96si是什么材料(96硅是什么牌号材料)
今天给各位分享96si是什么材料的知识,其中也会对96硅是什么牌号材料进行解释,现在开始吧!
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、光导纤维、电子工业的重要部件、光学仪器、工艺品和耐火材料的原料,是科学研究的重要材料。
2、当二氧化硅结晶完美时就是水晶;二氧化硅胶化脱水后就是玛瑙;二氧化硅含水的胶体凝固后就成为蛋白石;二氧化硅晶粒小于几微米时,就组成玉髓、燧石、次生石英岩。
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、汤料粉等。
扩展资料:
1、硅(台湾、香港称矽x)是一种化学元素,它的化学符号是Si,旧称矽。原子序数14,相对原子质量28.0855,有无定形硅和晶体硅两种同素异形体,属于元素周期表上第三周期,IVA族的类金属元素。
2、硅在地壳中的含量是除氧外最多的元素。如果说碳是组成一切有机生命的基础,那么硅对于地壳来说,占有同样的位置,因为地壳的主要部分都是由含硅的岩石层构成的。
3、天然二氧化硅称为硅石,约占地壳质量的12%,其存在形式有结晶态和无定形态两种。石英晶体是结晶的二氧化硅,具有不同的晶型和色彩。
4、硅肺是一种职业病,它的发生及严重程度,取决于空气中粉尘的含量和粉尘中二氧化硅的含量,以及与人的接触时间等。长期在二氧化硅粉尘含量较高的地方。
SI 是什麼意思?
1、SI【化】元素硅(silicon)的符号,硅是制作CPU、GPU等芯片的重要材料。
2、SI(System Integration)系统集成,IT业界里指的是系统集成供应商。
3、SI国际公司,一个著名的通信企业。
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如今社会互联网大行其道,要是你还不知道一些流行的网络术语是不是就有点out了?这里就给你讲解一些常见的网络术语的含义。
IT是什么意思?
IT是指信息技术,即英文Information Technology 的缩写.
BT是什么意思?
BT是一种P2P共享软件,全名叫"BitTorrent",中文全称:"比特流"又名"变态下载",论坛中说某BT,则是"变态"的意思.
DIY是什么意思?
DIY是每个电脑爱好者熟悉的新名词,是英文Do It Yourself的首字母缩写,自己动手制作的意思,硬件爱好者也被俗称DIYer.
OEM是什么意思?
OEM是英文Original Equipment Manufacturer的缩写,意思是原设备制造商。
BBS是什么意思?
BBS是英文Bulletin Board System的缩写,中文意思是电子公告板系统,现在国内统称做论坛。
XP是什么意思?
XP,是英文Experience(体验)的缩写, 自从微软发布windows XP后,成为软件流行命名概念.
ZT是什么意思?
论坛上常见文章标有zt字样,新手不知所云,其实不过是"转帖"的拼音缩写而已.
PS是什么意思?
在网上,常用软件一般都用缩写代替photoshop简称ps,DreamWeaver简称dw,等等..
ID是什么意思?
ID是英文IDentity的缩写,ID是身份标识号码的意思.
MSN是什么意思?
MSN 即MICROSOFT NETWORK, 是微软公司的一个门户站点. MSN作为互联网上最受欢迎的一个门户, 具备了为用户提供了在线调查、浏览和购买各种产品和服务的能力.
DJ是什么意思?
DJ是DISCO JOCIKEY(唱片骑士)的英文缩写,以DISCO为主,DJ这两个字现在已经代表了最新、最劲、最毒、最HIGH的Muisc。
URL是什么意思?
URL是英文Uniform Resoure Locator的缩写,即统一资源定位器,它是WWW网页的地址,如
CEO是什么意思?
CEO(Chief Executive Officer),即首席执行官,源自美国20世纪60年代进行公司治理结构改革创新时.
