第一節(jié) 上游產(chǎn)業(yè)發(fā)展?fàn)顩r 分析
硫化鈰的制備以鈰為主要原料,而鈰是儲(chǔ)量最豐富的稀土元素,以下就以稀土為其上游進(jìn)行 分析 。
1、發(fā)展現(xiàn)狀
自2005年以來(lái),國(guó)家對(duì)稀土實(shí)行出口配額許可證管理。這項(xiàng)法規(guī)的執(zhí)行,給我國(guó)稀土資源的出口安裝了一道閘門(mén),從歷年的數(shù)據(jù)來(lái)看,閘門(mén)越關(guān)越小,預(yù)計(jì)2008年將在2007年的基礎(chǔ)上減少5%左右,從而在消費(fèi)穩(wěn)定增長(zhǎng)的情況下,加劇了國(guó)外對(duì)國(guó)內(nèi)稀土礦的依賴程度。
中國(guó)是全球最大的稀土消費(fèi)國(guó),其稀土消費(fèi)量占世界稀土消費(fèi)量的比重逐年增加,從2000-2007年該比值已由24%上升至56%,已占據(jù)全球稀土消費(fèi)的半壁江山。與此相對(duì)應(yīng),這7年時(shí)間內(nèi),中國(guó)對(duì)稀土的消費(fèi)增速也較快,復(fù)合增長(zhǎng)率為20.86%,但波動(dòng)性也較大,比如2003和2005年的增速分別為34%和55%。
中國(guó)面臨的問(wèn)題:雖然我國(guó)的稀土儲(chǔ)量、生產(chǎn)量、出口量、消費(fèi)量均居“世界第一”,并與美國(guó)、日本一起被譽(yù)為世界稀土產(chǎn)業(yè)“三強(qiáng)”,但是,稀土資源優(yōu)勢(shì)并不等于產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢(shì)和經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢(shì),我國(guó)只是稀土資源大國(guó)和生產(chǎn)大國(guó),還不是應(yīng)用大國(guó),更不是稀土強(qiáng)國(guó)。
在稀土資源方面,由于我國(guó)近20多年對(duì)稀土資源的過(guò)度開(kāi)采,以及世界稀土新礦藏的不斷發(fā)現(xiàn),使我國(guó)的稀土儲(chǔ)量占世界總儲(chǔ)量的比重不斷下降,我國(guó)稀土資源大國(guó)的優(yōu)勢(shì)正在逐漸削弱。在稀土生產(chǎn)方面,盡管我國(guó)的稀土分離技術(shù)達(dá)到世界領(lǐng)先水平,但存在著生產(chǎn)企業(yè)多、規(guī)模小,產(chǎn)業(yè)集中度低,產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不盡合理,且資源利用率低、能耗高、污染嚴(yán)重。
2、進(jìn)出口
2008年受美國(guó)金融危機(jī)蔓延影響,全球經(jīng)濟(jì)已呈現(xiàn)明顯的衰退跡象。不僅美、日、歐等發(fā)達(dá)國(guó)家經(jīng)濟(jì)急劇萎縮,中、印、俄等新興國(guó)家經(jīng)濟(jì)也在快速下滑。世界經(jīng)濟(jì)的這種衰退格局,使我國(guó)稀土進(jìn)出口貿(mào)易呈現(xiàn)出加速回落的態(tài)勢(shì)。
2008年11月,國(guó)內(nèi)稀土進(jìn)出口貿(mào)易的下滑態(tài)勢(shì)超過(guò)了人們預(yù)期,其總體特點(diǎn)可概括以下幾方面:
(1)稀土金屬與稀土合金的出口降幅極為明顯
2008年11月,國(guó)內(nèi)稀土金屬與稀土合金的出口規(guī)模,不論是同比還是環(huán)比均降幅明顯。與上年同期相比,稀土金屬出口量下降了56.1%;同10月的出口量相比則減少了32.1%。稀土合金出口量與上年同期相比,回落了75.5%;同10月相比,則下降了23.3%。
