96si是什么材料(96硅是什么牌號材料)

博主:adminadmin 2023-02-07 13:00:05 條評論
摘要:今天給各位分享96si是什么材料的知識,其中也會對96硅是什么牌號材料進行解釋,現(xiàn)在開始吧!96的二氧...

今天給各位分享96si是什么材料的知識,其中也會對96硅是什么牌號材料進行解釋,現(xiàn)在開始吧!

96si是什么材料(96硅是什么牌號材料)

96的二氧化硅有什么用途

二氧化硅的用途如下:

1、二氧化硅是制造玻璃、石英玻璃、水玻璃、光導纖維、電子工業(yè)的重要部件、光學儀器、工藝品和耐火材料的原料,是科學研究的重要材料。

2、當二氧化硅結晶完美時就是水晶;二氧化硅膠化脫水后就是瑪瑙;二氧化硅含水的膠體凝固后就成為蛋白石;二氧化硅晶粒小于幾微米時,就組成玉髓、燧石、次生石英巖。

3、二氧化硅可用于蛋粉、糖粉、奶粉、可可粉、可可脂、植物性粉末、速溶咖啡、湯料粉等。

擴展資料:

1、硅(臺灣、香港稱矽x)是一種化學元素,它的化學符號是Si,舊稱矽。原子序數(shù)14,相對原子質量28.0855,有無定形硅和晶體硅兩種同素異形體,屬于元素周期表上第三周期,IVA族的類金屬元素。

2、硅在地殼中的含量是除氧外最多的元素。如果說碳是組成一切有機生命的基礎,那么硅對于地殼來說,占有同樣的位置,因為地殼的主要部分都是由含硅的巖石層構成的。

3、天然二氧化硅稱為硅石,約占地殼質量的12%,其存在形式有結晶態(tài)和無定形態(tài)兩種。石英晶體是結晶的二氧化硅,具有不同的晶型和色彩。

4、硅肺是一種職業(yè)病,它的發(fā)生及嚴重程度,取決于空氣中粉塵的含量和粉塵中二氧化硅的含量,以及與人的接觸時間等。長期在二氧化硅粉塵含量較高的地方。

SI 是什麼意思?

1、SI【化】元素硅(silicon)的符號,硅是制作CPU、GPU等芯片的重要材料。

2、SI(System Integration)系統(tǒng)集成,IT業(yè)界里指的是系統(tǒng)集成供應商。

3、SI國際公司,一個著名的通信企業(yè)。

免費提供:

如今社會互聯(lián)網大行其道,要是你還不知道一些流行的網絡術語是不是就有點out了?這里就給你講解一些常見的網絡術語的含義。

IT是什么意思?

IT是指信息技術,即英文Information Technology 的縮寫.

BT是什么意思?

BT是一種P2P共享軟件,全名叫"BitTorrent",中文全稱:"比特流"又名"變態(tài)下載",論壇中說某BT,則是"變態(tài)"的意思.

DIY是什么意思?

DIY是每個電腦愛好者熟悉的新名詞,是英文Do It Yourself的首字母縮寫,自己動手制作的意思,硬件愛好者也被俗稱DIYer.

OEM是什么意思?

OEM是英文Original Equipment Manufacturer的縮寫,意思是原設備制造商。

BBS是什么意思?

BBS是英文Bulletin Board System的縮寫,中文意思是電子公告板系統(tǒng),現(xiàn)在國內統(tǒng)稱做論壇。

XP是什么意思?

XP,是英文Experience(體驗)的縮寫, 自從微軟發(fā)布windows XP后,成為軟件流行命名概念.

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論壇上常見文章標有zt字樣,新手不知所云,其實不過是"轉帖"的拼音縮寫而已.

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URL是英文Uniform Resoure Locator的縮寫,即統(tǒng)一資源定位器,它是WWW網頁的地址,如

CEO是什么意思?

CEO(Chief Executive Officer),即首席執(zhí)行官,源自美國20世紀60年代進行公司治理結構改革創(chuàng)新時.