9sicr相当于什么材料
9SiCr钢是低合金刃具用钢,但也常常制作冷作模具零件,效果很好。它比铬钢(Cr2或9Cr2)有更高的淬透性和淬硬性并且有较高的回火稳定性。适合分级淬火或等温淬火。该钢最早引自前苏联的9XC,过去曾称作9CrSi钢。成分和性能与9XC完全一样。在我国已有很长的应用历史。外国同类钢号仅有德国的90CrSi5瑞典的2092和SR1855,DF-1。其他国家未见有相似钢号。该钢可作多种形状复杂,变形要求小的冷作模具零件。
基本信息
交货状态:热轧、冷轧。一般退火状态交货。
交货规格:热轧2.5~50MM(板),冷轧1.5~2.5MM(带)
参考牌号
德国 DIN 标准材料编号?1.2067、德国DIN 标准牌号 100Cr6、中国 GB 标准牌号9SiCr、英国 BS 标准牌号 BL3、法国 AFN0R 标准牌号 Y100C6、西班牙 UNE 标准牌号100Cr6、美国 AISI/SAE 标准牌号 L3、俄罗斯 r0CT 标准牌号 9XC、瑞典 SS 标准牌号2092。?[1]
物理特性
高碳合金工具钢,韧性较好,具有较好的回火稳定性,热处理时变形小。该钢中碳化物分布均匀,不易析出碳化物网,并易于正火消除,通过正火可以消除网状以及粗片碳化物组织。但是抗压强度和耐磨性不足,加工性较差。该钢的表面残余含碳量为0.6%—0.7%的脱碳层时,由于碳化物的减少使得表面层的过热敏感性增大。经正常加热淬火以后表面硬度仍可以达到60—62HRC,但其抗弯强度却下降40%—50%。表面层晶粒度达到7级,心部为10级。
该钢锻造性能良好,由于易脱碳,需要在中性气氛或者保护气氛炉中加热。施以锻热调质处理,可以获得细密的回火索氏体组织,简化工艺,省时节电,既有良好的切削加工性能,又有理想的余热处理组织。
模具钢
该钢受热软化温度为320℃,淬透性比铬钢好,油淬淬硬性深度40—50mm。该钢零保温淬火韧化工艺,可以消除搓丝=板因常规淬火加热氧化脱碳造成的早期失效,不均匀奥氏体修或可以细化马氏体,搓火后得到隐晶马氏体或者细针状马氏体,这种组织强韧性好。
9SiCr量具刃具用钢,是常用的低合金工具钢,具有较高的淬透性和淬硬性,以及较高的回火稳定性。
二 更多运用举例:
1 该钢用作冲制料厚≥3mm的冲裁模具中形状复杂的凸模?凹模 镶块,做凸模时建议硬度58—62HRC,做凹模是建议60—64HRC。
2批量软料中厚板冲裁模常用9SiCr等钢。
3 用于滚丝模好,经超细化预处理后,服役期寿命提高一倍,
4 该钢制M502搓丝板采用锻热调质预处理索氏体组织与淬火马氏体比较接近,加之“薄壳淬火”,寿命提高2—3倍。
5 载荷轻或者小批量生产用冷镦模
6 该钢用于较精密复杂的模具。
7 该钢用于下料模,冲头,压花模。
8 用于高强度的冷作模具钢。
9 用于铝件冷挤压模,做凸模时建议硬度为60—62HRC。
10 齿轮冲模,剪刀以及冷轧锟。
11 是各种冲剪工具精压膜,冷镦模的基本材料。
12 适用用耐磨性高切削不剧烈且变形小刀具,如板牙?丝锥?钻头?铰刀?齿轮铣刀?拉刀等。
13 经深冷处理的凸模, 其使用寿命从常规热处理的0.5万件提高到1.5万件。
14 该钢可用于顶出杆等。
15 主要用于制造尺寸较大、形状较复杂和精度较高的塑料模。
16 9SiCr钢20mm60mm1050mm剪刀片, 经等温淬火+回火后, 硬度57 ~60HRC, 通过冷校直以及夹具夹紧回火, 可使弯曲变形量控制在≤0.35mm
产品应用
9SiCr合金工具钢可用于制造形状复杂、变形小、耐磨性高、低速切削的工具,如钻头、螺纹工具、铰刀、板牙、丝锥、搓丝板和滚丝轮等。(塑料模具钢时,可用于顶出杆,制造尺寸加大,形状复杂和精度要求高的塑料膜。
●化学成份:
碳 C :0.85~0.95
硅 Si:1.20~1.60
锰 Mn:0.30~0.60
硫 S :≤0.030
磷 P :≤0.030
铬 Cr:0.95~1.25
镍 Ni:允许残余含量≤0.25
铜 Cu:允许残余含量≤0.30
力学性能
●力学性能:
9SiCr
硬度 :退火,241~197HB,压痕直径3.9~4.3mm;187~229HB(制造螺纹工具用);淬火,≥62HRC
