铝箔包装的发展前景
2019-02-28 09:01:36
铝箔用处非常广泛,有关专家依据其使用特色的不同,将它分成了20多个种类。不同国家因为经济开展水平的差异,铝箔消费结构也存在很大距离。在欧美发达国家,用于包装的铝箔产品占总需求量的70%。在我国商场,铝箔首要是作为工业制作原辅材料,包装铝箔只占国内需求总量的30%。尽管铝箔包装开展较晚,可是现在商场添加敏捷,远景引人重视。 铝箔出产及铝箔包装的开展
1.1 铝箔出产的开展 我国铝箔出产开端于1932年,可是直到改革开放今后才开端快速开展。上世纪90年代今后,铝箔出产进入了一个重要时期,不光引进很多先进设备,出产管理和技能开发水平也逐渐走向了现代化与国际化。本世纪以来,在商场需求的微弱带动下,铝箔产能快速前进。现在我国共有铝箔出产厂商90余家,配备有现代铝箔轧机66台,并有多功用冷轧机39台,铝箔总产能50万吨/年。
铝箔包装的开展 铝箔包装始于20世纪初期,其时铝箔作为较贵重的包装材料,仅用于高档包装。1911年瑞士糖块公司开端用铝箔包装巧克力,逐渐替代锡箔而流行起来。1913年美国在炼铝成功的基础上亦开端出产铝箔,首要用于高档商品、救生用品和口香糖包装。1921年美国开发成功复合铝箔纸板,首要用作装饰板和高档包装折叠式纸盒。 1938年可热封式铝箔纸面世。二战期间,铝箔作为军品包装材料得到快速开展。1948年开端选用成型铝箔容器包装食物。20世纪50年代,铝纸、铝塑复合材料开端开展。到70年代,跟着彩印技能的老练,铝箔和铝塑复合包装进入快速遍及的时期。
进入21世纪,商场竞争和产品同质化的趋势,影响了产品包装的快速开展。2002年全球包装商场的规划已超越5000亿美元。铝箔包装的开展根本与整个职业开展同步,在我国商场,铝箔包装开展更快,首要有两个原因:靠前,我国软包装商场开展与发达国家距离显着,日用消费品及食物的软包装所占比重小,发达国家已占65%以上,有的已超越70%,而我国约占15%,近两年比重快速添加;第二,国内铝塑复合、铝纸复合技能不断老练,出产本钱下降,促进了铝基复合材料在我国包装商场的遍及使用。
铝箔包装的商场现状
通过近一个世纪的开展,铝箔已经成为一种首要的包装材料,其商场开展在欧美国家区域老练,可是在我国商场,铝箔包装还有着宽广的远景。以下对铝箔在软包装方面的首要商场进行分析。
医药包装用铝箔
2002年全球医药包装业的产值近110亿美元,均匀添加率4%。我国医药包装商场产值约18亿美元,年均添加率超越10%。铝箔在医药包装中首要用于泡罩包装。泡罩包装首要是由聚氯乙烯片(PVC)和0.02mm厚的铝箔制成。泡罩包装已成为西药片剂和胶囊的较首要的包装方法。我国中药片剂、散剂、胶囊、粒丸等包装,正逐渐从纸袋、简易塑料袋、玻璃瓶包装变为铝塑泡罩包装。泡罩包装具有防潮、携带便利、安全卫生等长处,跟着药品缓释技能的开展,商场将愈加宽广。现在泡罩包装对铝箔年需求量7000吨以上,估计2005年将超越1万吨。
另一个重要的铝箔商场是铝塑易撕膜(SP)出产,现在国内有1千多条这类出产线,铝箔需求量3000 吨/年。别的药膏包装用铝塑复合软管,水剂、针剂包装用铝塑复合瓶盖也是铝箔消费的两个潜在商场,现在铝箔总需求量1000吨以上。 铝箔在医药职业的使用还有一个潜在的商场,即药剂无菌包装。现在国内只要单个厂商出产无菌包装清凉茶之类的保健饮料,没有有开发无菌包装水剂中成药。这一新范畴将是铝箔软包装的重要潜在商场。
食物包装铝箔 我国食物工业正处在一个蓬勃开展的重要时期。食物软包装的呈现极大地前进了食物加工的机械化、自动化水平,加快了人们饮食日子的现代化、社会化进程。在发达国家,食物、饮料首要选用软包装,而我国的软包装开展相对滞后。铝箔在食物包装中的使用首要有两种:一种是铝塑或铝纸复合包装;另一种是铝、塑、纸多层复合包装,即利乐包装。我国食物软包装的铝箔需求约3万吨/年。铝箔使用的首要范畴有:1)巧克力、糖块包装。现在我国的巧克力根本上都选用铝箔包装,其商场需求量正跟着我国巧克力消费商场的扩展而不断添加。糖块包装有两种局势,一种是铝塑复合或铝纸复合包装,还有一种是选用镀铝膜或单一塑料包装;2)便利食物,熟食包装。如便利面、地方特色食物等。跟着食物商业商场的开展,这种包装的需求量越来越大,开展远景非常达观;3)奶类产品包装。现在奶粉根本都选用铝塑复合包装,液态奶类产品首要选用铝箔纸盒包装,我国地域差异大,奶产品的产销区域散布不合理,给铝箔无菌包装供给了宽广的商场。一起我国奶品开展空间巨大,估计到2005年,奶类产品人均消费量将到达10公斤,总产值到达1350万吨,奶品包装对铝箔需求将到达7000吨/年;4)茶叶、咖啡等产品有适当一部分选用铝塑复合包装,这也是铝箔包装的一个重要商场。 从商场开展趋势来看,新鲜农产品和天然食(饮)品将成为我国软包装的重要开展商场。如:果汁饮料和其他饮料,2005年将达2260万吨,其间软包装对铝箔需求量7000吨以上,蔬菜汁饮料和佐料加工业在未来5年,也将得到很大开展,这类产品的较佳包装将是铝箔无菌包装。
牙膏包装复合软管
铝塑复合软管具有优秀的阻隔功用、较强的抗腐蚀功用以及杰出的印刷适应性,因而被广泛使用于牙膏、化妆品和一些工业产品的包装。关于牙膏包装,2002年铝塑复合管已彻底替代传统铝管包装。我国牙膏产值30亿支/年,牙膏包装对铝箔需求量3000吨。别的,铝塑复合软管在其他范畴的需求量也不同程度添加,如:医药保健品、美容化妆品、调味品、工业用品等。
铝箔包装的开展远景
铝箔包装的开展与材料复合技能的前进密切相关。复合材料分为底层、功用层和热封层:底层首要起漂亮、印刷、阻湿等效果;功用层首要起阻隔、避光等效果;热封层与包装物品直接触摸,起适应性、耐渗透性、热封性等功用。跟着底层材料和复合技能的开展,铝箔包装的功用将不断完善。 包装材料开展动态
包装工业的开展是文明开展和科技前进的重要标志。上世纪50年代以来,复合材料的鼓起引发了包装范畴的革新,材料复合技能不断开展,现在呈现各种新式复合材料,对铝箔使用发生必定影响。例如:1)因为铝箔包装的食物不能直接进行微波加工,近来呈现一种高阻隔微波食物包装材料,即在塑料等基材上镀一薄层硅氧化物,使材料具有高阻隔性、高微波透过性和透明性,适用于高温蒸煮、微波加工等食物包装,也可用于饮料和食用油包装,可是这种材料出产本钱很高,大规划出产技能还不完善;2)纳米包装材料进入快速开展时期。纳米技能是21世纪较年青的科学技能,也被认为是21世纪较有出路的包装技能。现在纳米包装还处在开发阶段,实践使用较少。 此外,商场上还呈现了各种新概念的包装材料,因为铝箔包装具有优秀的功用和相对低价的本钱,这些新材料现在都没有构成规划商场和对铝箔包装的实质性影响。但现在和未来几年中,镀铝复合材料的开展是一个重要趋势,它将作为传统压延铝箔的替代性材料,在部分商场替代铝箔材料。
镀铝包装的开展
镀铝膜自上世纪60年代开端使用于包装职业,80年代在北美、欧洲得到快速开展,我国自上世纪90年代初开端引进镀铝包装,可是直到较近几年才得到较快的开展,镀铝在我国包装工业的开展分三个阶段:靠前阶段首要是镀铝标贴纸;第二阶段是作为产品外包装和软包装;第三阶段是作为卷烟内衬纸。 作为产品外包装和软包装。镀铝使用于软包装首要是替代单一性塑料和纸,然后添加对包装产品的阻隔性和视觉冲击力,一起有一部分铝箔包装被镀铝材料替代。跟着镀铝出产开展,特别是多层复合技能的老练,镀铝材料对铝箔包装将发生更大影响。
定论
铝基复合材料将更多地替代单一性材料,广泛使用于各种软包装。一些新概念包装材料的呈现将对铝箔使用发生影响,但一段时期内铝基复合材料在本钱和功用上具有相对优势。复合软包装将更多的替代刚性和半刚性容器包装,商场空间从膏体、块状、颗粒、粉末类产品到液体半液体、含气体的产品;从日用消费品到军用产品。我国现在有软包装厂商4000多家,复合膜的年出产能力150万吨以上。跟着经济开展,我国必将成为全球较首要的包装需方商场。铝箔包装开展远景非常宽广。
电解锰发展前景
2018-01-08 11:18:35
在炼钢出产中,电解锰特别合适锻炼合金化元素含有总量10%以上的不锈钢、耐热钢、精细钢、高温钢、耐蚀钢等"特、精、高"合金钢和锻炼低杂质、低有害元素的纯洁钢(∑P、S、O、N、H≤100ppm)、趋纯洁钢(∑P、S、O、N、H≤200ppm)等钢种。据我国不锈钢、高合金钢和优质钢等特钢的产值及耗用电解锰水平,2004年我国不锈钢等优特钢锻炼耗费电解锰约16万吨左右;其间铬锰系不锈钢耗用8万吨左右,铬锰不锈钢锻炼中过量、非正常耗用2-3万吨;铬镍系不锈钢、铬系不锈钢、耐热不锈钢、精细合金钢、高温合金钢、耐蚀合金钢和其它优特钢等钢种耗费约5万吨左右。根据我国国民经济和钢铁工业微观开展走势,2005年乃至未来一段时间不锈钢等优特钢工业正处于上升时间,国内不锈钢工业、产能、产值和市场需求正在高速开展,不锈钢等高端产品优特钢锻炼对电解锰的需求,整体仍然坚持微弱。同时,跟着钢铁企业进一步加大钢材种类结构调整和优化晋级,未来我国不锈钢、优特钢等高附加值、高技术含量的高品质钢材产值将会有较大起伏增加,无疑电解锰在高品质钢种锻炼中的耗用量也将有比较大的增量空间。要很好掌握电解锰职业的开展,下流厂家的状况自然是息息相关。除200不锈钢之外,电解锰还用于出产特钢和优钢,其间特钢也可用锰锭或较廉价的高碳锰铁。全球每年特钢出产要用电解锰7-8万吨,锰铝合金用锰约1-2万吨,Mn3O4等磁性材料用锰约5-6万吨,全球总需求约45-50万吨左右,国内需求约15-20万吨。
铝半挂车的发展前景
2018-12-26 09:46:08
首先钢铁资源在慢慢耗尽,而铝是目前也是未来最好的替代资源。未来更多的行业必将出现铝的身影。铝合金具有一系列优良特性,诸如密度小、质量轻、强度高、弹性好、抗冲击性能好、耐腐蚀、易表面着色、良好的加工成型性以及回收再生利用等,在汽车工业等行业必将得到广泛应用。在国外许多发达国家,铝车已经非常普及了,比例甚至达到了90%以上。而且国家一直在提倡绿色、节能、减排、环保的可持续发展道路!铝挂车必将是未来发展的趋势。
石墨烯应用领域及前景浅析
2019-01-03 09:36:46
石墨烯是一种二维晶体,石墨烯独特的结构使它具有优异的电学、力学、热学和光学等特性,例如石墨烯具有100倍于硅的超高载流子迁移率、高达130GPa的强度、很好的柔韧性和近20%的伸展率、超高热导率、高达2600m2/g的比表面积,并且几近透明,在很宽的波段内光吸收只有2.3%。这些优异的物理性质使石墨烯在射频晶体管、超灵敏传感器、柔性透明导电薄膜、超强和高导复合材料、高性能锂离子电池和超级电容器等方面展现出巨大的应用潜力。
尽管石墨烯还没有实现大规模的产业化,但是,市场对于石墨烯的应用十分看好,就目前的研发成果显示,未来石墨烯将广泛应用于以下四大领域。
1.电子材料领域
作为电极材料,石墨烯是绝佳的负极材料,被认为是可以替代硅的芯片材料。另外,石墨烯在柔性屏幕、可穿戴设备、太阳能充电等领域的应用还有待挖掘。
据悉,英国曼彻斯特大型已经开发出仅有10至40个原子厚度的石墨烯LED屏幕,拥有超薄、可弯曲的特性。这意味着未来,电子设备的屏幕可以进一步降低厚度、更为灵活,甚至实现整体柔性化。
石墨烯在可穿戴设备领域也具有一定应用空间。例如,爱尔兰科学家正在开发基于石墨烯的灵活可穿戴传感器,并发现该传感器能够检测到用户最细微的动作,包括跟踪呼吸和脉搏。另外,该传感器还能实现自供电,也许未来能够应用在智能服装中。
2.散热材料领域
金属材料在散热应用方面存在难于加工、耗费能源、密度过大、导电、易变形以及废料难回收等诸多问题,几乎没有太大的降价空间。而纳米石墨烯导热塑料如应用在LED灯具等产品的散热上,其系统成本至少可以降低30%。石墨烯是一种由碳原子构成的单层片状结构的纳米新材料,是目前人类所发现的几乎完美的平面原子结构,其出色的导电、导热以及散热性能让各行各业均对其寄予厚望。
石墨烯是二维的单层碳原子晶体,与三维材料相比,其低维结构可显著削减晶界处声子的边界散射,并赋予其特殊的声子扩散模式。石墨烯所具有的快速导热与散热特性使得石墨烯成为极佳的散热材料,可用于智能手机、平板电脑、大功率节能led照明、卫星电路、激光武器等的散热。
3.生物医学领域
石墨烯具有突出的力学性能和生物相容性,将其作为增强填料可显著提高生物材料的力学性能。
生物传感器是生命分析化学及生物医学领域中的重要研究方向,已广泛应用于临床疾病诊断和治疗研究。石墨烯制成的生物传感器对生命分析领域的快速发展具有重要现实意义。在基因组测序技术领域,最近成功开发出来的DNA感测器,是一种以石墨烯为基础的场效应类晶体管设备,能探测DNA链的旋转和位置结构。该感测器利用石墨烯的电学性质,成功实现检测DNA序列的微观功能。
4.军工领域
从中国石墨烯产业技术创新战略联盟(简称联盟)获悉,为促进石墨烯在军工领域的推广应用,2015年1月16日,联盟将举行军工应用委员会成立授牌仪式。
我国政府和国防军工方面的领导和专家对石墨烯在军工领域的应用前景十分关注。据悉,今年年初,在哈尔滨召开的“石墨烯军工应用技术研讨会”上,总装备部、国防科工局、各军工集团相关领导、专家,以及石墨烯产业领域专家与企业家、军工及民口配套单位代表共同研讨石墨烯在军工方面的应用前景。
由于石墨烯具有高导电性、高韧度、高强度、超大比表面积等特点,业内人士认为,石墨烯在航天军工等领域有广泛应用。据悉,我国科学家发现石墨烯可做太空动力源。通过对石墨烯在光作用下的运动现象的研究表明,石墨烯材料可将光能直接转化为动能,这标志着石墨烯材料将成为一种新的动力来源,这种动力源将远高于光压现象所产生的动力源。未来,石墨烯可能为星际探索、卫星变轨等提供无尽的动力。
结语
石墨烯由于优越的特性,业内预计未来5至10年,全球石墨烯产业规模会超过1000亿美元。更有乐观者认为,石墨烯的市场潜在规模至少在万亿元以上。就目前情况来讲,石墨烯市场化的最大阻碍是市场需求和价格,石墨烯未来产业化之路遥遥,需要政府的支持,和研发人员的开拓创新,相信通过共同努力,石墨烯将在更多的领域大放异彩。
活性白土发展前景
2019-03-04 11:11:26
活性白土是用粘土(首要是膨润土)为质料,经无机酸化处理,再经水漂洗、枯燥制成的吸附剂,外观为乳白色粉末,无臭,无味,无毒,吸附功用很强,能吸附有色物质、有机物质。在空气中易吸潮,放置过久会下降吸附功用。可是,加热至300摄氏度以上便开端失掉结晶水,是结构发作变化,影响褪色效果。活性白土不溶于水、有机溶剂和各种油类中,简直彻底溶于热烧碱和中,相对密度2.3~2.5,在水及油中膨润极小。广泛用于矿藏油、动植物油脂、制蜡及有机液体的脱色精制。还可用作水分枯燥剂,内服药物碱解毒剂,维生素A、B吸附剂,润滑油重合触摸剂,汽油气相精制剂等,还可用作中温聚合催化剂、高温聚合剂和制作颗粒白土的质料。
一、质料曩昔人们只知道用膨润土作活性白土的质料,其实不然,具有粘土性质的矿土都可用作活性白土的质料,如高岭石粘土、蒙脱石粘土、海泡石粘土、凹凸棒石粘土等。
高岭石粘土简称高岭土(kaolin),是一种以高岭石族矿藏为首要成分、质地纯洁的细粒粘土,外观呈白、浅灰等色,含杂质时呈黄、灰、黑色等。细密块状或疏松土状,有滑腻感,硬度小于指甲。比重2.4-2.6,枯燥后有吸水性。耐火度可达1770-1790℃。可塑性低,粘结性小,具杰出的绝缘性和化学安稳性。
纯洁的高岭土煅烧后色白,白度可达80%-90%。蒙脱石粘土又称膨润土、膨土岩、斑脱岩,是一种以蒙脱石为首要矿藏成分的细粒粘土。外观一般呈白色、粉红色、浅灰色、淡黄色,当被杂质污染时可呈灰绿色、紫棕色及其他较深的色彩。疏松土状者光泽昏暗,细密块状者呈蜡状光泽。硬度1-2,性柔软。块状或土状,有滑感。比重2-3。吸水后体积胀大,最大吸水量为其体积的8-15倍。具高可塑性和杰出的粘结性,在水溶液中呈悬浮和胶凝状,还具有阳离子交流的特性。海泡石粘土是一种以海泡石为首要成分的粘土。外观呈黄褐、深灰、灰白等色,土块状,质软而轻,硬度1-2,比重2.4-2.65,具有粘性和可塑性,手触之有滑感。加水后能调成糊状,干后用锤击之可留下锤痕。凹凸棒石粘土是一种以凹凸棒石为首要成分的粘土,表面与-般粘土无异,尤其是与蒙脱石粘土极为相似,并且两者常常共生。其户外判定标志是外观为土状,呈青灰、灰白、鸭蛋青色,土质细腻、有滑感,湿时具粘性和可塑性,干后质轻、收缩小。将它投入水中,嘶嘶发响,并崩散成碎块,但不胀大。凹凸棒石粘土的功用和海泡石粘土相同,具有热安稳性、抗盐性、吸附性及较高的脱色才干。最近湖南用海泡石制成了活性白土,浙江又发现b轴无序高岭土也能够作活性白土 ,山东研制成功了用净水剂的残渣作活性白土的质料。这样活性白土的质料就更广泛。但咱们一般所说的活性白土是指用膨润土作质料的活性白土。
用海泡石制活性白土,要通过精选、酸活化等工序才干制成活性白土。精选是用水选,液固比为5~10。水选后的悬浮液加0.5%的硫酸或1.5%的,煮沸30min,然后过滤、水洗、枯燥、研磨即为产品,脱色率达可93%,超越国家标准脱色率90%的要求。凹凸棒粘土素以"千土之王,万种用处"蓍称,凹凸棒活性白土(无酸活性白土)具有脱色率高、不含残留酸等特色。二、膨润土为质料的活性白土加工出产膨润土为质料的活性白土加工出产办法首要有全湿法、全干法、半湿法、汽相法、煅烧法等。
传统的全湿法是将膨润土、硫酸、水混合后在拌和的情况下加热到 100℃活化一段时间后洗刷、烘干、破碎即得产品。该办法最大的缺陷就是耗酸量大,因而导致洗刷用水量大,环境污染严峻,本钱高。过程依次为:选矿;原土打浆、提纯并排放沙砾和水;参加酸和水,在80~100℃下活化10-30min,一起以 1000r/min拌和;吸滤,滤液循环至打浆提纯过程,滤渣至下一步;枯燥、破坏;制品检测、包装。传统的全干法出产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充沛拌和,放置一段时间,然后烘干、分碎即得制品。这种办法尽管下降了用酸量,无废水排出等环境污染,但其产质量量较低,大大约束了其用处。过程依次为:选矿;参加酸和水进行挤出法常温固相活化;枯燥破坏;制品检测、包装。半湿法出产工艺是将少量硫酸和水与膨润土混合后充沛拌和,在必定温度下活化(放置)一段时间,然后参加酸和水再进行第二步活化。过程依次为:选矿;参加酸和水进行挤出法常温固相活化;参加酸和水活化;漂洗;压滤;枯燥、破坏;制品检测、包装。半湿法出产工艺则较好地处理了全湿法和全干法存在的问题,工艺简略,本钱低,产质量量高。
一般来说,半湿法出产工艺比传统的工艺耗酸量下降一半至三分之二(1/2~2/3),用水量也下降1/2~2/3,废水少,稍加处理即无环境污染,本钱低,在相同情况下,产质量量比传统办法脱色力提30%。汽相法技能是在有压高热汽相下对水、酸、土半干态拌匀颗粒状况混合料,在静态下经汽相、液相、固相之间进行剧烈的酸化反响构成半干态颗粒状酸化物,经漂洗等工序制备活性白土的一种新工艺技能。该技能把现有的湿法制白土和干法以及煅烧法出产活性白土技能的长处集为一体的技能办法,具有很广的实用价值,为我国白土出产供给一种新工艺技能。该技能与传统湿法制备活性白土工艺相比较具有如下长处:
①用酸量和用水量别离下降50%左右,出产周期缩短1/2~ 1/3;②污染轻,而易管理;③占地面积少,设备使用率高,出资少,见效快并与现有湿法工艺流程和设备严密联接。依据工艺不同,活性白土还可联产硫酸铝、硅铝白硫酸钠、石膏等。
现在活性白土的出产工艺还存在三点难题需求处理:
(1)对膨润土原土有必定的选择性,并非对一切不同类型的膨润土都能出产出脱色率≥90%的高效活性白土,即还有一些类型的膨润土只能出产出脱色率≥ 80-85%的普通活性白土或半高效活性白土。活性度目标暂时还达不到H型(高活性度活性白土)对活性度的要求。因而它的运用规划受到了一些约束。
(2)酸性废水的处理,现在石灰用量太大。
(3)吸油率大。活性白土脱色运用量为油重的2%-5%。运用白土对油脂进行脱色,不可避免的要夹藏油,夹藏量一般为活性白土量的20%-50%,然后增加了炼耗和本钱。现在,少量厂商选用浸出法从活性废白土中将油别离出来,但别离后的油品因为白土的效果,色泽为漆黑,无法脱色出好的色彩。因而,国内油脂脱色部分期望吸油率小的活性白土。
三、使用规划活性白土因比表面积大,吸附才干强,脱色效率高;活性度低,不与油脂及其它化学物质发作化学效果;用于液体脱色过滤速度快,残液率低,如食用油脱色、制糖脱色等;脱色后液体通明清亮,质量安稳,无异味、不回色、不回酸;运用后的产品,通过恰当处理能够进行二次使用,不会形成环境污染等系列产品长处而广泛使用于吸附剂、粒白土、无碳复写纸用显色剂中。(一)吸附剂
1、食用油脱色剂级产品广泛适用于各类植物油、动物油和矿藏油的脱色,如豆油、菜籽油、花生油、棉籽油、葵花籽油、棕榈油、椰子油、蓖麻油、茶油、玉米胚油、精糠油、麻油、桐油、红花油等。
2、制糖脱色脱色级产品以富镁铝硅酸盐净化的制品糖,其色泽、还原糖含量、PH值、根离子含量、氯离子含量、蛋白质含量、熬糖温度及钙镁离子含量等均到达现行行业标准,节省脱色处理费用60%左右。脱色后的滤饼可作混合饲料,削减环境污染,完成综合使用。
3、环境吸臭剂级产品产品具有杰出的吸附异味功用,能够消除冰箱、宠物卧室、厕所及其它场所的异味。
(二)颗粒白土(三)无碳复写纸用显色剂四、经济效益分析膨润土质料报价约为250元/吨,普通活性白土国内商场报价约1200元-1500/ 吨。
按1万吨/年活性白土的规划预算,设备和基建出资约为300-400万元,本钱 600-700元/吨,年产值1400万元左右,利税600万元。若配套出产白炭黑、4A 分子筛等效益更高。膨润土是我国的优势资源,储量居世界第一位,但开发使用起步较晚,深加工技能落后、产质量量差、出产规划小,国内油脂脱色等部分用的优质活性白土需要从国外进口。美国活性白土的出产才干已到达400万吨/年以上,而我国仅为20万吨/年左右。椐计算,我国近年来对活性白土的需求量以每年7-8%的速度递加。通过国内商场的调查分析,仅就油脂精炼商场巨大,据业界专家猜测,我国年产各种植物油约800万吨,进口油500-600万吨,其间精炼油占总数的1/2,约650 万吨。因而,出产高效活性白土商场前景宽广。
石墨烯的研究态势及其运用前景
2019-03-04 11:11:26
一、前语
跟着2010年诺贝尔物理学奖得主的揭晓,科学界又开端了一轮新的关于诺贝尔奖的评论,一同石墨烯(Graphene)也成为咱们评论的焦点。2004年,英国曼彻斯特大学的安德烈海姆和康斯坦丁诺沃肖洛夫运用普通胶带成功地从石墨中剥离出石墨烯,这种材料仅有一个碳原子厚,是现在已知的最薄的材料。它不仅是已知材料中最薄的一种,还十分结实而柔软;作为单质,它在室温下传递电子的速度比已知导体都快。石墨烯能够运用于晶体管、触摸屏、基因测序等范畴,一同有望协助物理学家在量子物理学研讨范畴取得新打破,它的面世引起了全世界的研讨热潮。
本文拟经过对已宣告的与石墨烯相关的文献进行分析,以理清石墨烯研讨开展的演化趋势以及学科开展的前沿范畴,展示石墨烯的开展头绪及运用远景。
二、石墨烯的概念
拿破仑从前说过:笔比剑更有威力!他说这话的意思是指言论比武力更凶猛。不过,他肯定没有想到铅笔芯中的确包含着地球上强度最高的物质!咱们知道,铅笔芯的原材料是石墨,而石墨是一类层状的材料,即由一层又一层的二维平面碳原子网络有序堆叠而构成的。由于碳层之间的作用力比较弱,因而石墨层间很简单相互剥离开来,然后构成很薄的石墨片层,这也正是铅笔能够在纸上留下痕迹的原因。假如将石墨逐层地剥离,直到最终只构成一个单层,即厚度只要一个碳原子的单层石墨,这就是石墨烯.石墨烯的厚度只要0.335nm,比纸还要薄100万倍,把20万片石墨烯叠加到一同,也只要一根头发丝的厚度,可是它的强度却比钻石还要坚韧,一同,作为单质,它在室温下传递电子的速度要超越任何一种已知的导体。石墨烯Graphene是碳的一种方法,它具有完好的原子晶格,其厚度恰恰为一个原子,作为一种全新的材料,它不仅有从未见过的薄!,并且仍是特强!的.两位获奖者AndreGeim和KonstantinNovoselov指出:处于这种平面方法的碳,具有特别的量子物理世界的共同性质.石墨烯作为一种电的导体,体现出与铜相同的导电性,而作为一种热导体,它比其他的已知材料更为出色。它几乎是彻底通明的,可是它却适当的稠密,以致使如氦(He)那样最小的气体分子,也不能经过它.Geim和Novoselov是从一块通常在铅笔中运用的石墨内取出石墨烯的.他们以常用的通明胶纸,设法得到具有恰是一个原子厚的碳薄片.其时许多人以为如此薄的晶体材料是不或许坚持安稳的。但是在现在,石墨烯已被物理学家作为一类新的具有共同功能的二维材料进行着研讨.能够猜测:由石墨烯所制得的晶体管,将比今日所用的硅晶体管有着更快的速度,然后使计算机的功率取得进一步的进步.由于石墨烯是通明的,又是优异的导体,所以它适用于制作通明的触摸屏、光板(lightpanel),乃至可运用于太阳能电池.将石墨烯混合于塑猜中,能够使塑料成为导电材料,一同也使之变得愈加抗热和具机械耐力.它的杰出康复力可使之用作超强材料,并且是很薄的、具有弹性的轻质材料.因而,能够预期将来的人造卫星、飞机,乃至轿车都或许用这类新的复合材料为质料进行制作。