這種態(tài)勢(shì)表明,稀土金屬與稀土合金出口下降幅度大,且還有萎縮并逐漸加快的趨勢(shì)。
(2)氧化稀土等初級(jí)產(chǎn)品出口則漲跌互現(xiàn)
11月份氧化稀土等初級(jí)產(chǎn)品出口呈漲跌互現(xiàn)局面。其中,氧化(氫氧化)鈰和氧化鑭的出口量增長(zhǎng)最為明顯。11月氧化(氫氧化)鈰出口量與上年同期相比增長(zhǎng)了88.8%;同10月出口量相比,則增長(zhǎng)了40.5%。11月氧化鑭的出口量與上年同期相比,增長(zhǎng)了6.1%;同10月的出口量相比,僅減少了3.7%。而氧化釔、氧化釹、氧化銪、氧化鏑、氧化鋱以及氯化稀土、氟化稀土、碳酸稀土的出口量,則呈明顯的回落態(tài)勢(shì)。
氧化稀土等初級(jí)產(chǎn)品出口盡管有增有降,但從總體上看則呈回落、萎縮的局面。
(3)稀土出口金額呈全面下滑態(tài)勢(shì)
2008年11月,我國(guó)稀土產(chǎn)品出口額與上年同期相比,減少了28.6%;同10月的出口額相比,則減少了0.05%。其中,稀土金屬11月的出口額與上年同期相比,減少了75.1%;同10月的出口額相比,則減少了40.8%。11月稀土合金出口額與上年同期相比減少了71.9%;同10月的出口額相比,則減少了22.2%。
2008年11月,稀土金屬與稀土合金的出口額回落明顯。只是由于氧化稀土等初級(jí)產(chǎn)品出口額呈漲跌互現(xiàn)的格局,才使稀土產(chǎn)品總出口額的下滑態(tài)勢(shì)有所緩和。
(4)稀土產(chǎn)品進(jìn)口呈快速萎縮狀態(tài)
2008年11月,在國(guó)內(nèi)外多重因素的作用下,我國(guó)稀土產(chǎn)品進(jìn)口量與上年同期相比,減少了12.3%;同10月的進(jìn)口量相比,回落了35%。11月,國(guó)內(nèi)稀土產(chǎn)品進(jìn)口額與上年同期相比,下滑了31.1%;同10月的進(jìn)口額相比,則下降了44.9%。
稀土產(chǎn)品進(jìn)口額的回落幅度大于進(jìn)口量回落幅度,表明稀土產(chǎn)品進(jìn)口價(jià)格的下滑非常明顯;稀土產(chǎn)品進(jìn)口的環(huán)比下滑幅度大于同比下滑幅度,則表明稀土產(chǎn)品的進(jìn)口萎縮有加速之勢(shì)。
3、發(fā)展動(dòng)向
1)宏觀調(diào)控力度進(jìn)一步加強(qiáng)
從2007年起,稀土礦產(chǎn)品和冶煉分離產(chǎn)品生產(chǎn)納入國(guó)家指令性計(jì)劃管理。國(guó)家繼續(xù)加強(qiáng)了對(duì)稀土出口的管理,并于6月1日對(duì)稀土金屬加征10%的出口暫定關(guān)稅。稀土產(chǎn)品出口呈現(xiàn)“量減價(jià)增”局面。
自2007年12月1日起實(shí)施《外商投資產(chǎn)業(yè)指導(dǎo)目錄(2007年修訂)》,鼓勵(lì)外商投資稀土硫化鈰紅色染料、高性能儲(chǔ)氫材料、動(dòng)力電池及控制系統(tǒng)(限于合資)等產(chǎn)業(yè);限制外商投資的有稀土冶煉、分離(限于合資、合作);禁止外商投資的有稀土勘查、開(kāi)采、選礦等。商務(wù)部公布的《中國(guó)禁止進(jìn)口限制進(jìn)口技術(shù)目錄》將稀土礦冶煉工藝、單一稀土分離制備技術(shù)、稀土精礦前處理技術(shù)等列入禁止進(jìn)口技術(shù)目錄。
國(guó)土資源部下發(fā)通知(國(guó)土資發(fā)〔2007〕92號(hào)),自2007年4月12日起,凡申請(qǐng)鎢、稀土勘查許可證、采礦許可證以及申請(qǐng)擴(kuò)大勘查、開(kāi)采范圍的,一律由國(guó)土資源部負(fù)責(zé)辦理。
