Ⅰ 重晶石礦的重晶石質量標准要求
重晶石產品根據其用途,有不同的規格及質量要求。
石油鑽井用重晶石粉 我國油田鑽井用重晶石粉的質量要求列於表4
表4石油鑽井用重晶石粉的質量要求 項 目 指 標 備 注 密度,g/cm ≥4.2 細度,—200目%
—325目% ≥97
≥85~90 水溶物,% ≤0.1 粘土效應,Pa·s ≤0.125 加1%石膏前後的視粘度 硫酸鋇含量,% ≥90 重晶石粉的國家標准已制定,水溶性鹽(按鈣計算)不大於250PPm;200目篩餘量不大於3%,325目篩餘量不大於5%。
化工用重晶石 化工用重晶石分為三級,要求的指標是:BaSO4、SiO2、Fe2O3、Al2O3和水溶性鹽的含量,詳見表5。
表5化工用重晶石的品級劃分 品 級 指 標, % BaSO4 SiO2 Fe2O3 Al2O3 水溶性鹽 Ⅰ級 95 < 1.5 < 0.5 < 1 < 0.3 Ⅱ級 90 < 2.5 < 1.5 < 2 < 1.0 Ⅲ級 85 < 2.5 < 1.5 < 2 < 1.0 其它部門用重晶石粉 油漆、橡膠填料、普通玻璃、鋅鋇白生產用重晶石粉的質量要求列於表6。
表6油漆等用重晶石粉的質量要求 用 途 要求指標 備 注 BaSO4,% CaCO3,% Fe2O3,% 通過粒度,目 油漆 90~95 0.05 < 325 要求潔白度高 橡膠填料 > 98 < 0.36 微量 <325 不允許含有Mn、Cu、Pb雜質 普通玻璃 > 96 < 0.1 < 0.2 60 SiO2<1.5%,Al2O<0.15% 生產鋅鋇白 95~98 < 1 SiO2<1%,Al2O3越少越好 國際貿易產品品級 在國際貿易中,一般根據不同用途將重晶石分為三個品級,詳見表7。
表7國際貿易產品品級 級別 要 求 指 標 鑽井級 密度≥4.2g/cm,BaSO4≥92%,200目篩餘量小於3%,325目篩餘量小於5% 化工級 BaSO4 > 95%,Fe2O3和SrSO4含量不超過1%,氧化硅和氧化鈣只允許有微量 油漆級 潔白度高,細度至少通過325目
Ⅱ 高性能重晶石基復合導電粉末的制備技術與應用
楊華明 胡岳華 張慧慧
(中南大學資源生物學院,湖南長沙 410083)
摘要 以重晶石粉為基體,用化學共沉澱技術表麵包覆摻雜的錫氧化物制備復合導電粉末。 採用正交實驗設計方法,確定了復合導電粉末制備的優化條件,製得平均粒徑為4.3μm、電阻率為8.1Ω·cm的復合導電粉末。研究了導電粉末用量對塗層電阻率的影響,當粉末添加量在20%~45%時,所制備導電塗料的電阻率僅為10Ω·cm。導電塗料對於頻率小於100MHz的電磁波可以達到中等屏蔽值(40 dB),可應用於手機、筆記本電腦、電子醫療設備和軍事設施等領域的抗電磁波干擾。探討了導電粉末在導電塗料中的導電網路及賦存狀態,認為導電粉末在塗料中的良好分散性並形成網路結構是確保塗料導電性的關鍵。
關鍵詞 超細重晶石粉;復合導電粉末;摻雜;導電塗料;屏蔽特性
第一作者簡介:楊華明,男,38歲,浙江省紹興市人,博士、教授、博士生導師,主要研究領域為礦物資源精加工、功能礦物材料和無機非金屬材料。電話:0731-8830549;E-mail:[email protected]。
一、前言
導電粉末已廣泛用於電子電器、航空航天、軍事、電磁屏蔽和抗靜電等領域,傳統的導電粉末有金屬粉末、炭黑、石墨、碳纖維、金屬纖維和金屬氧化物等。其中,金屬粉末價格較貴,易氧化而降低導電性能;金屬纖維混合分散不均,加工過程中易折斷和發生取向,只用於導電性能要求特別好的電磁波屏蔽等場合;石墨所需的添加量較大(wB=30%),使製品的性能變脆;碳纖維價格昂貴;金屬氧化物粉末的導電性能較差;實際應用較多的是炭黑,盡管炭黑能賦予材料優良的導電性能,但是其色彩單一、著色性差的缺點很難滿足不同領域和用戶的要求。一般用於導電材料的導電粉末,要求其電阻率小於10Ω·cm。通過某些物理化學處理,把價格低廉的天然礦物加工成復合導電粉末,將促進導電復合材料的發展,也為礦物的高附加值開發提供一條新的途徑。本文以重晶石粉為基體、採用化學共沉澱技術來制備復合導電粉末,並應用正交實驗方法優化制備工藝。
二、實驗方法
將重晶石礦物原料進行提純、分級、粉碎,採用攪拌球磨機,以φ30mm的ZrO2球作介質,細磨得到不同粒徑的超細重晶石粉。所用試劑四氯化錫(SnCl4·5H2O)、三氯化銻(SbCl3)、氫氧化鈉和鹽酸均為分析純。激光法測粉體的粒度,白度儀測粉體的白度。
導電粉末制備的基本過程:取適量的超細重晶石粉置於一個500 mL的燒杯中,加蒸餾水(固體濃度為40%)攪拌,加熱到設定的溫度,將按比例配好的SnCl4/SbCl3鹽酸溶液和40%左右的NaOH溶液分別均勻滴加,並使其維持在相應的pH值。滴定應控制在15~20 min內完成,繼續攪拌10 min。取出燒杯後靜置20~30 min,經過濾、蒸餾水多次洗滌,並除去游離的Cl-(可用AgNO3溶液檢驗至無白色沉澱生成)。濾餅經烘乾、研磨成粉末,再置於瓷舟中在設定溫度下焙燒30 min,冷卻即可。
