自动化操作运行,除杂十分有效,并不花费操作人员太多精力。即便如此, 评价除气装置的基本状况还是会促使除气设备性能实现最佳化和突出的特点,这些特点对选择一种新的除气系统很重要。除气作为综合铝熔体处理的一个重要部分已 经日益受到人们重视,除气和过滤是铝熔体处理的重要过程。在线除气本身从熔炉上游的铝熔体处理中受益,同样也使在线处理的下游工艺过滤受益。这些处理工艺 互相补充,其综合效果比任何单一处理工艺过程的效果都好得多,这些在线处理和工艺过程应当根据所生产的铸造产品的特定质量技术规范要求来选择。铝熔体为什 么要除气在线除气装置的主要用途是在铸造前和接近铸造站时除去铝熔体中的氢。氢是能够溶于铝熔体中的唯一气体,来源于静置炉中天然气或油的燃烧,炎热的夏 季许多地区湿度都较高,这也是氢的另一个来源。氢的可溶性会随着铸造时铝水的凝固而迅速降低,此时氢会从熔体中逸出,造成挤压铝型材扭曲和剥落及铸造产品 产生气孔。溶解氢含量的目标值取决于最终产品的应用,从一般6000系列积压坯料的0.20ml/100gAl,到航天应用轧制坯料的0.10m。
天然石材的主要性能及优势
2019-01-03 09:37:04
天然石材在自然状态下具有几乎接近成品的形状。因为天然石材具有很强的光学和技术特点,从而为石材品种的多样化提供了保证。使用花岗岩这类硬石材铺设的路面,即使是历经几十年的岁月也很难让人们看到麻磨损的痕迹。
天然石材的生态性能
天然石材在自然状态下具有几乎接近成品的形状。在生成天然石材的历史过程中,石头本身并不消耗任何能源,只有在开采石料和石材的加工生产过程中才需要使用能源。而且加工石材所需的能源与其他建筑材料相比要少得多,并且开采的石料大多为尺寸较小的石料,不需要采用大爆破的方式进行采石。山体矿区开采石料形成的场地可直接用于存放石材。天然石材从开采、加工、至回归构成一个天然的循环过程。
天然石材是有利于环保的建筑材料
作为天然的建筑材料,天然石材不含任何有害健康的危险元素。它可以直接用于加工领域。天然石材属于完全阻燃的建筑材料,相当于DIN4102标准中的A级建筑材料。即使是在失火的情况下,天然石材也不会释放出有害健康的物质和气体。天然石材在建筑物的建造过程中,也不需要化学辅助材料,例如防护漆,防腐剂和涂料。
天然石材的多样化
没有一种建筑材料具有像天然石材这样丰富的色彩和品种,而这种多样化在对不同的石材表面所用的处理方式几乎是没有限制的,这就为建筑师和建筑设计师提供了大量的施展才能的机会,使他们能够利用材料尽情发挥自己的想像。
因为天然石材具有很强的光学和技术特点,从而为石材品种的多样化提供了保证。天然石材具有多种多样的色彩、品种和组织结构,可供建筑师和设计师进行选择。可以说:人们对各种建筑材料所提出的要求都能在天然石材找到与之相适应的产品。
天然石材是独特的建筑材料
天然石材开采时,一般为大块的荒料,在石材加工厂中被加工成所需要的形状。天然石材尺寸规格仅在长度上受到荒料尺寸的限制,不受生产过程中标准尺寸的限制。设计师可以按照自己的设计要求设计石材的形状尺寸。同样,虽然天然的形状不仅有长方形和正文形,它也可以按照设计师的要求被制造出各种各样的形状。现代化的石材加工机床可以生产聘任们所需的各种形状的石材,石材的多样化以及独特的加工可能性在建筑材料中上独一无二的。
天然石材具有很好的抗老化性能
当许多建筑材料因历史年代的久远而失去其本来面貌时,天然石材仍然保持着它的本色,保持着它风采。许多天然石材就像上等的葡萄酒一样,随着年代的久远更能显出它的“优雅、高尚”。清理天然石材非常方便、简单而且成本低廉。即使石材地面具有几百年历史也可以方便地重新进行打磨,使它恢复到原来的本色。天然石材的使用寿命非常长,经过正确设计和建造的天然石材建筑可以历经几千年的岁月。
天然石材中三维的建筑材料
除了四四方方的板、块状石材,天然石料也可以被制造成任何形状。在天然石材的表面加工出孔和槽,使石材的表面呈现出特殊的光学和视觉效果。在房屋的正面建筑中采用天然石材,可以使整个建筑气势显得更加宏大,建筑结构更加立体,例如加入横脚线,凸出的框架和立柱等,可以使建筑达到完美的艺术效果。
天然石材的价格低廉
如果注意观察一下各种建筑材料30年或30年以上的总费用情况,可以看出天然石材并不比其他人工建筑材料的总费用高。从几个不同的、互不相关的调查都得出了相同的结论。长期低廉的维护费用和长久的使用寿命与高昂的投资费用相比,天然石材的价格更加有优势,清理和维护保养费用较低。
天然石材冬暖夏凉,有利于节能
天然石材具有很好的导热性能和很高的储热能力,作为房屋外墙的建筑材料,可以隔绝夏天的日光照射,防止室内能源消耗约在100~150kWh/㎡,而在玻璃墙面的建筑物中采暖降温所消耗的能源在300~700kWh/㎡。
天然石材的承载能力很强
许多天然石材因其很高的抗压强度而获得了抗压建筑材料的美称。只有不锈钢材质的建筑材料,才有能力在承载能力方面与天然石材相抗衡。即使是石板铺成的地面,也有着很高的承载力和很低的磨损量。使用花岗岩这类硬石材铺设的路面,即使是历经几十年的岁月也很难让人们看到麻磨损的痕迹。
含金溶液的澄清和除气
2019-02-19 11:01:57
化矿浆过滤、洗刷产出的含金溶液(俗称贵液或母液),其间尚含有少数矿泥和难于沉积的悬浮颗粒,一般应经弄清和除气后再进行锌置换收回金。图1所示为一含金溶液弄清、除气和加锌置换的简明流程。图4—28 锌粉沉积金的简明流程
一、弄清
矿浆过滤、洗刷产出的母液中,含有少数矿泥和难于沉积的悬浮颗粒。它们的存在会污染锌的表面、下降金的沉积率并耗费母液中的。从母液中弄铲除掉矿泥和悬浮物运用框式弄清机、压滤机、砂滤箱或沉积池。
广泛运用的弄清设备是框式弄清机,其次是压滤机。有些小型矿山则运用砂滤箱和沉积池。砂滤箱是在箱的假底上铺滤布,滤布上别离装有厚120~150mm的砾石层和厚60mm的细砂层。砂滤箱虽结构简略,但和沉积池相同,出产功率低,弄清作用差。为此,常将它与框式弄清机等合作运用。
弄清作业中对出产影响最大的是滤布为碳酸盐、硫化物或矿泥沉积所阻塞。为消除这些有害影响,一般撤销过滤与弄清之间的中间贮液槽,缩短含金溶液与空气触摸的时刻,以削减空气中二氧化碳溶解入溶液中。而且定时整理洗刷弄清设备和用1%~1.5%稀洗刷滤布,以铲除碳酸钙沉积。