三、石墨烯的结构和性质
石墨烯仅仅是一个原子的厚度——或许是世界中最薄的材料——并构成了高质量的晶体格栅。石墨烯是由碳原子六角结构(蜂窝状)严密摆放构成的二维单层石墨,是结构其他维度碳质材料的根本单元。它能够包裹构成0维富勒烯(Fullerene),它也能够卷起来构成一维的碳纳米管(CarbonNanotube);相同,它也能够层层堆叠构成三维的石墨。迄今为止,研讨者们仍没有发现石墨烯中会有碳原子缺失的状况,可是在2007年,Meyer等人调查到石墨烯的单层并不是彻底平坦的,它的表面会有必定高度的褶皱,单层石墨烯的褶皱程度显着高于双层石墨烯,并且褶皱程度会跟着石墨烯层数的添加而越来越小。一些研讨者以为,从热力学的视点来分析,这或许是由于单层石墨烯为下降其表面能,由二维描摹向三维描摹转化,或许也能够以为褶皱是二维石墨烯存在的必要条件之一。但详细的原因还有待进一步研讨和探究。别的,石墨烯中的各个碳原子之间的衔接十分柔韧,当对其施加外部机械力时,碳原子面就会曲折变形,然后使碳原子不用重新摆放来习惯外力,也就坚持了该材料结构的安稳性.一同,这种安稳的晶格结构也使石墨烯具有优异的导电性,石墨烯中的电子在轨迹中移动时,不会因晶格缺点或引进外来原子而发作散射。由于原子间作用力十分强,在常温环境下,即便周围的碳原子相互发作了挤撞,石墨烯中的电子遭到的搅扰也会十分小。作为单质,石墨烯最大的特性是它在室温下传递电子的速度比已知的任何导体都快,其间电子的运动速度能够到达光速的1/300,大大超越了电子在一般导体中的运动速度。别的,它也是现在已知材料中电子传导速率最快的材料,其室温下的电子搬迁速率可高达15000cm2/(V∀s) 。一同,科学家们还发现单层的石墨烯具有很大的比表面积,可到达2600m2/g。别的,石墨烯还具有杰出的导热功能、优异的量子地道效应、零质量的狄拉克费米子行为及特殊的半整数量子霍尔效应。
四、石墨烯的研讨前沿及国内外开展态势分析
自从AndreK.Geim研讨小组于2004年初次成功取得石墨烯以来,人们就对这种有着优异的物理和化学特性的特别材料寄予了期望,全球的研讨人员和工程师们对它的重视和研讨也日积月累。
如前所述,石墨烯的面世引起了全世界的研讨热潮,已经成为物理学界、化学界与材料科学界最抢手的研讨主题之一。根据Thomson根本科学目标数据库(ESI,掩盖时刻规模为1999年1月1日至2009年8月31日),在物理、化学、材料以及一切学科范畴中,触及graphene的研讨前沿(ResearchFronts)数量别离为19、14、7和31个。这从下图给出的年度SCI论文数量以及作者和关键词改变更新趋势可见一斑。
石墨烯SCI论文数量年度分布图 作者和关键词的改变更新趋势图
从石墨烯SCI论文数量年度分布图能够看出,2004年、2005年全球宣告的石墨烯SCI论文数量均缺少200篇,而2007年已增至650篇,2008年更是急增至近1200篇,几乎是在以指数增幅增加。
别的,从作者和关键词的改变更新趋势图还能够看出,每年都有更多的新作者加入到石墨烯的研讨部队中来,每年都会呈现更多的新关键词。这表明,越来越多的研讨人员开端重视石墨烯的研讨;一同,石墨烯的研讨触及的详细方向也越来越多。因而,有关石墨烯的研讨是现在正在高速开展的一个范畴。
下图绘出了首要国家和区域在石墨烯范畴的研讨与协作状况。从该图能够看出,石墨烯范畴的世界协作首要是在美国与欧洲一些国家,美国与我国、日本、韩国等亚洲国家,以及欧洲各首要国家之间打开的。本次分析的4044篇文献有世界协作论文1171篇,其间美国组织参加的有520篇,占到44%,远高于其他国家,这也从另一个旁边面反映出美国正在引领石墨烯范畴的研讨与世界协作。世界协作论文排名第2至9位的国家依次是德国(240)、我国(188)、英国(159)、法国(150)、西班牙(147)、日本(136)、荷兰(89)、意大利(83)、俄罗斯(81)。国家(区域)论文数量及其引证状况表
从发文量来看,虽然石墨烯最早是由英国学者于2004年取得的,但从表3能够看出,在2004年当年,美国、日本就别离以47篇和35篇位居论文数前两位,远高于包含英国在内的其他国家。论文总量排名前五位的别离是:美国(1424篇)、我国(546篇)、日本(437篇)、德国(385篇)和英国(234篇);从发文量改变状况来看,各首要国家/区域均呈现全体上升趋势,美国一直居于领先地位,日本的增幅显着小于美国,并且与美国的距离越来越大。2006年起,我国发文量快速上升,2008年已超越日本,但与美国的距离依然较大。
从论文被引证状况来看,美国的总被引次数和H指数均位居第1,且远高于随后国家,篇均被引次数和论文被引率也均排名前5,这表明美国正在引领石墨烯范畴的研讨;英国的总被引次数、H指数均位居第2,论文被引率排名第7,但其篇均被引次数排名第1,这在很大程度上是得益于AndreGeim教授小组的研讨作业:悉数论文中,被引次数超越200的共有29篇,其间英国12篇,而AndreGeim教授小组则占了11篇,特别是包括了被引次数排名第1(被引1926次)、第2(被引1698次)、第4(被引1261次)的高被引论文,比较之下,我国虽然论文数量仅次于美国,位居第2,但各被引目标排名均不抱负,阐明我国在论文质量方面亟需进步。
五、石墨烯的运用远景展望
自从石墨烯发现以来,关于石墨烯的研讨不断取得重要开展,其在微电子、量子物理、材料、化学等范畴都体现出许多令人振奋的功能和潜在的运用远景。石墨烯的呈现在科学界激起了巨大的波涛,人们发现,石墨烯具有非同小可的导电功能、超出钢铁数十倍的强度和极好的透光性,它的呈现有望在现代电子科技范畴引发一轮革新。在石墨烯中,电子能够极为高效地搬迁,而传统的半导体和导体,例如铜和硅远没有石墨烯体现得好。由于电子和原子的磕碰,传统的半导体和导体用热的方法释放了一些能量,现在一般的电脑芯片以这种方法浪费了70%~80%的电能,石墨烯则不同,它的电子能量不会被损耗,这使它具有了非同小可的优异特性。科学家发现,石墨烯的这种特性特别适合于高频电路。高频电路是现代电子工业的领头羊,一些电子设备,例如手机,由于工程师们正在设法将越来越多的信息填充在信号中,它们被要求运用越来越高的频率,但是手机的作业频率越高,热量也越高,所以,高频的进步便遭到很大的约束。由于石墨烯的呈现,高频进步的开展远景好像变得无限宽广了。
石墨烯还能够以光子传感器的相貌呈现在更大的市场上,这种传感器是用于检测光纤中带着的信息的,现在,这个人物还在由硅担任,但硅的年代好像就要完毕。上一年10月,IBM的一个研讨小组初次披露了他们研发的石墨烯光电探测器,接下来人们要等待的就是根据石墨烯的太阳能电池和液晶显现屏了。由于石墨烯是通明的,用它制作的电极比其他材料具有更优异的透光性。运用石墨烯作为电极的太阳电池模型
(从下到上别离为Au,染料敏化异质结,TiO2和石墨烯) 由石墨烯和碳纳米管组成的3D结构储氢模型
碳原子之间的作用力很强,因而石墨烯的晶体结构总能够坚持完好,这是电子在石墨烯上疏通搬迁的确保。和传统的硅材料半导体比较,石墨烯的电子搬迁功率要高出几十倍乃至于上百倍,这也正是科学家们如此等待用石墨烯替代硅而成为未来超高频晶体管材料的原因。根据“摩尔规律”,集成电路上可包容的晶体管数量每隔18个月会添加一倍,功能也进步一倍,这个规律显现了信息技能进步的速度。但是现在这种速度已显着地下降了,由于硅材料已挨近其极限,用硅制作的晶体管很难取得进一步开展的空间,而碳则在这个时分锋芒毕露了。2008年4月,科学家宣告说,他们成功研发出了尺度最小的石墨烯晶体管,其厚度仅为1个原子,截面为10个原子。虽然现在还缺少真实以纳米精度切开材料的技能,大规模的石墨烯出产还无法进行,但仅仅如此就足以令人振奋了。人们清楚地看到,石墨烯很有或许替代硅成为下一代超高频晶体管的根底材料而广泛运用于高功能集成电路和新式纳米电子器件中。在未来,咱们将会看到由石墨烯构成的全碳电路,它们将被广泛运用于人们的日常日子中。
参考文献
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粉末冶金技术的发展前景
2019-01-04 09:45:26
进入21世纪之后,粉末冶金技术得到了快速的发展,这与其他技术的发展密切相关。现阶段,粉末注射成形、温压成形和喷射成形等技术也得到了飞速的发展,随着这些技术的不断融合,粉末冶金技术不断向前发展,在未来粉末冶金技术会有更进一步的发展。从现阶段看,粉末冶金技术正向着高精度化、高性能化以及低成本化的方向发展。粉末冶金的新工艺随着时间的发展日益多样化,并有着飞速发展的势头。
1. 粉末注射成形技术
粉末注射成形的材料经过很长时间的发展历程,传统的材料主要是铁基和陶瓷为主,这类材料中极易产生杂质,总体性能不是很完美,逐渐不适应社会的发展需要。现在粉末注射成形的材料主要有钛合金和高温合金材料。成形材料的结构发生了很大变化,从单一的结构向复杂、精细的结构发展。
2. 温压成形技术
最近几年,科学家研制出流动温压工艺。这种工艺是在温压工艺基础上,通过与注射成形工艺的优点相结合后形成。这种技术在生产中的主要环节是:将粗粉和细粉按照一定的比例进行融合,之后采用普通的温压工艺,对其进行有效的加工,最后经过结就可以制得。在制造过程中最主要的技术是如何增强混合粉末的流动性,提高制成品的性能。这种技术较传统技术有很多优势,例如可以制造出复杂形状和具有高密度的金属部件,大大降低了生产成本。
3. 微波烧结技术
未来一段时期内,市场将需要综合性能更好的产品,这就需要提高材料的性能,而微波烧结制成的产品具有高密度、高强度的特点。经过微波烧结后,材料内部分布均匀,因此具有较好的韧性。微波加热的速度比较高,1min内就可以使温度达到1600℃,些材料甚至还可以在1min内达到2200℃。在烧制过程中,微波对陶瓷材料的烧制效果更好,因为可以用微波均匀地穿透陶瓷材料,制造出的部件性能更为优异,在烧制过程中,零部件受热均匀,不会产生受热不均的现象。同时,因为烧结时间的大大缩短,不仅可以降低生产成本,还提高了材料的化学性能。今后,微波烧结技术将会成为加工陶瓷材料极为有效的方法。
4. 烧结硬化技术
烧结硬化技术是一种新的粉末冶金新工艺,主要的原理是:在烧结过程中,快速的冷却,进而可以大幅度提高产品的质量,提高材料强度。这种工艺不仅可以有效地避免传统工艺导致的产品变形的缺陷,还可以省去冷却环节。经过此种工艺生产的零部件更能适应未来工业的发展需要。
镍矿的湿法冶金研究现状与发展前景
2019-02-20 11:59:20
镍作为一种特殊的功用材料,在国民经济中取得广泛的运用。如作为许多磁性物料的首要成分;电池职业中用于镍-氢电池,化学工业中广泛用作催化剂;在火箭技能中,超纯镍或镍合金用作高温结构材料。特别值得指出,纯镍还用在雷达、电视、原子工业、远距离操控等现代新技能中。可是,我国镍资源实际上处于缺少状况。要坚持国民经济快速、健康、继续安稳的开展,有必要使镍的增长速度与经济的增长速度坚持同步。因而,从各个方面开掘潜力,充分运用镍物料(如冶金选矿废渣、进步镍的收回率等),对缓解我国镍资源的缺少将起到必定的效果。
近年来,关于湿法冶金技能代替火法冶金评论越来越剧烈,湿法冶金作为一种正在老练的技能,越来越遭到同行的注重,尤其是从低档次的矿产资源中提取贵金属,能得到很高的收回率。现在世界上大约90%的镍依然靠火法出产,并在很长一段时间内无法代替,而湿法技能运用比较广泛的是出产高档次的金属。究其原因,首要是湿法冶炼技能出资大、本钱高、受矿石影响大等,很难在短期内完成大面积的推广运用。所以经济、高效、绿色的湿法冶金技能成为广阔研讨者研讨的要点,以期处理现有的缺乏,完成广泛的工业化出产,为国家发起的绿色、节省经济作出贡献。
一、镍矿湿法冶炼的办法
(一)浸法(RRAL法)
浸法——即镍矿经枯燥和复原焙烧后进行多段常压浸出,RRAL工艺由Caron教授创造,又称为Caron流程,适合于处理含镁较高(MgO>10%),含镍1%左右的硅酸盐型红土矿,根本流程是复原焙烧——浸。复原焙烧的意图是使硅酸镍和氧化镍最大程度地复原成金属,一同操控复原条件,使Fe复原成Fe3O4。焙砂中的镍、钴选用性溶液浸出,浸出渣中的铁能够经过磁选收回。其代表性的工厂是美国建造的古巴尼加罗镍厂。浸法处理镍矿,其产品能够是镍盐。
浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的镍矿以及硅镁镍烧结镍、镍粉、镍块等。新喀里多尼亚的镍矿,只适合于处理表层的红土矿,这就极大地约束了浸工艺的开展。此外,浸工艺镍钴收回率偏低,全流程镍收回率仅为75%~80%,钴约为40%~50%。到现在为止,世界上只要四家工厂选用浸法处理氧化镍矿,并且都是在上世纪70年代曾经建造的,三十多年来没有一家新建工厂选用浸工艺。该办法还有一些缺陷:(1)它不能经济地处理含铜高的镍矿;(2)进程中溶解的部分贵金属不能收回;(3)氢是一种较贵的复原剂,在反响进程中不能充分运用;(4)进程反响速度慢,溶液中的金属离子浓度低,设备巨大。
(二)酸浸法(HPA法)
酸浸法——即在250℃~270℃,4~5MPa的高温高压条件下,用稀硫酸将镍、钴等有价金属和铁、铝矿藏一同溶解,在随后的反响中,操控必定的pH值等条件,使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中,镍、钴选择性进入溶液,从溶液中选用溶剂萃取、硫化沉积等技能收回。酸浸法工艺处理镍矿的工业出产始于上世纪50年代,其时代表性的工厂是古巴毛阿镍冶炼厂,它也是由美国规划建造的。酸浸工艺适合于处理低镁含量的镍矿,矿石中镁含量过高会添加酸的耗费,进步操作本钱,对工艺进程也会带来影响。假设矿石中的钴含量高,更适合选用酸浸工艺,不只钴的浸出率比浸工艺高,并且因为钴的价值比镍高,使酸浸工艺的单位出产本钱大幅度下降。尽管高压酸浸镍浸出率可达90%以上,但因为酸浸工艺也遭到矿石条件的限制,现在世界上选用酸浸法处理氧化镍矿的工厂只要三家,且因为高温高压的处理条件对设备要求严苛,工作均不非常正常。整体而言,酸浸工艺开展尚不老练。
(三)氧压浸出法
选用的工艺是含镍2%的磁黄铁矿精矿,以含氧80%的富氧空气进行加压浸出,再用硫化沉积法使溶解的镍、钴沉积,用浮选法别离选出镍精矿和元素硫,镍精矿送火法处理。
(四)氯化浸出法
氯化浸出是经过氯化使镍矿中的镍、钴、铜等呈氯化物形状的进程。因为氯和氯化物化学活性极高,生成的氯化物溶解度大,因而在常温下,氯化浸出就能到达在其它介质中有必要加温、加压才干到达的技能指标。依据浸出剂的品种不同,高镍梳化浸出分为浸出和浸出两种。鹰桥公司是最早将氯化浸出用于高镍锍处理的工厂,20世纪60年代,该公司研制成功浸出高镍流的新工艺,在挪威克里斯蒂安松建了一个年产镍6800吨的工业实验厂,于1968年投入出产。1977年,鹰桥公司研制成功浸出高镍流的工艺,现已在工业上运用。1978年投产的法国镍冶金公司勒阿弗年镍精粹厂选用了相似的工艺流程,我国研讨单位对氯化浸出工艺也曾进行过必定规划的实验研讨。
二、国外镍矿湿法冶金开展现状
关于镍矿的处理,镍、铜别离和精粹一直是镍冶炼工艺中的关键问题。在镍冶金开展的前期阶段,一般选用分层熔炼法、优先漫出法处理镍矿。
缓冷选矿别离高镍流和硫化镍阳极电解是20世纪60年代镍冶炼技能的重大开展。世界上选用这项技能的工厂较多,首要有加拿大世界镍公司的汤普森厂、科尔博恩港镍精粹厂、日本的志村和别子两个精粹厂。与传统的镍电解精粹比较,该工艺具有流程简略、根本建造出资较低的长处。
从20世纪70年代至今,国外高镍锍镍铜别离的湿法提取工艺取得了巨大开展,即选择性浸出法。其次,气化冶金的羰基法也取得成功。选用选择性浸出工艺的供应商,比较闻名的有芬兰奥托昆普公司哈贾伐尔塔厂选用的硫酸选择性浸出法;加拿大鹰桥公司选用的氯化浸出法和加拿大舍利特高尔顿公司选用的加压浸法。这些办法中,以硫酸选择性浸出法开展较快,多个镍精粹厂已运用该工艺进行工业出产,例如南非英帕公司斯林镍炼厂、津巴布韦宾都拉冶炼厂,美国阿麦克斯镍精粹公司镍港精粹厂和津巴布韦加图马冶炼厂。
三、国内镍矿湿法冶金开展现状
我国古代已有大量出产运用铜- 镍合金(白铜)、锌-镍台金(锌白铜)。1953年上海冶炼厂成功地用直火蒸腾法从铜电解废液中制得硫酸镍,接着又进行了从粗硫酸镍中提取金属镍的实验。1954年出产出电镍75千克,然后揭开了我国镍湿法冶金的前奏。1959年,上海冶炼厂开端用古巴进口的氧化镍出产电解镍,初期规划为年产电镍400吨,1973年到达年产电镍2500吨的出产能力。跟着20世纪50、60年代四川会理镍矿、金川镍矿、吉林磐石镍矿以及20世纪80年代新疆喀拉通克镍铜矿的相继挖掘,镍的湿法冶炼得到了蓬勃开展。先后建成了成都电冶厂、重庆冶炼厂、金川有色金属公司、阜康冶炼厂等一批厂商,产值也大幅度添加,电镍总的年出产能力已超越5万吨。
我国镍工业的出产,现在选用的首要湿法处理工艺有:镍的硫化物阳极隔阂电解、金属镍阳极电解和硫酸选择性浸出、电积工艺等。镍的硫化物阳极隔阂电解工艺仍是我国现在最首要的电解镍出产工艺。运用该法出产的电解镍约占全国镍总产值的90%,首要供应商有金川有色金属公司、成都电冶厂和重庆冶炼厂等。这些工厂的电解出产流程根本共同,一般包含隔阂电解和溶液净化这两大工序,各工厂在这两大工序上只稍有差异。如几个出产供应商都运用硫酸一氯化物混合系统的电解质,经过三段化学沉积法进行溶液净化。但金川公司自80年代初,开端运用高电流密度和高PH值电解工艺,溶液净化除铜进程选用参加镍精矿和阳极泥的置换法,一同又研讨了活性NiS除铜的新工艺;成都电冶厂的电流强度操控在5500安左右,选用的是H2S除铜工艺。上海冶炼厂曾运用金属镍阳极电解工艺出产电解镍,运用进口杂镍、进口氧化镍、镍磷铁等出产粗镍阳极板,其间以运用进口氧化镍出产电解镍工艺较为老练。阳极是用氧化镍以石油焦作复原剂在电弧炉内复原成的金属镍浇铸而成的,其阴极进程和镍的硫化物电解完全相同,所运用的电解质也是硫酸盐氯化物混合电解液。各厂所选用的详细工艺流程及工艺条件都不相同,这一方面与各厂的质料成分及产品形状要求不同有关,另一方面也阐明镍的湿法冶金工艺还有待进一步研讨开发。
四、展望
从环保视点考虑,湿法冶金工艺不会形成合硫气体的排放。从经济视点考虑,运用湿法冶金工艺在处理一些杂乱矿,如铂镍矿、镍钢矿的进程中,矿的丢失较小并且在冶炼进程中的能耗也较小。从工艺上考虑,在处理低档次杂乱矿方面,湿法工艺更为经济有用。运用湿法工艺能够完成选择性浸出有价金属,然后到达与杂质元素的有用别离,有利于进一步从溶液中收回有价元素。信任跟着科技的开展,镍矿的湿法冶金技能将会得到更大的开展与运用。
我国稀土发光材料行业未来发展前景
2019-03-04 16:12:50
一、稀土发光材料首要运用
稀土发光材料的运用会给光源带来环保节能、颜色显色功能好及长寿数的作用,有利于推进照显着现范畴产品的更新换代。因而,稀土发光材料一经创造,就被敏捷运用于彩色电视机显像管(CRT)和荧光灯出产之中,我国稀土发光材料职业的工业运用相同肇始于上述两个范畴。现在,我国稀土发光材料职业紧跟国际稀土发光材料研制和运用的开展潮流,与下流工业之间建立了杰出的商场互动机制,成为节能照明和电子信息工业开展过程中不可或缺的根底材料。 除上述范畴外,稀土发光材料还被广泛运用于促进植物成长、紫外消毒、医疗保健、夜光显现和模仿天然光的全光谱光源等特种光源和器件的出产, 运用范畴不断得到拓宽。
从下流工业的稀土发光材料消费结构来看,节能照明为稀土发光材料的首要运用范畴。 2009 年,我国节能荧光灯(以下简称“节能灯”)用稀土发光材料销量 6,160 吨,占稀土发光材料职业总销量的 74.13% ;在显现器范畴,跟着 LCD 、 PDP 等平板显现屏的推行遍及,近年来传统 CRT 商场萎缩, CRT 用稀土发光材料商场需求占职业总需求的比例相应削减,平板显现用稀土发光材料的商场需求逐年上升,显现器用稀土发光材料在平板显现运用范畴的商场前景十分宽广。
二、我国稀土发光材料商场需求分析
(一)节能灯照明范畴的商场需求改变状况
1、节能灯代替白炽灯、卤粉灯趋势显着
鉴于节能灯在光效、寿数等方面的杰出功能,在全球应对气候改变和动力紧缺的布景下,近年来全球多个国家或区域先后推出了制止运用白炽灯、推行运用节能灯方案。从全球范围看,节能灯代替白炽灯的开展趋势不可逆转。国家或区域白炽灯筛选方案美国2007 年 12 月 1 8 日经过美国动力法案,从 2012 年 1 月至 2014 年 1 月逐步制止供应低功率的白炽灯。加拿大2007 年 4 月 2 5 日加拿大天然资源部宣告,方案到 2012 年在全国制止供应白炽灯。欧盟2007 年 3 月 9 日欧盟多国达成协议,将在两年内逐步用节能灯代替高能耗白炽灯泡;英国政府宣告方案在 2011 年完全废弃传统型钨丝灯泡;意大利和法国宣告 2010 年、荷兰宣告 2011 年制止白炽灯。澳大利亚2007 年 2 月 2 0 日,澳大利亚政府宣告到 2010 年将在全国范围内逐步筛选低功率白炽灯,转而运用节能灯。新西兰2008 年 4 月 1 7 日,新西兰动力部表明,新西兰考虑从 2009 年开端制止运用白炽灯泡。台湾区域2008 年 4 月 7 日,台湾区域宣告将用 5 年时刻全面筛选白炽灯泡日本2008 年 4 月 5 日,日本政府宣告到 2012 年中止制作并供应高能耗白炽灯泡,而用节能灯来代替韩国2013 年末前制止运用白炽灯阿根廷从 2007 年 12 月开端在全国范围内全面推行节能灯, 2011 年前逐步撤销白炽灯运用我国2007 年 12 月开端施行高效照明产品推行财政补贴准则, 2009 年 7 月与联合国开发方案署和全球环境基金一起建议发动“我国逐步筛选白炽灯、加快推行节能灯项目”,项目履行期为 2009-2012 年。
图 1 2006 年-2013 年我国白炽灯产值改变状况资料来历:我国照明电器协会
与卤粉荧光灯比较,运用了稀土发光材料的节能灯(稀土荧光灯)的光效更高、显色性更好、运用寿数也更长,节能灯可以在卤粉荧光灯的根底上节能 30%-50% ,显色指数前进 15%-40% ,运用寿数添加 3 倍以上。因为卤粉荧光灯发光功率不高、安稳性差、光衰较大、光通坚持率低,无法适用于代表未来商场开展干流的具有高光效、低本钱功能的细管径紧凑型荧光灯。 2008 年 6 月 1 日起,国家发改委、国家质检总局和国家认监委安排拟定的《中华人民共和国施行动力功率标识的产品目录(第三批)》开端施行,其间,荧光灯到达 3 级能效以上才干够供应,到达 2 级能效才干取得节能认证并取得国家工业方针支撑;国外商场上,欧盟已于 2009 年 9 月 1 日开端履行 EuP 指令,依照现有卤粉荧光灯的功能,将很难到达 2 级能效标准。从荧光灯的未来开展趋势看,卤粉荧光灯将逐步退出照明商场,转由节能灯和其他高效照明东西代替。类别产品例举产品类别发光材料发光原理功率(w)产品功能特色报价(元//k 流明)光效 (Lm/W)平均寿数( h )白炽灯
灯丝电流经过灯丝时发生热量,热辐射发生可见光。6-12<1,0005荧光灯卤粉荧光灯T9-T12 直管型荧光灯;部分 T8 直管型荧光灯和环形荧光灯卤粉
荧光粉电子炮击原子所发生的紫外线激起荧光粉发光。60-802,000-3,00015稀土荧光灯(节能灯)T4 、 T5 直管型荧光灯、紧凑型荧光灯;部分 T8 直管型荧光灯和环形荧光灯稀土发光材料80-120> 10,00020
2、节能灯用稀土发光材料商场需求改变状况
现在全球白炽灯、卤粉荧光灯和节能灯的运用比例现在约为 4∶3∶1 ,我国约为 8∶9∶1 。节能灯是现在运用技能最老练的环保节能照明产品,是当时照明范畴施行节能减排、加快筛选白炽灯、完成节能照明的首要运用和推行目标。现在,我国是国际照明产品出产榜首大国, 2009 年,我国白炽灯产值 27.3 亿只,荧光灯产值 35 亿只,其间,节能灯产值约 30 亿只,占荧光灯总产值的 85% 以上。因而,面临巨大的存量商场和增量商场,全球范围内筛选白炽灯、推行节能灯行动的施行和卤粉荧光灯的加快代替,将带动我国节能灯出产职业的快速开展。估计到 2013 年,我国白炽灯产值将下降至 14.2 亿只,节能灯在荧光灯中的占比将上升至 92% 以上,产值将近 70 亿只,是当时节能灯产值的 2.25 倍。稀土发光材料作为节能灯出产有必要的根底原材料,其商场需求也将呈现爆发式添加。依据全国稀土荧光粉、灯协作网猜测, 2013 年我国节能灯用稀土发光材料商场规模将超越 12,000 吨,较 2009 年商场需求量添加 97.34% ,复合年添加率到达 18.52% 。