热学工艺
●热处理规范及金相组织:
热处理规范:试样淬火820~860℃,油冷。
●交货状态:钢材以退火状态交货。
●临界点温度 (近似值)
Ac1 =770C 、 Ar1 =730℃、 Accm =870C。
●热加工规范
需在中性气氛或保护气氛炉中加热, 预热温度第一次 700 ~80OC, 保温时间 1. 0 ~1.5h, 第二次850~900C, 保温时间2min/mm, 保温后以≤100℃的加热速度升温至1100~1150℃, 保温时间 1.0~1.5min/mn。在加热过程中应勤翻动坯料, 均匀受热,充分透烧。开锻温度 1050~1100C, 反复进行双十字变向镦拨锻造, 锻后合金碳化物等级≤2级。
● 锻热调质处理规范
900℃高温余热油淬, 接着进行 700~720C高温回火,硬度达 200~220HBW, 可代替锻后球化等温退火。
●正火规范
正火温度 900 ~920C. 保温时间:?盐浴炉?25 ~30s/mm, 空冷炉 70 ~90s/mm, 空冷, 硬度 321~415HBW。
●成批等温球化退火规范
790 ~810C 2 ~3h, 炉冷, 700 ~720C 3 ~4h, 硬度≤229HBW,?珠光体组织2~5 级,?网状碳化物等级≤2 级。
●球化退火规范
790 ~810℃2 ~4h, 炉泠, 700 ~720℃3 ~4h, 以.≤30C/h的冷却速度, 缓慢炉冷到500~600℃, 出炉空冷, 硬度 179 ~241HBW。
●冷压毛坯普通软化规范
软化温度(82010)℃, 保温 3 -4h, 再以15℃/h的冷却速度冷至≤650℃, 出炉空冷。
●冷压毛坯等温球化软化规范
(82010)C 3 ~4h, (72010)℃6-8h, 再缓冷至≤600℃, 出炉空泠。
处理前硬度≤241HBW, 处理后硬度≤217HBW。
●调质处理规范
淬火温度?880~890c, 油冷,?回火温度 680~700C, 硬度 197 ~229HBW。
●油韧处理规范
将钢补充加热到 330C 以后, 再以≤30℃/h的冷却速度降温到 630℃, 出炉油泠.
硬度 93 ~94HRB, 不破断扭转角 345, 以提高钢的韧性。
●普通淬火、回火规范
1) 淬火温度830 ~860C , 油冷, 硬度 62 ~64HRC,?回火温度 150 ~200C, 硬度61~63HRC。 '
2) 淬火温度随850 ~870℃ , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火温度140 ~160, 硬度 62 ~65HRC。
3) 淬火温度850 ~870C , 油冷, 硬度62 -65HRC, 回火温度160 ~ 180C, 硬度61-63HRC。
4) 预热温度 450 ~500C ,?淬火温度?870 ~880C , 油冷, 回火温度 180 ~200C , 保温2h, 硬度 59 ~62HRC。
●等温淬火规范
淬火温度 850 ~ 860C, 等温温度 240 ~260C,?硝盐冷却介质?(质量分数):NaN0250% +KN0250%, 冷至室温, 清洗后进行校直, 迸行 300 ~320C 1.5 ~2h?回火(夹具夹紧回火)。
●零保温淬火、回火规范
预热温度 450 ~500C ,?奥氏体化温度 870 ~ 880℃ , 不保温, 冷却介质温度180 ~190C . 在硝盐浴中冷却数分钟, 回火温度 240 ~260℃, 回火时间 2h。
●?深冷处理规范
淬火温度?870C, 200C 1h?回火, 再迸行深冷处理: -196C 10h。
物理性能
9SiCr钢的临界温度示于表2-11-2,密度为7.80t/m3;矫顽力Hc为 795.8A/m;饱和磁感Bs为1.78~1.82T。
钻戒si96跟97有什么区别
其实这个颜色等级真的差别不大,最高的颜色等级是D级,依次是E、F、G、H、I、J、K、L……而96、97代表的是H和G级;这个颜色等级还是非常不错的,肉眼根本的分辨不出差别来
沸石(Zeolite)
一、概述