二、除气
含金溶液因为化作业时的充气和作业过程中与空气的触摸,所以其间常含有较高的溶解氧。很多氧的存在,会在向溶液中加锌置换金时构成溶液中金的沉积速度慢且不彻底,并使已沉积金反溶解和增大锌的耗费。除掉溶液中溶解的氧一般选用真空除气塔,这一作业一般称为除气。
图2所示为容积0.5~1m3的圆柱形除气塔。溶液从塔顶给入塔中时因为与木格条相撞被溅起而构成微细水珠,使溶液的表面积增大。这时在真空泵的吸引下,溶液中溶解的氧被真空泵抽出而完成除气。为使除气液在塔中坚持必定的水平,塔内装有浮子,它经过平衡锤与进液管上的蝶阀相连接主动调整液位。有的除气塔在圆锥部分装置排液活塞,并使该活塞与进液管活塞相连来调整。塔内的真空度为79.99~86.66kPa(600~650mmHg),除气后的溶液含氧量为0.6~0.8mg∕L。当运用克劳塔除气时,进入塔内的溶液呈淡薄的膜状在压力大于93.33kPa(700mmHg)的塔内经往后,可除掉溶液中溶解氧的95%,除气后溶液含氧少于0.5mg∕L。新近运用的双层真空水玲除气器,能将溶液中的含氧量降至0.1mg/L以下。图2 除气塔
1-进液口;2-木格条;3-排气口;
4-浮子;5-平衡锤;6-排渣口;7-蝶阀
纤维素气凝胶简介及发展展望
2019-01-03 09:36:51
纤维素气凝胶作为新生的第三代材料,超越了硅气凝胶和聚合物基气凝胶,在具备传统气凝胶特性的同时融入了自身的优异性能,如良好的生物相容性和可降解性,在制药业、化妆品等方面具有很大的应用,是一个不断发展的生物类聚合物材料。作为超轻结构材料,纤维素气凝胶密度可以达到0.008g/cm3。Innerlohinger等在2006年具体研究了其内部结构,纤维素凝胶具备很高的多孔率及比表面积,在干燥过程中受毛细管压力作用,容易引起收缩、毛细管张力和破裂。因此,选择合适的干燥方式是制备纤维素至关重要的一步,常用干燥方法包括超临界干燥、冷冻干燥和常压干燥,其中超临界CO2干燥是比较常用的干燥方法,因为它可以避免毛细管作用力,不会破坏固态机构,但过程相对复杂。随着对纤维素气凝胶认识的加深,以及全球能源危机的加剧,人们对于纤维素气凝胶的研究热情逐步升高,各种研究也逐渐增多,如对纤维素来源、溶剂、干燥方式等的研究。
纤维素气凝胶作为一种可持续发展的纳米材料,可作为活性物载体,也可以作为模板材料制备含纳米金属粒子的复合气凝胶。现在气凝胶作为一种超轻材料正逐步走入人们的生活中。虽然纤维素气凝胶还未实现其工业化生产,但纤维素来源丰富,可再生,比强度和模量高,随着研究的深入,制备工艺的日益简单,作为纳米科技中的一支新绿色队伍,独特的光学、热学性质以及机械性能将会使其在材料科学领域独树一帜,得到广泛的应用。
碳气凝胶研究领域取得新进展
2019-03-07 11:06:31
中国科学院姑苏纳米技能与纳米仿生研讨所研讨员张学同带领的气凝胶团队与英国伦敦大学学院教授宋文辉及中国科学技能大学教授闫立峰等协作,成功取得了一种新式的全碳气凝胶,即石墨烯交联的碳空心球气凝胶。
气凝胶曾被誉为改动国际的新材料,在航空航天、国防等高技能范畴及建筑、工业管道保温等民用范畴都有极端广泛的运用远景。从结构上看,气凝胶是由零维的量子点、一维的纳米线或许二维的纳米片等低维纳米结构经三维拼装而成的超轻多孔纳米材料。低维纳米结构的各种变量,如几许形状、尺度、密度、表面描摹、化学特点等参数,都会对终究取得的气凝胶功用发生重要影响。图1 石墨烯交联的碳空心球气凝胶制备工艺道路
示意图
迄今为止,已有多种低维纳米结构拼装成功用各异的气凝胶,但这些纳米结构单元的尺度均在100纳米以下,乃至仅仅为几个纳米。关于结构单元的尺度大于100纳米(即亚微米级)的气凝胶的制备应战巨大,这主要是由两方面原因形成的:一是气凝胶结构单元的尺度越大,其比表面积越小(两者成反比联系)。关于亚微米级的结构单元,不管其为无机物(密度较高)仍是有机物(密度较低),取得的气凝胶的比表面积都十分小,因此失去了气凝胶比表面积大这一优异特征;二是不管纳米级结构单元之间的衔接是物理效果或许化学键合,跟着结构单元尺度的变大,衔接处的原子占总原子数的比例会急剧下降,因此拼装后的气凝胶材料会跟着结构单元尺度变大而急剧变脆。
针对这些应战,中国科学院姑苏纳米技能与纳米仿生研讨所研讨员张学同带领的气凝胶团队与英国伦敦大学学院教授宋文辉及中国科学技能大学教授闫立峰等协作,以均匀直径到达220纳米的导电高分子(聚聚共聚物)空心球为前驱体,以氧化石墨烯为交联剂,先后经过溶胶-凝胶工艺、超临界流体萃取工艺、高温热处理工艺等关键步骤(图1),成功取得了一种新式的全碳气凝胶,即石墨烯交联的碳空心球气凝胶(图2)。交联剂石墨烯的存在,把球与球之间的点对点触摸奇妙转化为点对面触摸,因此提高了终究气凝胶的力学功用;空心球结构的运用,以及在亚微米级空心球壳层上造出的很多微孔,确保了取得的终究气凝胶具有大的比表面积;而前驱体导电高分子的挑选,使得终究的全碳气凝胶完成了氮元素的掺杂。图2石墨烯交联的碳空心球气凝胶:(a)花瓣上的气凝胶;(b)气凝胶的扫描电子显微镜相片;(c)气凝胶的透射电子显微镜相片;(d)气凝胶的氮气吸脱附曲线。
研讨取得的石墨烯交联的碳空心球气凝胶具有低密度((51-67mg/cm3)、高导电性(263-695S/m)、高比表面积(569-609m2/g)、高杨氏模量(1.8MPa)等许多长处,有望在动力(捕获、存储、转化)、传感、催化、吸附、别离、功用复合材料等范畴得到广泛运用。例如,将石墨烯交联的碳空心球气凝胶作为电极材料运用在U-型热电化学池上,电池的输出功率高达1.05W·m-2 (6.4 W·Kg-1),其相对卡诺循环的能量转化功率高达1.4%,这些数值远高于现在同类型器材的数值。
该工作为大尺度粒子拼装成气凝胶供给了很好的规划思路,处理了由亚微米结构单元制备功用性气凝胶的技能难题。相关成果宣布在Nano Energy (2017,39, 470 - 477)上。中科院姑苏纳米所硕士生董大鹏和郭海涛为该论文的一起榜首作者。
从天然到球化,石墨是如何实现“身价倍增”的?