國(guó)家發(fā)展改革委利用國(guó)債資金支持了一批稀土高技術(shù)應(yīng)用和用先進(jìn)生產(chǎn)工藝淘汰落后項(xiàng)目。這批項(xiàng)目總投資15.86億元,其中預(yù)算內(nèi)資金補(bǔ)貼1.32億元。
2)資源整合取得顯著成績(jī)
白云鄂博周邊一些小礦廠被關(guān)閉,集中度和控制力提高;四川省有關(guān)部門(mén)聯(lián)合取締了一批無(wú)證、越界開(kāi)采和安全、環(huán)保不達(dá)標(biāo)的礦山企業(yè),自4月份開(kāi)始停產(chǎn)進(jìn)行資源整合,擬引進(jìn)江銅集團(tuán)、中國(guó)五礦、內(nèi)蒙古稀土高科和稀土材料國(guó)家工程中心等企業(yè),組建國(guó)有控股的稀土集團(tuán),推動(dòng)稀土資源整合。江西、廣東和福建等離子型稀土資源省份加強(qiáng)監(jiān)管,運(yùn)用法律、市場(chǎng)和行政手段取締了上百個(gè)非法礦點(diǎn),并相繼推出一系列整合方案。
3)結(jié)構(gòu)調(diào)整邁出堅(jiān)實(shí)步伐
內(nèi)蒙古稀土高科發(fā)揮資源優(yōu)勢(shì),運(yùn)用市場(chǎng)手段,整合包鋼內(nèi)部稀土資產(chǎn),加大對(duì)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的收購(gòu)力度,進(jìn)一步提高產(chǎn)業(yè)集中度。目前,該企業(yè)冶煉分離能力(含參、控股的企業(yè))約占全國(guó)總產(chǎn)能的40%。集約化生產(chǎn)推動(dòng)了稀土產(chǎn)品價(jià)格的回升,同時(shí)也促進(jìn)了下游產(chǎn)業(yè)的整合。
廣東珠江稀土有限公司聯(lián)合江蘇卓群納米股份有限公司、常熟盛昌稀土有限公司,擬采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝改造和整合現(xiàn)有生產(chǎn)能力,將企業(yè)搬遷至廣東韶關(guān),建設(shè)具有一定規(guī)模的離子型稀土分離企業(yè),產(chǎn)業(yè)集中度和市場(chǎng)控制力加強(qiáng)。
4)技術(shù)進(jìn)步推動(dòng)結(jié)構(gòu)升級(jí)
磁性金屬配合物的設(shè)計(jì)、結(jié)構(gòu)與性質(zhì) 研究 和先進(jìn)潤(rùn)滑材料制備與性能項(xiàng)目獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng);稀土激活新型硅酸鹽發(fā)光材料及應(yīng)用和釹鐵硼永磁發(fā)電裝置可控整流穩(wěn)壓技術(shù)及其應(yīng)用項(xiàng)目獲國(guó)家科技發(fā)明二等獎(jiǎng)。
非皂化萃取分離技術(shù)和大電流稀土電解設(shè)備的推廣應(yīng)用,降低了稀土 行業(yè) 資源能源消耗,減少了對(duì)環(huán)境的污染。各種高性能三基色、PDP、CCFL和LED熒光粉制備技術(shù)日趨成熟并逐步實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化,推動(dòng)了我國(guó)發(fā)光材料產(chǎn)業(yè)快速發(fā)展,2007年熒光粉產(chǎn)量比上年增長(zhǎng)44.46%,對(duì)照明領(lǐng)域節(jié)能和大屏幕平板顯示器件發(fā)展起到了積極的推動(dòng)作用。2007年,高性能儲(chǔ)氫材料生產(chǎn)技術(shù)取得重要進(jìn)展,我國(guó)貯氫合金產(chǎn)量超過(guò)全世界產(chǎn)量的70%,大容量混合動(dòng)力汽車(chē)電池用貯氫合金在我國(guó)實(shí)現(xiàn)產(chǎn)業(yè)化。春蘭、北京有色金屬 研究 總院和清華大學(xué)等單位研制的混合動(dòng)力汽車(chē)也將在今年北京舉辦的第29屆奧運(yùn)會(huì)上亮相。