9sicr相當于什么材料

9SiCr鋼是低合金刃具用鋼,但也常常制作冷作模具零件,效果很好。它比鉻鋼(Cr2或9Cr2)有更高的淬透性和淬硬性并且有較高的回火穩(wěn)定性。適合分級淬火或等溫淬火。該鋼最早引自前蘇聯(lián)的9XC,過去曾稱作9CrSi鋼。成分和性能與9XC完全一樣。在我國已有很長的應用歷史。外國同類鋼號僅有德國的90CrSi5瑞典的2092和SR1855,DF-1。其他國家未見有相似鋼號。該鋼可作多種形狀復雜,變形要求小的冷作模具零件。

基本信息

交貨狀態(tài):熱軋、冷軋。一般退火狀態(tài)交貨。

交貨規(guī)格:熱軋2.5~50MM(板),冷軋1.5~2.5MM(帶)

參考牌號

德國 DIN 標準材料編號?1.2067、德國DIN 標準牌號 100Cr6、中國 GB 標準牌號9SiCr、英國 BS 標準牌號 BL3、法國 AFN0R 標準牌號 Y100C6、西班牙 UNE 標準牌號100Cr6、美國 AISI/SAE 標準牌號 L3、俄羅斯 r0CT 標準牌號 9XC、瑞典 SS 標準牌號2092。?[1]

物理特性

高碳合金工具鋼,韌性較好,具有較好的回火穩(wěn)定性,熱處理時變形小。該鋼中碳化物分布均勻,不易析出碳化物網,并易于正火消除,通過正火可以消除網狀以及粗片碳化物組織。但是抗壓強度和耐磨性不足,加工性較差。該鋼的表面殘余含碳量為0.6%—0.7%的脫碳層時,由于碳化物的減少使得表面層的過熱敏感性增大。經正常加熱淬火以后表面硬度仍可以達到60—62HRC,但其抗彎強度卻下降40%—50%。表面層晶粒度達到7級,心部為10級。

該鋼鍛造性能良好,由于易脫碳,需要在中性氣氛或者保護氣氛爐中加熱。施以鍛熱調質處理,可以獲得細密的回火索氏體組織,簡化工藝,省時節(jié)電,既有良好的切削加工性能,又有理想的余熱處理組織。

模具鋼

該鋼受熱軟化溫度為320℃,淬透性比鉻鋼好,油淬淬硬性深度40—50mm。該鋼零保溫淬火韌化工藝,可以消除搓絲=板因常規(guī)淬火加熱氧化脫碳造成的早期失效,不均勻奧氏體修或可以細化馬氏體,搓火后得到隱晶馬氏體或者細針狀馬氏體,這種組織強韌性好。

9SiCr量具刃具用鋼,是常用的低合金工具鋼,具有較高的淬透性和淬硬性,以及較高的回火穩(wěn)定性。

二 更多運用舉例:

1 該鋼用作沖制料厚≥3mm的沖裁模具中形狀復雜的凸模?凹模 鑲塊,做凸模時建議硬度58—62HRC,做凹模是建議60—64HRC。

2批量軟料中厚板沖裁模常用9SiCr等鋼。

3 用于滾絲模好,經超細化預處理后,服役期壽命提高一倍,

4 該鋼制M502搓絲板采用鍛熱調質預處理索氏體組織與淬火馬氏體比較接近,加之“薄殼淬火”,壽命提高2—3倍。

5 載荷輕或者小批量生產用冷鐓模

6 該鋼用于較精密復雜的模具。

7 該鋼用于下料模,沖頭,壓花模。

8 用于高強度的冷作模具鋼。

9 用于鋁件冷擠壓模,做凸模時建議硬度為60—62HRC。

10 齒輪沖模,剪刀以及冷軋錕。

11 是各種沖剪工具精壓膜,冷鐓模的基本材料。

12 適用用耐磨性高切削不劇烈且變形小刀具,如板牙?絲錐?鉆頭?鉸刀?齒輪銑刀?拉刀等。

13 經深冷處理的凸模, 其使用壽命從常規(guī)熱處理的0.5萬件提高到1.5萬件。

14 該鋼可用于頂出桿等。

15 主要用于制造尺寸較大、形狀較復雜和精度較高的塑料模。

16 9SiCr鋼20mm60mm1050mm剪刀片, 經等溫淬火+回火后, 硬度57 ~60HRC, 通過冷校直以及夾具夾緊回火, 可使彎曲變形量控制在≤0.35mm

產品應用

9SiCr合金工具鋼可用于制造形狀復雜、變形小、耐磨性高、低速切削的工具,如鉆頭、螺紋工具、鉸刀、板牙、絲錐、搓絲板和滾絲輪等。(塑料模具鋼時,可用于頂出桿,制造尺寸加大,形狀復雜和精度要求高的塑料膜。

●化學成份:

碳 C :0.85~0.95

硅 Si:1.20~1.60

錳 Mn:0.30~0.60

硫 S :≤0.030

磷 P :≤0.030

鉻 Cr:0.95~1.25

鎳 Ni:允許殘余含量≤0.25

銅 Cu:允許殘余含量≤0.30

力學性能

●力學性能:

9SiCr

硬度 :退火,241~197HB,壓痕直徑3.9~4.3mm;187~229HB(制造螺紋工具用);淬火,≥62HRC

熱學工藝

●熱處理規(guī)范及金相組織:

熱處理規(guī)范:試樣淬火820~860℃,油冷。

●交貨狀態(tài):鋼材以退火狀態(tài)交貨。

●臨界點溫度 (近似值)

Ac1 =770C 、 Ar1 =730℃、 Accm =870C。

●熱加工規(guī)范

需在中性氣氛或保護氣氛爐中加熱, 預熱溫度第一次 700 ~80OC, 保溫時間 1. 0 ~1.5h, 第二次850~900C, 保溫時間2min/mm, 保溫后以≤100℃的加熱速度升溫至1100~1150℃, 保溫時間 1.0~1.5min/mn。在加熱過程中應勤翻動坯料, 均勻受熱,充分透燒。開鍛溫度 1050~1100C, 反復進行雙十字變向鐓撥鍛造, 鍛后合金碳化物等級≤2級。

● 鍛熱調質處理規(guī)范

900℃高溫余熱油淬, 接著進行 700~720C高溫回火,硬度達 200~220HBW, 可代替鍛后球化等溫退火。

●正火規(guī)范

正火溫度 900 ~920C. 保溫時間:?鹽浴爐?25 ~30s/mm, 空冷爐 70 ~90s/mm, 空冷, 硬度 321~415HBW。

●成批等溫球化退火規(guī)范

790 ~810C 2 ~3h, 爐冷, 700 ~720C 3 ~4h, 硬度≤229HBW,?珠光體組織2~5 級,?網狀碳化物等級≤2 級。

●球化退火規(guī)范

790 ~810℃2 ~4h, 爐泠, 700 ~720℃3 ~4h, 以.≤30C/h的冷卻速度, 緩慢爐冷到500~600℃, 出爐空冷, 硬度 179 ~241HBW。

●冷壓毛坯普通軟化規(guī)范

軟化溫度(82010)℃, 保溫 3 -4h, 再以15℃/h的冷卻速度冷至≤650℃, 出爐空冷。

●冷壓毛坯等溫球化軟化規(guī)范

(82010)C 3 ~4h, (72010)℃6-8h, 再緩冷至≤600℃, 出爐空泠。

處理前硬度≤241HBW, 處理后硬度≤217HBW。

●調質處理規(guī)范

淬火溫度?880~890c, 油冷,?回火溫度 680~700C, 硬度 197 ~229HBW。

●油韌處理規(guī)范

將鋼補充加熱到 330C 以后, 再以≤30℃/h的冷卻速度降溫到 630℃, 出爐油泠.

硬度 93 ~94HRB, 不破斷扭轉角 345, 以提高鋼的韌性。

●普通淬火、回火規(guī)范

1) 淬火溫度830 ~860C , 油冷, 硬度 62 ~64HRC,?回火溫度 150 ~200C, 硬度61~63HRC。 '

2) 淬火溫度隨850 ~870℃ , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火溫度140 ~160, 硬度 62 ~65HRC。

3) 淬火溫度850 ~870C , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火溫度160 ~ 180C, 硬度61-63HRC。

4) 預熱溫度 450 ~500C ,?淬火溫度?870 ~880C , 油冷, 回火溫度 180 ~200C , 保溫2h, 硬度 59 ~62HRC。

●等溫淬火規(guī)范

淬火溫度 850 ~ 860C, 等溫溫度 240 ~260C,?硝鹽冷卻介質?(質量分數(shù)):NaN0250% +KN0250%, 冷至室溫, 清洗后進行校直, 迸行 300 ~320C 1.5 ~2h?回火(夾具夾緊回火)。

●零保溫淬火、回火規(guī)范

預熱溫度 450 ~500C ,?奧氏體化溫度 870 ~ 880℃ , 不保溫, 冷卻介質溫度180 ~190C . 在硝鹽浴中冷卻數(shù)分鐘, 回火溫度 240 ~260℃, 回火時間 2h。