2019-01-03 15:20:48
石墨是我国优势矿种之一,亦是重要的战略矿物资源,利用新技术精细加工的天然石墨新材料在电子、化工、轻工、军工、国防、航天等多种领域发挥了关键作用。据悉,天然石墨市场现-195主流报3200-3700元/吨。球化石墨主流报14000-21000元/吨。从天然到球化,石墨是如何实现“身价倍增”的?
石墨根据其结晶不同,分为晶质石墨(鳞片)和隐晶质石墨(土状)两类。《球化天然石墨》(JC/T2315-2016)标准适用于以天然鳞片石墨为原料,采用机械物理方法处理成的球形或类球形的石墨产品,并指出球化天然石墨的理化性能应符合以下规定:球化石墨,前景广阔
一方面,随着地球上石油能源日益减少,人类对环境保护的日益重视,以清洁环保的电动汽车不断替代污染严重的汽柴油汽车将成为大势所趋。而电动车与电力存储市场的快速增长意味着锂电池需求上升。按照国家提出的目标,2020年我国电动汽车可达400万辆,按每辆汽车配备3块电池,每块混合动力轿车电池负极材料20公斤计算,将带动24万吨负极材料的生产规模。另一方面,石墨作为燃料电池、锂离子电池、超级电容器等新型高效能源器件生产的辅助原料,具有广阔的市场前景。上世纪末,天然石墨首先在日本用于锂离子电池的负极材料来替代价格昂贵的人造石墨,本世纪初,我国也成功的应用天然鳞片石墨原料开发以适应锂离子电池生产的负极材料,即球形石墨的改性产品,从此,锂离子电池产业链进入了一个崭新的时代。
球形石墨材料具有良好的导电性,结晶度高,成本低,理论嵌锂容量高,充放电电位低且平坦,循环寿命长,绿色环保等特点,作为锂离子电池负极材料重要部分,是国内外锂离子电池生产用负极材料的换代产品。
球形石墨生产工艺研究进展
球形石墨是以优质高碳天然鳞片石墨为原料、采用先进加工工艺对石墨表面进行改性处理,生产的不同细度,形似椭圆球形的石墨产品。
球形石墨加工机理:首先把天然鳞片石墨粉粉碎成适宜的粒度,然后再进行去棱角化的加工处理,使之最终形成椭球形或类球形的外形,同时利用分级装置将球形颗粒与去棱角化过程中剥离下来的细粉分离开来,便可得到正态分布的球形石墨。首先,对于石墨原料的选择。
一方面,原料的粒度要合适。太粗成本较高;太细影响球形石墨产出率,辅产品太多,也会增加原料成本。研究表明,采用-100目粒度的原料来生产球形石墨比较合适。
另一方面,含碳量也是一个非常值得重视的因素。含碳量越高,其原料成本也就越高,含碳量越低,提纯遍数增加,也会加剧设备的磨损,总成本也会增大。经实践积累,含95%~96%的原料,综合成本最经济。
其次,关于球形石墨加工设备的选择。
(1)球形工艺中使用比较多的是气流涡旋粉碎机,其既具有粉碎的性能又具有去棱角化的效果。此外,分级设备的好坏会直接影响到球形化石墨的产出率和球形石墨的技术指标控制,所以选择时要加以重视。
(2)用于锂离子电池的石墨负极材料,其纯度要求往往在99.95%以上,因此,提纯工艺在整个生产过程中必不可少且至关重要。目前,高纯球形石墨的生产一般采用化学提纯方法生产,所用化工原料都是强酸类物质,故提纯设备必须是耐酸耐腐蚀设备。同时,由于化学提纯都是在一定的温度下完成的,所以设备还同时具备一定的耐高温性能。
(3)化学反应结束后,球形石墨中的杂质都被溶解于反应溶液中,只有通过洗涤才能将杂质带走。工艺上采用的洗涤设备主要有压滤机和离心机两种。压滤机的优点是回收率高,跑料少,劳动强度低,安全易操作,缺点是洗涤效果相对较差,有死角洗不到。而离心机的优点是洗涤较充分,效果好,但缺点也较多,如跑料多,浪费大,出料时劳动强度大,安全易性不如压滤机,同时比较浪费水。将二者结合使用效果好。
(4)把提纯洗涤合格后的球形石墨烘干去水分,将水分控制在0.5%以下。在烘干过程中,最容易出现的问题是二次污染,即球形石墨烘干后出现因混入杂质而成为不合格品,主要表现为含碳量和微量元素的指标不合格。采用较多的烘干设备有烘干窑,微波烘干机和烘干炉等。
小 结
虽然球形石墨应用在锂离子电池中还存在一些问题,如安全问题、循环问题及大电流快充快放电等,但是国内的研究在进一步的提高。如浙江丰利“锂电池负极材料石墨球形化成套装备及技术的开发”项目被列入浙江省重点技术创新专项计划。其生产线加工后的产品结晶配向良好,圆形度高,质量稳定;生产线采用全自动控制,操作简便,大大降低了能耗,提高了生产效率。随着环保理念的增强,未来人们对球形石墨的需求将会成倍甚至成百倍的增长。锂离子电池负极材料用球形石墨会为天然石墨在新能源领域的应用开辟广阔的前景。
天然石墨VS人造石墨,谁才是动力电池真正的宠儿?