第二節(jié) 下游產(chǎn)業(yè)發(fā)展情況 分析
硫化鈰作為一種無(wú)毒的紅色顏料被開(kāi)發(fā)應(yīng)用于塑料等領(lǐng)域,以下就以塑料 行業(yè) 為下游進(jìn)行 分析 。
1、發(fā)展現(xiàn)狀
2008年,在北京奧運(yùn)會(huì)的背景下,將會(huì)帶動(dòng)塑料 行業(yè) 市場(chǎng)的快速發(fā)展,特別是給綠色塑料帶來(lái)了無(wú)限商機(jī),同時(shí)塑料管材的使用也將得到更大的推廣,其他塑料制品的需求量也會(huì)隨之增加。未來(lái)全球塑料加工設(shè)備市場(chǎng)規(guī)模將以年均3.5%的速度遞增,到2009年將達(dá)到188億美元。2010年上海世博會(huì)也將對(duì)塑料制品 行業(yè) 的發(fā)展起到推動(dòng)的作用。預(yù)計(jì)2015年塑料制品總產(chǎn)量達(dá)到5000萬(wàn)噸。塑料加工工業(yè)良好的發(fā)展前景仍將是我國(guó)塑料機(jī)械制造工業(yè)高速發(fā)展的原動(dòng)力,預(yù)計(jì)2010年我國(guó)對(duì)塑料機(jī)械需求量的年均增長(zhǎng)率為6%左右,至2010年為145億元。
國(guó)內(nèi)塑料制品市場(chǎng)未來(lái)需求主要集中在農(nóng)用塑料制品、包裝塑料制品、建筑塑料制品、工業(yè)交通及工程塑料制品等幾個(gè)方面。我國(guó)塑料工業(yè)是以塑料加工為核心,包括塑料合成樹(shù)脂、助劑及添加劑、塑料加工機(jī)械與模具在內(nèi)的一個(gè)整體。進(jìn)入“十一五”以來(lái),塑料工業(yè)正逐步走上由塑料大國(guó)到塑料強(qiáng)國(guó)的跨越式發(fā)展之路。在“十一五”期間,塑料產(chǎn)業(yè)要推進(jìn)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)優(yōu)化升級(jí),努力提高產(chǎn)業(yè)技術(shù)水平,塑料制品總產(chǎn)量的年增長(zhǎng)率為10%,2010年~2015年的年增長(zhǎng)率應(yīng)為8%,到2010年、2015年,塑料制品總產(chǎn)量應(yīng)分別達(dá)到3500萬(wàn)噸和5000萬(wàn)噸。
工程塑料是目前塑料工業(yè)中發(fā)展最快的類(lèi)別,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速發(fā)展,其應(yīng)用范圍和數(shù)量不斷增加。該領(lǐng)域的產(chǎn)品包括交通、運(yùn)輸業(yè)用塑料,電子、電氣、信息產(chǎn)業(yè)用工程塑料等。“十一五”期間,電子通信、汽車(chē)、建材、辦公器材、生活用品等,仍然是拉動(dòng)工程塑料快速發(fā)展的動(dòng)力,預(yù)計(jì)年均消費(fèi)量將增長(zhǎng)18%。預(yù)計(jì)到2010年,國(guó)內(nèi)工程塑料總需求量將近170萬(wàn)噸。按照我國(guó)汽車(chē)工業(yè)“十一五”計(jì)劃的要求,到2010年我國(guó)汽車(chē)產(chǎn)量將接近1000萬(wàn)輛。由于技術(shù)的發(fā)展,我國(guó)車(chē)用塑料的比例仍將逐步提高,到2010年我國(guó)平均每輛轎車(chē)塑料使用量將達(dá)到130~135千克,汽車(chē)工業(yè)對(duì)塑料的需求量將達(dá)到100萬(wàn)噸。