●?深冷處理規(guī)范

淬火溫度?870C, 200C 1h?回火, 再迸行深冷處理: -196C 10h。

物理性能

9SiCr鋼的臨界溫度示于表2-11-2,密度為7.80t/m3;矯頑力Hc為 795.8A/m;飽和磁感Bs為1.78~1.82T。

鉆戒si96跟97有什么區(qū)別

其實這個顏色等級真的差別不大,最高的顏色等級是D級,依次是E、F、G、H、I、J、K、L……而96、97代表的是H和G級;這個顏色等級還是非常不錯的,肉眼根本的分辨不出差別來

 沸石(Zeolite)

一、概述

沸石是沸石族礦物的總稱,包括含水的堿或堿土金屬的鋁硅酸鹽礦物。沸石的化學組成十分復雜,因種類不同差異較大。沸石礦物的一般化學式為:Am(Si,Al)pO2pnH2O,式中A主要為鈉和鈣,其次為鋇、鍶、鉀和極少的鎂、錳等。成分中(Mg、Ca、Sr、Ba、Na2、K2):Al2=1:1和O:(Si,Al)=2:1是恒定的。但不同的沸石,陽離子A及其含量不同,水分子多少各異,Al:Si比值從1:5到1:1變化。

目前,已發(fā)現(xiàn)40種天然沸石礦物,但只有方沸石、菱沸石、斜發(fā)沸石、毛沸石、濁沸石、絲光沸石、鈣十字沸石等較為常見。我國已發(fā)現(xiàn)有斜發(fā)沸石、絲光沸石、堿菱沸石、鈣十字沸石等10多種天然沸石,被大量利用的只有斜發(fā)沸石和絲光沸石。人工合成沸石已達數(shù)百種,幾十種結構。但是目前已工業(yè)化的,具有經濟意義的只有幾種,其中產量最多的占人工合成沸石總量的99%的是4A沸石,其次是Y型和X型沸石。

沸石礦物的晶體具有架狀結構。在架狀骨干中存在著由[(Si,Al)O4]四面體組成的環(huán)(如由四個四面體組成的“四元環(huán)”、六個四面體組成的“六元環(huán)”,以及“五元環(huán)”、“八元環(huán)”、“十二元環(huán)”等等)。環(huán)的孔徑與一般分子大小相近(如四元環(huán)0.1nm、六元環(huán)0.22nm、八元環(huán)0.42nm、十二元環(huán)0.8~0.9nm)。不同的沸石礦物晶體中,環(huán)的元數(shù)不同,聯(lián)結方式不同。因而,孔道的孔徑、孔道方向、孔道貫通幾度空間等各異??讖皆綄挘梢匀菁{的物質的分子越大。六元環(huán)以下孔徑太小,分子進不去,可用來進行離子交換。

形成環(huán)狀的硅氧四面體再與另外的氧橋相互聯(lián)接,便構成三維格架的孔穴(稱籠或空腔)。在沸石晶體結構中許多形狀整齊的多面體籠就是這樣形成的。如立方體籠、籠、籠、六角柱籠等。

上述結構特征使沸石晶體結構存在孔道和空洞,被鈉、鉀、鈣等陽離子和水分子-沸石水所占據。

當加熱時沸石水將逐漸逸出。沸石失水后,孔穴形成的內表面積很大,1g純沸石(A型分子篩)的總表面積達1100m2,即沸石被活化。失去沸石水后,可以吸附其他物質分子進入孔道。在這種情況下,直徑比孔道小的分子能進入孔道,而直徑比孔道大的分子則被拒之外,從而對分子起篩選作用。因此,被活化的沸石可作為離子篩或分子篩。沸石的選擇性吸附、篩分性能,決定于沸石的孔徑和被吸附分子的大小、結構、極性和化學鍵等。

在沸石晶體結構的孔穴中除沸石水外,還存在為了平衡晶格中負電荷而進入的金屬陽離子(一般為K+、Na+),這些陽離子極易與水溶液中的陽離子(如Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+等)發(fā)生交換作用。這種可逆的陽離子交換,不破壞晶體結構,但會改變晶體內的電場,從而可使沸石的吸附和催化性能發(fā)生很大變化。沸石的離子交換性能主要與沸石晶體結構中硅鋁比的高低、孔穴的大小、陽離子的性質及所在的位置有關。部分沸石的物理性質見表3-3-1。

二、沸石的主要用途

沸石的獨特內部結構和晶體化學性質,使其具有吸附分離、離子交換、催化裂化、耐酸耐熱、耐輻射和密度小等特點,廣泛地應用于建材工業(yè)、農業(yè)、輕工業(yè)、環(huán)保及國防等領域。