2019-01-03 09:36:39
近几年,下游新能源汽车市场的繁荣拉动了锂离子电池需求的增长,负极材料作为锂离子电池的四大关键材料之一,也迎来了更广阔的市场。而在负极材料中石墨类碳材料占据最主要市场。天然石墨负极VS人造石墨负极石墨负极材料分为人造石墨和天然石墨,二者结构相近,物理化学性质相同,但在实际应用中有较大差异,那么天然石墨和人造石墨究竟谁是锂离子电池的宠儿?定义(1)天然石墨石墨属复六方双锥晶类,呈六方板状晶体,常见单形有平行双面、六方双锥、六方柱,但完好晶形少见,一般呈鳞片状或板状,集合体呈致密块状、土状或球状。天然石墨的种类较多,根据结晶形态不同,工业上将天然石墨分为致密结晶状石墨、鳞片石墨和隐晶质石墨三类。我国主要有鳞片石墨和隐晶质石墨两大类。天然石墨负极材料一般采用采用天然鳞片晶质石墨为原料。(2)人造石墨一切通过有机炭化再经过石墨化高温处理得到的石墨材料均可称为人造石墨,狭义上的人造石墨通常指以杂质含量较低的炭质原料为骨料、煤沥青等为粘结剂,经过配料、混捏、成型、炭化和石墨化等工序制得的块状固体材料。人造石墨的骨料分为煤系、石油系以及煤和石油混合系三大类。其中煤系针状焦以及石油焦应用最广:一般来讲,高比容量的负极采用针状焦作为原材料,普通比容量的负极采用价格便宜的石油焦作为原料,沥青作为粘结剂。理化性质在理化性质方面,天然石墨与人造石墨既有共性,也存在性能上的差异。如天然石墨与人造石墨都是热和电的良导体,但对于相同纯度和粒度的石墨粉体来说,天然鳞片石墨的传热性能和导电性能最好、天然微晶石墨次之,人造石墨最低。两者性能有着各自的优缺点,应用领域也有所不同。天然石墨克容量较高、工艺简单、价格便宜,但吸液及循环性能差一些;人造石墨工艺复杂些、价格贵些,但循环及安全性能较好。微观形貌从上图中就可以看出天然石墨和人造石墨在形貌上的区别。天然石墨大小颗粒不一,粒径分布广,未经处理的天然石墨是不能作为负极材料直接使用的,需要经过一系列的加工后才能使用。而人造石墨在形貌以及粒径分布上就一致多了,一般认为,天然石墨的容量高,压实密度高,价格也比较便宜,但是由于颗粒大小不一,表面缺陷较多,与电解液的相容性也比较好,价格也会贵一些。生产制备天然石墨负极材料是采用天然鳞片晶质石墨,经过粉碎、球化、分级、纯化、表面等工序处理制得,其高结晶度是天然形成的。人造石墨是将骨料和粘结剂进行破碎、造粒、石墨化、筛分而制成。基本的工序流程是一致的。某厂人造石墨制备流程动力电池更加宠爱人造石墨目前市场上负极材料主要以人造石墨与天然石墨为主,受益于动力电池的强劲需求,人造石墨以其可靠性和安全性成为了负极材料的市场主流。中国负极材料市场结构变动我国负极材料市场产量结构变化(吨)天然石墨和人造石墨负极材料性能不同,在实际应用中也会产生较大差别。根据最近几年负极材料市场结构和产量结构的变化可以看出,2013年,中国负极材料市场天然石墨占据主导。2014年以后,在负极材料市场的争夺中,更适用于动力电池的人造石墨市场占比超过天然石墨,并且逐年递增。预计未来几年,受新能源汽车应用影响,人造石墨占比将继续上升:目前国内新能源汽车锂电池所采用的负极材料大多使用人造石墨,新能源汽车在国家政策的扶持下呈爆发式增长阶段,带动动力电池的大幅增长,未来几年动力电池将是拉动人造石墨产量大幅上升的主要引擎。
国内天然石英砂不能用作通信光纤材料吗?
2019-03-07 11:06:31
1、我国是光纤出产和消费榜首大国
在大规模信息网络建造需求的带动下,全球光纤通讯职业一向处于高速开展态势,通过多年的开展,我国现已成为全球光纤光缆出产和消费的榜首大国。在未来10年内,我国将成为国际上最重要的光纤光缆出产及研制基地,光纤光缆产值有望到达国际总产值的50%。2、我国光纤出产“受制于人”
光纤预制棒是光纤工业的上游产品,是制作石英系列光纤的中心原材料。但我国在光纤预制棒的出产环节中存在石英套管不能自给的问题,简直悉数依托进口。因而,迫切需要研制开发出单模光纤预制棒用石英套管,完成单模光纤用大尺度石英套管的国产化,处理国内光纤职业的开展“受制于人”的局势。在处理大尺度石英套管国产化的进程中,必不可少要处理所用质料的国产化,尤其是天然高纯石英质料的国产化。用天然石英矿出产合适于光纤用高纯石英砂,现在只要美国尤尼明公司以其得天独厚的矿山资源而名列前茅。例如,久智科技的光导纤维管出产线是由国外引入,其所用的质料也是从美国尤尼明公司进口的高纯石英砂。
这儿咱们不由要问,莫非国内天然石英砂不能用作通讯光纤材料吗?