2010年我國(guó)汽車(chē)保有量將達(dá)到5300萬(wàn)輛,維修對(duì)塑料的需求量將達(dá)到20萬(wàn)噸,其中聚丙烯為7萬(wàn)~8萬(wàn)噸,到2010年汽車(chē)工業(yè)對(duì)塑料的總需求將達(dá)到105萬(wàn)噸。國(guó)家在制定“十一五” 規(guī)劃 中,把能源的節(jié)約作為可持續(xù)發(fā)展的重要戰(zhàn)略。因此,節(jié)能型的塑料建材業(yè)應(yīng)抓住這次發(fā)展契機(jī),在自我調(diào)整、重組的過(guò)程中,不斷壯大完善自己,實(shí)現(xiàn)塑料建材業(yè)規(guī)?;目焖侔l(fā)展。“十一五”期間我國(guó)的醫(yī)用塑料制品市場(chǎng)有望沖上200億~250億元的新高程。
2、發(fā)展動(dòng)向
我國(guó)塑料工業(yè)相比其他國(guó)家具有一定的優(yōu)勢(shì)。主要是國(guó)內(nèi)市場(chǎng)前景廣闊,有著巨大的發(fā)展?jié)摿?;勞?dòng)力成本較低,但人員素質(zhì)高于其他發(fā)展中國(guó)家;中國(guó)具有樹(shù)脂合成、塑料改性、助劑、塑機(jī)模具、加工應(yīng)用等完整的產(chǎn)業(yè)鏈,有著穩(wěn)定的社會(huì)和寬松的市場(chǎng)環(huán)境。但與發(fā)達(dá)國(guó)家相比,中國(guó)塑料 行業(yè) 技術(shù)裝備水平還較低,缺乏自主核心技術(shù);產(chǎn)品結(jié)構(gòu)不夠合理,專業(yè)料比例低,中低檔產(chǎn)品偏多;經(jīng)營(yíng)管理水平和勞動(dòng)生產(chǎn)率不高;產(chǎn)業(yè)集中度低,區(qū)域發(fā)展不平衡。
中國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)必須依靠技術(shù)進(jìn)步,加快結(jié)構(gòu)調(diào)整。企業(yè)必須以市場(chǎng)為導(dǎo)向,加強(qiáng)產(chǎn)、學(xué)、研合作。加強(qiáng)國(guó)際間的交流和合作,采用新的生產(chǎn)方式和經(jīng)營(yíng)管理模式,擴(kuò)大市場(chǎng)占有率。從目前看來(lái),增加高性能、多品種的合成樹(shù)脂是發(fā)展塑料工業(yè)的基礎(chǔ),提高塑料機(jī)械與模具的制造水平,是塑料制品加快發(fā)展的關(guān)鍵所在。包括余姚在內(nèi)的塑料產(chǎn)業(yè)要加強(qiáng)應(yīng)用 研究 ,開(kāi)發(fā)適銷(xiāo)對(duì)路的產(chǎn)品,加快“以塑代鋼”、“以塑代木”的步伐。
我國(guó)塑料產(chǎn)業(yè)的主要走向是:合成樹(shù)脂的需求將以每年10%的速度增長(zhǎng),產(chǎn)量將以每年15%的速度增長(zhǎng),其原料渠道將得到進(jìn)一步拓展;為了滿足電子電器、汽車(chē)、建材等 行業(yè) 需要,樹(shù)脂的合成共混改性、合金化將會(huì)有較快發(fā)展;我國(guó)塑料工業(yè)仍將進(jìn)口50%左右的合成樹(shù)脂,塑料制品的出口將繼續(xù)增加,產(chǎn)品由低端向中高檔發(fā)展;國(guó)際塑料工業(yè)巨頭將在中國(guó)建立生產(chǎn)基地和研發(fā)中心,與國(guó)內(nèi)企業(yè)合作進(jìn)一步加強(qiáng);廢舊塑料的回收利用率將達(dá)到15%。
第三節(jié) 產(chǎn)品技術(shù)發(fā)展現(xiàn)狀
1、北京有研