粉末電阻率測試:將粉末裝入有機玻璃模子中,用電阻測定儀測量粉末電阻R,再由公式ρ=R×A/H[式中ρ為粉末電阻率(Ω·cm),R為實測電阻值(Ω),A為粉末柱橫截面積(cm2),H為粉末柱高度(cm),本實驗中A=0.915 cm2],計算得到粉末的電阻率ρ。
使用的儀器設備為:ZJM-20攪拌球磨機,DT890A型電阻測定儀(0~200 MΩ),5-12型箱式電阻爐,Hydro-2000MU粉末粒度分析儀(Malverm公司),Autosorb-Ⅰ型比表面積測定儀和WSD-Ⅲ型白度儀。
根據以前的相關研究結果,影響導電粉末電阻率的主要因素有SnCl4·5H2O/SbCl3摩爾比、水解pH值、SnCl4·5H2O用量、水解溫度和焙燒溫度。本文採用正交實驗設計:5 因素、4 水平的正交表L16(45)見表1。
表1 正交實驗的因素及水平
三、復合導電粉末的制備
(一)正交實驗結果
按照表1設定的條件進行實驗研究,計算所得的粉末電阻率ρ見表2。
圖7 屏蔽塗層的屏蔽效應
採用本項目研製的高性能復合導電粉末,通過考察其用量對塗層電阻率的影響(圖6),塗層電阻率用ACL 385型電阻率測試儀檢測。當粉末添加量在20%~45%時,所制備的丙烯酸屏蔽塗料塗層的電阻率小於10Ω·cm,而純丙烯酸塗料電阻率大於105Ω·cm。
根據Schelunoff理論,屏蔽效應的總和S為
中國非金屬礦業
當復合導電粉末(ρ電阻率)的用量為20%、塗層厚度(t)為40μm時,屏蔽塗料的效果與頻率(f)的關系見圖7,這種塗層對於頻率小於100 MHz 的電磁波可以達到較好的屏蔽值(35~40 dB),可應用於手機、筆記本電腦、電子醫療設備、電子計量等電子產品的抗電磁波干擾。
Preparation and Application of Advanced Barite-matrix Composite Conctive Powders
Yang Huaming,Hu Yuehua,Zhang Huihui
(School of Resources Processing and Bioengineering,Central South University,Changsha 410083,China)
Absract:Barite-matrix composite conctive powder coated with antimony-doped tin oxide(Sb-SnO2/BaSO4,SSB) has been successfully prepared by chemical co-precipitation technology.The optimum processing parameters of preparing composite conctive powder are determined by orthographic method.The conctive powder with 4.1μm of average particle diameter and 8.1Ω·cm of volumetric electric resistivity is prepared under the optimum parameters.Effect of SSB percentage on resistivity of coated layer was investigated.The resistivity of acrylic acid paint was only 10Ω·cm when percentage of SSB reaches 20%~45%,which indicates interesting application potential in several fields.Conctive paint with SSB as filler shows excellent shield value(40dB) to electromagnetic waves of less than 100MHz.It can be widely applied in the fields of mobile phone,notebook PC,medical facility,electronic measuring apparatus and military establishments for antijamming of electromagnetic waves.Conctive network and condition of conctive powder in conctive paint were primarily discussed,it is indicated that well dispersion and network formation of conctive powder in paint is the key to keep better conctive property of paint.