建材工業(yè) 用作燒制人造輕骨料、水泥摻合料、輕質高強板材及輕質磚和輕質陶瓷制品、無機發(fā)泡劑,配制多孔混凝土,作固結材料,建筑石料。

農牧業(yè) 制作農藥載體、土壤改造劑、多元顆粒肥料;家畜(禽)飼料添加劑;水產養(yǎng)殖業(yè)中水質改良劑等。

工業(yè)助劑與添加劑 制作肥皂助劑、牙膏磨擦劑,燒制低溫青瓷的助熔劑,紙張充填劑,橡膠塑料,樹脂,涂料的充填劑和用作洗滌劑的原料等。

離子交換 除氟改良土壤,廢水處理,除去或回收重金屬離子,放射性廢物的處理,海水提鉀,海水淡化,硬水的軟化,食品的防腐保鮮。

吸附分離 干燥劑、吸附分離劑、分子篩(對氣體、液體進行分離、凈化和提純)(包括對天然氣、煤氣、化工氣體等)。

催化裂化 石油的催化、裂化劑,用于分餾精制石油產品。

表3-3-1 部分沸石的物理性質

三、沸石礦床的工業(yè)要求及資源分布

對于沸石礦石,主要以

、K+離子交換能力,確定沸石礦物在礦石中的含量。

邊界品位:K+交換量≥10mg/g土,或

交換量≥100mL/100g土(相當沸石總量的40%土);

最低工業(yè)品位:K+交換量≥13mg/g土,或

交換量≥130mL/100g土(相當于沸石總量的55%土);

K+交換量<13mg/g,但

交換量>130mL/100g的礦石,另外圈出,單獨計算儲量,并應確定沸石礦物的種屬;

K+交換量為10~13mg/g,NH4+交換量為100~130mL/100g土的礦石列為表外礦;

礦床最低可采厚度為2m,夾石剔除厚度大于或等于1m。

按用途評價沸石礦床的工業(yè)指標見表3-3-2。

表3-3-2 我國沸石礦床評價的工業(yè)指標

目前世界上已有40多個國家發(fā)現(xiàn)了近3000個沸石礦床或礦點,絕大多數(shù)沸石礦床產于新生代,以第三紀分布最為集中。與火山巖共生,玻璃質火山巖為沸石的成礦母巖。

日本、原蘇聯(lián)和美國是沸石資源大國。此外,朝鮮、肯尼亞、阿根廷、新西蘭、冰島、意大利、匈牙利、保加利亞、英國和原西德等國家均發(fā)現(xiàn)了較大規(guī)模的沸石礦床。

表3-3-3 我國部分地區(qū)沸石巖化學成分表

①用斯科菲爾德法測定。

我國沸石資源豐富,主要分布于中生代火山活動區(qū),賦存于侏羅系、白堊系中。我國部分沸石礦的化學成分和吸附性能見表3-3-3和表3-3-4。

表3-3-4 我國部分產地沸石巖的吸附性能

四、沸石礦石的提純及深加工

由于天然沸石受到純度及某些自然弱點的影響,還不能滿足各領域應用上的要求。為了進一步提高其吸附、交換和催化性能,需要對沸石礦進行選礦提純和深加工處理。

1.選礦提純

沸石的選礦存在一定的困難,主要原因有兩個:一是沸石礦物結晶粒度非常細小,一般為1~50m;二是與沸石共生的礦物,如蒙脫石、絹云母、石英、玉髓、蛋白石、長石、綠泥石等與沸石在選礦性質方面差異較小,不易分選。常用的選礦方法有:①重選,如搖床及離心力場強化的重選設備;②浮選,能處理細粒度物料,利用浮選藥劑調節(jié)礦物的可選性,是目前最為有效的一種選礦方法;③選擇性絮凝分選法。

我國主要進行過沸石的浮選、絮凝、重選、磁選等方面的試驗研究,已取得了一定進展,但仍處于探索性研究階段,有待于進一步的研究,尋求更有效、更經濟的方法及工藝。

世界上銷售的沸石一般只是經過破碎、篩分后符合粒度要求的產品。

日本板谷沸石加工廠采用干法精選工藝(見圖3-3-1),選除礦石中的蛋白石、石英、長石、有機物等雜質,以提高產品的純度和白度。產品性能見表3-3-5,“SGW”細粉狀產品主要用于造紙。