沸石是沸石族矿物的总称,包括含水的碱或碱土金属的铝硅酸盐矿物。沸石的化学组成十分复杂,因种类不同差异较大。沸石矿物的一般化学式为:Am(Si,Al)pO2pnH2O,式中A主要为钠和钙,其次为钡、锶、钾和极少的镁、锰等。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,阳离子A及其含量不同,水分子多少各异,Al:Si比值从1:5到1:1变化。
目前,已发现40种天然沸石矿物,但只有方沸石、菱沸石、斜发沸石、毛沸石、浊沸石、丝光沸石、钙十字沸石等较为常见。我国已发现有斜发沸石、丝光沸石、碱菱沸石、钙十字沸石等10多种天然沸石,被大量利用的只有斜发沸石和丝光沸石。人工合成沸石已达数百种,几十种结构。但是目前已工业化的,具有经济意义的只有几种,其中产量最多的占人工合成沸石总量的99%的是4A沸石,其次是Y型和X型沸石。
沸石矿物的晶体具有架状结构。在架状骨干中存在着由[(Si,Al)O4]四面体组成的环(如由四个四面体组成的“四元环”、六个四面体组成的“六元环”,以及“五元环”、“八元环”、“十二元环”等等)。环的孔径与一般分子大小相近(如四元环0.1nm、六元环0.22nm、八元环0.42nm、十二元环0.8~0.9nm)。不同的沸石矿物晶体中,环的元数不同,联结方式不同。因而,孔道的孔径、孔道方向、孔道贯通几度空间等各异。孔径越宽,可以容纳的物质的分子越大。六元环以下孔径太小,分子进不去,可用来进行离子交换。
形成环状的硅氧四面体再与另外的氧桥相互联接,便构成三维格架的孔穴(称笼或空腔)。在沸石晶体结构中许多形状整齐的多面体笼就是这样形成的。如立方体笼、笼、笼、六角柱笼等。
上述结构特征使沸石晶体结构存在孔道和空洞,被钠、钾、钙等阳离子和水分子-沸石水所占据。
当加热时沸石水将逐渐逸出。沸石失水后,孔穴形成的内表面积很大,1g纯沸石(A型分子筛)的总表面积达1100m2,即沸石被活化。失去沸石水后,可以吸附其他物质分子进入孔道。在这种情况下,直径比孔道小的分子能进入孔道,而直径比孔道大的分子则被拒之外,从而对分子起筛选作用。因此,被活化的沸石可作为离子筛或分子筛。沸石的选择性吸附、筛分性能,决定于沸石的孔径和被吸附分子的大小、结构、极性和化学键等。
在沸石晶体结构的孔穴中除沸石水外,还存在为了平衡晶格中负电荷而进入的金属阳离子(一般为K+、Na+),这些阳离子极易与水溶液中的阳离子(如Ca2+、Mg2+、Sr2+、Ba2+等)发生交换作用。这种可逆的阳离子交换,不破坏晶体结构,但会改变晶体内的电场,从而可使沸石的吸附和催化性能发生很大变化。沸石的离子交换性能主要与沸石晶体结构中硅铝比的高低、孔穴的大小、阳离子的性质及所在的位置有关。部分沸石的物理性质见表3-3-1。
二、沸石的主要用途
沸石的独特内部结构和晶体化学性质,使其具有吸附分离、离子交换、催化裂化、耐酸耐热、耐辐射和密度小等特点,广泛地应用于建材工业、农业、轻工业、环保及国防等领域。
建材工业 用作烧制人造轻骨料、水泥掺合料、轻质高强板材及轻质砖和轻质陶瓷制品、无机发泡剂,配制多孔混凝土,作固结材料,建筑石料。
农牧业 制作农药载体、土壤改造剂、多元颗粒肥料;家畜(禽)饲料添加剂;水产养殖业中水质改良剂等。
工业助剂与添加剂 制作肥皂助剂、牙膏磨擦剂,烧制低温青瓷的助熔剂,纸张充填剂,橡胶塑料,树脂,涂料的充填剂和用作洗涤剂的原料等。
离子交换 除氟改良土壤,废水处理,除去或回收重金属离子,放射性废物的处理,海水提钾,海水淡化,硬水的软化,食品的防腐保鲜。
吸附分离 干燥剂、吸附分离剂、分子筛(对气体、液体进行分离、净化和提纯)(包括对天然气、煤气、化工气体等)。
催化裂化 石油的催化、裂化剂,用于分馏精制石油产品。
表3-3-1 部分沸石的物理性质
三、沸石矿床的工业要求及资源分布
对于沸石矿石,主要以
、K+离子交换能力,确定沸石矿物在矿石中的含量。
边界品位:K+交换量≥10mg/g土,或
交换量≥100mL/100g土(相当沸石总量的40%土);
最低工业品位:K+交换量≥13mg/g土,或
交换量≥130mL/100g土(相当于沸石总量的55%土);