Key words:ultrafine barite powder,composite conctive powder,doping,conctive paint,shield property.
Ⅲ 重晶石粉目數怎麼檢測
稱100克重晶石粉,用負200及325目篩子過篩後稱篩上量,100減去篩上量就是目數所佔比例
Ⅳ 重晶石的提純技術
隨著優質、單一型重晶石礦日益枯竭,我國目前絕大部分重晶石礦品位低,與其他金屬礦、非金屬礦緊密伴生,直接影響其在工業上的利用價值。作鑽井泥漿用的重晶石加重劑一般細度要求達到-0.056mm以上,密度>4.2g/cm,品位>95%,可溶性鹽類含量98%,CaO含量<0.36%,且不許含有氧化鎂、鉛等有害成分。不同用途的重晶石對重晶石的純度、白度、雜質含量的要求不同。1.1物理提純重晶石的物理提純方法主要有:手選、重選、磁選。手選的主要依據是重晶石與伴生礦的顏色和密度的區別。原礦經過粗碎後,重晶石礦物與脈石礦物能夠有效解離,手選可以選出塊狀的重晶石。如廣西象州潘村礦,用手選法可以得到粒度在30~150mm,BaSO4含量>92%的富礦。手選法簡單方便易行,對設備依賴低,成本小,但對礦石要求高並且生產效率低,對資源造成極大浪費。重選是根據重晶石與伴生礦物的密度差別進行提純。原礦經破碎、磨礦至一定粒級進入重選設備進行分選從而將脈石剔除。湖南衡南重晶石礦重選後的硫酸鋇含量達92%以上,手選尾礦經重選後可以得到硫酸鋇含量達84.50%的重選精礦。磁選是利用不同礦石之間磁性的差異,在磁力的作用下進行選別的方法。磁選主要來除掉一些具有磁性氧化鐵類礦物如菱鐵礦,通常與重選聯合使用,以降低重晶石精礦中鐵的含量。1.2化學提純1.2.1浮選法提純隨著高品位易選重晶石礦的不斷開發利用,急待加大對低品位重晶石礦開發研究的力度。重晶石常與螢石、方解石、石英等礦物緊密伴生,品位低、嵌布粒度細、成分復雜,傳統重選工藝難以使其有效分離。浮選可以適應各種復雜嵌布類型的重晶石,因而成為現階段重晶石選別的主要方法。捕收劑是決定重晶石礦物能否有效分離的關鍵,常用的捕收劑根據吸附形式可以分為三種:①以化學吸附為主的陰離子捕收劑;②以物理吸附為主的陽離子捕收劑;③介於兩者之間的兩性捕收劑。根據重晶石與螢石的分離過程可分為兩種:一種是抑制重晶石浮選螢石;另一種是抑制螢石浮選重晶石。喻福濤等採用油酸鈉作為螢石捕收劑,YZ-4栲膠與水玻璃、硫酸鋁組合作抑制劑,抑制重晶石浮選螢石,最終獲得了CaF2品位為96.81%、回收率為92.44%的螢石精礦和BaSO4品位為91.36%、回收率為86.75%的重晶石精礦,實現了螢石與重晶石的高效分離。李名鳳用十二烷基磺酸鈉為捕收劑,硅酸鈉與檸檬酸作螢石抑制劑,採用抑制螢石浮選重晶石方案,最終得到BaSO4品位為93.28%,回收率為94.06%的重晶石精礦。1.2.2煅燒提純礦物煅燒過程表現為受熱離解為一種組成更簡單的礦物或礦物本身發生晶型轉變,由一種固相熱解為另一種固相和氣相的物理變化過程。由於重晶石礦物在成床過程中混入Fe2O3、TiO2、有機質等雜質,這些雜質會使重晶石發灰、發綠及發青等,從而影響重晶石的純度和白度,嚴重降低重晶石的使用價值。煅燒可使有機質揮發,煅燒除雜主要適用於去除能夠在高溫下吸熱分解或揮發的雜質。