3、光纤用石英砂的特色
光纤用石英质料有组成砂和天然砂之分。组成砂主要以高纯为质料,通过水解制得高纯二氧化硅。这种组成二氧化硅质料的特色就是纯度高,其杂质元素总含量在2ppm以下,是出产光纤预制棒重要质料。
因为杂质含量高,以天然石英矿为质料出产的石英砂最多只能用于光纤出产进程中的辅助材料,如预制棒的把头号。高级的天然石英砂也能够用于出产预制棒的外确保,但对这类天然砂的杂质要求极为严厉,且对制成外确保的透光性要求也很高。
4、石英光纤的出产工艺
(1)PSOD(等离子固态外部堆积)工艺
运用高频感应等离子发生器电离空气发生的等离子火焰来加热熔化天然石英砂并堆积到中心管上,堆积完毕后的毛砣通过冷加工构成尺度规矩的中空套管。套管作为外包层,依据其几许尺度规划匹配适宜的芯棒,经RIC(套管技能)工艺处理后,构成大尺度的光纤预制棒,再进行拉丝。
为了确保光纤产品的质量,PSOD进程中石英砂的熔化质量、杂质的含量以及石英产品冷加工的精度都非常重要。
(2)组成法
组成法制备石英光纤材料的原理是在氢氧焰条件下将SiCl4水解构成玻璃粉体(soot棒),该反响进程会在石英Si-O网络中发生很多的Si-OH,有必要通过脱水工艺才干消除OH引起的光信号吸收峰,再通过烧结工艺构成玻璃体。
PSOD运用等离子火的特色是能量会集、温度高(空气等离子火焰温度>5000℃),石英砂在等离子体状况下一次熔化成型,粉料的搜集率>70%,远高于组成法。而且电离通过纯化后的空气不会发生-OH,羟基含量经检测在10×10-6左右,通过拉丝验证,能够彻底满意光纤的低水峰要求。
与组成法比较,PSOD工艺堆积功率高,可直接构成玻璃,省去了烧结和脱经工艺,工艺操控简略,设备维护和环保处理费用低。
5、光纤用石英砂的质量要求
挑选光纤用石英砂应考虑的主要因素如下:(1)光衰减性下降的潜力;(2)折射率的可操控性;(3)形状的可操控性;(4)光纤的化学安稳性和机械强度以及制作本钱等。
光纤衰耗的下降有利于各种较长中继间隔传输体系的建造。为了确保光纤的低衰耗,关于光纤用石英砂而言,要求过渡金属离子的含量低于10-9,可是关于不导光部分的外包层材料,只需确保金属离子的分散不会对预制棒的芯层和内包层发生影响。
不同于组成石英套管,PSOD工艺运用天然石英砂作为光纤外包层套管,尽管天然石英砂通过多道工艺挑选并去除杂质,可是相对组成料10-9级其他杂质含量,PSOD工艺原材料的杂质含量依然很高,这就要求从光纤预制棒和拉丝的各个工艺流程着手,下降外包层杂质对光纤各项参数的影响。
6、我国高纯石英砂出产现状
我国有丰厚的优质脉石英矿产资源,其石英矿藏档次多在99%以上。但因为成矿进程杂乱,仅存的少数杂质矿藏(或元素)浸染较深,不易与主矿藏石英别离,用传统选矿或提纯工艺难以去除。
我国大部分高档次脉石英矿都存在很多的气液包裹体,这是我国石英矿有别于美国尤尼明矿的主要特征之一。气液包裹体的存在将对石英砂的提纯,尤其是对石英制品的透光性、高温安稳性等运用功能发生晦气影响。这也是限制我国高档次石英矿开发利用的主要因素。
石英中气液包裹体的存在方式及选矿提纯办法选用天然石英砂作为质料来制备大尺度的光纤预制棒套管以替代现在的组成石英工艺,不只能够节省本钱、进步功率,还能够防止SiCl4工业带来的严峻腐蚀性和环境污染。
国内不少科研院校和相关厂商为此做出了长时间的尽力,现已霸占了用我国天然石英矿出产适用于太阳能和电子职业用的高纯石英砂的难题。
7、天然石英砂制备通讯光纤的试验研讨
依据天然石英矿的质料质量,挑选了石英砂A、石英砂B、石英砂C三种不同等级的天然石英砂材料进行试验,其杂质含量顺次添加(金属杂质含量见表1)。石英砂A、石英砂B、石英砂C三种不同等级材料的杂质主要是石英砂Al、Fe、Ca、Ti、Na等几种影响玻璃粘度以及光纤衰减功能的金属离子。在芯棒制备进程中,规划了满足厚度的缓冲层以确保金属离子的分散对芯棒发生影响最小。
研讨结果表明:杂质含量在10-6级其他天然石英砂也能用于制备光纤预制棒。天然石英砂材料合适大张力拉丝条件,而且对芯层玻璃材料的微结构起到了很好的维护效果。缓冲层的厚度和粘度规划尤为重要,杰出的规划不只能够阻挠天然猜中的金属离子分散对芯层衰减发生影响,还能够缓冲大张力拉丝时来自外包层天然料的压力,确保芯层应力折射率的安稳。在高张力、低掺杂条件下,选用天然石英砂可拉制出了衰减水平为0.315dB/km@1310nm、0.183dB/km@1550nm的低衰减光纤,拉丝速度到达2000m/min。
纳米钛白粉粉体的生产方法--气相法
2019-02-15 16:44:47
1. TiC14氢氧火焰水解法 该法与气相法出产白炭黑的原理相似,是将TiC14气体导人氢氧火焰中(700一1000℃)进行气相水解,其化学反响式: TiC14氢氧火焰水解法最早由德国迪高沙(Degussa )公司开发成功,并出产出纳米超细钛粉体的闻名牌号之一。此外,还有美国的卡博特公司和日本的Aerosil公司等选用这种办法出产超细钛粉体。选用这种工艺制备的粉体一般是锐钛型和金红石型的混合型,产品纯度高(99.5%)、粒径小(21 nm)、表面积大、涣散性好、聚会程度较小,首要用于电子材料、催化剂和功用陶瓷等。这种制备工艺现已老练,近二十多年来已很少有这方面的专利申请。该工艺的特点是进程较短,自动化程度高。但因其进程温度较高,腐蚀严峻,设备质料要求较严,对工艺参数操控要求准确,因而产品成本较高,一般供应商难以承受。 2. TiCl4气相氧化法 这种办法与氯化法制作普通金红石型的原理相相似,仅仅工艺操控条件愈加杂乱和准确,其根本化学反响式: 施利毅、李春忠等使用N2带着TiC14蒸气,经预热到435℃后经套管喷嘴的内管进人高温管式反响器,O2经预热到870℃后经套管喷嘴的外管也进人反响器,TiC14和O2在900-1400℃下反响,反响生成的纳米TiO2微粒经粒子捕集体系,完成气固别离。这种工艺现在还处于实验室小试阶段,该工艺的关键是要处理喷嘴和反响器的结构设计及钛粒子遇冷壁结疤的问题。这种工艺的长处是自动化程度高,能够制备出优质的粉体。 3.钛醇盐气相水解法 该工艺最早是由美国麻省理工学院开发成功的,能够用来出产单涣散的球形纳米钛,其化学反响式:
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日本曹达公司和出光兴产公司使用氮气、氦气或空气作为载气,将钛醇盐蒸气和水蒸气别离导入反响器的反响区,进行瞬间混合和快速水解反响;经过改动反响区内各种蒸气的停留时间、摩尔比、流速、浓度以及反响温度来调理纳米钛的粒径和粒子形状。这种制备工艺能够获得均匀原始粒径为10-150nm,比表面积为50-300m2/g的非晶型纳米钛。这种工艺的特点是操作温度低、能耗小,对采制要求不是很高,而且能够接连化出产。 4.钛醇盐气相分化法 该工艺以钛醇盐为质料,将其加热气化,用氮气、氦气或氧气作为载气将钛醇盐蒸气经预热后导入热分化炉,进行热分化反响。以钛酸丁酯为例: 日本出光兴产公司使用钛醇盐气相分化法出产球形非晶型纳米钛,这种纳米钛能够用做吸附剂、光催化剂、催化剂载体和化妆品等。据称,为进步分化反响速率,载气中最好含有水蒸气,分化温度以250-350℃为适宜,钛醇盐蒸气在热分化炉的停留时间为0.1-l0s,其流速为10-1000mm/s,体积分数为0.1%-10%;为进步所生成纳米钛的耐候性,可向热分化炉一起导入易挥发的金属化物(如铝、错的醇盐)蒸气,使纳米钛粉体制备和无机表面处理一起进行。
铝熔体在线除气装置的特性及其改进
2019-01-15 09:51:44
铝合金熔体的炉内精炼处理其净化效果是有限的,而且熔体在流送过程中易产生二次污染,因此难以控制熔体中的杂质(氢、碱性金属、非金属夹杂),尤其是每年6月~9月高温多雨季节,铸锭中气孔、夹杂等严重影响其内部质量,导致铝材成品率降低。因此,在线除气装置一自是我公司熔铸分厂重点研究和改进的对象,近几年先后对几条铸造线进行了技术改造,加装了三种不同的在线除气装置:(1)在一号铸造线和25 t生产线采用Aplur旋转喷嘴除气装置,此后在引进装备的基础上,根据生产实际具体情况,与供货厂家共同设计了经济实用且方便的除气装置。(2)在5#铸造线上我们加装了自己研发的简单实用的除气装置,它是在流槽上用多个小转子进行精炼,转子间用隔板分隔,使铸次间无金属存留,无需加热保温,运行费用大幅降低,除气效果非常好;这种除气装置避免了一般除气装置金属容积大,铸次间放干料多或需加热保温,运行费用高等问题。(3)制造出紧凑型除气装置。其宽度和高度与流槽接近,在侧面下部安装固定嘴供气。该装置占地极小,放干料少,操作简单,除气效率高,在采用氩气情况下除气率达到36%以上,造价仅仅为传统除气装置的1/4~1/3,运行费用降低30%以上。今后我们将大量采用这种除气装置。这几套装置经过在生产中运行证明不仅净化效果好,而且不污染环境。下面仅对Aplur旋转喷嘴除气装置进行详细介绍,其他除气装置的原理、流程等与其相似。 1 除气工艺流程和原理 精炼气体流程:惰性气体储气罐→在线除气装置气体控制柜→石墨转子喷头→处理的铝合金熔体→进行净化除气处理。 工作原理:在保温炉和铸造机之间放置除气装置,在除气处理池中通过旋转的石墨转子将吹入铝合金熔体的氮气切碎,形成大量的弥散气泡,使铝合金液与氮气在处理池中充分接触,根据气压差和表面吸附原理,气泡在熔体中吸收熔体中的氢,以及吸附氧化夹渣(大的以碰撞的方式,小的以径向拦截方式)之后上升到熔体的表面形成浮渣。而铝合金熔体从除气装置的出口(设在浮渣下部)流向铸造机,铝合金液连续进入除气装置,氮气连续吹入,随着净化处理的行,达到净化铝合金液的目的。 2 除气装置主要组成部分 2.l 处理箱 处理箱包括净化室与加热保温室两个内腔,中间用SiC材质的隔板隔开,两室的底部连通,铝合金液在净化室进行除气除渣后,从隔板下方流入保温室静置保温,保温室采用U形硅碳捧外套碳化硅保护管浸入铝合金液对其加热.箱体外壳由10 mm钢板制成,内衬采用耐火材料整体浇注而成,在侧壁上部设有观察查、扒渣口,底部设有清渣口。处理箱前后连体为独立的一个内腔.便于加热器直接传导,对处理后的铝合金液进行潜流输送。在我公司建议下,在箱体两侧壁的下部设有清渣门,不用启动箱盖即可完成腔内清渣,延长了箱体内腔的使用寿命,其保温性能也有所提高,热损失减小、经加热器的热补偿,完全可以满足生产工艺对温度的要求;箱体封闭性好,可以避免空气进入箱内,避免铝合金液受二次污染。配有液压倾翻装置,铸造工作完成后或合金更换时可以彻底放流,箱内完全可做到彻底清空。加热器不必长时间通电保温,可以相对降低电耗。 2.2 升降系统 为保证其准确定位采用两个液压缸作为升降装置,分别用于控制石墨转子与U形硅碳棒加热器加热系统的垂直上下运动,并可以进行90°水平方向旋转,液压系统相对较为稳定,定位准确。 2.3 加热系统 加热系统采用浸入式加热器,U形硅碳棒外套圆柱形的碳化硅或氮化硅保护管。在管内设有测温热电偶、可以实现温度自动控制、功率在2 kW~26 kW范围内任意调节。温控系统采用较先进的功率集成单元实现全自动控制,避免加热器通、断电缺少缓冲阶段的缺点,U形硅碳棒加热器在频繁的通断电中,不断受到主电流冲击,若无缓冲阶段加热器易老化,寿命短。 2.4 石墨转子 石墨转子旋转喷嘴由高纯度石墨制成,喷嘴的结构除考虑应打散气泡外,还利用搅动铝合金熔体产生的离心力,使熔体进入喷嘴内与水平喷出的气体均匀混合,形成气/液流喷出,增加气泡与铝合金液的接触面积和接触时间,提高除气净化效果。石墨转子的转速可以通过变频器调速控制,较高可达400 r/min。