图 2 2006 年~2013 年荧光灯商场容量猜测图 3 2006 年~2013 年我国荧光灯产品结构改变状况 注:紧凑型荧光灯和 T4 、 T5 荧光灯运用稀土发光材料;环形荧光灯和 T8 荧光灯运用卤粉或稀土发光材料,跟着人们对照明质量的前进,卤粉已逐步被稀土发光材料代替; T9-T12 荧光灯运用卤粉。
图 4 2006 年~2013 年节能灯用稀土发光材料商场容量猜测资料来历: 全国稀土荧光粉、灯协作网
(二)显现器范畴的商场需求改变状况
1、显现器职业商场开展态势
A 、平板电视逐步代替传统 CRT 电视
在消费电子职业中,技能创新是驱动职业成长的关键因素,平板显现和数字高清等的快速开展、家电与互联网交融等新运用的呈现,极大地推进了彩电职业的开展, LCD 、 PDP 等平板电视正快速代替 CRT 电视,将成为未来彩电商场中的干流, 2009 年我国彩电产值 9,965.5 万台,其间平板电视的比例超越了 70% 。从总体上看,现在我国平板电视的遍及尚处于初级阶段,依照家庭口径核算 2009 年末我国城市平板电视遍及率仅为 28% ,乡村则刚刚起步,全国平板电视遍及率仅为 13% ,考虑到基数巨大的 CRT 保有数量和国家“以旧换新”、“家电下乡”等方针的施行推行,我国平板电视未来商场空间巨大。此外,跟着全球经济的回暖,我国彩电出口局势也逐步好转。 2009 年我国彩电出口量到达 5,401 万台,同比添加 11.96% 。在全球经济继续向好的状况下,我国平板电视的出口添加可期。依据猜测,我国平板电视的遍及率将在 10 年之内到达 90% 以上,未来将是我国平板电视职业快速开展期, 2013 年平板电视产值将到达 13,875 万台。
图 5 2006 年~2013 年彩电商场容量猜测资料来历: 中经网 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
B 、笔记本电脑及 LCD 显现器安稳添加
近年来,我国电脑及其配套 LCD 显现器产值均坚持安稳添加,未受金融危机的影响,特别是笔记本电脑, 2009 年共出产 1.46 亿台,较 2008 年添加 35.2% ,是 2006 年产值的 2.56 倍。因为笔记本电脑快捷轻盈,跟着估计 2013 年我国笔记本电脑的产值将挨近 3 亿只,年均添加率可达 19 % 。
图 6 2006 年~2013 年电脑及显现器商场容量猜测资料来历:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
C 、手机工业跟着 3G 年代的降临继续添加
手机屏幕是 LED 背光源运用比较老练的范畴之一。跟着人们生活水平的前进和个人电子资讯的遍及和开展,我国手机产值由 2001 年的 0.8 亿只快速添加到 2007 年的 5.5 亿只,年均增速到达 37.9% 。受金融危机影响,我国手机工业在 2008 年增速显着放缓,同比增速仅为 2% 。 2009 年以来,我国手机产销量逐月上升, 12 月份单月产值同比添加高达 102.43% ,全年共出产 6.19 亿只,较上年添加将近 10 个百分点。跟着我国 3G 车牌的发放,手机将进入 3G 大屏幕年代,其需求也将从 2G 手机的更新转变到 3G 手机的换代,估计 2013 年我国手机产值将到达 8.8 亿只。
图 7 2006 年~2013 年手机商场容量猜测资料来历:国家统计局 & 全国稀土荧光粉、灯协作网
2、显现器用稀土发光材料商场需求改变状况
因为 CRT 电视将被平板电视敏捷代替,未来 CRT 用荧光粉(其间约 1/3 为稀土发光材料)的商场需求将呈现大幅下降,长时间需求趋向于一个数额较低的常数。
现在,平板显现器首要可分为 PDP 和 LCD 两种。关于 PDP 来说,稀土发光材料直接用于其屏幕的出产,所需稀土发光材料的数量较多;关于 LCD 来说,其屏幕自身不发光,有必要经过背光源来到达显现作用, LCD 背光源首要分为冷阴极荧光管( CCFL )或发光二极管( LED )两种,出产过程中均需运用数量不等的稀土发光材料。其间 CCFL 作为 LCD 背光源的运用技能最为老练且已被大规模工业化,因为 LED 背光源在环保节能、颜色体现等方面的优势,近年来其代替 CCFL 的开展趋势十分显着,但凭仗本钱低价、技能老练的优势, CCFL 仍将在未来 3 年内坚持 LCD 背光源的干流商场位置。依据 DisplaySearch 猜测, 2009 年 LED 背光源在 LCD 显现器的浸透率为 0.5% ,到 2013 年这一数字将到达 40% ,笔记本电脑则会在 2011 年悉数运用 LED 背光源。平板显现产品对稀土发光材料的单位需求量项 目液晶电视等离子电视液晶显现器笔记本电脑手机单位产品耗用稀土发光材料数量(克)4.5~6100~1251.5~2.50.05~0.60.006
注:液晶电视和等离子电视因尺度不同而用量不同,估计单位用量呈递加趋势;液晶显现器和笔记本电脑因 LED 背光源逐步代替 CCFL 背光源,估计单位用量呈递减趋势。
图 8 2006 年~2013 年平板显现用稀土发光材料商场容量猜测资料来历: 全国稀土荧光粉、灯协作网
(三)特种光源范畴的商场需求改变状况
特种光源是指用于特殊照明的电光源,包含无极灯、全光谱灯、紫外线灯、植物成长灯和防灾残光灯等。现代光源与照明技能给人类带来了“光文明”,特种光源在满意了人们多范畴、多用处照明需求方面起到了重要作用。模仿天然光的全光谱染印刷等对光源显色指数要求较高的场所和范畴;紫外线灯则运用不同波长的紫外线照耀,可运用于人体保健、诱虫灭菌、判定防伪等范畴;促进植物成长灯在农业出产范畴内运用广泛;在特种光源用稀土发光材料中占比最大的稀土长余辉发光材料产品则因在交通指示等运用范畴中被 LED 所广泛代替,商场需求量呈现必定下降。 2006 年~2013 年,我国特种光源用稀土发光材料商场需求改变状况如下:跟着人类科技的前进和对稀土元素研讨的深化,稀土发光材料还将运用于光转化农膜、生物发光符号等更多范畴,但因为特种光源用处的特殊性,其所占稀土发光材料的需求总量比例相对较少,添加也较为安稳,估计未来几年特种光源用稀土发光材料的增速在 8~10% 之间(不包含稀土长余辉发光材料)。三、我国稀土发光材料商场供应分析近年来我国稀土发光材料年产值添加较快,其最大添加点在于节能灯用稀土荧光粉,原因首要有两方面:一是近年来开展低碳经济成为全球热门,节能灯的运用可以在很大程度上下降碳排放,各电光源供应商纷繁加大了节能灯的出产力度;二是因为我国近年加强了对稀土原材料出口的操控,国外供应商出产本钱前进,逐步退出了低赢利的节能灯用稀土发光材料商场。 未来几年跟着各国白炽灯筛选方针的履行和下流平板显现屏商场需求的添加,稀土发光材料商场开展前景杰出,添加潜力仍是很大的。但因为技能的前进和新式稀土荧光粉的研制需求一段时刻,稀土发光材料高端商场的供需缺口在未来必守时期内仍将继续存在。未来几年稀土发光材料商场的供需比较如下:四、结束语伴跟着节能照明和消费电子工业的兴起,稀土发光材料职业界新技能新产品层出不穷,稀土发光材料的工业运用呈现爆发式添加,稀土发光材料已经成为节能照明、显现器和特种光源出产中不可或缺的根底材料。跟着运用范畴的不断拓宽,稀土发光材料职业的未来开展潜力巨大。
为何石墨软石墨烯“硬”
2019-01-04 15:47:49
导读
为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。
石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。
为何石墨软,石墨烯“硬”?
2019-01-03 09:37:04
为什么石墨那么软,而石墨烯又表现得那么“硬”呢?浙江大学信息电子工程学院副教授林时胜介绍说,其实这里涉及两个不同的概念,一个是强度,这是力学概念,一个是硬度,属于物理概念。
石墨烯的“硬”,是指强度高,衡量强度的指标是杨氏模量,根据杨氏模量的高低可以把物质分为硬物质和软物质。石墨烯的模量非常高,可达1T帕(压强单位),是材料里最高的,所以石墨烯是硬物质,可以说是很硬。相应的像橡胶这些,模量只有几千帕,就是软物质,很软。
材料力学上有刚度、强度、韧度、硬度等不同物理概念,这与我们通常讲的硬与软有区别。从通俗意义上说,石墨烯的“硬”指的是石墨烯的强度很好,就是它抗断裂的能力很强,这也和它的韧性很好有关系,因为容易延展而不断裂。模量就是代表了材料能被拉伸的容易程度。
再说石墨的软,这是物理概念,指的是硬度。硬度的衡量,是用一种材料去破坏另一种材料,被破坏的硬度就小。石墨的片层之间是范德华力,非常弱,只要用固体去划它,都能把它的片层错开,所以石墨很容易被破坏,就是说石墨很软。
铁水脱硫技术现状及发展前景
2019-02-15 14:21:24
操控及扫除炼钢铁水中的硫是冶炼优质钢的两个重要条件。从1965年起就要求在高炉或炼钢设备(转炉)里将焦碳及其它炉料材料带入的硫总量脱掉99%以上。到70年代末已有许多喷吹法面世。虽然这些喷吹计划各不相同,但其底子特征都是用喷喷吹气体为根底,并且大多用氮气作载体。脱硫剂则有两大类:基(加石灰/石灰石)及镁基(加石灰或)混合脱硫剂。在式铁水罐或一般铁水包里喷吹。选用复合(协 同)喷吹法,即用互相独立的喷吹管路及罐器向浸在铁水里的喷运送两种(乃至3种)脱硫剂。 式铁水罐里脱硫 这是最有吸引力的喷吹法。由于它能把铁水脱硫同其运送结合在一同,一同铁水温度也能比用一般铁水包高出30-50℃,但无法防止铁水罐在脱硫傍边的严峻结渣。铁水罐脱渣方面的研讨甚少。这或许是由于渣的状况及化学成份难以确定以及这两种不定要素对铁水脱硫总功率的影响也难以确定。铁水温度较高对用/石灰脱硫是个有利条件,但脱硫后缩短铁水罐的静置时刻防止其结渣增多却极为困难。 一般铁水包里脱硫 这种脱硫法得到推行有其显着的原因.一是可脱掉必定数量的硫,使铁水到达要求的含硫量,二是可在喷吹前扒掉随铁水带人的高炉渣(但很少这样作,由于不知道高炉渣在脱硫傍边与脱硫的联系及其吸硫才能)。严格地说,在脱硫前就需使随铁水带入的渣到达安稳,但是总是无从知道为此需用多少反响剂,所以总是用选定的脱硫剂作补偿使渣安稳。然后再次脱硫。铁水包有包盖可削减乃至消除空气进入,但很少有为铁水包设置包盖的。氧对脱硫的晦气影响许多文献屡次作过证明,但新建脱硫设备却都疏忽了这一点。 高炉渣对随后脱硫的影响这个问题曾经没有受到重视。现在对此问题的了解已有个底子概括。首要是渣的碱度若不相等就会阻碍脱硫进程的顺畅开展。高炉渣在炉里时就应具有极好的脱硫才能,使碱充沛溶解,一同粘度要低及具有优秀的水析性。 喷吹设备 全气动设备喷吹体系已开展老练。估量往后不会再有什么特其他新方法能大幅度进步脱硫总功率。 需极均匀地定量配给脱硫剂——这种要求促进新技能的开发,现在正在研讨用机械的方法往载体气流中配给脱硫剂。如果能成功地作到这一点,那么能够说这是最好的喷吹技能。 现在,盲目加大气体流量以求战胜管路阻力的作法并非稀有。此问题在大多数喷吹设备上没有得到底子处理。据C.Irons的模型试验能够想像,气体流量过急会导致脱硫剂过早吹失。 复合喷吹体系首要用在含镁脱硫剂的喷吹上。这种体系很适用,是由于它能削减以往无法战胜的镁粒偏集。而普通体系无法在很短的喷吹时刻里战胜两种脱硫剂成份的动摇。机械配粉设备的面世必定能减轻这种不均匀性。[next] 脱硫剂 炼钢铁水脱硫在20世纪60年代至70年代初走俏,首要是从用作脱硫剂开端的。但不久发现,要改进物质交流,必需在此脱硫剂中运用添加剂。首要研讨了喷吹中CaC03的“离析”气体或离解反响能否成为增强脱硫势能的根底。但后来确定“离析”的气体数量极小,在载体气体的非绝热胀大中很或许毫无作用。能够想像,“离析”气体复原后使氧很难挨近分界面,成果阻碍或断送渣中硫化物的二次氧化(以及硫的逆向改变)。需求指出的是,有些钢厂在脱硫中的确添加必定数量的CaC03。有人主张往脱硫剂里添加含气较多的煤;其它各种能发作气体的添加剂原则上都该有助于坚持复原空气。在这种场合下铁水包包盖是否成为负担,有待于讨论(多半是否定)。 在基脱硫剂中添加石灰。开始关于能分出满足数量氧化钙的说法极或许是 过错的。在与空气氧或渣中氧化物相互作用时CaC2改变成CaO只是在表面上发作的。添加到里的萤石会阻碍这种改变,但有助于金属珠粒沉落。在铁水温度下萤石(熔点为1418℃)不能有满足快的反响。试验标明,能进步脱硫总功率的方法是添加熔点为1250℃的易熔矿藏——霞石正长岩。参加此材料可显着削减碳化物含量(例如由72%下降到55%以下)。 在上述各种碳化物混合物中都是加石灰(CaO)及蒸发成份不高的煤。往后的课题是研讨添加霞石正长岩时的演化进程。 镁已成为典型的脱硫剂。镁的选用既要看钢厂具体条件,也要看市场报价。虽然所用的混合物及思路各不相同,但应指出的是:用镁作脱硫剂会遇到某些问题。比方有报道说,在式铁水罐中发现其渣线磨蚀严峻。此状况也见之于敞口铁水包,只不进程度较轻罢了。选用复合喷吹时,镁是与石灰或一同喷吹的。此时宜按具体条件来决议选用哪种计划更为合理:是用石灰,仍是用能到达更好的作用。 铁的丢失对脱硫是否经济有着重要影响。关于铁损问题首要应留意脱硫进程中金属粒珠的很多添加。这时渣的分量至少会翻一番。美国许多钢厂的作法是选用加有~6%萤石的混合脱硫剂。这样一方面可削减铁的丢失,另一方面能战胜其他一些缺陷。不同出产条件下各种添加剂对所扒渣分量的影响是不一样的。冰晶石及阴极废料(炼铝废料)能显着削减铁的丢失。 把高炉出铁与铁水脱硫结合起来的问题,现在没有进行仔细的研讨与开发。已有的作法都是20世纪60年代末提出的一些计划,主要是与渣合在一同,在铁水沟里予以拌和。莱茵钢厂及新日铁等初步规划的机械拌和法没有得到准确的验证。这些试验虽没给人留下很深形象,但使咱们再次重视此有用脱硫方法,而重新研讨它的冶金条件。A.More的渣再生循环脱硫法没有到达能够作出有用规划及老练的境地。现在尚不或许按RH构思用循环体系处理铁水,虽然它已成功地用在钢水处理上。用共同的滑动水口往铁水里送人脱硫剂的计划不能说是成功的。ISID体系也是如此,虽然此法已用于出产试验,但其他参数却遭受很大丢失。
石墨烯产业发展:莫让浮云遮望眼
2019-03-08 09:05:26
石墨烯从2004年初次被分离出来,2010年石墨烯发现者取得诺贝尔奖后为咱们所熟知,到今日只要短短十几年的时刻。虽然全球石墨烯工业现在尚处于前期阶段,但因为群众对石墨烯新材料的热捧,导致石墨烯工业虚火过旺,呈现出了“忽如一夜春风来,千树万树梨花开”的虚伪昌盛景象。
特别是一些石墨矿资源相对丰厚的区域,更是把石墨矿混同于石墨烯,把展开石墨烯工业视为当地经济转型晋级的“灵丹妙药”,纷繁规划建造石墨烯工业园。
我国的石墨烯工业该怎么展开,是不是能够一蹴即至?1月30日,在“2018我国世界石墨烯工业展开论坛暨中关村石墨烯工业联盟年会”上,与会专家为我国石墨烯工业评脉问诊,开出了“良方”。
成为年代“新宠儿”
事实上,石墨烯发现者2010年取得诺贝尔物理学奖后,全球就掀起了石墨烯研制热潮。现在,石墨烯已成为全球新技能新工业革新的焦点,一些业界专家乃至以此做出了“21世纪进入碳年代”的判别。
当时,美、欧、日、韩等国家和区域密布发布方针,扶持石墨烯功用器材研制和工业化使用。欧美厂商占有全球石墨烯工业链要害环节,石墨烯制备技能、复合材料、中心电子元件等使用产品坚持抢先优势。
石墨烯已成为我国前沿新材料的要点展开范畴,是我国加速推进新一轮技能革新的重要抓手。2012年以来,我国累计出台10余项石墨烯相关方针。2015年,石墨烯范畴首个国家层面纲领性文件《关于加速石墨烯工业立异展开的若干意见》提出,把石墨烯工业打造成先导工业,到2020年构成完善的石墨烯工业系统。2016年12月,国家新材料工业展开领导小组正式建立,这无疑对推进包含石墨烯在内的新材料工业展开具有里程碑含义。
2017年,石墨烯重防腐涂料的研制成功、石墨烯锂电池导电剂的批量使用及石墨烯电加热产品的快速遍及,使人们真实地感触到了石墨烯工业的展开前进。
毋庸置疑,石墨烯作为新材料工业的先导,在带动传统制造业转型晋级,培育新式工业增加点,推进群众创业、万众立异的效果越来越明显。在国家方针引导下,各地纷繁布局石墨烯。现在,我国石墨烯全工业链雏形初现,掩盖从质料、制备、产品开发到下流使用的全环节,已根本构成以长三角、珠三角和京津冀鲁区域为调集区,多地分布式展开的石墨烯工业格式。2016年,我国石墨烯商场整体规划打破40亿元,已构成新能源范畴使用、大健康范畴使用、复合材料范畴使用、节能环保范畴使用、石墨烯原材料、石墨烯设备六大细分商场。
据统计,当时我国石墨烯专利数量全球抢先,我国境内注册石墨烯厂商超越2000家,相关的石墨烯工业园、研制中心和联盟超越40家。
北京作为全国石墨烯研讨归纳实力最强的区域,集合了如清华大学、北京大学、北京航材院、国家纳米科学中心等一大批从事石墨烯研讨的科研院所,具有20多个学术带头人和相关要点研制团队。2007年~2015年,石墨烯范畴累计请求专利数到达1187项,单位GDP工业的专利请求数量列全国榜首。现在,北京的石墨烯研制效果已完成了与世界并跑,某些范畴世界领跑,使用方面也各有特色,呈现出了一大批具有工业化才干的立异性厂商。
由我国科学院院士、北京大学教授刘忠范团队牵头组成的北京石墨烯研讨院,是北京全国科技立异中心新式研制组织榜首批试点单位,颇受社会各界的重视。
“研讨院将要点布局石墨烯工业中心材料与配备研制、厂商研制代工和效果孵化转化三大事务板块,杰出技能引领、机制立异和协同立异,致力于建造全球抢先的石墨烯工业立异中心,未来10年研讨院将力求打造构成3000亿元规划的石墨烯工业集群。”刘忠范决心满满地说。
为破解产、学、研、用脱节难题,打通石墨烯工业化的“最终一公里”,促进石墨烯工业优异的科研效果赶快转化为实际出产力,中关村石墨烯工业联盟应运而生。
“联盟作为北京石墨烯工业‘一体两翼’展开规划的重要组成部分,以构建工业生态,推进职业界‘产、学、研、资’紧密结合为主旨,助力大学与科研组织研制的中心技能效果向出产厂商的转化,活跃推进国内石墨烯工业健康展开。”中关村石墨烯工业联盟秘书长周静表明。
对中关村石墨烯工业联盟,中关村管委会充满着等待。中关村管委会工业处副处长徐剑说,石墨烯是21世纪代表我国竞争力的一种材料。在北京市刚发布的十大高精尖工业方针和中关村“十三五”方针中,都把石墨烯作为侧重展开的工业环节之一。2016年,咱们支撑北京大合中关村的石墨烯厂商及展开集团建立中关村石墨烯工业联盟,就是希望经过这个渠道来整合石墨烯工业上下流的工业资源,构建工业协作渠道,推进工业协作。
“虚火过旺”应理性
材料是国民经济展开的根底和支撑。石墨烯作为一种新材料,其特殊的功用、优质的功用,使其甫一面世就承受了过多过高的等待。正是捕捉到石墨烯能给当地的经济转型带来新的“烯望”,许多地方盲目跟进,一哄而上,竞相建造石墨烯工业园。
可是,热烈的背面是乱象,一时的富贵带来的只要永久的伤痛。不能不提的是,当时我国的石墨烯工业仍面对一些深层次问题,根底研讨才干单薄,缺少龙头厂商带动,上下流厂商脱节,工业链不成熟,本钱商场过度透支石墨烯概念,职业标准缺失等,都严峻限制了我国石墨烯工业的健康可持续展开。
特别不能忽视的是,当时我国石墨烯工业尚处于起步阶段,商场使用方面低端产品多,高附加值的产品少,与石墨资源大国及请求的专利数量不相称。
“我国一直在加速推进石墨烯技能研制和工业拔擢。据统计,现在国内已建成或在建的石墨烯工业园、石墨烯立异中心、石墨烯研讨院等已超越40家,有2000多家厂商从事石墨烯原材料和产品的研制,并且这个数字仍在逐渐增加。”北京石墨烯研讨院履行院长、中关村石墨烯工业联盟副理事长魏迪分析说,“当时国内轰轰烈烈的大跃进式的“石墨烯运动”是不可取的。未来的石墨烯工业将是建立在石墨烯材料的手锏级的使用根底之上,而不是作为一个万金油式的添加剂。”
魏迪说,当时,国内商场上的一些产品,包含服饰、涂料、复合材料、吸附光滑产品,以及石墨烯锂电、石墨烯手机触摸屏等,代表着我国现在研制石墨烯的主流产品,应该说在世界上是处于榜首方队。但与国外比较,咱们依然有所滞后,欧盟石墨烯旗舰方案上一年10月启动了17个新的石墨烯研讨项目,他们重视的是石墨烯的超级轿车、物联网传感器、可穿戴设备和健康办理、数据通信、能源技能以及复合材料等前沿未来的范畴。
工信部赛迪研讨院原材料所所长肖劲松持相同观念。他以为我国应谨防石墨烯工业堕入低端圈套。
“像欧盟旗舰方案里13个范畴,根本上以通讯、电子信息、医疗健康、仪器设备、可穿戴设备为主,美国与欧盟的方向大致共同。而咱们首要会集在石墨烯复合材料、功用材料范畴,如储能材料、涂料、改善纤维、热办理材料等范畴。与美国比较,咱们在石墨烯使用范畴及方向上是趋于低端化的。”肖劲松说,从工业和材料的展开视点,咱们要理性地去展开。而从国家层面、从整个工业端,应朝着附加值高的方向展开,别折腾到最终都是为他人做嫁衣。国内的石墨卖五六千元一吨,成果出口到日本一加工回来,就成了6万多元一吨。就是因为咱们出产的是低端产品,附加值没有充分体现出来。
在中关村展开集团总经理助理、中关村石墨烯工业联盟履行理事长贾一伟看来,我国石墨烯职业正处在大浪淘沙去伪存真的阶段。他说,2017年,对石墨烯工业的展开是要害的一年,石墨烯职业标准不断清楚,高品质石墨烯薄膜制备水平明显提高,石墨烯粉体使用得到了必定程度的商场验证,石墨烯职业大浪淘沙,逐渐进入去伪存真的要害展开阶段。
展开之路仍绵长
正如任何一个新生事物不可能一往无前、也不能一蹴即至,石墨烯面世只是10多年,尚处于正在发育的“少年年代”,往后的“生长”和“展开”之路还很绵长,需求各方面的不懈努力。
“从科研立异的视点来说,它是一个一个台阶的长时间征程,是一个困难的马拉松长距离跑。就石墨烯工业而言才刚刚起步,要把石墨烯共同的使用功用展现出来,还需求许多的科研作业还有许多的要做,没有实实在在的科技立异、困难探究和耐久攻关,我国的石墨烯工业不可能快速到达咱们希望的那种昌盛。”北京市科委新材料展开中心主任肖澜说。
人才是工业展开壮大的根底,关于石墨烯这种技能密布型工业,高科技人才的引领效果至关重要。据了解,为构建多层次人才队伍,培育一批具有世界视界的现代化石墨烯职业领军人才,带动我国石墨烯工业健康展开,2018年,中关村石墨烯工业联盟将联合工信部人才沟通中心,在全职业展开“石墨烯工业人才培育工程”。该工程分为三个组成部分:夯实工业根底的石墨烯工业技能高档研修班,聚集使用拓宽的石墨烯+系列研讨会和培育高端人才的海外领军人才工程。
“经过人才培育工程的施行,将进一步夯实我国石墨烯工业根底,培育一批具有现代化视界的工业领军人才和龙头厂商,推进我国石墨烯新材料工业领跑全球。”工信部人才沟通中心副主任色云峰说。
对新式的石墨烯工业而言,扩展信息沟通、施行专利同享,无疑是其完成“弯道超车”的一大捷径。在1月30日举办的“2018我国世界石墨烯工业展开论坛暨中关村石墨烯工业联盟年会上,中关村石墨烯工业联盟打造的全工业链信息效劳渠道“石墨烯资讯网”应运而生。
“当时,因为群众关于石墨烯新材料的热捧,导致各种关于石墨烯的信息漫山遍野、鱼龙混杂,不利于职业健康有序展开,急需一个专业、威望的信息渠道。”中关村石墨烯工业联盟副秘书长班建伟介绍,网站面向石墨烯工业链各个环节,划分为资讯、职业研讨、工业效劳和工业联盟四大板块,首要供给信息资讯、职业研讨、项目对接、产品展现等效劳。在此根底上,建造项目库、专家库、技能库和人才库,活跃促进技能、本钱、项目、人才对接,推进石墨烯工业展开。
一起,为了推进优异的石墨烯科研效果转化落地,中关村石墨烯工业联盟与中科院知识产权运营办理中心深度协作,参加了中科院“普惠方案”同享专利池作业和优质专利拍卖作业,争夺到了中科院部属科研院所石墨烯专利的优先转让和协作权益。
“2018年将有777件普惠方案同享专利池中的专利效劳于工业,1006件优质专利将向全社会揭露拍卖。咱们现在已敞开了中关村石墨烯工业联盟普惠方案‘绿色通道’。该方案的施行将进一步促进科技效果的转化,增强厂商的立异力和竞争力。”中科院知识产权运营办理中心主任助理安莉莉表明。
石墨烯工业展开,需求科技立异来驱动和引领。北京作为全国石墨烯的“领头羊”,其石墨烯工业的展开具有风向标含义。贾一伟说,2018年,北京石墨烯工业要紧紧环绕北京建造具有全球影响力的全国科技立异中心的严重战略要求,打破一批具有全局性、前瞻性、带动性的要害技能,加强原始立异才干,大力展开原创根底研讨,催生要害技能打破,引发工业革新,助推北京石墨烯工业,向世界价值链的高端攀升。
根底不牢,地动山摇。对石墨烯工业而言,只要以谨慎、立异的科学态度,夯实工业根底,构建杰出的工业生态,一步一个脚印,由点到面打破,才干推进整个职业向工业化跨进。
“我国石墨烯工业整体根底不错,展开态势杰出,但也呈现了许多一哄而上和炒作过度的乱象,石墨烯业界人士要有担任精力和工匠精力,扎扎实实面向工业做技能,勇于对职业各类不良现象说不,实在肩负起我国石墨烯工业展开的重担。”刘忠范表明。
莫让浮云遮望眼,景物长宜放眼量。石墨烯工业的“烯望”之路究竟能走多远,咱们拭目而待!