雷紹民等將用硫酸酸洗後的重晶石礦粉在850℃煅燒2h,白度可由88.19%提高到90.64%;在950℃煅燒2h後,白度可達93.5%。1.2.3浸出提純浸出提純主要是用於除掉重晶石中的碳及有色雜質。它們的存在影響重晶石精礦的白度及應用前景。除掉這些雜質的主要方法有:酸浸法、氧化—還原法、有機酸絡合法。酸浸法是利用酸與礦物中的雜質金屬或金屬氧化物進行反應,生成可溶於水或稀酸的化合物,經洗滌過濾,將可溶物去除,可以達到提純的目的。雷紹明等將湖北某重晶石礦經過濃硫酸浸出後,可以使重晶石粉的白度從84.10%提高到88.60%。氧化—還原法首先加入氧化劑使礦物中伴生的金屬化合物溶解,並氧化重晶石中的致色有機物,再加入還原劑將Fe還原成Fe,使其溶解,達到除雜增白、提高礦物品位的目的。有機酸絡合法是在除鐵過程中添加有機酸如EDTA、抗壞血酸、檸檬酸、草酸等,這類酸能溶解鐵氧化物,並形成絡合物,達到很好的除鐵效果。李雪琴等在硫酸(1.6mol/L)酸浸重晶石中,添加草酸絡合溶解出的Fe,可以將礦石中的主要致色物Fe除去。重晶石經過基本提純後可以滿足生產初級鋇鹽的要求,但部分精細和專用化產品仍無法生產,還需依賴進口。需要對重晶石的開發做進一步探索。
Ⅳ 化工產品SGS都包括哪些檢測項目
SGS能針對各種液體和氣體的石油化工產
品進行數量和質量的檢驗。同時,通過
實驗室外包,添加劑和油品調和服務,
來幫助企業優化內部資源,提高質控能
力和產品的附加值,從而為企業帶來更
強的生命力和競爭力。SGS還涉足上游的
發展,地層原油高壓物性分析移動實驗
室就成功地解決了石油開采中的測試服
務難題。而安全審核及公路巡檢服務,
又為客戶的高速發展保駕護航,塑造了
企業安全和關愛社會的形象。
Ⅵ 請問一下重晶石的API標準是什麼,非常緊急
3 , 晶石粉
3. 1 概述
3.1.1 重晶石粉是用含硫酸鋇的商業礦石生產的,生產廠家應保存商業重晶石粉的分析和類似文件的
證書。它可以是單一礦石,也可以是混合礦石:可以是直接開采出的產品,也可以用各種增效方法如洗
選、搖床、淘汰或浮選的產品。除了硫酸鋇外,還有其他附帶礦物。由於這些礦物的存在,使得商業重晶
石粉的顏色變化各異,從灰白到灰色、紅色或棕色。常見的附帶礦物有石英、隧石等硅酸鹽及菱鐵礦和白
雲岩等,以及金屬氧化物和硫化物。盡管這些礦物在通常情況下是不溶解的,但在某種情況下,它可以和
某些鑽井液中的其他成分發生反應而對鑽井液性能產生不良影響。
3.1.2 按本標准提供的重晶石粉應符合表1中規定的技術指標。
表 1 重 晶 石 粉 技 術 指 標
性能指標
密度/(g/cm') 4. 20
水溶性鹼土金屬(以鈣計)/(mg/kg) 成250
75 )+m篩余物質量分數l%(m/m) 3.0
小於6(am顆粒/%(m/m) 夏3O
Ⅶ 重晶石(Barite)
一、概述
重晶石和毒重石都是含鋇的礦物。重晶石的化學式為Ba[SO4],常含鍶和鈣。重晶石化學性質穩定,不溶於水和鹽酸,無磁性和毒性。重晶石的主要性質見表3-8-1。
表3-8-1重晶石礦物的主要性質
重晶石礦床按成因可分為熱液型、沉積型、殘積型三種類型。在熱液型礦床中以單礦物重晶石礦床和石英-重晶石礦床較常見,質量較好,規模也大;硫化物-重晶石礦床分布普遍,一般規模不大,河南汲縣重晶石礦屬熱液型。沉積型礦床在我國佔有重要地位,著名的貴州天柱重晶石礦就是沉積型礦床,層位固定,規模大,品位穩定,礦石組構簡單。殘積型礦床的礦石結構構造疏鬆,品位低且變化大。