石墨转子规格为Φ150 mm~250 mm,叶轮规格为Φ250 mm~350 mm,高纯抗氧化石墨转子具有强度高、耐高温、耐铝流腐蚀等特点。在净化除气过程中,箱内铝合金液表面通入氮气覆盖保护,使石墨转子露出铝合金液的部分处于惰性气体中,防止转子高温氧化,延长转子的使用寿命;叶轮外形是流线型,可以减小旋转时的阻力,叶轮与铝合金液间产生的摩擦冲刷力也相对较小。 2.5 控制系统 控制系统包括气体和电气两部分,分别设有各自的控制柜。 (l)气体控制:包括氮气和压缩空气控制,设有手动/自动控制。根据实际需要,按处理/保持两状态自动调整氩气供给量,并经过电磁气体流量计可在电脑操作画面上看到准确的氮气流量,氮气流量按工艺要求自动整定好后自动锁定,保证整个处理过程氮气流景均匀稳定,操作方便可靠。压缩空气主要使箱盖与箱体之间密封,以保证热量不大量散失。 (2)电气控制:电控部分主要有传动控制、温度控制两方面。传动控制单元是控制石墨转子提升、旋转,配备变频无极调速装置,使转子可以无阻碍直线性调速。而温控单元主要控制加热器的加热功能。电控系统采用PLC集中控制。各种控制单元的采集参数进入中央处理器,对各个工艺参数,执行元件通过人/机操作画面进行在线监控,如有故障自动报警,并可以远程控制。
铝工业新一代除气精炼技术--透气砖
2019-03-11 11:09:41
一向以来,人们出于对炉底漏铝事端,腐蚀管道,管道被熔液倒灌等事端的忧虑,对冶炼铝金属的炉底运用透气砖这一技能产生过疑问和误解,使得在炉底装置透气砖这一设想一向停留在幻想阶段-----要在熔炼炉、混合炉内装置多个透气砖进行吹气拌和听起来更显得不切实践。 但是,正是对生产工艺精雕细镂的需求,鼓励着工程师和科学家不断创新,让设想变成了今日的实践。 从着手规划生产线开端,一连串进步质量和降低成本的方针摆在了咱们面前,这些标准关于多年来习气运用的造渣棒或许喷发进行熔炉除气的传统技能来说,简直无法到达的,跟着底吹透气准确操控工艺的面世,使得一系列的改进标准得以完成。 现在,在国外铝材熔炼以及铸造职业现已广泛地在各种炉底装置多孔透气砖及相应的气体配送调理体系进行有序的底吹拌和,但是在国内冶炼职业因为触摸国际市场比较晚,这项引入作业才开端不久,这一技能为铝铸造职业带来的是性改进。 在实践使用中,气体进入经过送气管进入涣散到多孔的砖芯里边。砖芯原料为紧缩和烧结的刚玉氧化铝-铬,外形像一块细密且带纹路的不黏铝的刚玉高铝砖。其透气特性首要来自原材料特殊的结晶颗粒挑选工艺和静压力成型压砖工艺。 制品多孔透气砖高330毫米,装置时底部将处于铝液冻住等温线平面以下。-非多孔耐火材料内衬,是一种高强度刚玉-尖晶石预制和预焙烧的成型的。
铝合金无缝气瓶气密性的试验方法
2019-01-10 09:44:15
1、瓶体必须在水压试验之后逐只进行气密性试验。其试验压力为气瓶的公称工作压力。 2、瓶体在公称工作压力下,浸没水中停放一分钟,不泄漏为合格。 3、因装配质量差而产生的泄漏,经返修后可重做试验。 4、成品瓶内表面应干燥。
铝合金无缝气瓶气密性的试验方法?
2018-12-27 16:25:55
1、瓶体必须在水压试验之后逐只进行气密性试验。其试验压力为气瓶的公称工作压力。
2、瓶体在公称工作压力下,浸没水中停放一分钟,不泄漏为合格。
3、因装配质量差而产生的泄漏,经返修后可重做试验。
4、成品瓶内表面应干燥。
蛇纹石比石墨烯还牛?无毒环保天然矿电池问世!
2019-01-04 15:47:49
据台湾媒体的最新报道,台湾研究团队在经过三年努力之后终于发现了一种完全取自自然的无毒无害电池。报道称,成功大学材料系洪飞义和吕传盛两名教授所带领的团队经过三年研发,终于利用蛇纹石制成了“天然矿电池”。天然矿电池实际上以蛇纹石硅酸盐矿物群为主要材料(内含有镁、铁、硅等成份),其本身就带有少许电容量15mAh/g,然而研发团队将天然蛇纹石磨成粉末进一步硫化处理,改质获得硫化硅酸镁粉末,粉体经电池组装后确认具有正极材料充放电特性,且电池性能大幅提高4倍达到60mAh/g。洪飞义教授还特别指出,蛇纹石硫化后不仅可做为电池正极,也可以碳化导入电池负极。团队将蛇纹石磨成粉与果糖搅拌,再高温氧化烧结制成碳化硅酸镁粉,较现今常态使用的石墨负极还优异。
蛇纹石藏量多,价格亲民,既使经过硫化处理也无毒性,废电池回收没有环保问题。碳化后用于负极也比目前全球采用石油提炼的石墨负极更具环保,矿电池成本将远比石墨烯电池来得更低、性能更好,而且还环保,如果真的如洪教授所言,小编感觉这新型电池要是不火也没啥道理了。
四氯化钛气相氧化工艺设备(一)
2019-02-15 14:21:16
国内1000吨/年、3000吨/年的工业实验配备是在常压下进行的设备,出产能力小,特别是氧化炉除疤体系很杂乱,作业率低。只要在锦州引入1. 5万吨/年氯化法技能并攻关成功后才使我国氯化法钛白的中心技能—气相氧化技能有了腾跃,设备水平挨近国外先进水平。 (一)四氛化钛预热器 预热器的效果是把精TiCl4气化并预热到450-550℃,其设备与炼油厂的原油加热炉类似(见图1)。 (二)氧气预热器 TiCl4气相氧化工艺要求是将氧气加热至1800℃后,再与450-550℃的TiC14气体均匀混合进行反响。一般选用两段式加热:榜首段预热器先把氧气预热到850-920℃;第二段在氧化炉内用焚烧发作的热量再把流人的热氧流加热到1800℃。氧气预热器的结构如图2所示。 (三)三发作器 TiC14气相氧化进程中晶型转化剂AIC13的参加和发作的工艺有以下几种。 (1)溶解法。把AIC13溶解在TiC14中,这种办法工艺进程杂乱,设备多,加人量难以操控得精确,需求定时除掉水解的AIC13,操作条件恶劣,环境很差。这种办法现已被筛选。 (2) AIC13提高法。国内3000吨/年的工艺中曾选用。