金矿难选冶技术现状及发展前景
2019-01-31 11:05:59
一、国内难处理金矿资源的散布状况及特色 我国难处理金矿资源比较丰富,现已探明的黄金地质储量中,约有1000吨左右归于难处理金矿资源,约占探明储量的1/4。这类资源散布广泛,在各个产金省份中均有散布。其间,贵州,云南、四川、甘肃、青海、内蒙、广西、陕西等西部省份占有较大比重,辽宁、江西、广东、湖南等省区也有较大的储量。首要的资源矿区如:广西金牙金矿(30吨)、贵州烂泥沟矿区(52吨)、贵州紫木函矿区(26吨)、贵州丫他矿区(16吨),云南镇源冬瓜要矿区(10吨),甘肃舟曲坪定矿区(15吨),甘肃岷县鹿儿坝矿区(30吨),辽宁凤城(38吨),广东长坑矿区(25吨),安徽马山矿区(14吨)等。形成这些矿石难处理的原因是多方面的,矿石中金的赋存状况和矿藏组成是最底子的原因,依据工艺矿藏学的特色分析,国内难处理矿金矿资源大体上可分为三种首要类型。 榜首种为高砷、碳、硫类型金矿石,在此类型中,含砷3%以上,含碳1-2%,含硫5-6%,用惯例化提金工艺,金浸出率一般为20-50%,且需耗费许多的Na2CN,选用浮选工艺富集时,虽能取得较高的金精矿档次,但精矿中含砷、碳、锑等有害元素含量高,而给下一步提金工艺带来影响。 第二种为金以微细粒和显微形状包裹于脉石矿藏及有害杂质中的含矿石,在此类型中,金属硫化物含量少,约为1-2%,嵌布于脉石矿藏晶体中的微细粒金占到20-30%,选用惯例化提金,或浮选法浮集,金收回率均很低。 第三种为金与砷、硫嵌布关系密切的金矿石,其特色是砷与硫为金的首要载体矿藏,砷含量为中等,此品种型矿石选用单一化提金工艺金浸出提标较低,若运用浮选法富集,金也能够取得较高的收回率方针,但因含砷超支难以出售。 针对以上特征,处理国内的难处理金矿资源这一难题依然需从以下三方面下手: 榜首、化提金之前先进行预处理,将金矿中伴生的主体矿藏氧化分化,使被包裹的金解离露出出来,一起,也将一些搅扰化浸金的有害组分除掉; 第二、通过添加某些化学物质或试剂,以按捺或消除有害组分对化浸金进程的搅扰到达强化浸出的意图; 第三、寻觅新的高效的或无毒的浸金溶剂,替代彻底处理环境污染问题。 上述三种技能办法,都应该作为咱们往后难选冶技能研讨和开发的主攻方向,但从国内外的技能展开趋势来看,难处理金矿石的预处理技能,将会成为往后一段时期开发运用的重要方针。
二.国内难处理金矿资源的运用规状及远景 关于国内难处理金矿资源的开发运用,咱们在曩昔的十年内展开了许多的研讨作业,从“八五”期间的黄金职业科研方案到“九五”的国家科技攻关,加上厂商和矿山的各方面投入,使难处理资源得到了必定程度的开发运用。但整体局势上并不达观,真正从难处理的金矿资源中有用合理、安全环保地提取出的黄金占每年的总产值的份额并不高。从现在已在开发运用的办法上,大体可分红两类,一类是难处理金矿的资源矿山通过采纳预处理技能或强化浸金办法完结的就地产金办法,如湖南黄金洞金矿通过选用二段氧化焙烧工艺处理高砷金精矿,甘肃岷县的鹿峰金矿,选用原矿焙烧工艺处理含砷、碳、低硫的原矿,以及乌拉嘎金矿和江西金山金矿的金精矿化工艺等。这部分矿山的资源运用状况是金收回率遍及不高或许对环境发作了必定程度的污染和损坏,急需从工艺技能上底子处理问题。另一类难处理金矿资源的矿山则选用浮选或其它工艺富集的办法产出难选冶的金精矿,会集供应到冶炼厂,这种办法的资源运用率还首要取决于冶炼厂的预处理工艺的技能水平。 现在国内经同意面向全国收买含金物料进行冶炼加工的定点厂商共有34家,其间黄金冶炼厂22家,有色冶炼厂12家,这些冶炼厂商中除烟台黄金冶炼厂、莱州黄金冶炼厂和陕西中矿生物矿业工程有限职责公司冶炼厂三家已开端选用细菌化预处理工艺能够处理部分含砷金精矿外,其他的冶炼厂商大部分选用的仍是金精矿直接化工艺或焙烧––化工艺,这对国内现在的难处理金矿资源的“贫、细、杂”的多样性来说,遭到了必定的约束。 因此,现在国内难处理金矿资源的开发运用现状是:尽管难处理金矿资源所占比重较大,但开发运用程度相对较低。冶炼厂商对单一含金易处理物料的需求量大,质料商场竞争剧烈。而针对难处理金精矿的加工工艺的技能水平相对较低,产出的杂乱金精矿供应困难,因此使难处理金矿资源的开发遭到约束。这样也就形成了国内黄金工业出产的被动局势,一方面是易处理金矿资源越来越干涸;另一方面已投入许多地勘资金而探明的难处理资源得不到开发或开发运用程度低。现在较为有利的方面是许多冶炼厂商已将注意力转向含砷、含碳、微细粒包裹型难处理含金物料的开发运用上,纷繁寻求各自的途径和办法,力求打破工艺技能难点,抢先占据潜在商场。因此能够预见跟着预处理技能的工业化推广运用,难选冶物料的产值将会越来越大,难处理金矿资源开发运用的远景也将愈加宽广。
三.国外难选冶技能运用状况及展开趋势 难选冶技能的研讨与开发一向被美国、南非、澳大利亚、加拿大等国所注重。现在所运用的预处理工艺根本上是由国外开发研讨并率先后在工业中加以运用的。这些工艺开发运用,也使国外大部分己探明的难处理资源根本上都能得到经济合理、安全环保的开发运用。除极微细的碳质难浸金矿仍缺少有用的处理办法外,现在,国际黄金的总产值己有1/3左右是产自于难浸金矿。 从国外对难选冶技能的研讨道路和运用作用能够看出,难选冶技能的首要关键在于预氧化或预选除掉碳质矿藏的“劫金”性,因此所谓的难选冶技能首要便是指预处理技能。现在现已开发运用或正在研讨的预处理技能有焙烧工艺、加压氧化工艺、细菌氧化工艺、化学氧化工艺、以及氯化法和含硫试剂氧化法等,从国外预处理工艺的展开趋势和运用程度分析,焙烧氧化、加压氧化工艺和细菌氧化这三种预处理工艺将会成为未来难处理金矿的根本工艺技能。 焙烧是难处理金矿石的最陈旧而传统的预处理办法,象前期运用的多膛炉焙烧、回转窑焙烧,马弗炉焙烧,跟着技能的前进和商场的需求,近十几年来开宣布的两段欢腾焙烧和原矿循环欢腾炉焙烧给这一传统工艺的工业运用带来新的活力。近十年中,国际各地新建焙烧氧化厂十多座。较为有代表性的运用矿山如美国的Jerritt Canyon和Big Spring以及南非的New Consort 等金矿。 焙烧工艺的长处是适应性相对较强,(可处理含碳质的难浸金矿),操作费用相对较低,(当含硫80%以上时,很简单天然进行),而且当矿石中含铜时,可通过的浸成水浸工艺归纳收回铜。该工艺的缺陷是对操作参数和给料成分改变比较灵敏,简单形成过烧或欠烧,欠烧时矿石中的含硫和含砷矿藏分化不充沛,过烧时焙砂呈现部分烧使焙砂的孔隙被关闭找点粒二次包裹,然后导致金的浸出率下降。再者焙烧时会发作二氧化硫和,归纳收回晦气时,会严峻污染大气与环境。从现在来看跟着环保要求越来越严厉,与工艺相配套的烟气管理本钱将会大幅度进步。因此,该工艺将会遭到湿法预处理工艺的应战。为了更好地处理环保要求,下降能耗,添加焙烧强度、进步浸出率,焙烧工艺的技能也得到了必定的完善和展开,最近几年国外的研讨机构正在开发研讨热解––氧化焙烧法,闪速焙烧法和微波焙烧法等愈加有用的焙烧技能,尽管现在均还处于实验研讨阶段,但像微波焙烧工艺等已显现出了杰出的工业运用远景。 热压氧化法在拉美国家被认为是最有用的预处理工艺。其分为酸性热压氧化和碱性热压氧化两种。碱性热压氧化因为仅适用于碳酸盐含量高、硫化物含量低(<20%)的难处理金矿石,因此,比较较而言酸性热压氧化工艺的运用较为广泛。 酸性热压氧化根据在高温高压下,黄铁矿、毒砂等硫化矿藏与氧发作反响,使矿藏结构发作改变的机理,通过在酸性介质中的高温、高压下的的一系列反响,使被包裹的金露出出来。到达化浸金的意图。1985年,美国麦克劳林提金厂初次运用酸性热压氧化预处理工艺以来,美国、加拿大、巴西和巴布新加坡等国家先后建立了近10座运用该工艺的提金厂,这些提金厂大多数为日处理1000吨以上的大型原矿热压氧化工艺。如美国的Gold Strike Getchell。文该工艺对难处理金精矿也是比较不效的,巴西的Sao Renton、希腊的Olypias、巴布亚新几内亚的Porgora和加拿大的Campbell金矿则是处理金精矿的代表。 热压氧化工艺的长处在于黄铁矿和毒砂的氧化产品都是可溶的,因此,不管金颗粒多么细都会被解离,因此金的收回率较高,许多难处理金精矿经加压浸出后,浸出率高达98%以上,一起该工艺能够直接处理原矿,这关于不易于浮选富集的金矿石而言愈加有用;因为选用的是湿法工艺流程,不带来烟气污染问题。缺陷是:设备的规划和质料要求很高;因为压力操作及设备的防腐问题会带来必定的安全风险;与生物氧化法比较,操作和保护水平的要求更高;再者,基建出资费用较高,因此遍及认为只要建造大规划处理厂,经济上才比较合理。有文献提出,日处理量应在1200吨以上。 最近,澳大利亚Dominion矿藏公司提出的超细磨––低温低压氧化技能(Activex),通过超细磨矿(5~15μm)进步了矿藏质表面活性,下降工艺的氧化温度和压力,使反响釜质料,防腐问题变小,因此,能够预见该工艺在打破设备的压力和防腐问题后,工业运用的远景将会变得愈加宽广。 线菌氧化技能是继热压氧化和焙烧氧化之后又一种具有强壮生命力的预处理工艺,现在运用于槽浸氧化和堆浸氧化两个方面。后者首要用于从低档次的难处理金矿中收回金。该预处理技能有BIOX法和BacTech法两种。BIOX法是南非Gencor公司,1975年开端率研讨开发的技能,从1986年首先在南非Fairview金矿建成10t/d规划的细菌氧化预处理厂以来,Gencor公司开端接连地向国外金矿转让该项技能,并从1991年起接连建成5座处理难选冶精矿的细菌氧化厂,分别是南非的Fairvew (40t/d),巴西的Sao Bento (150t/d) 澳大利亚的Harbour Light(40t/d)和Wiltuna(157t/d),加纳的Ashanti(960t/d),其间以加纳的Ashanti的规划现在最大,它处理的矿石是含碳质的硫化物金矿,直接化金浸出率仅5~40%,细菌氧化预处理后的化金浸出率可进步到94%以上。最近乌兹别克斯的Navoi公司也已购买了该技能,拟处理Kokpntas金矿的难处理金矿石,现在行将投产。 BacTech法是澳大利亚BacTech公司开发的技能,巴克泰克公司榜首个将嗜热菌(适合温度规划45~55℃)成功地用于出产实践,在澳大利亚的Yonanmi(尤安密)金矿成功地出产了两年以上,处理才干为120t/d。 细菌氧化艺从国外的运用实践分析具有许多的长处:与热压和焙烧工艺比较,基建出资较低,出产本钱也较低,一起出产操作的杂乱程度相对不高;砷最终生成铁化合物,比生成气体再收回运用要安全和愈加环保;细菌能够有挑选地氧化砷黄铁矿,当矿石中金首要与砷黄铁矿共生时,在砷黄铁矿和黄铁矿混合的矿藏中,只氧化砷黄铁矿就能使金解离,不需求氧化悉数硫化物。 可是,该工艺也存在必定的缺陷:氧化时刻长,矿浆浓度低,需求大容积和拌和槽,在酸性介层中完结氧化进程,因此需求防腐材料成外包材料;正常作业时,一般需求降温冷却,需求耗费额定的能量,最终还有一点晦气之处是,如果在操作中呈现一次“误操作”,细菌可能会逝世,这需求几个星期才干把细菌的生物量恢复起来。 尽管现在运用细菌氧化工艺的工厂还不多,但作为一种比较新的工艺,与其它的预处理工艺比较,已充沛显现了非常好的展开远景。除上述三种预处理工艺外,化学氧化法也曾在工业上得到过运用,曾选用闪速氯化工艺处理卡林型碳质矿石。现在,各国仍在研讨开发各种愈加有用,易于工业施行的预处理技能,如硝酸作为催化剂的硝酸催化氧化法,同步完结预处理和浸金进程的HMC工艺,硫酸、碳酸、、氯化盐介质中电化学氧化法工艺等,各种化学氧化法在实验室研讨和半工业实验研讨中均取得了杰出的作用,但需要处理许多工程化的技能问题。从国外难选冶技能的展开趋势看,研讨开发操作条件比较温文,反响速度快,工艺出资费用和出产费用适宜,环境污染小的预处理技能是首要的展开方向。
四、国内难选冶技能的现状及展开远景 国内难选冶技能的开发研讨起始于九十年代初,“八五”期间国内的科研机构针对国内接连发现的难处理金矿资源展开了许多很有见地的实验研讨作业。但大都停留在实验室所取得的效果水平上。工业上的运用简直为空白。贵州丹寨的精矿焙烧提金厂曾进行过难处理金矿资源工业化运用的测验,因为种种原因仅运行了几年。 较为体系的研讨起始于“九五”国家科技攻关。长春黄金研讨院、北京有色金属研讨院等科研院所对氧化焙烧工艺,碱性热压氧化工艺和细菌氧化工艺这三大预处理工艺凭借国家“九五”科技攻关方案进行了较为体系的研讨,并取得了阶段性效果,为我国难处理矿资源的开发运用奠定了坚实的技能根底。 北京有色金属研讨院依托湖南黄金洞金矿完结了体系的小试、中试和工业实验三个研讨阶段,该项研讨课题针对黄金洞金矿的高砷难处理金精矿,通过体系的实验研讨要点处理了两段焙烧工艺的技能条件和参数,并完结了20t/d规划两段的焙烧––化工业实验。该工艺在缺氧气下脱砷,在氧化气氛下脱硫,产出疏松多孔焙砂,在实验室条件下,化浸出率由一段焙烧前的60-70%进步到93%左右。烟气中的砷以方式得到收回,归纳收回率达99.9%,烟气中的SO2达6%~10%,契合制酸条件,选用吸收办法管理,吸收率到达90%以上。工艺实验标明,选用两段焙烧工艺处理含砷金精矿,不只进步了金的浸出率,一起归纳收回了砷、硫等伴生元素。现在,该工艺出产厂正处于调试阶段,正常出产后可为国内焙烧工艺厂供给较为全面的工业参数。 除黄金洞金矿外,现在国内选用焙烧化工艺的冶炼厂有4座,总出产才干,达1100吨/左右,但所选用的工艺皆为一段焙烧氧化提金工艺,因此,关于含砷的杂乱金矿还不能到达技能和环保要求。别的,甘肃岷县的鹿峰金矿选用原矿欢腾焙烧技能,处理含砷、锑、碳的原矿,但现在工艺的仍处于调试阶段。 就焙烧工艺在国内的运用状况来看,以氧化焙烧作尴尬处理金矿的预处理工艺,尽管现在运用并不遍及,因为有多家冶炼厂已选用了一段氧化焙烧工艺处理相对比较杂乱的含金物料,因此具有了必定的工艺技能改造的根底。国大黄金冶炼厂现在正在与南化院和北京矿冶研讨总院协作进行两段焙烧工艺的技能改造。因此,氧化焙烧预处理工艺在国内应该有较宽广的展开远景。 热压氧化工艺在国内的工业运用依然为空白,但通过“九五”科技攻关的体系化研讨,从小型实验到扩展接连性实验的许多作业中,咱们取得了许多的工艺技能研讨数据。为下一步的工业化运用,打下了根底。特别在1997年至1999年期间,长春黄金研讨院与核工业北京化工冶金研讨院协作,针对吉林浑江金矿的难处理原矿,通过选用碱性热压氧化––釜内快速化提金工艺技能,有用地氧化分化了载金硫化物,使金浸出率从直接化的低于47%进步到92%以上。而且完结了800-1000kg/d的扩展性实验。该工艺研讨,因为选用的是碱性热压工艺,氧化进程的温度和压力比较国外的酸性热压技能要低,因此,愈加适合于咱们的国情,更简单在国内推广运用。山东金翅岭金矿正在准备建造热压氧化–––化提金厂。 细菌氧化工艺尽管是比较新的工艺,但在国内却是展开最敏捷的工艺,它现在在国内的工业化运用程度和受青眯程度已远远地超过了前两种工艺,这彻底得益于各个科研院所做的许多实验研讨和探究作业,现在正在从事细菌氧化工艺研讨的科研单位不低于十家,如长春黄金研讨院、东北大学、吉林冶金研讨院和陕西中矿生物矿业工程职责有限公司等,这些研讨单位针对国内的难处理金精矿做了许多的实验研讨作业。其间,长春黄金研讨院已形成了较为完善的工艺研讨体系,从菌种的选育、培育、驯化到1kg/d、5kg/d、100kg/d的接连实验,已根本到达了扩展性工业实验的研讨规划,然后可为该工艺的工程化运用供给较为体系和具体的技能咨询与技能服务。2000年12月,他们在烟台黄金冶炼厂成功地建成了国内榜首家50t/d规划的细菌氧化–––化炭浆工艺提金演示厂,到现在现已历了8个月的出产实践,现在该工艺流程疏通,技能方针安稳,在金精矿磨至-0.038毫米占90%,氧化温度40-50℃,氧化矿浆浓度18%,氧化时刻6天的较较佳工艺条件下,金的化浸出率到达95%以上,为细菌氧化工艺在国内的工业化运用创始了杰出的局势。 在开发运用国内细菌氧化技能的一起,注重技能的引入与吸收也是完结该工艺工程化运用的重要途径,莱州黄金冶炼厂与澳大利亚和南非协作,全套引入国外先进的技能与设备,为该工艺的推广运用,供给了愈加宽广的挑选途径。 通过自主开发的研讨和引入吸收的工业化实践,为我国细菌氧化工艺的推广运用奠定了技能根底,现在,更为多的矿山和厂商已开端注重该工艺的运用,有的厂商正在筹建工艺出产厂。从现在的展开趋势看,细菌氧化工艺在往后必然将成尴尬选冶技能的干流。 从国内外难选冶技能的运用和展开趋势分析,焙烧工艺、热压工艺和细菌氧化工艺将成为二十一世纪难处理金矿资源的根本预处理工艺。原因在于这三种工艺均具有氧化分化成金硫化矿藏,损坏硫化矿藏晶体结构使被包裹的金露出出来以利于氯化提金的一起特性,一起,均以被工艺化运用实践所查验和具有较深的技能研讨根底。但每一种工艺又都有本身的特性,环境特性和经济特性,所以,咱们在挑选运用一项预处理工艺时,应依据所处理的矿石物学特性,矿区地域、环保要求、经济效益等状况进行体系地归纳分析,特别关于来料加工的冶炼厂商,因为含金矿金物料来历广泛,矿藏品种杂乱,在工艺的挑选时更还要充沛考虑质料的商场及工艺的适宜性。只要这样,我国的难选冶技能才干走向良性的展开轨迹。
漫画简介石墨烯!