根據礦床成因類型,我國重晶石礦石可分為四類(表3-8-2)。
表3-8-2重晶石的礦石類型和特點
我國目前執行的重晶石開採的一般工業要求如下:①開采方式露天,可采厚度≥1m;②邊界品位(BaSO4)30%,夾石剔除厚度≥1m;③工業品位(BaSO4)50%。
我國重晶石礦產資源極為豐富,且大部分為沉積型礦床,質優量大,在國際市場上佔有舉足輕重的地位,開發應用及綜合利用的潛力很大。
二、重晶石的主要用途及質量標准
重晶石主要用於石油、化工、油漆、填料等工業部門。其最大的工業用途是作為石油和天然氣鑽井泥漿加重劑,其次是製造各種鋇化工產品,如碳酸鋇、硫酸鋇、氧化鋇、鋅鋇白(立德粉)的原料。主要用途見表3-8-3。
表3-8-3重晶石的主要用途
重晶石的主要生產國有中國、美國、印度等國。重晶石的主要市場是石油工業和化學工業。石油工業比較發達的國家,重晶石產量的50%以上用於石油和地質鑽探。美國是世界上最大的重晶石消費國,90%的重晶石用於鑽井泥漿加重劑。我國年產重晶石已達230多萬t,年出口量在100萬t以上,主要銷往美國。
我國重晶石產品根據其用途,有不同的規格和質量要求,見表3.8.4~表3-8-7。
表3-8-4石油鑽井用重晶石粉的質量要求
表3-8-5化工用重晶石的品級劃分
表3-8-6油漆等用重晶石粉的質量要求
表3-8-7國際貿易產品品級
重晶石粉的國家標准規定水溶性鹽(按鈣計算)不大於250×10-6;74μm篩餘量不大於3%,43μm篩餘量不大於5%。
三、重晶石礦石的選礦
重晶石選礦方法的選擇受礦石類型、原礦性質、礦山規模以及用途等的影響。目前採用的主要選礦方法見表3-8-8。
表3-8-8重晶石的主要選礦加工方法
一般殘積型礦床的重晶石礦石可選性較好,用重選方法便可選別,即經洗礦、破碎、篩分後用跳汰或其他重選方法選出重晶石精礦。
對於層狀和熱液型礦床的重晶石礦石,除用重選方法外,還需再採用浮選方法,尤其是當重晶石與方鉛礦、閃鋅礦、黃鐵礦等硫化物以及螢石、方解石等共生時,只有用浮選方法才能有效地達到分選目的。其原則工藝流程是:礦石破碎篩分,磨礦分級,硫化礦物浮選,重晶石浮選,螢石浮選,分別獲得鉛精礦、鋅精礦、重晶石精礦和螢石精礦。浮選重晶石的捕收劑一般為陽離子脂肪酸鹽、石油磺酸鹽、烷基磺酸鹽等。調整劑通常為碳酸鈉(抑制石英、方解石和螢石並調節礦漿pH值),水玻璃(抑制石英)、檸檬酸和氯化鋇(抑制螢石和脈石礦物)等。浮選礦漿pH值一般為中性或弱鹼性。採用重-浮流程一般為:礦石破碎篩分,跳汰選,跳汰精礦磨礦分級,溢流浮選。
有時採用反浮選,通常是浮選重金屬硫化物,槽內富集重晶石。
與方鉛礦或閃鋅礦和螢石伴生的重晶石礦的浮選流程見圖3-8-1。
圖3-8-1與方鉛礦或閃鋅礦和螢石伴生的重晶石礦的浮選流程
原蘇聯薩拉伊爾斯克重晶石選礦廠採用的是反浮選法,入選物料是方鉛礦、閃鋅礦浮選後的尾礦。該尾礦中除重晶石外還含有黃鐵礦、片岩、碳酸鹽和石英等。原礦含BaSO460%~65%,SiO225%~30%,入選粒度為-40μm佔62%,流程見圖3-8-2。
圖3-8-2薩拉伊爾斯克選礦廠的重晶石浮選流程