圖3-3-1 干式精選流程

日本高島加工廠采用濕法精選流程,生產微細粉狀的水洗產品,產品性能見表3-3-6。其中產品“Hi-Z”可作為造紙用粘土。

美國布伊沸石礦采用分級和濃縮以及搖床選別和干涉沉降工藝分選沸石,工藝流程見圖3-3-2。

圖3-3-2布伊沸石礦造礦流程

2.沸石礦的深加工

沸石礦的深加工就是經酸、堿浸漬,煅燒等方法處理,使其活化和改型,提高沸石的吸附能力和交換能力。使沸石活化的方法較多,下面介紹幾種主要處理工藝。

表3-3-5 干法處理沸石的性能

注:PB=紙裝;FB=軟包裝;PEB=聚乙烯包裝。

(1)酸處理加工工藝 將沸石原礦粉碎至5~80目,用濃度為4%~10%的鹽酸或硫酸浸漬,酸浸是將沸石孔道中的雜質和可溶性物質清除出來,浸漬處理時間以10~20h為宜。酸處理后的沸石經用碳酸鈉、苛性堿等中和后洗滌,再水煮沸30~60min。將煮沸后的沸石干燥,然后在350~580℃溫度下焙燒。焙燒后的沸石被粉碎到所需要的粒度,即為活性沸石產品,其吸附性能達到或優(yōu)于活性炭。

表3-3-6 濕法處理沸石性能

(2)煅燒處理工藝 將沸石原礦干燥破碎,排除破碎中產生的粉末。將破碎產品放在焙燒臺上,通過熱風緩緩升溫,焙燒溫度不超過500℃。在溫度(焙燒)升到足夠高時用水急驟冷卻,然后干燥。經上述處理后,能使離子交換容量值和吸附能力緩慢提高,可作水質凈化劑使用。

(3)P型沸石 將3g10~20目的沸石礦放入NaOH浸液中,在(955)℃下加熱70h,即獲得P型沸石。NaOH濃度不宜過高,否則會破壞沸石結構。改型后的P型沸石對CdCl2的吸附量明顯增加。

圖3-3-2 布伊沸石礦選礦流程

(4)H型沸石 將天然沸石用稀無機酸(HCl、H2SO4、HNO3、HClO4等)處理,使H+交換率至少在20%以上,成型后在90~110℃干燥,最后以350~600℃溫度加熱活化,即成H型沸石。H型沸石具有很高的吸附速度和陽離子交換容量。

(5)Na型沸石 將沸石用過量的鈉鹽溶液(NaCl、Na2SO4、NaNO3等)處理,使Na+交換率至少在75%以上,成型后在90~110℃干燥,最后在350~600℃溫度下加熱活化制成。Na型沸石對氣體的吸附容量很大,甚至比合成的0.5nm分子篩的吸附量還大。

(6)NH4型沸石 將天然沸石用2M的NH4Cl溶液處理,然后用2M的KCl溶液作洗滌劑,其陽離子交換容量可達145mN/100g。

此外還有將比表面積小、孔徑小的斜發(fā)沸石改型為八面沸石,可應用于化工、煉油領域。改型工藝見圖3-3-3。

圖3-3-3 八面沸石加工工藝流程

最佳改型條件為(每克礦樣):NaOH0.55g、NaCl0.60g、水3.00g、反應時間4h。改型前后的性能見表3-3-7。

表3-3-7 沸石改型前后性能比較

五、我國沸石開發(fā)利用現(xiàn)狀

我國沸石礦產資源開發(fā)利用研究僅有20年,在建材、輕工、農牧、環(huán)保等領域里的開發(fā)研究與應用已取得了一定成果。部分成果見表3-3-8。已開發(fā)的主要沸石礦床有:浙江縉云老虎頭、天井山混合型沸石巖礦床;河北赤城獨石口斜發(fā)沸石巖礦床、圍場斜發(fā)沸石巖礦床;山東濰縣涌泉莊絲光沸石、斜發(fā)沸石巖礦床、萊陽白藤口絲光沸石巖礦床、萊西斜發(fā)沸石、絲光沸石巖礦床;河南信陽上天梯斜發(fā)沸石巖礦床;黑龍江海林斜發(fā)沸石巖礦床;遼寧北票斜發(fā)沸石巖礦床;吉林九臺銀礦山混合型沸石巖礦床;內蒙古呼和浩特郊區(qū)陶卜齊絲光沸石巖礦床。