2019-03-08 09:05:26
石墨烯被称为“黑金”,又被称为“新材料之王”,是现在发现的最薄、强度最大、导电导热功能最强的一种新式纳米材料,极有或许掀起一场席卷全球的颠覆性新技术新产业革新。
石墨烯的制备上,多晶薄膜有望未来1-2年内完成产业化使用,单晶石墨烯工业组成办法仍未找到,因而间隔产业化还很悠远。低成本的使用氧化还原法出产石墨烯粉体,一起可以使用CVD法出产出层数可控、大面积的石墨烯薄膜是未来研究要点,也是推进职业开展的要害点。而在使用层面,未来被看好的范畴是锂离子电池、柔性显现、太阳能电池和超级电容器。
铅炭电池的应用以及发展前景
2018-10-19 10:57:58
简介:铅炭电池是一种电容型 铅酸电池,是从传统的铅酸电池演进出来的技术,它是在铅酸电池的负极中加入了 活性炭,能够显著提高铅酸电池的寿命。普通铅酸电池的正极活性 材料是 氧化铅(PbO2),负极活性材料是铅(Pb),若把负极活性材料Pb全部换成活性炭,则普通铅酸电池变成混合电容器;若把活性炭混合到负极活性材料Pb中,则普通铅酸电池变成铅炭电池。应用:由于铅炭电池是在传统的铅酸电池上发展起来的,它具有很多优势:一是充电快,提高8倍充电速度;二是放电功率提高了3倍;三是循环寿命提高到6倍,循环充电次数达2000次;四是性价比高,比铅酸电池的售价有所提高,但循环使用的寿命大大提高了;五是使用安全稳定,可广泛地应用在各种新能源及节能领域。随着产量增高,铅炭电池的成本随着规模效应提升而进一步下降,未来的应用前景更加广阔。发展前景:铅炭电池是铅酸蓄电池领域最先进的技术,也是国际新能源储能行业的发展重点,具有非常广阔的应用前景。储能电池技术是制约新能源储能产业发展的关键技术之一。光伏电站储能、风电储能和电网调峰等储能领域,要求电池具有功率密度较大,循环寿命长和价格较低等特点。铅炭电池、锂离子电池和液流电池是新能源储能电池的三大发展方向。其中,锂电成本相对较高,一致性问题也仍然存在;液流电池成本也很高;而铅炭电池是相对实际可行的储能技术路线。普通铅酸电池具有低成本优势,但其循环寿命短的缺点,导致单位次数储能成本较高。铅炭电池由于加入了活性炭,阻止了负极硫酸盐化现象,延长了电池寿命,同时也降低了单位次数使用成本,在新能源储能领域发展潜力很大。铅炭电池在部分荷电态下循环寿命和功率性充放电性能方面得到大幅提高,再加上成本等优势,大大提高了铅炭技术在各类储能系统中的应用。中国仍然处于储能产业化的初级阶段,处于多种储能技术并存的状态,不论是铅炭电池、锂电池和液流电池等,在不同的应用领域会有不同的优势,主流储能技术将由市场选择。中国铅酸蓄电池龙头企业南都电源已实现规模化生产与销售一种新型铅炭电池,在储能市场大蛋糕中将占据相当可观的份额。
锑系化合物发展前景及应用
2019-03-04 11:11:26
我国锑资源得天独厚,是世界锑工业大国,锑的储量、产值和出口量均居世界首位。锑作为一种战略金属,国家将其列为保护性挖掘和冶炼的特定矿种。现在,全球70%以上的锑产自我国,从某种意义上来说,我国完全能够左右世界锑商场。合理地开发与运用锑资源,将资源优势转化为经济优势,进而完成我国锑工业的可持续开展,是当时面对的首要问题。
开展锑品深度加工,拓宽锑品的运用范畴,是变我国锑工业的潜在优势为工业优势,进一步进步我国锑工业的社会经济效益的主攻方向。
金属锑的首要工业化合物是三价的氧化物、硫化物和卤化物,此类化合物除直接用于工业外,也是其他含锑化工品的质料。其间用处最广的三氧化二锑(俗称锑 白),广泛用于珐琅工业作隐瞒剂及乳着剂,它既是优秀的白色颜料,具有耐光、耐热、稳定性好等长处,也是抱负的脱色剂和玻璃弄清剂。
跟着组成材料和电子工业的迅速开展,家用电器、声像器件、办公自动化用品日益遍及,高层建筑的不断鼓起,塑料和化纤制品的用处飞速添加,对上述易燃材料和制品提出了有必要阻燃的要求,以防备由此引发的火灾事故。美国、日本等工业发达国家,还专为此公布“阻燃法规”,强令履行。
近十年来,国外研讨用锑的化合物作阻燃协效剂,已广泛用于塑料、化纤、涂料、油漆等部分,对这些易燃材料和制品的阻燃作用取得了令人满意的作用;在玻璃工业中,选用焦锑酸钠作弄清剂和脱色剂,大大进步了电视机玻壳(显像管)和光学玻璃的质量;也有将高纯三氧化二锑用作涤纶的催化剂。锑的化合物还广泛用于医药、油漆、造纸,化工等其他工业范畴。
锑化合物在新范畴方面的运用首要有:锑系阻燃剂。
三氧化二锑是一种阻燃协效剂(又称助阻燃剂),它自身不含阻燃元素,但当其与卤系阻燃剂并用时,就会发生相乘的作用,可大大削减卤系阻燃剂的用量。这是由 于卤系阻燃剂和三氧化二锑受热生成三卤化锑。三卤化锑沸点较高,比重较大,可附着在易燃物品表面,将空气阻隔而起到阻燃作用。
三氧化二锑与氮、磷等元素的阻燃作用比较,具有配料少,对组成耐脂的耐热功能好,对树脂自身的物理功能无大的影响等特色。它与有机元素不同,不具天然挥发性,可起到长时间耐燃的作用。
三氧化二锑做为阻燃剂在这一范畴的开发,首要是用于塑料方面。一种是高着色度三氧化二锑,均匀粒径在1.3~1.5微米,首要用于热塑料和热固性树脂,这类产品的分散性和抗冲击功能是非常重要的;另一种是低着色度三氧化二锑,均匀粒径一般为2.5~3.5微米,运用这类三氧化二锑的塑料制品,对物理功能的 要求并不很严厉,一般为深色或非常艳丽的色彩。
三氧化二锑的颗粒巨细和均匀性,与塑料终究制品的抗冲击性是休戚相关的。国外实验材料标明:三氧化二锑颗粒对ABS树脂的冲击性成反比,三氧化二锑颗粒每 削减一个微米,能够给塑料制品添加一倍以上的抗冲击性。对卤素化合物和其它添加剂的颗粒也应相同要求。使三氧化二锑充沛混合均匀于树脂基体中,将添加其阻燃增效作用。假如三氧化二锑颗粒充沛地与卤素化合物结合,阻燃作用会更好。
国内锑系阻燃制品首要有:聚氯乙烯、聚乙烯、ABS、聚丙乙烯、聚脂、聚酯等。现在用量最大的是电视机、收录机外壳,工程塑料管板、壁纸等;三氧化二锑用于化纤、纺织等织物中阻燃,对其粒径提出了更高的要求,如涤纶,尼龙、丙纶等。一般用于丙纶纺短丝所用的三氧化二锑的均匀粒径为0.25~0.30微 米,最大粒径不超越4微米。例如北京化纤研讨所等单位,运用锡矿山矿务局出产的超细粒三氧化二锑(均匀粒径0.27微米,最大粒径4微米),纺丝周期达 50小时以上,纺丝质量较好。北京化纤研讨所还用锡矿山矿务局试产的超微粒三氧化二锑(均匀粒径0.02微米,最大粒径0.5微米)试纺长丝,纺丝周期突 破了72小时,阻燃氧指数达28以上。现在国内锑系阻燃剂用于纤维的,并批量投产已稀有条丙纶阻燃地毯出产线。
石墨烯真神奇
2019-03-07 10:03:00
近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。
日前,在深圳举行的第十九届我国世界高新技能效果交易会上,石墨烯作为独具特色的新材料再次引起人们的重视,成为这个国内最大规划、最具影响力的科技展会上一个耀眼的“明星”。石墨烯到底有哪些奇特之处,能为人们带来什么惊喜?记者采访了相关专家。
人类正行进在以硅为首要物质载体的信息年代,下一个量子年代,石墨烯很或许锋芒毕露
和金刚石相同,石墨是碳元素的一种存在方式。风趣的是,因为原子结构不同,金刚石是地球上自然界最坚固的东西,石墨则成了最软的矿藏之一,常做成石墨棒和铅笔芯。
科学家介绍说,石墨烯是从石墨材料中剥离出来,只由一层碳原子构成、按蜂窝状六边形摆放的平面晶体。浅显地讲,石墨烯就是单层石墨。一块厚1毫米的石墨大约包括300万层石墨烯;铅笔在纸上悄悄划过,留下的痕迹就或许是好多层石墨烯。
这种只要一个原子厚度的二维材料,一向被以为是假定性的结构,无法独自安稳存在。直至2004年,两位英国科学家成功地从石墨中别离出石墨烯,证明了其可以独自存在,并因而一起获得2010年诺贝尔物理学奖。
据我国电科55所所长、微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室主任高涛博士介绍,石墨烯共同的结构让它具有更导电、更传热、更坚固、更透光等优异的电学、热学、力学、光学等方面的功能。轻浮、强韧、导电、导热……石墨烯这些特性赋予人们许多幻想空间。
石墨烯的特色首先是薄,可谓现在世界上最薄的材料,只要一个原子那么厚,约0.3纳米,是一张A4纸厚度的十万分之一、一根头发丝的五十万分之一。与此一起,石墨烯比金刚石更硬,透光率高达97.7%,是世界上最坚固又最薄的纳米材料。
一起,它又能导电。石墨烯的电子运转速度达1000千米/秒,是光速的1/300,十分合适制造下一代超高频电子器材。石墨烯仍是传导热量的高手,比最能导热的银还要强10倍。
石墨烯的特性,也体现得很“好玩”。比方当一滴水在石墨烯表面翻滚时,石墨烯能敏锐地“察觉”到纤细的运动,并发生继续的电流。这种特性给科学家供给了一种新思路——从水的活动中获取电能。比方,在雨天可以用涂有石墨烯的雨伞进行发电,或许可以做成活络的传感器材等。
“人类阅历了石器、陶器、铜器、铁器年代,正行进在以硅为首要物质载体的信息年代;而下一个量子年代哪种材料将锋芒毕露呢?很或许是石墨烯。”浙江大学高分子科学与工程学系教授高明说。
未来电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢
因为石墨烯的奇特功能,加上制备简洁、研讨视角多维,其运用潜力巨大、适用职业广大,成为抢眼的材料“新星”一点不古怪。石墨烯从发现到现在仅10余年的时刻,已获得了许多令人震慑的研讨效果,称得上是人类历史上从发现到运用最快的材料。
高明说,从材料化学视点看,石墨烯会带来资源、环境、化工、材料、动力、传感、交通机械、光电信息、健康智能、航空航天等范畴的改动或革新。我国石墨矿储量丰厚,约占全世界的75%,其高效开发将引起碳资源及我国大资源战略的新定位、新考虑、新规划。
石墨烯的工业化出产则将促进化工、机械、智造、自控等职业的技能前进。石墨烯的增加可以发生多功能复合材料,用来制造高功能电池、电容器。石墨烯传感器可以在生物检测、光电勘探方面大显神通,石墨烯及其它二维材料的异质叠合材料可制造高功能晶体管。
可以说,石墨烯技能将对咱们的吃、穿、住、行、用、玩都发生影响。石墨烯复合膜阻氧阻水功能好,可前进食物保质期;石墨烯纤维可制成发热服饰和医疗保健用品;石墨烯电热膜电热转化效率高,可逐渐替代暖气供热;石墨烯系列材料可用于轿车、火车等交通工具,石墨烯导热膜可用于手机高效散热……
石墨烯另一个被寄予厚望的运用范畴是电能贮存。它的优势在于充电速度快,并且可以重复运用几万次。但现在石墨烯存储的电量不如电池多,还无法存储足够多的电能。未来,跟着充电设备的日益完善和相关技能的前进,电动轿车运用石墨烯电池,花两三分钟就或许把电充溢。
我国电科55所微波毫米波单片集成和模块电路要点试验室副主任孔月婵博士介绍说,石墨烯的电子运转速度是硅的十倍,由石墨烯制造的高频器材理论上作业频率可以到达硅的十倍乃至上百倍。石墨烯引发的技能很或许从人们常见的小小芯片开端。
此外,科研人员已完结柔性衬底晶体管的研发,正在测验柔性通讯电路的研发。未来不管是可以折叠的显现屏幕,仍是可以植入人体的可穿戴设备,都或许靠这样的石墨烯器材来完成。
高涛以为,即便在试验室条件下,石墨烯的奇特功能仍然没有彻底释放出来。因为技能层面还存在着不少应战,真实大面积运用还有很长的路要走。但经过加强需求和研讨的结合,不断在石墨烯材料的制备和器材研发方面获得重要打破,发明更多更新更具颠覆性的运用,石墨烯这种新一代战略性新式材料将会极大改动人们的生发日子。
国内石墨烯研讨与国外底子同步,有望在不久的将来构成石墨烯工业
石墨烯一向是世界上的研讨热门,并在不断升温。近几年来,全球石墨烯相关的论文和发明专利简直呈指数式增加,不只各类优异的物理化学功能被猜测、证明,并且由此生宣布许多详细的研讨方向。
据了解,许多国家正在抢夺石墨烯技能的制高点。欧盟石墨烯旗舰方案以石墨烯传感为首要研讨方向,美国正在测验使用石墨烯完成通讯的柔性化并获得了明显的效果,韩国继续支撑石墨烯柔性显现的研讨并制备出了演示产品。
高涛说,整体来讲,世界上石墨烯各项优异功能正逐渐从试验室研讨向产品运用过渡,一起一些潜在的功能或运用还在不断被开掘。但这个工程化是一个长时间而困难的进程,给我国完成赶超世界水平、占据技能制高点带来了绝好的机会。
高明以为,现在国内石墨烯研讨与国外底子同步,一些方面有原创和引领性效果。国内研讨侧重化学和材料,国外更偏机理和器材。国内石墨烯的研讨在理论研讨方面可说是已完成与世界先进水平“并跑”,论文、专利不管数量仍是质量都具有很强的世界竞争力。到2016年3月,我国石墨烯的专利总数占全世界的56%。与此一起,国家赞助了很多有关石墨烯的基础研讨项目,开始构成了政府、科研机构和厂商协同立异的产学研协作对接机制。
例如,清华大学开宣布米级石墨烯单晶薄膜的快速制备技能;我国电科55所研宣布了世界上最快的柔性石墨烯晶体管;浙江大学纳米高分子团队则经过近十年研讨,开宣布了石墨烯纤维、石墨烯接连拼装膜、石墨烯超轻气凝胶及石墨烯无纺布等。
受访专家指出,各个方向不断呈现令人惊喜的研讨效果,让人们对石墨烯的未来充溢等待。但整体来讲,石墨烯技能成熟度还比较低。关于石墨烯的开展,其限制要素或许说难点,首要在材料制备技能、全新规划理念和二维控制技能等方面。其间,高品质、大批量的石墨烯质料问题暂时没有底子处理,还需要进行很多技能攻关。有些技能如单层氧化石墨烯、石墨烯单晶等在试验室制备成功了,但完成工程化、接连性、低成本、高效安稳制备还有较长的路要走。只要真实高品质的石墨烯量产了,颠覆性运用才会呈现。
不过科学家们也比较达观,近两年石墨烯的可控低成本制备技能已获得了打破性开展,有望在不久的将来构成石墨烯工业。
翻渣的湿法冶金研究现状与发展前景
2019-03-07 10:03:00
镍矿选用湿法冶炼,具有流程短、金属收回率高、环保、出产进程较易完成接连化和自动化等长处,被认为是无污染的清洁工艺。但国内外湿法处理镍矿的现状阐明,其工艺还有待进一步研讨开发。
镍作为一种特殊的功用材料,在国民经济中取得广泛的运用。如作为许多磁性物料的首要成分,电池职业中用于镍-氢电池,化学工业中广泛用作催化剂,在火箭技能中,超纯镍或镍合金用作高温结构材料。特别值得指出,纯镍还用在雷达、电视、原子工业、远距离操控等现代新技能中。
可是,我国镍资源实际上处于缺少状况。要坚持国民经济快速、健康、继续安稳的开展,有必要使镍的增长速度与经济的增长速度坚持同步。因而,从各个方面开掘潜力,充分运用镍物料(如冶金选矿废渣、进步镍的收回率等),对缓解我国镍资源的缺少将起到必定的效果[1]。
近年来,关于湿法冶金技能代替火法冶金评论越来越剧烈,湿法冶金作为一种正在老练的技能,越来越遭到同行的注重,尤其是从低档次的矿产资源中提取贵金属,能得到很高的收回率。现在世界上大约90%的镍依然靠火法出产,并在很长一段时间内无法代替,而湿法技能运用比较广泛的是出产高档次的金属[2]。究其原因,首要是湿法冶炼技能出资大、本钱高、受矿石影响大等,很难在短期内完成大面积的推广运用。所以经济、高效、绿色的湿法冶金技能成为广阔研讨者研讨的要点,以期处理现有的缺乏,完成广泛的工业化出产,为国家发起的绿色、节省经济作出贡献。
镍矿湿法冶炼的办法
1.浸法(RRAL法)
浸法——即镍矿经枯燥和复原焙烧后进行多段常压浸出,RRAL工艺由Caron教授创造,又称为Caron流程,适合于处理含镁较高(MgO>10%),含镍1%左右的硅酸盐型红土矿,根本流程是复原焙烧——浸。复原焙烧的意图是使硅酸镍和氧化镍最大程度地复原成金属,一同操控复原条件,使Fe复原成Fe3O4。焙砂中的镍、钴选用性溶液浸出,浸出渣中的铁能够经过磁选收回。其代表性的工厂是美国建造的古巴尼加罗镍厂。浸法处理镍矿,其产品能够是镍盐。
浸法处理工艺不适合处理含铜和含钴高的镍矿以及硅镁镍烧结镍、镍粉、镍块等。新喀里多尼亚的镍矿,只适合于处理表层的红土矿,这就极大地约束了浸工艺的开展。此外,浸工艺镍钴收回率偏低,全流程镍收回率仅为75%-80%,钴约为40%-50%。到现在为止,世界上只要四家工厂选用浸法处理氧化镍矿,并且都是在上世纪70年代曾经建造的,三十多年来没有一家新建工厂选用浸工艺。该办法还有一些缺陷:(1)它不能经济地处理含铜高的镍矿;(2)进程中溶解的部分贵金属不能收回;(3)氢是一种较贵的复原剂,在反响进程中不能充分运用;(4)进程反响速度慢,溶液中的金属离子浓度低,设备巨大。
2.酸浸法(HPAL法)
酸浸法——即在value="250" unitname="℃">250℃value="270"unitname="℃">-270℃,4-5MPa的高温高压条件下,用稀硫酸将镍、钴等有价金属和铁、铝矿藏一同溶解,在随后的反响中,操控必定的pH值等条件,使铁、铝和硅等杂质元素水解进入渣中,镍、钴选择性进入溶液,从溶液中选用溶剂萃取、硫化沉积等技能收回。酸浸法工艺处理镍矿的工业出产始于上世纪50年代,其时代表性的工厂是古巴毛阿镍冶炼厂,它也是由美国规划建造的[3]。酸浸工艺适合于处理低镁含量的镍矿,矿石中镁含量过高会添加酸的耗费,进步操作本钱,对工艺进程也会带来影响。假设矿石中的钴含量高,更适合选用酸浸工艺,不只钻的浸出率比浸工艺高,并且因为钴的价值比镍高,使酸浸工艺的单位出产本钱大幅度下降。尽管高压酸浸镍浸出率可达90%以上[4],但因为酸浸工艺也遭到矿石条件的限制,现在世界上选用酸浸法处理氧化镍矿的工厂只要三家,且因为高温高压的处理条件对设备要求严苛,工作均不非常正常。整体而言,酸浸工艺开展尚不老练。
3.氧压浸出法
选用的工艺是含镍2%的磁黄铁矿精矿,以含氧80%的富氧空气进行加压浸出,再用硫化沉积法使溶解的镍、钴沉积,用浮选法别离选出镍精矿和元素硫,镍精矿送火法处理。
4.氯化漫出法
氯化浸出是经过氯化使镍矿中的镍、钴、铜等呈氯化物形状的进程。因为氯和氯化物化学活性极高,生成的氯化物溶解度大,因而在常温下,氯化浸出就能到达在其它介质中有必要加温、加压才干到达的技能指标。依据浸出剂的品种不同,高镍锍化浸出分为浸出和浸出两种。鹰桥公司是最早将氯化浸出用于高镍锍处理的工厂,20世纪60年代,该公司研制成功浸出高镍锍的新工艺,在挪威克里斯蒂安松建了一个年产镍6800吨的工业实验厂,于1968年投入出产。1977年,鹰桥公司研制成功浸出高镍锍的工艺,现已在工业上运用[5]。1978年投产的法国镍冶金公司勒阿弗尔镍精粹厂选用了相似的工艺流程,我国研讨单位对氯化浸出工艺也曾进行过必定规划的实验研讨。
国外镍矿湿法冶金开展现状
关于镍矿的处理,镍、铜别离和精粹一直是镍冶炼工艺中的关键问题。在镍冶金开展的前期阶段,一般选用分层熔炼法、优先漫出法处理镍矿。 缓冷选矿别离高镍锍和硫化镍阳极电解是20世纪60年代镍冶炼技能的重大开展。世界上选用这项技能的工厂较多,首要有加拿大世界镍公司的汤普森厂、科尔博恩港镍精粹厂、日本的志村和别子两个精粹厂[6]。与传统的镍电解精粹比较,该工艺具有流程简略、根本建造出资较低的长处。
从20世纪70年代至今,国外高镍锍镍铜别离的湿法提取工艺取得了巨大开展,即选择性浸出法。其次,气化冶金的羰基法也取得成功。选用选择性浸出工艺的供应商,比较闻名的有芬兰奥托昆普公司哈贾伐尔塔厂选用的硫酸选择性浸出法,加拿大鹰桥公司选用的氯化浸出法和加拿大舍利特高尔顿公司选用的加压浸法[7]。这些办法中,以硫酸选择性浸出法开展较快,多个镍精粹厂已运用该工艺进行工业出产,例如南非英帕公司斯林镍炼厂、津巴布韦宾都拉冶炼厂,美国阿麦克斯镍精粹公司镍港精粹厂和津巴布韦加图马冶炼厂[8]。
国内镍矿湿法冶金开展现状
我国古代已有大量出产运用铜-镍合金(白铜)、锌-镍合金(锌白铜)。1953年上海冶炼厂成功地用直火蒸腾法从铜电解废液中制得硫酸镍,接着又进行了从粗硫酸镍中提取金属镍的实验。1954年出产出电镍value="75"unitname="千克">75千克,然后揭开了我国镍湿法冶金的前奏。1959年,上海冶炼厂开端用古巴进口的氧化镍出产电解镍,初期规划为年产电镍400吨,1973年到达年产电镍2500吨的出产能力。跟着20世纪50、60年代四川会理镍矿、金川镍矿、吉林磐石镍矿以及20世纪80年代新疆喀拉通克镍铜矿的相继挖掘,镍的湿法冶炼得到了蓬勃开展。先后建成了成都电冶厂、重庆冶炼厂、金川有色金属公司、阜康冶炼厂等一批厂商,产值也大幅度添加,电镍总的年出产能力已超越5万吨[9]。
我国镍工业的出产,现在选用的首要湿法处理工艺有:镍的硫化物阳极隔阂电解、金属镍阳极电解和硫酸选择性浸出、电积工艺等。镍的硫化物阳极隔阂电解工艺仍是我国现在最首要的电解镍出产工艺。运用该法出产的电解镍约占全国镍总产值的90%,首要供应商有金川有色金属公司、成都电冶厂和重庆冶炼厂等。这些工厂的电解出产流程根本共同,一般包含隔阂电解和溶液净化这两大工序,各工厂在这两大工序上只稍有差异。如几个出产供应商都运用硫酸-氯化物混合系统的电解质,经过三段化学沉积法进行溶液净化。但金川公司自80年代初,开端运用高电流密度和高pH值电解工艺,溶液净化除铜进程选用参加镍精矿和阳极泥的置换法,一同又研讨了活性NiS除铜的新工艺[10];成都电冶厂的电流强度操控在5500安左右,选用的是H2S除铜工艺。上海冶炼厂曾运用金属镍阳极电解工艺出产电解镍,运用进口杂镍、进口氧化镍、镍磷铁等出产粗镍阳极板,其间以运用进口氧化镍出产电解镍工艺较为老练。阳极是用氧化镍以石油焦作复原剂在电弧炉内复原成的金属镍浇铸而成的,其阴极进程和镍的硫化物电解完全相同,所运用的电解质也是硫酸盐氯化物混合电解液[11]。各厂所选用的详细工艺流程及工艺条件都不相同,这一方面与各厂的质料成分及产品形状要求不同有关,另一方面也阐明镍的湿法冶金工艺还有待进一步研讨开发。
展望
从环保视点考虑,湿法冶金工艺不会形成含硫气体的排放[12]。从经济视点考虑,运用湿法冶金工艺在处理一些杂乱矿,如钼镍矿、镍钿矿的进程中,矿的丢失较小并且在冶炼进程中的能耗也较小[13]。从工艺上考虑,在处理低档次杂乱矿方面,湿法工艺更为经济有用。运用湿法工艺能够完成选择性浸出有价金属,然后到达与杂质元素的有用别离,有利于进一步从溶液中收回有价元素[14]。信任跟着科技的开展,镍矿的湿法冶金技能将会得到更大的开展与运用。
稀土在激光晶体中的应用及发展前景
2019-03-07 11:06:31
一、激光晶体的重要性及其远景六十年代激光器的呈现,创始了光学范畴的簇新局势,促进了光电技能的进程和展开。激光技能是光电子技能的中心组成部分,而激光晶体是激光器的作业物质。自1960年第一台红宝石激光器面世今后,人们对激光作业物质进行了广泛深化的研讨与探究。固体激光晶体阅历了六十年代的起步,七十年代的探究,八十年代的展开过程,固体激光晶体己从开始几种基质晶体展开到常见的数十种。作为固体激光器的主体,激光晶体展开成固体激光技能的重要支柱。正是因为激光晶体具有如此的重要性,才使其成为具有宽广展开远景的固体激光材料。依据国外有关资料,世界激光器具有持续安稳增加的商场远景。多年来各国政府在拨款方面逐步削减,迫使各厂商尽力开发民用产品,选用新技能和降低成本的办法,并结合用户商场的需求开发新产品,特别自1996丰以来,激光器商场,包含材料加工、医疗、通讯等敏捷扩展,供应持续安稳的增加。据BCC公司的计算标明,按均匀年增加12.1%计,仅美国激光材料和元部件商场从1996年的4.763亿美元将到达2000年的7.653亿美元。二十一世纪是信息化的世纪,光电子技能是信息社会展开的强壮推进力,因而,光电子工业一向被认为是下世纪的重要支柱工业。特别是许多传统工业在金融风暴的冲击下纷繁不支倒地,更使微电子和光电子等高科技工业支撑经济增加的人物日益突出。在近二十年内,光电子工业将以30-60%的年均匀速度展开,而材料的研讨和开发是光电子技能展开的先导和根底,因而具有宽广的展开远景。作为重要的光电子材料,激光晶体从科学研讨到工业出产,参军用到民用,运用规模很广。现在90%左右的激光晶体是掺入稀土作为激活离子的。因而,稀土在激光晶体中现已成为一族很重要的元素。由此可见,激光晶体的巨大展开将推进稀土的广泛运用。