加拿大德伯特(Debert)重晶石選礦廠的產品為醫葯級重晶石。將BaSO4含量為40%~50%的重晶石原礦破碎至-15mm,棒磨機磨至-300μm,然後用濕式搖床選別。用瓊斯濕式強磁選機除去搖床精礦中的菱鎂礦,用鹽酸除去非磁性部分中的殘留鐵和酸溶礦物。中和後的渣再經搖床精選,獲得BaSO4含量為98%的精礦,再用攪拌式磨機濕法細磨至-2μm,細磨後的產品噴霧乾燥,包裝。其工藝流程見圖3-8-3。
圖3-8-3德伯特選礦廠醫葯級重晶石產品生產工藝流程
四、重晶石的深加工
1.增白和超細粉碎
作為填料用的重晶石粉,對其白度有一定的要求,最低應大於85%;如果用來替代鈦白粉和沉澱硫酸鋇,其白度應在92%以上。影響重晶石白度的雜質元素有碳、鐵、錳、釩、鎳等。碳可以用煅燒方法除去,鐵、錳、釩、鎳等雜質元素可用酸洗及還原方法除去。增白的技術關鍵是煅燒溫度和時間的掌握,酸洗還原中酸的濃度及加熱條件和還原劑加入量的掌握。
超細粉碎一般採用濕式攪拌磨、振動磨、氣流磨等設備,將重晶石粉碎到所需要的粒度。
我國隨州重晶石粉廠的增白和超細粉碎工藝流程見圖3-8-4,產品質量見表3-8-9。
圖3-8-4重晶石增白、超細磨工藝流程
表3-8-9重晶石增白產品性能與國際標准產品對照
當重晶石粉中含有較多的螢石時,如果用硫酸處理達到增白目的,在反應釜中發生以下化學反應:
河南省非金屬礦產開發利用指南
CaSO4夾雜在BaSO4中,導致產品質量下降。更嚴重的是生成的氫氟酸,在酸性的加熱環境中,可以與反應釜表面的搪玻璃鍍層發生如下反應:
河南省非金屬礦產開發利用指南
導致鐵質反應釜裸露並迅速被腐蝕,造成經濟損失和生產不安全。
中國地質大學武漢管理幹部學院范蔚全、王作霖提出用工業硼酸作絡合劑,使在反應中無活性HF生成,搪玻璃得到了保護。並將原來使用濃度較大的H2SO4改為稀HCl,能有效溶出CaCO3和MgCO3等雜質。用硼酸作絡合劑反應如下:
河南省非金屬礦產開發利用指南
BF3為路易士酸,在溶液中可離解出質子:
河南省非金屬礦產開發利用指南
這里M代表二價金屬陽離子(Ca2+、Mg2+、Fe2+等)。
該工藝經工業試車獲得的產品指標見表3-8-10。
表3-8-10增白重晶石微粉的技術指標
2.重晶石導電填料的制備
重晶石微粉(-325目)經硬脂酸(鹽)表面改性劑處理後,可作為橡膠、塑料的填料。大多數高分子材料如塑料,具有優異的加工性能和絕緣性,被廣泛用作電子儀器儀表的殼體及太空梭和導彈的表面塗裝材料。這些絕緣性高分子材料的表面受到摩擦或撞擊時,很容易產生和積累靜電,當靜電積累到一定程度時,就會產生靜電放電而造成惡性事件。導電填料作為一種特殊的功能性填料,可導除聚合物表面的靜電,屏蔽電磁波。
重晶石是一種天然的白色體質顏料,如能以它為核芯材料,在其表麵包覆一層摻雜SnO2的淺色導電顏料,則可提高其附加值及使用價值,是擴大重晶石應用范圍的有效途徑之一。
在重晶石表麵包覆一層經過摻雜處理的SnO2,使SnO2晶體的「價帶能級」與「導帶能級」間的能量差,有較大程度的降低。此時,室溫條件就可使電子占據「導帶能級」,使原本是絕緣體的SnO2,因摻雜而顯示出半導體的性質。
目前,我國對淺色導電粉末的研究處於起步和探索階段。下面簡要介紹中南工業大學和中國地質大學(武漢)在這方面的研究成果。