表3-3-8 我國部分領域對沸石巖的質量要求

續(xù)表

續(xù)表

目前,天然沸石在工業(yè)應用中存在以下主要問題:一是質量問題,二是品種問題。質量問題主要是純度不高,雜質較多,以及活化產品的質量達不到應用部門要求。品種問題是適合于不同應用部門要求的改型、改性系列化產品少。因而,一方面要加強選礦提純工藝的研究,另一方面也要加強沸石改性、改型工藝條件的研究。

上天梯沸石礦是河南省最大的沸石礦,與膨潤土、珍珠巖共生,為斜發(fā)沸石巖。目前主要是作水泥填料用。在除氟方面的研究已取得較好成果。沸石原礦經破碎活化后,提高了吸附氟離子的能力。原水含氟3~8.2mg/L,經沸石吸附后含氟降到1mg/L以下,符合飲用衛(wèi)生標準。用過的沸石可再生反復使用,為氟病區(qū)人民帶來了福音。針對河南省的實際情況,應加強氟石在環(huán)保、農藥方面的開發(fā)研究。氟石礦的超細微粉在立交橋、高速公路上的應用已受到建設部門的高度重視。

六、人工合成4A沸石

天然沸石已被成功應用到工業(yè)、農業(yè)、環(huán)保等各個領域中,但是在一些工業(yè)部門,如洗滌業(yè)中的助洗劑,還是要用人工合成的4A沸石。因為天然沸石,無論是吸鈣量,還是白度等指標均達不到要求。在催化劑領域中,至今仍然使用人工合成的沸石。

人工合成沸石已達數(shù)百種,幾十種結構。但是目前已工業(yè)化的,具有經濟意義的只有幾種,其中產量最多的是4A沸石。4A沸石主要用于洗滌劑中,取代三聚磷酸鈉(STPP)。4A沸石也是制取其他品種沸石的母體。

4A沸石的分子式為Na96Al96Si96O384216H2O,經簡化為Na12(Al12Si12O48)27H2O的稱為偽晶胞或假單元式,可再簡化為Na2OAl2O32SiO24.5H2O,Na2O17%、Al2O328%、SiO233%、H2O22%。4A沸石的比表面積可達800m2/g,能吸附一定量的有機污垢。4A沸石對Ca2+有很強的交換能力,理論吸鈣量以mg-CaCO3/g(干)計,可達352mg/g,所以能軟化硬水。4A沸石作助洗劑,除軟化硬水外,有pH緩沖能力,提高了清除油污的效果。4A沸石除了具有上述的助洗劑功能外,還具有原料來源廣,制取工藝簡單,能耗低,價格低于三聚磷酸鈉,生態(tài)學方面安全等優(yōu)點,使之成為三聚磷酸鈉最理想的代用品。

合成4A沸石的生產工藝根據原料不同而不同,主要有以下幾種生產工藝。

1.氫氧化鋁水熱合成法

該工藝是以市售的氫氧化鋁、氫氧化鈉、硅酸鈉為原料,直接進行水熱合成制取沸石(圖3-3-4)。該工藝是世界上普遍采用的生產工藝,世界上許多著名廠家都采用此工藝生產,如德國的Henk和Degussa公司、荷蘭AK20-PQ公司、意大利的Mira公司、日本東洋曹達公司、西班牙的FMC公司、美國的P&G公司等。此工藝的優(yōu)點是生產流程簡單,產品質量較高,流程靈活性大,可以根據市場需求生產多種型號沸石。缺點是成本高。

圖3-3-4 水熱法合成沸石工藝流程

2.高嶺土法

美國Ethyl公司利用高嶺土生產4A沸石助劑。純高嶺土中的硅鋁比值恰好與4A沸石相等。高嶺土焙燒之后轉變?yōu)榛钚暂^高的非晶質的偏高嶺石,偏高嶺石在熱水堿性溶液中轉換成4A沸石(圖3-3-5)。