二、稀土在激光晶体中的运用激光晶体是由晶体基质和激活离子组成。激光晶体的激光功能与晶体基质、激活离子的特性联系极大。现在已知的激光晶体,大致能够分为氟化物晶体、含氧酸盐晶体和氧化物晶体三大类。激活离子可分为过渡金属离子、稀土离子及锕系离子。现在已知的约320种激光晶体中,约290种是掺入稀土作为激活离子的。可见稀土在展开激光晶体材料中的重要作用。在稀土元素中已完成激光输出的有Ce、Pr、Nd、Sm、Eu、Tb、Dy、Ho、Er、Tm、Yb共11个三价离子和Sm、Dy、Tm三个二价离子。稀土的激光功能是因为稀土离子的4f电子在不同能级之间的跃迁而发生的。因为许多稀土离子具有丰厚的能级和他们的4f电子的跃迁,使稀土成为激光晶体不行短少的激活离子,为高新科技供给了许多功能优越的高功率、LD泵浦、可调谐、新波长等掺稀土激光晶体。高功率掺稀土激光晶体首要有掺钕钇铝石榴石(Nd:YAG)、掺钕铝酸钇(Nd:YAP)、掺铝钆稼石榴石(Nd:GGG)和掺钕铝酸镁镧(Nd:LMA)等。其间,Nd:YAG最重要,运用最广,用量最大。国外早已投入出产,在美国Nd:YAG晶体现已商品化,新产品质量安稳,占据世界大部分商场。可调谐激光晶体相同很有目共睹。运用Ce离子的宽带跃迁,从Ce:YLF和Ce:LaF3等晶体中取得可调谐的紫外激光。现在最为有用的和可接连调谐的紫外激光晶体是Ce:LiCAF、Ce:LiSAF。用于LD泵浦激光器的晶体首要有Nd:YVO4、Nd:YAG、Nd:YLF等,其它适宜的泵浦的晶体还有Yb:YAG等。我国的YVO4、Nd:YVO4晶体均已享誉世界商场,据估计其产品现在占世界商场的l/3。在稀土激活离子中常用的是Nd离子,它输出波长为1.06μm。多年来人们一向在进行新波长激光晶体的探究作业。其间比较成功并取得实践运用的有掺Er和Ho的激光晶体。这些晶体输出的波长对人眼安全,大气传输特性好,对战场的烟雾穿透才干强,保密性好,合适军用。并且其波长简单被水吸收,更合适于激光医疗,在表面脱水和生物工程等方面,也将取得运用。现在我国对Ho:Cr:Tm:YAG、Er:YAG和Ho:Er:Tm:YLF已有小批量试制才干,但末构成批量产品。
三、稀土的展开远景 1、稀土在晶体中的运用远景Nd:YAG晶体具有光学均匀性好,机械强度高,物化功能安稳,导热系数高,激光功能杰出及成长工艺老练等长处。正是因为Nd:YAG晶体具有这些优秀的功能,并可在室温下可完成脉冲和接连等多种方法的作业,所以它在军事、工业和医疗等方面取得了广泛的运用,是现在固体激光材料中用量最大的激光晶体。在军事方面,Nd:YAG晶体是运用最广泛的固体激光器的作业物质,是军用固体激光技能的支柱。现在90%以上的军用固体激光器是以Nd:YAG激光晶体为作业物质的。在工业范畴,Nd:YAG晶体因为能取得高功率激光输出而广泛运用于材料加工。全世界用于材料加工的激光器供应额持续增加,其间高功率激光器的供应坚持微弱气势,其首要原因是全世界轿车制造商持续推出新类型,零部件更多选用激光加工,并且激光加工逐步从运用C02激光器转向选用Nd:YAG激光器。依据LaserFocusWorld的计算,1997年全世界用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额为1.17亿美元,1998年用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额2.89亿美元,1999年用于材料加工的Nd:YAG激光器,供应额估计增加8%,达3.12亿美元。医学和医疗范畴,也一向是Nd:YAG激光器的重要运用之一,在所有激光医疗设备中,Nd:YAG激光医疗设备都得到广泛的运用。这不只因其重复频率和均匀功率较高。更首要是其1.06μm波长可用石英光纤导光,因而能够被柔软的传输线传输功率。依据LaserFocusWorld的计算,全世界固体激光器在医疗方面的运用,1997年供应额为1.59亿美元,1998年供应额为2.7亿美元,1999年供应额估计达3.1亿美元。2、稀土在泵浦激光晶体中的运用远景八十年代半导体激光器(LD)取得了重大进展,成为固体激光器的一种新式泵浦源。可用二极管泵浦的激光晶体多种多样,除了传统的激光基质YAG、YLF外,还有高增益YV04等,激活离子除传统Nd离于外,还有Yb、Ho、Tm、Er离子等。Yb:YAG具有许多特色合适高功率LD泵浦,有或许展开成为重要的大功率LD泵浦用激光材料。Yb:S-FAP晶体将来有或许用于激光核聚变的激光材料,引起人们的重视。Tm:YAG、Ho,Tm:YLF、Ho,:YLF激光晶体的发射波长合适在军事上运用。3、稀土在可调谐激光晶体中的展开远景掺稀土的可调谐激光晶体中除上述的晶体以外,还有Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶体等。Cr,Yb,Ho:YAGG激光晶体的波长在2.84-3.05μm之间接连可调。据计算世界上用的红外寻弹头大部分是选用3-5μm的中波红外勘探器,因而研发Cr,Yb,Ho:YSGG激光晶体,可关于中红外制导武器对立供给有用的搅扰源,具有深远的军事含义。别的,3-5μm的红外光能够用来远距离勘探化学物质,因而可用于反化学战和环境保护。4、稀土在新波长激光晶体中的运用远景稳固展开已有的产品,如Ho:Cr:Tm:YAG、Ho:Er:Tm:YLF、Er:YAG等,进一步进步晶体质量,完成大批量出产。一起要持续加强开辟运用价值大的激光新波段。
四、领会和主张我国较早地展开了激光晶体的研讨与出产,其间华北光电技能研讨所是首要单位。华北光电技能研讨所长时间承当军工研讨使命,具有雄厚的科研才干,具有很强的产品开发才干,不只在科研上取得许多效果,并且在科研效果的转化上也作出了很大的成果。所取得的最重要的科研效果Nd:YAG激光晶体己转化为产品,1985年经过JYN-1型Nd:YAG激光棒规划定型判定,成长的毛坯直径为30-35mm,1991年经过JYN-3型Nd:YAG激光棒规划定型判定,成长的毛坯直径到达由40-45mm。而现在华北光电子技能研讨所成长的Nd:YAG除毛坯直径到达55-60mm,长度为210mm,并己开始构成规模化出产成为供应国内外的重要产品。
在如前所述的激光晶体杰出展开远景下,进一步开辟稀土产品的国内外商场,建立我国在世界稀土方面的位置,显得尤为重要。我国具有丰厚的稀土矿产资源,在世界上享有必定的位置,适当部分的稀土产品出口在世界上具有必定的竞争力。因而在这样较高的展开起点上,我国稀土供应商有必要争夺自动,大力开发稀土氧化物的出产,除了满意国内商场需求外,还应活跃开发国外商场,推进我国稀土工作的展开,只要这样才干稳固我国已具有的稀土重要出产基地的位置,才干展开成为重要的稀土产品出口商。
低表面处理涂料的研究现状与发展前景
2019-02-28 10:19:46
摘要:低表面处理涂料对底材表面处理要求低,可节约很多的表面处理费用。介绍了低表面处理涂料的作用原理、特色、种类和研讨现状,分析了低表面处理涂料的开展前景以及现在国内存在的问题,以为经济、高效、环保的低表面处理涂料将是我国往后研讨的热门。 关键词:低表面处理;带锈涂料;带湿涂装涂料;多功用低表面涂料 1导言 为了避免钢铁腐蚀,人们在科学实验和出产实践中开发了许多防腐蚀办法,在很多的防腐蚀办法中,以涂料涂装防腐技能较为经济便利,因而得到了广泛运用。在钢结构进行防腐涂装前,为了确保涂层的防腐质量,有必要对钢铁进行完全的喷砂前处理。这关于整个工程施工来说,提出了极高的要求:1)喷砂需求专用设备,消耗很多磨料,使工程造价前进,一般占到整个工程的30~40%;2)关于杂乱作业面的结构死角不能进行完全的处理;3)会构成激烈的粉尘和噪声污染;4)喷砂会构成钢结构的减薄,使其强度下降,尤其是在旧钢结构的防腐修理中,这一点需特别注意。 另一方面,近年国内外有很多海上采油渠道、已建桥梁、电塔、体育馆等钢结构进入了修理期,需求对旧有涂层进行从头涂装。而在这些已建钢结构的根底上进行喷砂前处理的难度十分之大,其触及环境维护,施工难度,工程修理造价等各个方面。因而,国内外多选用手艺除锈对这些旧钢构进行表面处理。此外,在船只制作与修理范畴,跟着世界各国对工人劳动维护的要求越来越高,高压水除锈和湿喷砂工艺正逐渐替代传统的喷砂工艺,对舰船内部特别是关闭环境的钢材表面进行前处理。 选用手艺除锈、高压水除锈及湿喷砂除锈工艺后的钢材表面很难到达Sa2?级的要求,经处理过的钢铁表面往往带有锈蚀和水,乃至油。鉴于此原因,开发对涂装前钢结构表面处理要求等级较低的低表面处理涂料(SurfaceTolerantCoatings),特别是高功用的厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料,是现在涂料研讨开发的热门,也是未来涂料的开展趋势。 2低表面处理涂料技能的根本原理 铁锈是一种疏松多孔的含水固体,其外层是浮锈,与底材附着不牢;内层是牢锈,与底材紧密结合。从组成上看,是安稳无害的铁氧化物(Fe3O4,Fe2O3,α-FeOOH)和生动有害的铁化物(γ-FeOOH,Fe(OH)2,FeO,Fe(OH)3)的混合物。因而,低表面处理涂料除了有必要具有一般防锈涂料的功用之外,还有必要具有两个特殊的条件,一是低表面处理涂料对锈层有必要具有满足的浸透才干,即能充沛滋润、浸透整个疏松多孔的锈层,使铁锈粘结成为接连的关闭性涂层,以关闭整个锈层和钢铁表面;二是低表面处理涂料对锈层有必要有满足的反响性,即能使锈层中生动有害的铁化物通过钝化、转化,变成安稳的无害的填料。只要具有这两个条件,才干习惯锈层这样的特殊表面。 根据上述理由,低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性较好的树脂为基料,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有好的浸透性,然后滋润和浸透锈层,并将其关闭。别的,依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料或铁锈转化剂与锈层中生动有害的成分反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为安稳的维护膜。 3低表面处理涂料技能的根本类型 传统的高VOC溶剂型低表面处理涂料(俗称“带锈涂料”)的开发较早,早在上世纪七十年代,国内外就开发出了一系列该类涂料。归纳起来大体可分为四类:浸透型、安稳型、转化型,以及近年来新出现的功用型低表面处理涂料。 3.1转化型低表面处理涂料 也叫反响型带锈涂料。这类涂猜中,不含成膜物质则被称为锈蚀转化剂,因为没有成膜物质,所以还需求别的加上底漆;如含有成膜物质则称为锈蚀转化底漆。锈蚀转化剂不是涂料,仅仅和锈层慵懒化后,使在其之上的底漆发挥出维护作用。 锈蚀转化底漆,因为含有成膜物质,既能使锈蚀转化成慵懒物质,又能关闭锈蚀与外界隔绝,是一种使锈蚀层成为坚实的慵懒的并能杰出的附着于钢铁表面的涂料。该类涂料的首要机理是依托涂猜中的锈蚀转化剂把生动的铁锈转化为无害或具有必定维护作用的络合物或鳌合物而到达带锈涂装的意图。转化型带锈涂料一般都选用磷酸——丹宁酸,使锈层转化成不溶性安稳的磷酸铁、丹宁酸铁盐,而起到维护作用,但酸的运用量难以把握,如磷酸过量就会促进腐蚀,其后患无穷。一同转化型带锈涂料含有较少的成膜物质,运用时较好要与其它底漆合作,即在涂装转化型带锈涂料之后,再涂以其它底漆,不然作用极差。因而,转化型带锈涂料的运用有必要稳重。而国内前期开发的低表面处理涂料大多归于该类型涂料。转化型低表面处理涂料一般不能独自运用以确保长效防腐,一般还需求涂上面漆。 3.2安稳型低表面处理涂料 安稳型低表面处理涂料的根本原理首要是依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料与锈层中生动有害的成分的反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为涂猜中安稳型的具有维护性的填料成分。典型的安稳型带锈涂料选用铬酸盐、磷酸盐等活性混合颜料,它们水解而发作相应得铬酸根和磷酸根,构成杂多酸。该杂多酸与锈层内生动的铁锈酸FeOOH生成杂多酸类的络合物,然后对铁锈起安稳作用。运用较多的活性颜料包含:铬酸锌、铬酸、铬酸钙、氧化锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、有机氮碱铬酸盐,有的配方还添加亚,也有资料以为参加铬酸是必要的。铬酸盐颜料水解生成阴离子,有机氮碱铬酸盐水解后可生成氮碱离子基团。两者均由吸收活性铁酸锈的作用。氧化锌调整pH值,、钙离子与环境中的二氧化硫生成的酸根结合尴尬溶的盐,这些归纳作用使铁锈趋于安稳。 3.3浸透型低表面处理涂料 浸透型低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性强的树脂作为漆基,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有杰出的浸透性,然后能够滋润和浸透钢铁表面锈层并把锈层关闭。它可有效地将锈蚀和外界腐蚀因子隔绝,增强锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层、涂层与钢板间的附着力。 3.4功用型低表面处理涂料 近年来,开发的新式低表面处理涂料结合了转化型、安稳型、浸透型的特色,一同对树脂结构有了进一步的改进,基猜中含有能与锈层中残存的水反响的树脂,有效地除掉并运用腐蚀要素。如选用用酮亚胺作潜固化剂,更能使涂料浸透,添加进入锈蚀层的深度,一同酮亚胺能与存在于锈层中的水分敏捷起反响,分化成为环氧树脂真溶剂的酮和作为固化剂的一级胺。一级胺再与环氧树脂进行充沛的反响,使环氧树脂很好的浸透到锈层中,构成对外部腐蚀介质有很强掩盖才干的高交联涂膜,并把锈层固定,并且在环氧树脂的固化反响中生成的酮类与有机溶剂和锈层中的水分一同蒸发掉,不发作气泡,然后发挥了优异的防蚀功用。 某些功用型低表面处理涂料具有带油涂装的功用。因为油分子根本上是烷烃类有机物,化学性质比较安稳,常温下很难发作化学反响而铲除,因而只能选用“类似相溶”原理对其进行处理,即选用与油能起络合乳化作用的基料和添加剂、固化剂将其从钢板上剥离下来,作为增塑剂混在涂层中。而与油分子具有较好混容性的易蒸发溶剂在蒸发过程中也可带走一部分油分子。常用的材料有OP系列表面活性剂,磺酸盐和硫酸盐类表面活性剂、ZH-1、CD32溶油性环氧固化剂、改性环氧固化剂等。 摘要:低表面处理涂料对底材表面处理要求低,可节约很多的表面处理费用。介绍了低表面处理涂料的作用原理、特色、种类和研讨现状,分析了低表面处理涂料的开展前景以及现在国内存在的问题,以为经济、高效、环保的低表面处理涂料将是我国往后研讨的热门。 关键词:低表面处理;带锈涂料;带湿涂装涂料;多功用低表面涂料 1导言 为了避免钢铁腐蚀,人们在科学实验和出产实践中开发了许多防腐蚀办法,在很多的防腐蚀办法中,以涂料涂装防腐技能较为经济便利,因而得到了广泛运用。在钢结构进行防腐涂装前,为了确保涂层的防腐质量,有必要对钢铁进行完全的喷砂前处理。这关于整个工程施工来说,提出了极高的要求:1)喷砂需求专用设备,消耗很多磨料,使工程造价前进,一般占到整个工程的30~40%;2)关于杂乱作业面的结构死角不能进行完全的处理;3)会构成激烈的粉尘和噪声污染;4)喷砂会构成钢结构的减薄,使其强度下降,尤其是在旧钢结构的防腐修理中,这一点需特别注意。 另一方面,近年国内外有很多海上采油渠道、已建桥梁、电塔、体育馆等钢结构进入了修理期,需求对旧有涂层进行从头涂装。而在这些已建钢结构的根底上进行喷砂前处理的难度十分之大,其触及环境维护,施工难度,工程修理造价等各个方面。因而,国内外多选用手艺除锈对这些旧钢构进行表面处理。此外,在船只制作与修理范畴,跟着世界各国对工人劳动维护的要求越来越高,高压水除锈和湿喷砂工艺正逐渐替代传统的喷砂工艺,对舰船内部特别是关闭环境的钢材表面进行前处理。 选用手艺除锈、高压水除锈及湿喷砂除锈工艺后的钢材表面很难到达Sa2?级的要求,经处理过的钢铁表面往往带有锈蚀和水,乃至油。鉴于此原因,开发对涂装前钢结构表面处理要求等级较低的低表面处理涂料(SurfaceTolerantCoatings),特别是高功用的厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料,是现在涂料研讨开发的热门,也是未来涂料的开展趋势。 2低表面处理涂料技能的根本原理 铁锈是一种疏松多孔的含水固体,其外层是浮锈,与底材附着不牢;内层是牢锈,与底材紧密结合。从组成上看,是安稳无害的铁氧化物(Fe3O4,Fe2O3,α-FeOOH)和生动有害的铁化物(γ-FeOOH,Fe(OH)2,FeO,Fe(OH)3)的混合物。因而,低表面处理涂料除了有必要具有一般防锈涂料的功用之外,还有必要具有两个特殊的条件,一是低表面处理涂料对锈层有必要具有满足的浸透才干,即能充沛滋润、浸透整个疏松多孔的锈层,使铁锈粘结成为接连的关闭性涂层,以关闭整个锈层和钢铁表面;二是低表面处理涂料对锈层有必要有满足的反响性,即能使锈层中生动有害的铁化物通过钝化、转化,变成安稳的无害的填料。只要具有这两个条件,才干习惯锈层这样的特殊表面。 根据上述理由,低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性较好的树脂为基料,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有好的浸透性,然后滋润和浸透锈层,并将其关闭。别的,依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料或铁锈转化剂与锈层中生动有害的成分反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为安稳的维护膜。 3低表面处理涂料技能的根本类型 传统的高VOC溶剂型低表面处理涂料(俗称“带锈涂料”)的开发较早,早在上世纪七十年代,国内外就开发出了一系列该类涂料。归纳起来大体可分为四类:浸透型、安稳型、转化型,以及近年来新出现的功用型低表面处理涂料。 3.1转化型低表面处理涂料 也叫反响型带锈涂料。这类涂猜中,不含成膜物质则被称为锈蚀转化剂,因为没有成膜物质,所以还需求别的加上底漆;如含有成膜物质则称为锈蚀转化底漆。锈蚀转化剂不是涂料,仅仅和锈层慵懒化后,使在其之上的底漆发挥出维护作用。 锈蚀转化底漆,因为含有成膜物质,既能使锈蚀转化成慵懒物质,又能关闭锈蚀与外界隔绝,是一种使锈蚀层成为坚实的慵懒的并能杰出的附着于钢铁表面的涂料。该类涂料的首要机理是依托涂猜中的锈蚀转化剂把生动的铁锈转化为无害或具有必定维护作用的络合物或鳌合物而到达带锈涂装的意图。转化型带锈涂料一般都选用磷酸——丹宁酸,使锈层转化成不溶性安稳的磷酸铁、丹宁酸铁盐,而起到维护作用,但酸的运用量难以把握,如磷酸过量就会促进腐蚀,其后患无穷。一同转化型带锈涂料含有较少的成膜物质,运用时较好要与其它底漆合作,即在涂装转化型带锈涂料之后,再涂以其它底漆,不然作用极差。因而,转化型带锈涂料的运用有必要稳重。而国内前期开发的低表面处理涂料大多归于该类型涂料。转化型低表面处理涂料一般不能独自运用以确保长效防腐,一般还需求涂上面漆。 3.2安稳型低表面处理涂料 安稳型低表面处理涂料的根本原理首要是依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料与锈层中生动有害的成分的反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为涂猜中安稳型的具有维护性的填料成分。典型的安稳型带锈涂料选用铬酸盐、磷酸盐等活性混合颜料,它们水解而发作相应得铬酸根和磷酸根,构成杂多酸。该杂多酸与锈层内生动的铁锈酸FeOOH生成杂多酸类的络合物,然后对铁锈起安稳作用。运用较多的活性颜料包含:铬酸锌、铬酸、铬酸钙、氧化锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、有机氮碱铬酸盐,有的配方还添加亚,也有资料以为参加铬酸是必要的。铬酸盐颜料水解生成阴离子,有机氮碱铬酸盐水解后可生成氮碱离子基团。两者均由吸收活性铁酸锈的作用。氧化锌调整pH值,、钙离子与环境中的二氧化硫生成的酸根结合尴尬溶的盐,这些归纳作用使铁锈趋于安稳。 3.3浸透型低表面处理涂料 浸透型低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性强的树脂作为漆基,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有杰出的浸透性,然后能够滋润和浸透钢铁表面锈层并把锈层关闭。它可有效地将锈蚀和外界腐蚀因子隔绝,增强锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层、涂层与钢板间的附着力。 3.4功用型低表面处理涂料 近年来,开发的新式低表面处理涂料结合了转化型、安稳型、浸透型的特色,一同对树脂结构有了进一步的改进,基猜中含有能与锈层中残存的水反响的树脂,有效地除掉并运用腐蚀要素。如选用用酮亚胺作潜固化剂,更能使涂料浸透,添加进入锈蚀层的深度,一同酮亚胺能与存在于锈层中的水分敏捷起反响,分化成为环氧树脂真溶剂的酮和作为固化剂的一级胺。一级胺再与环氧树脂进行充沛的反响,使环氧树脂很好的浸透到锈层中,构成对外部腐蚀介质有很强掩盖才干的高交联涂膜,并把锈层固定,并且在环氧树脂的固化反响中生成的酮类与有机溶剂和锈层中的水分一同蒸发掉,不发作气泡,然后发挥了优异的防蚀功用。 某些功用型低表面处理涂料具有带油涂装的功用。因为油分子根本上是烷烃类有机物,化学性质比较安稳,常温下很难发作化学反响而铲除,因而只能选用“类似相溶”原理对其进行处理,即选用与油能起络合乳化作用的基料和添加剂、固化剂将其从钢板上剥离下来,作为增塑剂混在涂层中。而与油分子具有较好混容性的易蒸发溶剂在蒸发过程中也可带走一部分油分子。常用的材料有OP系列表面活性剂,磺酸盐和硫酸盐类表面活性剂、ZH-1、CD32溶油性环氧固化剂、改性环氧固化剂等。 摘要:低表面处理涂料对底材表面处理要求低,可节约很多的表面处理费用。介绍了低表面处理涂料的作用原理、特色、种类和研讨现状,分析了低表面处理涂料的开展前景以及现在国内存在的问题,以为经济、高效、环保的低表面处理涂料将是我国往后研讨的热门。 关键词:低表面处理;带锈涂料;带湿涂装涂料;多功用低表面涂料 1导言 为了避免钢铁腐蚀,人们在科学实验和出产实践中开发了许多防腐蚀办法,在很多的防腐蚀办法中,以涂料涂装防腐技能较为经济便利,因而得到了广泛运用。