中南工業大學唐愛東等人用共沉澱法在重晶石粉體表麵包覆一層摻雜Sn(OH)4,煅燒後獲得了導電性能好、成本低廉的導電填料。所用重晶石粒徑18.2μm,BaSO498%,ZBD白度93%。試劑無水氯化錫(SnCl4,化學純,無色液體)及三氯化銻(SbCl3,白色固體)。
稱取適量重晶石礦粉及適量水於燒杯中,用磁力加熱攪拌器攪拌,控制溫度50℃,使重晶石粉末均勻分散懸浮;稱取適量的無水SnCl4和SbCl3溶於鹽酸中,加入適量水,配製成一定濃度的SnCl4、SbCl3酸溶液;先滴加酸液達到所需pH值,然後滴加鹼液,促使SnCl4和SbCl3水解並包覆重晶石粉體。控制整個體系在反應過程中保持一定的pH值。待水解完全後,停止滴加鹼液,繼續攪拌10min,靜置陳化1hr,過濾,用蒸餾水洗滌樣品除去游離的Cl-離子,直到用AgNO3溶液檢驗無白色沉澱為止。樣品在約80℃下烘乾,研磨後於550℃以上煅燒即得產品。
粉末產品外觀為灰白色,電阻率在103~108Ω·cm之間;當反應溶液的pH值控制在1.5時,產品導電性最好,電阻率為7.52×103Ω·cm。
經高溫煅燒,包覆層失去結構水,Sb3+氧化成高價的Sb5+,離子半徑減小,使Sb5+進入SnO2晶格中,成為摻雜的SnO2,從而使包覆層具有良好的導電性。
中南工業大學張光業等人用-325目重晶石加水配成懸浮液;SnCl4、SbCl3化學純,配製成的溶液SnCl4/SbCl3為10/1;滴定水解,攪拌、靜置、過濾、洗滌、烘乾、研磨、煅燒獲得重晶石導電粉末產品。
產品的電阻率測定是將重晶石導電粉末在一定的壓力下,壓入硬質尼龍管中,用數字式萬用表測量其電阻率,然後按下式計算重晶石導電粉末的電阻率:
Rsp=R×A/d
式中:Rsp示電阻率(Ω·cm);R示實測電阻值(Ω);A示尼龍管內管截面積(cm2);d示粉末層高度(cm)。
中國地質大學(武漢)夏華等人考慮到高價Sb使產品染成淺灰色或灰白色,難以得到白色的導電顏料,重新選擇了摻雜離子——第VA族元素,制出了白色導電顏料。通過試驗,確定的最佳條件為:包覆時pH值應控制在1.5~2.0;包覆時水解溫度為60℃;SnO2包覆量達到60%,SnO2已完全將重晶石粉體包覆;摻雜量為4%;煅燒溫度600℃,煅燒時間30min。
重晶石導電填料的制備是一種新的材料制備工藝,產品的質量與制備過程中的溶液溫度、pH值、摻雜物質的加料速度和加入量,以及煅燒溫度、時間等密切相關,均對導電材料的性能有顯著的影響。該種導電新材料具有較大的市場潛力。
3.鋇的化合物
以重晶石為原料生產的主要鋇化合物有硫化鋇、碳酸鋇、沉澱硫酸鋇、鋅鋇白(立德粉)、氯化鋇、氫氧化鋇等化工產品。
1)硫化鋇(BaS)
白色等軸晶系立方晶體。灰白色粉末,工業品是淺棕黑色粉末。主要用於制鋇鹽和立德粉,以及作橡膠硫化劑及皮革脫毛劑。
原料要求:重晶石(BaSO4)>85%,煤粉(固定碳)≥70%。
將重晶石和煤粉混合粉碎經還原焙燒,得到粗硫化鋇,反應式為:
BaSO4+4C→BaS+4CO↑
硫化鋇一般為製造鋇鹽的中間產品,主要自產自用。
2)碳酸鋇(沉澱碳酸鋇)(BaCO3)
碳酸鋇有α、β、γ三種結晶形態。工業品為白色粉末。用於鋼鐵和金屬表面處理,以及電子工業。也是製造其他鋇鹽、陶瓷、搪瓷、光學玻璃、顏料、塗料、橡膠、焊條的原料。屬無機有毒品。