Ce2S3在工業(yè)上的制備采用兩段法。一段是低溫區(qū)硫化氣氛發(fā)生裝置,工業(yè)純氫氣經(jīng)過(guò)CL-1型再生式氫氣凈化器10凈化后通過(guò)300℃以上盛裝硫磺的不銹鋼爐6(100mm×800mm),生成H2和H2S的混合氣體,硫爐出口的混合氣體直接進(jìn)入第二階段的高溫密閉反應(yīng)爐1(35mm×1400mm),混合氣體在高溫區(qū)和鈰原料發(fā)生硫化反應(yīng)生成Ce2s3,反應(yīng)產(chǎn)生的尾氣經(jīng)緩沖瓶4由裝有氫氧化鈉溶液的吸收液5吸收后點(diǎn)燃排放。實(shí)驗(yàn)程序是先將一定配比的氧化鈰和無(wú)水碳酸鈉原料混合均勻后盛人剛玉舟3,再將剛玉舟放置在剛玉管6內(nèi),將體系密封好后,給硫爐和剛玉管體系通入CL-2型再生式氬氣凈化器9凈化后的氬氣排除體系的空氣。2h后,硫爐7和碳管爐2同時(shí)升溫,硫爐升至300℃時(shí)將氬氣切換成氫氣,硫爐升至360℃后開(kāi)始保溫;反應(yīng)爐以l0℃·min升至1000℃,保溫2h后,關(guān)閉碳管爐和硫爐的加熱電源,開(kāi)始降溫,同時(shí)切換氫氣為氬氣,流量為0.04m·h~。體系降到100℃以下,關(guān)閉氬氣,打開(kāi)剛玉管密封蓋取出剛玉舟。
將剛玉舟中硫化產(chǎn)物破碎研磨成粉,利用PhilipsAPD10X射線衍射儀,進(jìn)行粉末x衍射 分析 確定產(chǎn)物的相組成。利用DATACOLORCS-5分光測(cè)試儀,D65光源,10視場(chǎng)測(cè)定顏料的顏色。
2、長(zhǎng)春應(yīng)化所紅色稀土硫化鑭鈰顏料及其制備方法
申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào):200710055935
本發(fā)明涉及可作為紅色顏料的稀土硫化鑭鈰及其制備方法。該顏料的化學(xué)式為:A↓[x]La↓[y]Ce↓[1-y]S↓[(3+x)/2],其中A代表堿金屬鋰、鈉和鉀中的一種,0≤x≤1,0≤y≤1。利用高溫固相反應(yīng),通入惰性氣體使反應(yīng)在非氧化氣氛和加熱溫度400~1000℃下進(jìn)行,采用一硫氰酸銨加熱熔融產(chǎn)生混合硫源氣體作為反應(yīng)氣,將堿金屬元素等摻雜到稀土硫化鑭鈰基質(zhì)中,通過(guò)調(diào)節(jié)堿金屬元素?fù)诫s量和鑭鈰的比例的不同而得到不同紅色色系的稀土硫化物顏料。這一系列摻堿金屬元素的稀土硫化鑭鈰的結(jié)構(gòu)為單一的立方晶系中γ型的NaCl型或Th↓[3]P↓[4]型結(jié)構(gòu)。該方法更加安全環(huán)保,顏料無(wú)毒,可用于塑料、油漆、涂料、橡膠、皮革、陶瓷、油墨、紙張、化妝品和水泥等建筑材料的著色。
3、羅地亞硫化時(shí)紅色顏料基本路線
1993年法國(guó)的羅納普朗克公司首先取得突破,研制出了以γ—Ce2S3為基本組分的新型橙色和紅色顏料。
由氧化鈰(或其它稀土氧化物)與硫化氫在高溫下反應(yīng)生成的產(chǎn)物經(jīng)顏料化處理制得。由于顏料晶體的Th3P4立方結(jié)構(gòu)中存在空位,可以摻入不同的摻雜劑以調(diào)節(jié)顏料的性能和顏色的色調(diào)。
第四節(jié) 產(chǎn)品工藝特點(diǎn)或流程
1、原理
到目前為止,文獻(xiàn)報(bào)道的Ce2S3的制備方法主要是采用硫化氫或二硫化碳?xì)怏w與鈰的化合物反應(yīng)來(lái)制取。如:
(1)用干燥的H2S通入無(wú)水的稀土鹵化物或硫酸鹽中,加熱至600~1000℃,即可制得。
3H2S+2CeCl3→Ce2S3+6HCl
3H2S+Ce2(SO4)3→Ce2S3+3H2SO4
(2)在1250~1300℃,將干燥的H2S通入盛于石墨舟內(nèi)的稀土氧化物中制得。
3H2S+Ce2O3→Ce2S3+3H2O
2、北京有研制備工藝