在钢结构进行防腐涂装前,为了确保涂层的防腐质量,有必要对钢铁进行完全的喷砂前处理。这关于整个工程施工来说,提出了极高的要求:1)喷砂需求专用设备,消耗很多磨料,使工程造价前进,一般占到整个工程的30~40%;2)关于杂乱作业面的结构死角不能进行完全的处理;3)会构成激烈的粉尘和噪声污染;4)喷砂会构成钢结构的减薄,使其强度下降,尤其是在旧钢结构的防腐修理中,这一点需特别注意。 另一方面,近年国内外有很多海上采油渠道、已建桥梁、电塔、体育馆等钢结构进入了修理期,需求对旧有涂层进行从头涂装。而在这些已建钢结构的根底上进行喷砂前处理的难度十分之大,其触及环境维护,施工难度,工程修理造价等各个方面。因而,国内外多选用手艺除锈对这些旧钢构进行表面处理。此外,在船只制作与修理范畴,跟着世界各国对工人劳动维护的要求越来越高,高压水除锈和湿喷砂工艺正逐渐替代传统的喷砂工艺,对舰船内部特别是关闭环境的钢材表面进行前处理。 选用手艺除锈、高压水除锈及湿喷砂除锈工艺后的钢材表面很难到达Sa2?级的要求,经处理过的钢铁表面往往带有锈蚀和水,乃至油。鉴于此原因,开发对涂装前钢结构表面处理要求等级较低的低表面处理涂料(SurfaceTolerantCoatings),特别是高功用的厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料,是现在涂料研讨开发的热门,也是未来涂料的开展趋势。 2低表面处理涂料技能的根本原理 铁锈是一种疏松多孔的含水固体,其外层是浮锈,与底材附着不牢;内层是牢锈,与底材紧密结合。从组成上看,是安稳无害的铁氧化物(Fe3O4,Fe2O3,α-FeOOH)和生动有害的铁化物(γ-FeOOH,Fe(OH)2,FeO,Fe(OH)3)的混合物。因而,低表面处理涂料除了有必要具有一般防锈涂料的功用之外,还有必要具有两个特殊的条件,一是低表面处理涂料对锈层有必要具有满足的浸透才干,即能充沛滋润、浸透整个疏松多孔的锈层,使铁锈粘结成为接连的关闭性涂层,以关闭整个锈层和钢铁表面;二是低表面处理涂料对锈层有必要有满足的反响性,即能使锈层中生动有害的铁化物通过钝化、转化,变成安稳的无害的填料。只要具有这两个条件,才干习惯锈层这样的特殊表面。 根据上述理由,低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性较好的树脂为基料,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有好的浸透性,然后滋润和浸透锈层,并将其关闭。别的,依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料或铁锈转化剂与锈层中生动有害的成分反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为安稳的维护膜。 3低表面处理涂料技能的根本类型 传统的高VOC溶剂型低表面处理涂料(俗称“带锈涂料”)的开发较早,早在上世纪七十年代,国内外就开发出了一系列该类涂料。归纳起来大体可分为四类:浸透型、安稳型、转化型,以及近年来新出现的功用型低表面处理涂料。 3.1转化型低表面处理涂料 也叫反响型带锈涂料。这类涂猜中,不含成膜物质则被称为锈蚀转化剂,因为没有成膜物质,所以还需求别的加上底漆;如含有成膜物质则称为锈蚀转化底漆。锈蚀转化剂不是涂料,仅仅和锈层慵懒化后,使在其之上的底漆发挥出维护作用。 锈蚀转化底漆,因为含有成膜物质,既能使锈蚀转化成慵懒物质,又能关闭锈蚀与外界隔绝,是一种使锈蚀层成为坚实的慵懒的并能杰出的附着于钢铁表面的涂料。该类涂料的首要机理是依托涂猜中的锈蚀转化剂把生动的铁锈转化为无害或具有必定维护作用的络合物或鳌合物而到达带锈涂装的意图。转化型带锈涂料一般都选用磷酸——丹宁酸,使锈层转化成不溶性安稳的磷酸铁、丹宁酸铁盐,而起到维护作用,但酸的运用量难以把握,如磷酸过量就会促进腐蚀,其后患无穷。一同转化型带锈涂料含有较少的成膜物质,运用时较好要与其它底漆合作,即在涂装转化型带锈涂料之后,再涂以其它底漆,不然作用极差。因而,转化型带锈涂料的运用有必要稳重。而国内前期开发的低表面处理涂料大多归于该类型涂料。转化型低表面处理涂料一般不能独自运用以确保长效防腐,一般还需求涂上面漆。 3.2安稳型低表面处理涂料 安稳型低表面处理涂料的根本原理首要是依托涂猜中树脂的反响基团、活性颜料与锈层中生动有害的成分的反响,生成安稳的按捺化合物,然后使整个锈层成为涂猜中安稳型的具有维护性的填料成分。典型的安稳型带锈涂料选用铬酸盐、磷酸盐等活性混合颜料,它们水解而发作相应得铬酸根和磷酸根,构成杂多酸。该杂多酸与锈层内生动的铁锈酸FeOOH生成杂多酸类的络合物,然后对铁锈起安稳作用。运用较多的活性颜料包含:铬酸锌、铬酸、铬酸钙、氧化锌、磷酸锌、三聚磷酸铝、有机氮碱铬酸盐,有的配方还添加亚,也有资料以为参加铬酸是必要的。铬酸盐颜料水解生成阴离子,有机氮碱铬酸盐水解后可生成氮碱离子基团。两者均由吸收活性铁酸锈的作用。氧化锌调整pH值,、钙离子与环境中的二氧化硫生成的酸根结合尴尬溶的盐,这些归纳作用使铁锈趋于安稳。 3.3浸透型低表面处理涂料 浸透型低表面处理涂料的根本原理是选用浸透性强的树脂作为漆基,借助于浸透剂、极性溶剂的合作,使涂料具有杰出的浸透性,然后能够滋润和浸透钢铁表面锈层并把锈层关闭。它可有效地将锈蚀和外界腐蚀因子隔绝,增强锈蚀层与钢板、锈蚀层与涂层、涂层与钢板间的附着力。 3.4功用型低表面处理涂料 近年来,开发的新式低表面处理涂料结合了转化型、安稳型、浸透型的特色,一同对树脂结构有了进一步的改进,基猜中含有能与锈层中残存的水反响的树脂,有效地除掉并运用腐蚀要素。如选用用酮亚胺作潜固化剂,更能使涂料浸透,添加进入锈蚀层的深度,一同酮亚胺能与存在于锈层中的水分敏捷起反响,分化成为环氧树脂真溶剂的酮和作为固化剂的一级胺。一级胺再与环氧树脂进行充沛的反响,使环氧树脂很好的浸透到锈层中,构成对外部腐蚀介质有很强掩盖才干的高交联涂膜,并把锈层固定,并且在环氧树脂的固化反响中生成的酮类与有机溶剂和锈层中的水分一同蒸发掉,不发作气泡,然后发挥了优异的防蚀功用。 某些功用型低表面处理涂料具有带油涂装的功用。因为油分子根本上是烷烃类有机物,化学性质比较安稳,常温下很难发作化学反响而铲除,因而只能选用“类似相溶”原理对其进行处理,即选用与油能起络合乳化作用的基料和添加剂、固化剂将其从钢板上剥离下来,作为增塑剂混在涂层中。而与油分子具有较好混容性的易蒸发溶剂在蒸发过程中也可带走一部分油分子。常用的材料有OP系列表面活性剂,磺酸盐和硫酸盐类表面活性剂、ZH-1、CD32溶油性环氧固化剂、改性环氧固化剂等。 4低表面处理涂料技能的开展趋势 因为对生存环境要求的前进,环保认识的加强和深化,社会上迫切需求低公害或无公害的低表面处理涂料,一同人们对低表面处理涂料的防腐功用也提出了更高的要求。在这种情况下。国内外加强了对厚浆型长效防腐低表面处理涂料与水性低表面处理涂料的研讨与运用。 4.1厚浆型长效防腐低表面处理涂料 美国Tapecoat公司的浸透型厚浆环氧铝粉低表面处理涂料,是一种在海上石油钻井渠道具有10年以上运用成绩,上万平米以上涂装实践的厚浆型长效防腐低表面处理涂料。从防锈机理上看,它归于浸透型,该涂料运用浸透性好的改性环氧树脂,以滋润、浸透、充溢疏松多孔的锈层,置换锈层的水分,构成接连性涂膜,把锈层和钢铁表面包封起来,然后隔绝外界腐蚀介质对锈层的损害,阻挠了锈蚀的开展。此外,它还选用了鳞片型的铝粉作为填料,该种填料在涂层中构成了相互交织的瓦片状结构,屏蔽性极佳,能隔绝外界腐蚀性介质的进入。一同又可将紫外线反射,前进了该环氧类涂料的耐候功用。 同类涂料还有挪威JotumProteciveCoating公司出产的Jotamastic87,美国Carboling公司出产的Carbomastic15,Ameron公司Amerlock400等厚浆型低表面处理涂料。该类涂料同样在树脂的组成结构上进行改姓,下降其表面张力,前进对活性锈蚀的鳌合才干,也参加了片状颜料,前进防锈功用和抗起泡才干。 上述这些厚浆型低表面处理涂料适用于湿喷砂或喷砂后用水洗过而生成浮锈的钢铁表面,一同对锈蚀钢板和很多旧残漆具有优秀的附着力,只需求进行开始处理,就能到达很好的归纳防锈功用,且和很多旧漆具有很好的相容性,施工便利,且一道涂料可达120微米。 还有日本涂料公司报道,该公司为严格腐蚀环境下的海上钢结构物的防腐,开发了一种具有优异防腐功用的厚膜型长效防腐涂料。该涂料之所以具有杰出的柔韧性、厚膜性、湿润面的附着性和锈面的防腐性,是因为:1)选用了与锈面附着性好的树脂,使其纵弹性模量下降,内部应力变小,不会发作凝聚力弱的锈层,其标准膜厚1000微米,仍与锈面的附着性杰出;2)运用疏水性特殊树脂,能把锈层中的水分赶开,因而与湿润面的附着性也很好;3)运用特殊防锈颜料,操控膜下的阴、阳极反响,使锈层安稳,阻挠锈蚀的开展。 4.2水性低表面处理长效防腐涂料 水性低表面处理涂料大都选用丙复合乳液、纯丙乳液等一些水性乳液或树脂为基料,三聚磷酸铝、磷酸锌、氧化锌等活性防锈颜料制成涂料,该类涂料也是运用涂料浸透到锈层内部,将铁锈切割围住,而活性颜猜中的P3O105-及PO3-除了与成膜物中的极性基团(-OH,-COOH)络组成安稳交联化合物外,更能与Fe、Fe生成鳌合物,在金属标明构成安稳的维护膜,按捺锈蚀的构成和分层,然后起到防锈作用。 国外Rust-Oleum公司的RustReformer是含有锈蚀转化剂的聚合物乳液,可将铁锈转化为慵懒的无腐蚀的黑色物质。Haloflex(氯化乙烯—酸共聚体)是引荐用在以丹宁酸为转化剂的锈蚀转化底漆中的成膜物质,因为单宁酸与铁锈是在pH1.5~2酸性条件下进行转化,而Haloflex是酸性乳液,所以这种酸性乳液作为水性锈蚀转化底漆的成膜物质是很抱负的。 4.3互穿网络聚合物(IPN)安稳型低表面处理涂料 华中理工大学的梁春群等人用蓖麻油与TDI先以NCO/OH=2.1摩尔比在室温组成预聚物,再与计量的蓖麻油、191不饱和聚酯及氯代乙烯混合。然后参加少数催化剂Sn及氧化还原引发剂,与磷酸锌、氧化锌、铁红等活性防锈颜料混合加工制备的互穿网络聚合物(IPN)安稳型低表面处理涂料,其质量固体含量可达70%,用于带锈铁板,在3.0%的盐水中浸泡10个月,涂层无起泡无开裂,具有杰出的防腐功用。该项研讨为互穿网络聚合物(IPN)涂料进一步用于低表面处理涂料打下了必定的根底。 5结术语 综上所述,前期开展的低表面处理涂料多归于单一作用机理的高VOC溶剂型涂料,该类涂料涂层的防腐寿数低,一同不利于环保。而跟着科学的开展和社会的前进,低表面处理涂料将向以下几方面开展: a)从原材料上,开发对锈蚀具有较好安稳作用的反响性树脂、鳌合树脂等种类; b)从作用原理上,应从单一的浸透型、安稳型、转化型朝着多原理相结合的多功用涂料的方向开展,然后大大的前进低表面处理涂料的功用和作用; c)从防腐作用上,开发高功用长效防腐低表面处理涂料; d)从环保角度上,朝着节约能源和改进施工环境方向开展,比如开发高固体份、水性涂料。 总归,低表面处理涂料具有很高的实用价值,将有着宽广的市场前景。跟着科学技能的开展和出发作活的需求,该类涂料将在各个范畴得到广泛的运用。 参考文献 [1]杨印臣等.带锈涂料及其运用[J].腐蚀与防护,2003,18(6):22~24 [2]Muhlberg,Karsten,Cesardelolmo.Surface-TolerantCoatings[J].JournalofOffshoreTechnology,v12,n1,January/February,2004,p35-37 [3]Kapsanis,KarenA.(JPCL);Appleman,BernardR..Mythsandrealitiesofsurface-tolerantcoatingsforbridges[J].JournalofProtectiveCoatings&Linings,v9,n1,Jan,1992,p56-60 [4]王丕芬.国外带锈涂料的开展[J].我国涂料,1995,(1):45~48 [5]郭铭、张峰.浅谈低表面处理及涂料配方规划[J].现代涂料与涂装,2006,7:52~54 [6]吴小芳.国内外带锈涂料的开展[J].上海涂料,2000,(1):28~30 [7]Menon,A.B.Reviewofsurfacetolerantcoatingsandapplications[J].ChemicalEngineeringWorld,v31,n2,Feb,1996,5pp [8]张惠.水性带锈涂料的现状与开展[J].化学与黏合,2007,29(2):122~123 [9]梁春群等.蓖麻油聚酯_不饱和聚酯互穿网络聚合物作为带锈涂料的功用[J].涂料工业,1999,(2):12~15 [10]Wilds,Neil;Nobel,AkzoSurfacetolerantcoatingsforonshoremaintenance.Proceedings-InstituteofCorrosion,UKCorrosion2003,Proceedings-InstituteofCorrosion,UKCorrosion2003,2003,p627-646 作者简介:杨振波(1978—),男,四川广元人,硕士,工程师,研讨方向为防腐涂料及涂装。
多角度分析石墨烯行业的发展
2019-02-28 11:46:07
新材料工业是国家七大战略新式工业之一,是高新技能工业开展的柱石和先导,石墨烯作为材料范畴的新星,其商场潜力巨大!现在已被我国、美国、韩国、欧盟、日本等国家提升至战略研讨高度,等待它带来巨大的商场价值。与其它国家比较,我国在竞赛行为方面体现的十分杰出,但现在石墨烯工业尚处于技能概念期,在工业化开展过程中仍有多种亟需处理的难题。关于我国石墨烯工业开展出资主张,具体分析如下:
石墨烯职业竞赛优势
1、丰厚的原材料
石墨烯的制备需求顶级的制备工艺,但对资源耗费较少。一般氧化还原法的原材料为石墨,但石墨为质料制备石墨烯质量相对较差,片层尺度也相对较小。
最有或许完成单晶大片层石墨烯的规划化制备的CVD 法选用的质料是、等含碳气体。
不管选用氧化还原法仍是CVD 法,都不必忧虑原材料短少的约束,这是石墨烯工业开展的一大优势。
2、制备技能逐步老练
现在国内涵石墨烯粉体范畴的制备及使用研讨水平也同国外平起平坐。尤其是石墨烯粉体作为高端添加剂代替炭黑以及使用于锂离子电池、高分子复合材料等范畴。
此外,国内涵石墨烯薄膜规划化制备尽管起步较晚,但已迎头赶上,现在国内已有常州二维碳素科技有限公司,重庆墨西科技有限公司等建成了石墨烯通明导电薄膜量产线,而且活跃开发其在触摸屏范畴的使用。
3、下流需求拉动凸显出资价值
我国石墨烯职业处于一个上升通道,一方面石墨烯材料技能壁垒较高,职业的议价才能强,盈余受质料报价动摇的影响相对小,而工艺水平、营销战略等要素显得更为重要,厂商的中心竞赛力往往体现在研发实力、管理水平和开展战略上。
另一方面,石墨烯的下流职业主要是电子、航天、光学、动力、环境、医药等,而以上职业现在正处在高速开展时期,从长远看,必定加大对石墨烯的需求,为石墨烯职业长时间走向快速开展供给了商场根底。
石墨烯职业竞赛下风
1、关键性技能还未取得实质性打破
现在,国内介入石墨烯出产和使用开发的厂商大都为中小厂商和草创公司,资金、人员和研发实力等都无法与国外三星、IBM、巴斯夫等大型厂商相匹敌。尽管有部分大型民营厂商、国企和央企开端重视石墨烯,但大都没有有实质性投入。
石墨烯的高质量、低成本、绿色的制备和提纯技能、石墨烯涣散技能、使用技能(代替传统材料存在阻止) 等仍是限制石墨烯未来开展的瓶颈问题。
2、工业使用技能方面短少引导
尽管石墨烯工业具有巨大规划,但下流使用商场亟待开发。现在从研发到使用的转化较慢,途径不畅,相关大型厂商短少本身对石墨烯技能的研发投入以及在产品元器件材料方面挑选石墨烯的动力,在这方面仍需求更多的引导和推进。
3、商场需求没有全面翻开
现在我国从事石墨烯出产和研发的单位有上千家,尽管大大都厂商都具有根本的规划和出产才能,但产品差异化不大。尽管石墨烯产值在逐年添加,可是受制于下流使用没有打破,导致石墨烯有价无市。
现在如国内某公司年产数吨石墨烯的出产线投产的新闻已层出不穷,可是石墨烯完成使用的报导却很少。假如仅仅一味添加石墨烯的产值而不是依据已有产品拓展石墨烯的下流使用,石墨场的工业链将无法构成。
石墨烯职业面对的时机
1、杰出的工业开展环境
《我国制作2025》着重强调应加强以石墨烯为首的新材料的根底研讨和系统建造,打破工业化制备瓶颈;高度重视颠覆性新材料对传统材料的影响,做好石墨烯等战略前沿材料提早布局和研发。
跟着国家对石墨烯方针的连续提出,各地政府也纷繁对石墨烯抛出橄榄枝。常州、无锡、宁波、青岛、北京等各地从2012年开端连续规划石墨烯工业园区,而机具敏锐嗅觉的本钱商场,也开端介入石墨烯范畴,推进其开展。
2、新材料工业开展迅速
新材料工业作为战略性新式工业的要点之一,也是未来高新技能工业开展的柱石和先导。先进碳材料具有新式结构和优异的物理化学功能,是对未来开展具有重大和决议含义的新材料,所以大力开展石墨烯工业是对我国传统材料工业的升级换代。
3、与发达国家距离小,易逾越
尽管,欧美在石墨烯根底研讨方面具有杰出的立异才能和科研水平,但我国具有完好的石墨烯工业链。尽管我国的石墨烯工业链还不老练,下流环节还未打通,商场需求有待培养,但这仅仅时间问题。
现在,国内一些具有使用技能的厂商现已进行了技能储备,正活跃开辟并布局石墨烯下流使用商场。未来,谁首先抢占了商场的先机,谁就有或许分得石墨烯工业的榜首杯羹。
石墨烯职业面对的要挟
1、本钱炒作过盛,厂商难度“逝世谷”
现在商场上石墨烯相关产品滥竽充数,产品质量良莠不齐的现象十分严峻,而本钱商场已将石墨烯炒得炽热,这种过度宣扬将削弱使用厂商关于国产石墨烯质量的信赖,进而阻止我国石墨烯工业的开展。一起,新式厂商也会面对技能瓶颈,融资难题、人才流失的难题,开展路途艰苦。
2、石墨烯工业尚处于技能概念期
一个工业的鼓起必定要阅历六个阶段:榜首阶段为技能概念期,第二阶段为产品导入期,第三阶段为商场扩张期,第四阶段为竞赛并购期,第五阶段为老练调整期,第六阶段为工业衰退期。现在,石墨烯工业尚处于技能概念期,要真实进入产品导入期和商场扩张期,还有适当一段距离。
3、材料的安全性问题
石墨烯作为一种人工材料,其潜在的损害还有待研讨和发现。因而,材料安全数据表有关石墨烯的职业使用仍是不完好的。现在该职业的应战之一是要处理其安全性问题,让石墨烯对咱们本身和咱们周围的环境而言尽或许变得安全。
归纳分析
石墨烯是前沿性根底材料,具有许多优异的功能,使用远景宽广,尽管现在仍是潜在阶段,遍及用与工业化还没有翻开局势,可是从科学猜测的视点来看,现已成为不行忽视的要点领城;从长远看,石墨烯发明巨大的经济价值仅仅时间问题,谁首先抢占了商场的先机,谁就有或许分得石墨烯工业的榜首杯羹。
统计分析表明:我国废铝发展前景广阔
2019-01-14 14:52:56
统计分析表明,2003年世界再生铝在铝生产总量中的比例已达到22.4%。其中发达国家平均在35%以上,德国达50.7%、美国达52.0%、日本达100%。1992~2002年,西方国家铝总产量从2036万吨增至2546万吨,其中再生铝产量从547万吨增至786万吨,增长43.7%,增幅远高于原铝。2001年全球再生铝的人均消费量为2千克,美国为12.56千克,而我国只有1.02千克,仅为世界人均消费量的1/2。 从1989年开始,我国一直是铝废料的净进口国,2004年我国铝废料进口量高达119.6万吨。1989年以来的15年间,铝废料净进口年平均增长率达44%。在去年年末,业内资深人士就已经发出了"中国再生铝行业投资热引发隐忧"的警示。此间还不断有人提出:我们的资源在哪里?在如此强烈依靠进口资源的再生铝行业,随着一个个行业巨鳄的崛起,谁可能为我们提供充足的原料?国外铝废料资源在我国强劲的购买力支撑下,价格一再走高,我们低劳动力成本的优势还能走多远?另外,我国铝废料进口量的迅猛增加也是业内人士始料未及的,去年铝废料进口量创历史记录达到119.6万吨,比上一年增加了83.7%,比预测的进口量多了45万~50万吨。 扩大铝金属回收使用的规模到底有没有资源支撑?有关专家建议,眼光可以向内。有研究认为,从今年开始,我国废铝回收将进入高速增长阶段,预计年递增16%以上。 据介绍,截至2003年底,我国废铝积蓄量已达5320万吨,表明废铝资源是有保证的。当铝使用达到一定期限后,便开始进入回收期。我国铝制品的报废期大约为15年,废铝的回收率在75%左右。1990年,我国原铝消费总量约83万吨,废铝消费约25万吨,累计铝消费量达108万吨。15年后,也就是2005年,国内可回收废铝数量应在81万吨左右。另一方面,我国很多领域都已进入了更新换代周期,汽车、家电、电脑、手机,其每年的淘汰量相当大。同时,电力、电缆、机电设备、建筑、装修业的再生金属资源也与日俱增。据测算,2004~2010年我国废铝还可再积蓄约4300万吨。因此,我国废铝发展空间很大,前景十分广阔。
轻质碳酸钙的应用及其发展前景
2019-01-04 17:20:24
轻质碳酸钙的应用及其发展前景 轻质碳酸钙是以石灰石为原料, 用碳化法制得, 主要用于橡胶、塑料、造纸和涂料、油墨等工业中作填充剂, 并可用于牙粉、牙膏、化妆品等日用化工制品中, 还可以用于有机合成、冶金、玻璃和石棉生产中。轻质碳酸钙国内有生产企业300余家。据统计, 2002 年1-9 月, 全国生产轻质碳酸钙127. 14万吨, 表观消费量126. 83 万吨。目前国内超细钙生产企业尚未形成规模, 仅广东恩平化工有限公司、北京化工建材厂、湖南大乘资氮集团公司、上海华明高科技集团公司等企业生产超细钙, 年总产量在30 000吨左右。目前我国市场普通轻质碳酸钙的价格为500~650元/ t,活性轻质碳酸钙价格为800~ 1200元/ t, 油墨用超细轻质碳酸钙价格为1800~2000元/ t。轻质碳酸钙的价格应比同一细度的重质碳酸钙高一倍以上。目前橡胶行业是国内轻质碳酸钙的最大用户, 其用量占轻质碳酸钙总产量的40%左右。预计轻质碳酸钙在橡胶待业用量的增长率约10%。涂料、建筑等行业轻质碳酸钙的用量占总产量的30%左右。预计该行业消费轻质碳酸钙将增长14%左右。国内塑料市场中, 轻质碳酸钙用量占轻质碳酸钙总产量的15%左右。油墨、牙膏等行业轻质碳酸钙的用量占总量10%左右。造纸工业是国内碳酸钙最具开发潜力的应用领域。用轻质碳酸钙作造纸填料, 可提高纸制品白度和蔽光性, 可使造纸厂减少纸浆用量, 大幅降低生产成本。目前我国造纸用轻质碳酸钙用量占总产量的5%。在沿海开放地区, 许多新建、扩建的大中型造纸企业已采用中性工艺, 与之配套的轻质碳酸钙用量将随之稳定增长, 市场前景乐观。综观国内轻质碳酸钙市场, 以上海为中心的江浙沿海经济发达地区, 橡胶、塑料、油墨、造纸加工制品制造业水平较高, 对轻质碳酸钙的需求较大且质量要求高, 主要需求超细碳酸钙、超微细碳酸钙、造纸专用碳酸钙等高附加值碳酸钙。另外, 浙江杭州、宁波, 江苏苏州、镇江等地,广东深圳、东莞等地,塑料加工、玩具生产业发达, 对轻质碳酸钙需求较大, 主要是普通碳酸钙和活性碳酸钙,对橡胶用超细碳酸钙、油墨用超细碳酸钙也有一定的需求。我国是世界上碳酸钙资源和生产大国。目前, 我国碳酸钙工业生产能力达400万t/a, 但具有一定技术附加值的沉淀碳酸钙仅占7. 7%, 其中具有高附加值的品种不足总产能的0. 5%, 而国外纳米级超细碳酸钙已大规模工业化生产。近年来, 我国每年进口高档碳酸钙制品6~10万t, 市场潜力巨大。英国、西班牙、日本等国的碳酸钙生产商纷纷看好我国市场, 在广东、江苏、安徽、浙江等省相继建起一些年产2~5万t超细碳酸钙的独资或合资企业, 目前英国瓷土公司已在安徽建设了2万t/ a的造纸用超细碳酸钙生产厂, 并准备在宁波再建1套5万t/ a的生产装置。瑞士的有关公司也派专家来我国考察碳酸钙原料矿的情况, 探讨合作的可能性。超细碳酸钙(以下简称超细钙)是指粒径在0. 02~ 0. 1μm之间的碳酸钙, 与常规粉体材料相比在补强性、透明性、分散性、触变性和流平性等方面都显示出明显的优势。现在, 超细钙正朝着系列化、专用化、精细化、功能化方向发展。近年我国对纳米级超细活性碳酸钙的需求量预计每年以15%的增长率增长。我国塑料、油墨、特殊纸制品、轿车漆及橡胶几个主要行业对纳米碳酸钙有较大的需求量。