因AIC13装料条件差、蒸发量操控困难等要素,没有构成产业化设备。 (3)用铝粉与反响直接发作AIC13,一起与TiC14气体均匀混合后进人氧化炉进行反响。这种办法发作的AIC13活性强,反响热得到充沛使用,工艺进程简略,可控性强。现在国外大型设备都选用这种办法出产。 该办法又分为两种工艺:一种为熔融铝法,国外有K. M公司选用;另一种为流化床法发作AIC13,许多大公司选用。流化床发作器的结构如图3所示。[next] 作业原理:参加慵懒填料的发作器经过预热到200℃以上。按产能要求,加人过量铝粒的一起别离通人TiC14和定量的C12,使慵懒物床流化的一起,铝粒与反响生成AIC13并放出很多的热,与同步导人的TiC14进行热交换并混合。炉气上升到扩大段,铝粉颗粒沉下去,炉气净化后由出口进人氧化炉。因为慵懒填料丢失由慵懒物加人体系补加新的填料。填料的效果是避免铝粒彼此触摸,在高温下熔结在一块,一起也有强化传热、传质的功用。停产时可由放料管放出床中的慵懒填料和残留的铝粒。 这种工艺设备体积小,出产能力大,传质、传热效果好,结构简略,安全可靠,悉数参数由DCS操控。其反响式如下: 2A1(s)+3C12(g)===AIC13(g) △H0=-584.5048kJ/mol △G0=-99000+16. 4T(500~932K) 国外大型设备根本都选用此办法。 国外加人碱金属盐的流化床AIC13发作器流程如图4所示。
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该设备在用铝粉与反响生成AIC13的一起,也在流化床内加人定量的碱金属盐(一般可以加人无水油酸钾),并随气流一块进人反响区,既有促进晶型转化的效果,又有促进晶粒细化的效果,一箭双雕。 (四)氧化反响器 氧化反响器的方法多种多样,按氧化加热方法分为焚烧二次提温型、CO作燃料反响器、等离子加热等多种方法。最为遍及的是焚烧二次加热使氧气提温到1800℃的方法。按除疤方法分为喷砂除疤式、喷盐除疤式、喷盐和气流维护式、高速气流和气膜维护相结合等多种方法。而最为遍及、先进的为高速气流、加盐除疤的方法。按TiC14喷人方法分为单狭缝和双狭缝喷人节能型。 氧化反响器是TiC14气相氧化技能的中心设备,它关系到氧化产品是否具有杰出的颜料功能,高的使用价值。氧化反响器的除疤体系关系到全体系的安稳运转,设备耐高温、耐腐蚀功能关系到全体系的安全可靠性,它是氯化法钛白出产厂和工程技能人员最为重视的关键设备。 在这里需求着重指出,TiC14气相氧化进程是在高温、高压、强腐蚀介质下进行的,简略手工操作现已不能满意安全出产和出产出高品质产品的需求,所以不管是国内、国外,都彻底是计算机自动操控,即我们常说的DCS操控体系。这样的DCS操控体系曩昔需求进口,现在国内现已彻底可以出产,满意各种杂乱工艺的要求。 下面要点介绍几种用户反响器。 (1) CO作燃料的氧化反响器。CO和氧气从反响器炉头进入,经散布板整流,轴向喷入焚烧室焚烧,温度达2000℃(见图5)。下流榜首环慵懒气体沿切向多孔喷人,意图方法旋转气幕(膜),维护第二环TiCl4喷人环不过热,喷口不结疤和反响高温胀大气流不返混。第二环为TiCl4喷入环,TiC14沿环进人流道,经缓冲稳压室稳压之后,又经过均布分配孔沿径向喷人反响器内与高温(≥18000C)的热氧正交混合,并瞬间发作反响。因发作很多的热量和,极易被氧化的反响器内层表面经过冷却剂冷却。第三环为气膜有防结疤的效果,慵懒气体在此环沿切线快速喷入构成气膜,使新生成的Ti02粒子无法与反响器内壁触摸,避免结疤。又因旋转气速较快对器壁有必定的吹扫效果,减平缓冲刷去结疤,延伸反响器的作业时间。一起对体系轴向气流和器壁有冷却效果,操控Ti02长大和避免内层被热腐蚀。TiCl4与O2充沛反响的反响室,此处温度可达1400℃,器壁有水冷维护。反响后混合气流温度可达1400℃,反响器出口规划有混合气流骤冷设备。该反响器反响室为价200mm*1500mm,反响室各部件用镍制成,水冷,出产能力为5.0吨/h TiO2。
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这套氧化反响器简直与锦州的结构十分类似,区别只在于锦州厂是用加热。锦州厂的实践证明,这种三环式结构杂乱,各喷孔易热腐蚀烧坏,特别在预热500℃的TiC14气体中搀杂没有彻底反响完的铝粉时,第二环即TiC14喷入孔十分易被烧损变形,影响TiC14和O2的充沛混合,反响导致TiO2的粒子不能满意颜料的要求。 (2)多孔壁反响器。多孔壁反响器的结构如图6所示。热氧与TiCl4气流笔直穿插混合后进入反响区,反响区圆筒壁有小孔以高速喷人C12或慵懒气体,冷却反响壁不被腐蚀的一起构成气幕阻隔新生成TiO2粒子不与反响器壁触摸,完成避免结疤。多孔壁开孔率为0.1%-0.6%,清洁气体的用量为TiC14的1/20-1/3(质量比)。孔壁原料以镍质为最好。内径305mm,每平方英寸①(lin2=6.4516*10-4m2)开有一个直径1.6mm小孔,600-700℃的TiC14以18t/h的速度加人,1400℃的氧气以2260m3/h的速度加人,枯燥的室温C12以1130-1360kg/h的速度送人穿过多孔镍壁,使壁温在300℃以下,长期反响后多孔壁不结疤,清洁润滑。 特色:进人冷风量比较小,当出产能力较大的反响器引人的气量占炉气中份额很小,对氧化反响的搅扰和对浓度的冲稀效果都是很小的。这种氧化反响器的改进型正在线上运转。 (3)固体颗粒冲刷法除疤的氧化反响器。选用喷砂或粗粒子的Ti02使用高速运动固体颗粒的冲刷效果,处理喷口及反响器壁结疤的问题。选用喷砂法要求后处理严格操控,喷砂不能进人包膜罐,否则会影响产品质量。而Ti02的颗粒会使后边处理工艺简略化,较为适用。典型的喷砂除疤反响器如图7所示。