圖3-3-5 用高嶺土合成4A沸石的流程圖

這種方法的優(yōu)點是工藝簡單、成本低;缺點是缺少高質量的高嶺土原料,難達到洗用沸石的要求,白度、粒度及鈣交換量三項指標難滿足用戶的要求。

美國的U.C.C公司也采用高嶺土法,只是在焙燒后加了一道氯化除雜工序。

3.三水鋁石礦法

用三水鋁石礦作原料生產4A沸石,工藝難度較大,成本較低。我國福建匯盈和耀隆洗滌助劑廠用此法生產4A沸石(圖3-3-6)。

圖3-3-6 三水鋁石礦法合成4A沸石工藝流程

河南省非金屬礦產開發(fā)利用指南

河南省非金屬礦產開發(fā)利用指南

4.以一水硬鋁石為原料的方法

以三水鋁石礦為原料合成4A沸石,是在常壓下經堿溶直接制得鋁酸鈉,生產成本低。但我國三水鋁石礦少,僅在南方福建、海南、貴州等省有少量儲量,所以三水鋁石礦法受原料限制。我國鋁土礦資源豐富,在鋁土礦石中主要鋁礦物是一水硬鋁石,有的礦石含少量—水軟鋁石、高嶺石等礦物。以鋁土礦為原料生產4A沸石符合我國資源國情。

在合成4A沸石工藝中,首先要獲得鋁酸鈉溶液,然后再與硅酸鈉溶液混合,經膠化、晶化等反應過程,合成4A沸石。鋁酸鈉堿溶液是拜耳法以及所有其他堿法生產氧化鋁的主要中間產物。用鋁土礦生產氧化鋁主要有兩種方法,一是拜耳法(濕化學法),另一種是蘇打石灰石燒結法。這兩種方法的工藝過程中都有中間產品鋁酸鈉溶液,將鋁酸鈉溶液與硅酸鈉溶液混合,經膠化、晶化、老化等過程合成4A沸石。如山東鋁業(yè)公司就是在燒結法氧化鋁生產系統(tǒng)中嫁接4A沸石生產線,生產出助洗劑4A沸石(圖3-3-7)。

在合成沸石的工藝過程中,膠化、晶化、老化過程的有效控制,是合成合格產品的關鍵。經沉淀壓濾后的鋁酸鈉清液和具有一定模數(shù)的液體硅酸鈉按一定的配比注入合成罐內,調控反應物配比是產生4A沸石晶相純度的關鍵。膠化反應形成的是非晶態(tài)、無定形的膠體粒子。在水熱條件下,有如下反應:

河南省非金屬礦產開發(fā)利用指南

隨著反應時間的延長,膠團解析出NaOH并形成微晶。

晶化反應生成4A沸石晶體,反應式為:

河南省非金屬礦產開發(fā)利用指南

圖3-3-7 以鋁土礦為原料合成4A沸石工藝

4A沸石的晶體生長與濃度、溫度、時間密切相關。晶化時間不夠,晶化率下降,晶化不完全;晶化時間過長,會產生雜質相(如方鈉石),同樣會使4A沸石量相應減少。嚴格控制反應溶液的總堿度,保證合成的4A沸石晶體粒徑小,≤4m的≥90%,≤10m的>99%。

老化過程可提高4A沸石的結晶度,使之更穩(wěn)定,4A沸石晶體的粒度分布更為合理,提高鈣交換量和白度。

隨著膠化(漿化)、晶化、老化過程的進行,完成了非晶態(tài)的水合鋁硅酸鈉向晶體的轉化。要使合成的4A沸石的結晶度、白度高、粒度細且分布合理、鈣交換量高,就必須嚴格控制合成反應的每一個過程的條件。

5.酸性粘土法

日本水澤公司(MIZUSAWA)利用酸性粘土生產洗用沸石,此法的優(yōu)點是產品的粒度細,缺點是工藝復雜、成本較高。工藝流程見圖3-3-8。

圖3-3-8 水澤公司的酸性粘土法工藝流程

關于助劑4A沸石的質量要求各廠家不盡相同,目前還沒有統(tǒng)一的國際標準。一般是根據用戶需求制定生產工藝,使產品質量滿足用戶要求。表3-3-9列出各廠家的質量標準。

表3-3-9 4A沸石助洗劑質量要求

①中華人民共和國行業(yè)標準,1993-07-01實施;②山東鋁業(yè)公司企業(yè)標準,1993-06-01實施。

主要參考文獻

[1] 《非金屬礦工業(yè)手冊》編輯委員會,非金屬礦工業(yè)手冊(上、下冊),冶金工業(yè)出版社,1992.12。

[2] 《礦產資源綜合利用手冊》編輯委員會,礦產資源綜合利用手冊,科學出版社,2000。

[3] 王濮等,系統(tǒng)礦物學(中冊),地質出版社,1984.8。

[4] 孫寶岐等,非金屬礦深加工,冶金工業(yè)出版社,1995.2。

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