石墨烯发展的“天时地利人和”
2019-03-06 10:10:51
[导读] 我国石墨烯工业技能立异战略联盟树立后,不少人想知道,其终究有何独到之处?对此,联盟秘书长李义春以为,联盟为我国石墨烯工业展开备齐了有利地势有利地势人和。本年4月,国际闻名学术期刊《天然—材料》的主编给我国石墨烯工业技能立异战略联盟(cgia,简称“联盟”)致电约稿,理由是在中外石墨烯各种严重活动中频现的cgia,在促进中外石墨烯工业展开中起到了相当大的效果。联盟的李义春、萧小月、刘兆相等专家以“石墨烯商业化”为题,怅然撰写了联盟在石墨烯商业化道路上探究的专文。两三个月后,《天然—材料》将全文注销。那么,我国石墨烯工业技能立异战略联盟终究有何独到之处?记者近来为此采访了联盟秘书长李义春。
有利地势:时运所造成的贯穿中外自石墨烯“诞生”于欧洲,犹如一粒种子找到了孕育的温房。欧盟首先在2013年发动石墨烯旗舰方案,猛砸10亿欧元,随后发布石墨烯在13个要点使用范畴的科技路线图。尽管如此,各种高端研制的测验却一直“宅”在实验室,没有商业化的产品迈过商场门槛。这不免让政府和大众困惑,投入了大把银子的石墨烯到底有啥用?而欧洲研制者大有苦衷,没有实体经济、缺少强壮的制作业支撑,抱负变得越发骨感。业内人士指出:“没有量化出产,试验性材料将不会有生命力。”李义春说:“我国是国际制作业榜首大国,有着夯实的实体经济,具有全球榜首和第二条石墨烯规模化出产线,将石墨烯制作本钱从每克5000元降至3元,在石墨烯商业化使用方面处于国际引领位置。值得一提的是,上一年10月底国家主席出访英国观赏曼彻斯特大学国家石墨烯研讨院时,指出要进一步推进石墨烯等新式科技立异工业的国际协作。明显,中外各有所长,构成互补之势,时运所造成的,能够强强联手。而这之间特别需求交融贯穿。”对此,联盟提出我国石墨烯工业展开战略——全球并购、我国整合,搭建起全球性石墨烯工业促进渠道,即每年秋季举行全球石墨烯工业立异大会,其并非学术会议,而是针对石墨烯可使用的范畴设置数十场论坛,会聚全球尖端专家、知名厂商,针对商业化、工业方针洽谈协作。别的,在我国科协的辅导下,联盟还树立了“一带一路”国际协作渠道,分别在国内树立与英国、西班牙、意大利、韩国和瑞典的双边协作立异中心。
有利地势:引导方针适合布局关于“新材料之王”石墨烯,一些国家发布或赞助了一系列力促本国石墨烯技能及其使用的方案和项目。美国国家天然科学基金会和美国国防部高档研讨方案署展开了多个石墨烯研讨项目,要点布局石墨烯在超级电容器和下一代更小、更快电子器件等前沿方向的使用;日本政府自2007年开端对石墨烯技能开发项目的赞助;韩国政府积极支撑科研安排和公司展开石墨烯技能研制及商业化使用研讨。而石墨烯在我国展开的空气和态势很好。到2014年,国家天然科学基金委员会在石墨烯研制上共赞助6000万美元;2015年被称作“我国石墨烯工业的迸发元年”;石墨烯进入2016年《新材料工业“十三五”规划》几无悬念。李义春指出其动力源于:一是传统工业亟待转型晋级,石墨烯好像“工业味精”,少量增加就使一些材料的功能大为增强;二是我国迄今在全球宣布石墨烯相关论文和申请专利数量均居国际首位,石墨烯有望成为我国一项称霸国际的严重自主立异技能。可是,美中不足的是,我国在石墨烯范畴前期研讨投入方面落后于西方,需求政府加大出资力度,特别是一些颠覆性技能缺少精准支撑。为改变现状,联盟帮忙政府出台了一系列支撑石墨烯展开的相关方针;严厉选择有实力的、立异能力强和周边有工业根底的区域,树立了9个石墨烯立异基地,防止全国各地一哄而上的局势;在全国量体裁衣地布局,为地方政府树立石墨烯工业园区供给支撑,为在常州、无锡、青岛、唐山、德阳等地展开石墨烯工业奠定根底。
人和:提振决心广纳人才现在,全球越来越多的人把等待寄予我国,希望能出产令人眼前一亮的石墨烯产品,打造出一个巨大的获利工业,从而提振政府、出资人和大众的决心。为了完成石墨烯在新能源、电子信息、节能环保、生物医药等范畴的打破,联盟从2014年开端,每年安排2到3次厂商代表团遍访国外闻名的石墨烯研制安排,开掘引进最有使用远景的技能,带动工业展开。一起,经过引进十几个项目或以出资的方式招引国外顶尖科学家为科学参谋。如东旭光电在西班牙加泰罗尼亚纳米科学与纳米技能研讨所树立研制中心等。此外,联盟安排专业团队还发布年度《全球石墨烯工业研讨报告》,对内辅导石墨烯的展开方向,分析热门和工业价值;对外刻画我国的软实力和影响力,招引国内外同行的广泛重视。再有,现在国际上还没有权威安排拟定石墨烯职业的相关标准,联盟首先推进石墨烯国际标准的构成,旨在提高国际话语权。李义春说,一言以蔽之,联盟旨在让展开石墨烯的有利地势有利地势人和齐俱,以促进我国石墨烯工业有序、规范和健康展开,好像灯塔引领国际石墨烯商业化。
铝合金模板在建筑模板中的发展前景
2019-01-09 11:26:46
随着国民经济的持续发展,我国铝工业的生产和消费规模不断扩大,其生产量和消费量已经连续十年居世界靠前,其比重已经超过全球的一半以上。我国已经是全球较大的铝生产和消费国。铝工业已是我国国民经济的重要产业。 当前,我国铝行业正处于产业结构调整、产业布局转移、产业模式变化、产业组织重组的重要发展阶段。在这一系列的变化的同时,产能过剩矛盾及相关问题随之而来,并愈演愈烈,引起了各方面的关注。有关铝工业负面的声音开始增加,产业形象受到影响。因此,在推进化解过剩产能的同时,更要集聚行业力量,传达积极声音,推动和扩大铝的应用,充分发挥铝材料对可持续发展的积极作用,全面展现铝行业对建立资源节约型社会的独特贡献。 近年来,建筑领域铝消费受房地产行业影响,需求有所下降,扩大铝应用,是有效化解过剩产能的关键。在新型城镇化、生态文明建设和经济发展新常态的大背景下,节能减排显著的绿色铝合金模板在建筑中应用将大有可为。在我国建筑工程中使用较多的周转材料,现时以木质模板的多,随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视,人们便把眼光投向了金属铝合金模板。 铝合金模板是指按模数制作设计和挤压成型(词条“挤压成型”由行业大百科提供)的型材(词条“型材”由行业大百科提供)通过加工焊接与支撑系统和连接件三部分系统组成的具有完整的配套使用的通用配件。能组合拼装成不同尺寸的外型的整体模架,装配化、工业化施工的系统模板。 系统模板组成 1、铝面板 直接接触新浇砼的承力板,包括拼装板和加肋板。按使用部位可分为平面(包括柱、剪力墙、梁、楼板等)模板、阴阳角(词条“阴阳角”由行业大百科提供)模板、连接角模等。 2、支架 连接面板和支顶的构件。 3、连接件 面板与支顶的连接、面板自身的拼接、加固体系的连接及其零配件,包括锲片、螺栓(词条“螺栓”由行业大百科提供)、背楞、垫片、对拉螺栓等。 随着国民经济的持续发展,我国铝工业的生产和消费规模不断扩大,其生产量和消费量已经连续十年居世界靠前,其比重已经超过全球的一半以上。我国已经是全球较大的铝生产和消费国。铝工业已是我国国民经济的重要产业。 当前,我国铝行业正处于产业结构调整、产业布局转移、产业模式变化、产业组织重组的重要发展阶段。在这一系列的变化的同时,产能过剩矛盾及相关问题随之而来,并愈演愈烈,引起了各方面的关注。有关铝工业负面的声音开始增加,产业形象受到影响。因此,在推进化解过剩产能的同时,更要集聚行业力量,传达积极声音,推动和扩大铝的应用,充分发挥铝材料对可持续发展的积极作用,全面展现铝行业对建立资源节约型社会的独特贡献。 近年来,建筑领域铝消费受房地产行业影响,需求有所下降,扩大铝应用,是有效化解过剩产能的关键。在新型城镇化、生态文明建设和经济发展新常态的大背景下,节能减排显著的绿色铝合金模板在建筑中应用将大有可为。在我国建筑工程中使用较多的周转材料,现时以木质模板的多,随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视,人们便把眼光投向了金属铝合金模板。 铝合金模板是指按模数制作设计和挤压成型(词条“挤压成型”由行业大百科提供)的型材(词条“型材”由行业大百科提供)通过加工焊接与支撑系统和连接件三部分系统组成的具有完整的配套使用的通用配件。能组合拼装成不同尺寸的外型的整体模架,装配化、工业化施工的系统模板。 系统模板组成 1、铝面板 直接接触新浇砼的承力板,包括拼装板和加肋板。按使用部位可分为平面(包括柱、剪力墙、梁、楼板等)模板、阴阳角(词条“阴阳角”由行业大百科提供)模板、连接角模等。 2、支架 连接面板和支顶的构件。 3、连接件 面板与支顶的连接、面板自身的拼接、加固体系的连接及其零配件,包括锲片、螺栓(词条“螺栓”由行业大百科提供)、背楞、垫片、对拉螺栓等。
石墨烯在柔性锂离子电池中的应用及前景
2019-03-07 10:03:00
为了满意日益增长的对电子产品小型化、多样性和可变性的需求, 柔性可穿戴的便携式电子产品成为未来开展的趋势。近年来,可卷绕式显示屏的面世及电子衬衫和卷屏手机等柔性电子产品概念的提出,引发了科研作业者对柔性电子技能的研讨热潮。柔性电子技能行将带来新一轮电子技能,并将对社会生活方式及习气发生性影响。柔性电化学储能材料不只需求接受电池、电容器材料自身在电化学过程中引起的体积改变,一起还需求器材在机械变形条件下也可以正常作业。
石墨烯基柔性锂离子
电池材料开展现状
柔性锂离子电池是锂离子电池范畴的新式研讨方向之一, 现在仍处于试验室研讨阶段。开展柔性锂离子电池的首要困难在于怎么取得高功用的柔性电极极片。
石墨烯也具有很高的电导率和热导率、优异的电化学功用以及易功用化的表面, 一起简单加工构成柔性薄膜。因而,石墨烯被认为是一种极具潜力的先进柔性电化学储能材料。 石墨烯在可弯折柔性锂离子电池中的运用首要包含2个方面:
石墨烯作为导电增强相, 凭借高分子、纸、纺织布供给柔性骨架, 以进步柔性极片的电子导电特性, 取得复合导电基体, 并担载活性物质;
石墨烯或其复合材料直接作为柔性基体或柔性电极。石墨烯/柔性基体复合结构
石墨烯具有很高的电子电导率, 可选用喷涂、滋润、涂覆等不同办法, 将石墨烯附着于各类柔性基底上, 运用基底供给柔性支撑,供给力学功用,石墨烯供给导电网络, 构成了石墨烯/柔性基体复合结构。常见的基体材料, 如高分子、纸、纺织布等, 都可制备这种类型的电极。
Cheng研讨组运用大孔径和高孔隙率的滤纸作为过滤介质, 选用真空抽滤法, 以石墨烯涣散液作为滤液, 得到了石墨烯/纤维素复合纸。在抽滤过程中,石墨烯进入滤纸内部, 受纤维素纤维的毛细效果力和表面官能团的一起效果而结实结合在其表面, 而且持续堆积填充在由纤维素纤维构成的三维网状孔隙内,终究构成一种具有石墨烯和纤维素双相三维交错结构的石墨烯/纤维素复合结构。在这种双相三维交错结构中, 纤维素纤维作为柔性三维骨架,为复合结构供给了杰出的力学功用和离子传输通道。
石墨烯薄膜及复合材料的柔性基体
为了进步活性物质在柔性电极中的份额, 石墨烯薄膜也可直接充任负极运用。选用真空抽滤等办法, 已可很多制备石墨烯薄膜。另一方面,石墨烯具有特殊的二维层状结构和丰厚的表面官能团, 也使得石墨烯薄膜具有高的可弯折和力学特性。石墨烯柔性电极的功用表征
电化学测验首要包含半电池的电化学功用和动态条件下的全电池电化学功用测验等. 现在大部分柔性电极都是拼装成扣子式半电池进行电化学功用的研讨,一起在静态条件下对其拉伸、剪切、弯折强度进行测验。
Ruoff研讨组具体研讨了GO薄膜的制造及拉伸、曲折等力学行为。Kim等人用气相化学堆积法制备了高品质石墨烯薄膜, 将石墨烯转移到PET基底上并包覆一层聚二甲基硅氧烷(PDMS)进行力学功用测验,Cheng研讨组对石墨烯薄膜及石墨烯/纤维素复合纸进行了拉伸测验和重复弯折的试验。Cheng研讨组用泡沫Ni模板定向化学气相堆积制备了三维石墨烯泡沫,互连的网络状结构使其具有高的比表面积、高电导率和柔性。因石墨烯泡沫内存在褶皱和波纹。开展趋势猜测
综上所述, 柔性仍处于试验室研讨阶段, 现在首要会集在可弯折的柔性锂离子电池范畴。 得益于杰出的二维结构和力学特性,石墨烯有望作为柔性电极的中心材料得到广泛运用。虽然如此, 柔性电池依然处于开展的初期, 间隔实践运用仍有适当长的间隔。针对石墨烯柔性电极存在的首要问题,未来的开展方向可能会会集在以下几个方面:
柔性电极的力学功用增强及高可变形性,进步现有石墨烯复合柔性电极拉伸强度和抗弯折功用,解决方案可能将会集在:与碳纳米管复合、与聚合物或柔性基体复合、选用新式的电极结构规划。
具有自我修正才能的柔性电池;
快速充电才能的进步;
柔性电极制备新工艺的开发;
柔性锂离子电池器材拼装及规划。现在存在的问题首要包含:
(1) 电解质的优化改善;(2) 柔性封装材料的开展;(3) 极耳与石墨烯柔性极片的衔接。极耳是锂离子电池极片与外电路衔接的重要组成部分,传统锂离子电池中一般选用金属铝和镍作为极耳。因为柔性锂离子电池一般选用碳基极片。
总结
跟着柔性电子产品的开展, 柔性锂离子电池作为其要害部件之一也备受瞩目。虽然近年来, 柔性锂离子电池用电极材料制备技能现已取得了巨大发展,但柔性锂离子电池的功用仍远远达不到传统锂离子电池的水平, 远不能满意实践运用的需求。得益于杰出的二维结构和力学特性,石墨烯有望作为柔性电极的中心材料得到广泛运用石墨烯薄膜直接作为柔性基体可以下降电极的质量, 进步电池的全体能量密度, 因而将具有更宽广的开展前景。
石墨烯基础科研现状
2019-01-04 09:45:43
石墨烯从其诞生至今不过10年光景。2004年为石墨烯科学研究的萌芽阶段,随后即进入快速成长阶段;从2008年开始,尤其是在2010年石墨烯发明者获得了诺贝尔奖之后,关于石墨烯的基础科研工作开展得如火如荼。
下文从专利分布、研究机构分布、研究领域分布和主要研究成果等方面梳理目前石墨烯的基础科研动向。
一、专利分布
目前全球共有超过200个机构和1000多名研究人员从事石墨烯技术的开发和研究,其中包括三星、IBM等科技巨头。我们通过最近几年的专利申请情况对目前石墨烯的研究进展进行概览。从专利申请总量来看,2010年以来全球石墨烯专利申请总量呈爆发式增长;2012年全球石墨烯专利申请量已经达到3500个,可见目前全球范围内正在掀起石墨烯研究与开发的高潮。
从石墨烯专利申请国别分布来看,2013年全球石墨烯专利申请量最大的是中国,其次为美国、韩国和日本。在石墨烯相关论文方面,欧盟排名第一,2013年共发表了7800篇论文;就国别而论,依然是中国排名第一,共发表了6649篇论文。
总体而言,目前中国已经处在石墨烯研究的前沿阵地;但是,从研究深度和创新性而言,非常核心的技术和创新性技术中国仍未掌握。二、研究机构分布
从事石墨烯研究的机构比较广泛,包括学术研究机构、企业、个人和政府层面。比较普遍的研究模式是学术研究机构与企业的合作,例如韩国三星与韩国成均馆大学合作对石墨烯的制备基础方法和应用开展研究。
从研究机构专利数量口径看,在前十名中,有4家机构来自韩国,4家来自中国,2家来自美国。并且,6家机构都是科研院所或独立科研机构,4家为企业。其中,专利数量最多的是韩国三星电子,其专利申请数量为210个,占全球总量的7.3%,其研究范围涵盖了石墨烯制备方法和在显示屏、锂电池领域的应用;其次为韩国成均馆大学、浙江大学、IBM、清华大学等。三、研究领域分布
从石墨烯研究领域分布看,全球研究热点主要在材料的导电性、导热性、石墨烯的制备研究、纳米材料研究等。
中国石墨烯研究热点主要分布石墨烯纳米复合材料、石墨烯制备、石墨烯电极等方向。我们统计了前20位主要研究机构的重点研究领域,发现研究热点分布于:(1)复合材料;(2)碳纳米管;(3)电容器;(4)传感器;(5)晶体管;(6)透明电极;(7)锂电池;(8)燃料电池。上述研究大多属于石墨烯应用,而关于石墨烯的制备改进工艺或者大规模量产石墨烯的基础研究非常少。
四、最新研究成果
在石墨烯制备方面,最新的研究成果是在生成单晶石墨烯的方法上,目前有两种方法已经能获得直径约为1mm的单晶石墨烯和直径为25px的单晶石墨烯,但是这两种方法各有优劣。
在石墨烯应用方面,最新的研究成果包括把作为光敏元件(PD)的光增益提高到了原来的约1000倍、提高柔性湿度传感器的响应时间等。在锂电池、半导体、传感器、无线通讯、电容器、电子元件、海水淡化等多个领域都有重大突破。
在众多最新研究成果中,属于中国研究机构的成果依然稀少,印证了前文中我们提到的,虽然中国在专利申请和论文发表方面在国际领先,但是在真正的研究前沿方面距离美国、日本和韩国等国家仍有一定差距。
2015年我国磷矿石行业发展前景分析及转型出路
2019-03-08 09:05:26
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磷矿在工业上的使用已有一百多年的前史。用于医药、食物、火柴、染料、制糖、陶瓷、国防等工业部门。磷矿又是重要的化工矿藏质料。部分磷矿用于制取纯磷(、)和化工质料,少数用作动物饲料。磷矿资源深加工远景宽广,全世界磷化工初级及其终端产品多达数千种。磷化工,彻底有条件打造成一项资源型支柱工业。
可是多年来,我国磷矿资源职业,一向短少一个强壮的磷化工工业与之相匹配。小而散、实力不强,跟着关于磷矿资源和磷化工工业一系列办理和开展决议计划出台,前史给了这个工业一次可贵的机会。
磷矿石首要用于出产磷肥,近年来磷肥产值增加敏捷,全球磷矿石资源储量不断削减。而现在我国可挖掘的保有磷矿资源储量只要21.11亿吨,其间,档次大于30%的富矿仅占一半左右,以现在的挖掘速度大约20年左右就能挖掘完。
此次国家方针的出台传递出一个显着的信号是,国家越来越注重磷矿资源。而在国家规划出台之前,有些地方政府就现已出台了相关方针规范磷矿的挖掘。更多最新磷矿石职业远景分析信息请查阅我国陈述大厅发布的《2015-2020年我国磷矿石职业开展远景猜测陈述》。
与之相对应,磷矿石的报价也继续上涨。数据计算显现,磷矿石报价较去年同期涨幅在15%左右。在方针收紧与本钱上涨的两层压力下,为处理质料对外依靠与下降本钱,化肥厂商纷繁向上游磷矿延伸。
转型出路
依据磷化工“十二五”规划,未来要着力培养1—3家供应收入超越100亿元、具有较强职业影响力的跨区域大型磷化工厂商。方针支撑的整合使得磷资源的持有会呈现一家或几家独大的局势。资源为王”的主意将跟着磷资源的日益干涸深化各方实力,磷矿的抢夺必将愈演愈烈。
未来缺少质料优势、运营本钱高的复合肥厂商,竞争力将不断下降,最终将被筛选和吞并。因为资金投入相对较少,且准入门槛较低,我国复合肥工业开展敏捷,现在挂号在册的相关厂商现已多达4000家。可是区域散布极不平衡,整体呈现出小而散、产能不会集的特色。
大厂商有实力去抢夺磷矿资源,那么中小厂商的出路安在?《磷复肥职业“十二五”开展思路》鼓舞中小型磷肥厂商由出产根底肥料向肥料二次加工,出产专用肥、配方肥搬运,鼓舞有条件的中小厂商依据自己优势向出产专、新、特、精的肥料方向开展。
除此之外,开展精细化工等下流工业链也是转型方向之一。没有实力获取磷矿资源的磷肥厂商,应该趁早进行产品结构的调整,不然就是等死。中小厂商是没有才能抢占矿山或许引起大厂商合作开发矿山爱好的。在船小好调头的前提下,只能适应商场。
解析铝合金模板在建筑模板中的发展前景
2019-01-09 11:26:49
随着国民经济的持续发展,我国铝工业的生产和消费规模不断扩大,其生产量和消费量已经连续十年居世界靠前,其比重已经超过全球的一半以上。我国已经是全球较大的铝生产和消费国。铝工业已是我国国民经济的重要产业。当前,我国铝行业正处于产业结构调整、产业布局转移、产业模式变化、产业组织重组的重要发展阶段。在这一系列的变化的同时,产能过剩矛盾及相关问题随之而来,并愈演愈烈,引起了各方面的关注。有关铝工业负面的声音开始增加,产业形象受到影响。因此,在推进化解过剩产能的同时,更要集聚行业力量,传达积极声音,推动和扩大铝的应用,充分发挥铝材料对可持续发展的积极作用,全面展现铝行业对建立资源节约型社会的独特贡献。 近年来,建筑领域铝消费受房地产行业影响,需求有所下降,扩大铝应用,是有效化解过剩产能的关键。在新型城镇化、生态文明建设和经济发展新常态的大背景下,节能减排显著的绿色铝合金模板在建筑中应用将大有可为。在我国建筑工程中使用较多的周转材料,现时以建筑模板的多,随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视,人们便把眼光投向了金属铝合金模板。铝合金模板是指按模数制作设计和挤压成型的型材通过加工焊接与支撑系统和连接件三部分系统组成的具有完整的配套使用的通用配件。能组合拼装成不同尺寸的外型的整体模架,装配化、工业化施工的系统模板。 系统模板组成 1、铝面板 直接接触新浇砼的承力板,包括拼装板和加肋板。按使用部位可分为平面模板、阴阳角模板、连接角模等。 解析铝合金模板在建筑模板中的发展前景 来源:网络发布时间:2016-7-2018:37 随着国民经济的持续发展,我国铝工业的生产和消费规模不断扩大,其生产量和消费量已经连续十年居世界靠前,其比重已经超过全球的一半以上。我国已经是全球较大的铝生产和消费国。铝工业已是我国国民经济的重要产业。当前,我国铝行业正处于产业结构调整、产业布局转移、产业模式变化、产业组织重组的重要发展阶段。在这一系列的变化的同时,产能过剩矛盾及相关问题随之而来,并愈演愈烈,引起了各方面的关注。有关铝工业负面的声音开始增加,产业形象受到影响。因此,在推进化解过剩产能的同时,更要集聚行业力量,传达积极声音,推动和扩大铝的应用,充分发挥铝材料对可持续发展的积极作用,全面展现铝行业对建立资源节约型社会的独特贡献。 近年来,建筑领域铝消费受房地产行业影响,需求有所下降,扩大铝应用,是有效化解过剩产能的关键。在新型城镇化、生态文明建设和经济发展新常态的大背景下,节能减排显著的绿色铝合金模板在建筑中应用将大有可为。在我国建筑工程中使用较多的周转材料,现时以建筑模板的多,随着我国倡导的低碳、节能越来越被社会所重视,人们便把眼光投向了金属铝合金模板。铝合金模板是指按模数制作设计和挤压成型的型材通过加工焊接与支撑系统和连接件三部分系统组成的具有完整的配套使用的通用配件。能组合拼装成不同尺寸的外型的整体模架,装配化、工业化施工的系统模板。 系统模板组成 1、铝面板 直接接触新浇砼的承力板,包括拼装板和加肋板。按使用部位可分为平面模板、阴阳角模板、连接角模等。 2、支架 连接面板和支顶的构件。 3、连接件 面板与支顶的连接、面板自身的拼接、加固体系的连接及其零配件,包括锲片、螺栓、背楞、垫片、对拉螺栓等。