原料要求:重晶石(BaSO4)≥85%、石灰石(CaO)>50%、原料煤(固定碳)≥70%。
製法為碳化法,重晶石與煤粉進行還原焙燒後經碳化製得碳酸鋇。其反應式如下:
BaSO4+4C→BaS+4CO↑
2BaS+2H2O→Ba(OH)2+Ba(HS)2
Ba(OH)2+2H2S→Ba(HS)2+2H2O
Ba(HS)2+CO2+H2O→BaCO3↓+2H2S↑
流程為:重晶石+煤粉→粉碎、混勻→焙燒→用熱水和蒸氣浸取→澄清→碳化→加純鹼和通蒸氣脫硫洗滌→過濾→烘乾→包裝。
3)沉澱硫酸鋇(BaSO4)
沉澱硫酸鋇為無色斜方晶系結晶或無定形白色粉末。作油漆、油墨、造紙、塑料、橡膠的填料或塗料,也用於陶瓷、搪瓷、香料和顏料等行業,以及醫用消化系統造影劑等。
原料要求:重晶石(BaSO4)>85%、芒硝(Na2SO4)≥85%、原料煤(固定碳)≥70%、鋇黃鹵(BaCl2)3.5~4.5g/L。
製造方法有芒硝—黑灰法和鹽鹵綜合利用法。
芒硝—黑灰法的反應式為:
BaSO4+4C→BaS+4CO↑
BaS+Na2SO4→BaSO↓+Na2S
工藝流程為:
河南省非金屬礦產開發利用指南
鹽鹵綜合利用法的反應式為:
BaCl2+Na2SO4→BaSO4↓+2NaCl
4)立德粉(鋅鋇白)(BaSO4·ZnS)
立德粉為白色粉末,平均粒徑為0.3~0.5μm,鋅化合物(以硫酸鋅計)含量大於28%,溶於醋酸的鋅化合物(以氧化鋅計)含量小於1.25%,水溶性鹽含量小於0.5%。
立德粉主要用途有:作白色顏料用於塑料工業中,適用於聚烯烴、乙烯基樹脂、ABS樹脂、聚苯乙烯等;在橡膠工業中作填充劑;塗料工業中用於製造油墨和塗料;輕工業中用於造紙、皮革、油布、搪瓷等。
生產立德粉的方法為焙燒浸取法,其反應式為:
2C+O2→2CO
BaSO4+4C→BaS+4CO
BaSO4+4CO→BaS+4CO2
BaS+ZnSO4→BaSO4·ZnS
將含硫酸鋇大於95%的天然重晶石與無煙煤以3:1投料,經粉碎到2cm以下進入還原爐,爐溫前段控制在1000~1200℃,後段為500~600℃,反應轉化率為80%~90%,得到硫化鋇進入浸出器,控制溫度在65℃以上,得到硫化鋇含量為70%,再進入澄清桶,澄清後加入硫酸鋅反應,控制硫酸鋅含量大於28%,pH=8~9,得到濃度為33~38Be′的硫酸鋇和硫化鋅混合物。反應液經板櫃壓濾,得到漿狀立德粉,其含水量大於45%。漿狀立德粉進入乾燥焙燒以改變立德粉晶格,然後在80℃溫度下用硫酸酸洗,再經水洗、加固色劑、壓濾、乾燥和磨粉得到成品。
主要參考文獻
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[10]《化學工業部天津化工研究院等編》,化工產品手冊(無機化工產品),化學工業出版社,1982.7。
Ⅷ 重晶石粉目數怎麼檢測
檢測目數是該物體顆粒的直徑大小,去化工儀器店買個不銹鋼目數檢測篩,從最大目數的篩中能通過的就是它的目數。
Ⅸ 化工級重晶石粉需要化驗哪些指標
國標「HGT3588-1999化工用重晶石」中有說明,主要以BaSO4為主,詳細項目見下表,具體檢測方法詳解國標說明
Ⅹ 重晶石粉的吸油量試驗怎麼做
誰也回答不清楚的。任何粉劑都可以吸油的,細度 干濕度都影響范圍,還有是什麼油,都不一樣的。