本文以工業(yè)純氧化鈰、硫磺、碳酸鈉及氫氣等為原料,針對(duì)現(xiàn)有工藝原料成本高、使用硫化氫有毒氣體等問(wèn)題,開(kāi)發(fā)了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的兩段法制備紅顏料硫化鈰新工藝。
以工業(yè)純二氧化鈰(純度99%)為原料,以工業(yè)純無(wú)水碳酸鈉為添加劑,硫磺、氬氣和氫氣均為工業(yè)純。將二氧化鈰和無(wú)水碳酸鈉按nNa:nCe為0,0.05,0.1,0.15,0.2,0.25,0.3,0.35,0.4稱量,研磨混合均勻后,壓成30mm×10mm的圓片備用。制備紅色顏料用倍半硫化鈰設(shè)備裝置示意圖如圖所示。工業(yè)硫磺裝在硫爐的不銹鋼爐膽(6)中,不銹鋼爐膽的內(nèi)腔尺寸為100mm×800mm,爐料裝在剛玉爐管(1)的中部高溫恒溫區(qū)中,剛玉爐管(1)的內(nèi)腔尺寸為35mm×1400mm。工業(yè)純氬氣經(jīng)cl-2型再生式氬氣凈化器(9)凈化,工業(yè)純氫氣經(jīng)cl-1型再生式氫氣凈化器(10)凈化,除去氬氣和氫氣中的有害雜質(zhì),再通過(guò)硫爐的爐膽(6)與硫磺(8)接觸,在約300度以上氫氣與硫磺接觸反應(yīng)產(chǎn)生硫化氫和氫氣的混合氣體。氣體再經(jīng)過(guò)剛玉爐管(1)與爐料在高溫下反應(yīng)制得硫化物,產(chǎn)生的尾氣經(jīng)裝有氫氧化鈉水溶液的鼓泡瓶(5)吸收掉剩余的硫化氫后點(diǎn)燃排放。
首先用氬氣連續(xù)驅(qū)趕系統(tǒng)中的空氣2h,繼續(xù)通入氬氣,使硫爐(7)及碳管爐(2)開(kāi)始升溫,當(dāng)硫爐的爐溫(不銹鋼管的溫度)達(dá)到300度時(shí),氬氣切換成氫氣。當(dāng)硫爐升至360度時(shí),使硫爐恒溫在至360度,碳管爐繼續(xù)升溫至所需溫度(剛玉管的溫度),保持恒溫2h后,關(guān)斷碳管爐和硫爐的加熱電源隨爐冷卻。
制備紅顏料硫化鈰試驗(yàn)裝置示意圖
切換成氬氣,氬氣流量為40L•h-1碳管爐冷卻至200℃以下后取出產(chǎn)物,經(jīng)破碎和研磨即成樣品。對(duì)所制得的樣品進(jìn)行了后處理?xiàng)l件的探索,即樣品與濃度分別為10,50,100,150 g•L-1的氟化銨水溶液(PH=8)混合攪拌1h后,用去離子水洗滌3次,洗滌固液比為1:3過(guò)濾后在150℃下烘干,得到深紅色的倍半硫化鈰樣品。
產(chǎn)品色度坐標(biāo)用DATACOLOR CS-5分光光度計(jì)測(cè)定,測(cè)量條件為d65光源,10°視場(chǎng),粒度用MK3; 粒度儀測(cè)定;晶型使用荷蘭利用PhilipsAPD10X射線衍射儀在CuKα,40KV,40MA條件下測(cè)量。
第五節(jié) 國(guó)內(nèi)外技術(shù)未來(lái)發(fā)展趨勢(shì) 分析
羅地亞公司具有硫化鈰紅色顏料的技術(shù)領(lǐng)先優(yōu)勢(shì),而且其工藝及流程等尚未對(duì)外公布,國(guó)內(nèi)外未見(jiàn)有報(bào)道,雖然國(guó)內(nèi)有不少 研究 機(jī)構(gòu)對(duì)硫化鈰紅色顏料的生產(chǎn)進(jìn)行 研究 ,除了北京有色金屬 研究 總院“863計(jì)劃”中紅顏料硫化鈰制備 研究 ,該院研制的倍半硫化鈰(專利號(hào):98120016.8),直至2007年,長(zhǎng)春應(yīng)化所紅色稀土硫化鑭鈰顏料及其制備方法申請(qǐng)了專利,申請(qǐng)?zhí)?專利號(hào):200710055935,清華大學(xué)、湖南師大等也有所 研究 ,但始終未見(jiàn)報(bào)道。
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