K+交换量<13mg/g,但
交换量>130mL/100g的矿石,另外圈出,单独计算储量,并应确定沸石矿物的种属;
K+交换量为10~13mg/g,NH4+交换量为100~130mL/100g土的矿石列为表外矿;
矿床最低可采厚度为2m,夹石剔除厚度大于或等于1m。
按用途评价沸石矿床的工业指标见表3-3-2。
表3-3-2 我国沸石矿床评价的工业指标
目前世界上已有40多个国家发现了近3000个沸石矿床或矿点,绝大多数沸石矿床产于新生代,以第三纪分布最为集中。与火山岩共生,玻璃质火山岩为沸石的成矿母岩。
日本、原苏联和美国是沸石资源大国。此外,朝鲜、肯尼亚、阿根廷、新西兰、冰岛、意大利、匈牙利、保加利亚、英国和原西德等国家均发现了较大规模的沸石矿床。
表3-3-3 我国部分地区沸石岩化学成分表
①用斯科菲尔德法测定。
我国沸石资源丰富,主要分布于中生代火山活动区,赋存于侏罗系、白垩系中。我国部分沸石矿的化学成分和吸附性能见表3-3-3和表3-3-4。
表3-3-4 我国部分产地沸石岩的吸附性能
四、沸石矿石的提纯及深加工
由于天然沸石受到纯度及某些自然弱点的影响,还不能满足各领域应用上的要求。为了进一步提高其吸附、交换和催化性能,需要对沸石矿进行选矿提纯和深加工处理。
1.选矿提纯
沸石的选矿存在一定的困难,主要原因有两个:一是沸石矿物结晶粒度非常细小,一般为1~50m;二是与沸石共生的矿物,如蒙脱石、绢云母、石英、玉髓、蛋白石、长石、绿泥石等与沸石在选矿性质方面差异较小,不易分选。常用的选矿方法有:①重选,如摇床及离心力场强化的重选设备;②浮选,能处理细粒度物料,利用浮选药剂调节矿物的可选性,是目前最为有效的一种选矿方法;③选择性絮凝分选法。
我国主要进行过沸石的浮选、絮凝、重选、磁选等方面的试验研究,已取得了一定进展,但仍处于探索性研究阶段,有待于进一步的研究,寻求更有效、更经济的方法及工艺。
世界上销售的沸石一般只是经过破碎、筛分后符合粒度要求的产品。
日本板谷沸石加工厂采用干法精选工艺(见图3-3-1),选除矿石中的蛋白石、石英、长石、有机物等杂质,以提高产品的纯度和白度。产品性能见表3-3-5,“SGW”细粉状产品主要用于造纸。
图3-3-1 干式精选流程
日本高岛加工厂采用湿法精选流程,生产微细粉状的水洗产品,产品性能见表3-3-6。其中产品“Hi-Z”可作为造纸用粘土。
美国布伊沸石矿采用分级和浓缩以及摇床选别和干涉沉降工艺分选沸石,工艺流程见图3-3-2。
图3-3-2布伊沸石矿造矿流程
2.沸石矿的深加工
沸石矿的深加工就是经酸、碱浸渍,煅烧等方法处理,使其活化和改型,提高沸石的吸附能力和交换能力。使沸石活化的方法较多,下面介绍几种主要处理工艺。
表3-3-5 干法处理沸石的性能
注:PB=纸装;FB=软包装;PEB=聚乙烯包装。
(1)酸处理加工工艺 将沸石原矿粉碎至5~80目,用浓度为4%~10%的盐酸或硫酸浸渍,酸浸是将沸石孔道中的杂质和可溶性物质清除出来,浸渍处理时间以10~20h为宜。酸处理后的沸石经用碳酸钠、苛性碱等中和后洗涤,再水煮沸30~60min。将煮沸后的沸石干燥,然后在350~580℃温度下焙烧。焙烧后的沸石被粉碎到所需要的粒度,即为活性沸石产品,其吸附性能达到或优于活性炭。
表3-3-6 湿法处理沸石性能
(2)煅烧处理工艺 将沸石原矿干燥破碎,排除破碎中产生的粉末。将破碎产品放在焙烧台上,通过热风缓缓升温,焙烧温度不超过500℃。在温度(焙烧)升到足够高时用水急骤冷却,然后干燥。经上述处理后,能使离子交换容量值和吸附能力缓慢提高,可作水质净化剂使用。
(3)P型沸石 将3g10~20目的沸石矿放入NaOH浸液中,在(955)℃下加热70h,即获得P型沸石。NaOH浓度不宜过高,否则会破坏沸石结构。改型后的P型沸石对CdCl2的吸附量明显增加。
图3-3-2 布伊沸石矿选矿流程
(4)H型沸石 将天然沸石用稀无机酸(HCl、H2SO4、HNO3、HClO4等)处理,使H+交换率至少在20%以上,成型后在90~110℃干燥,最后以350~600℃温度加热活化,即成H型沸石。H型沸石具有很高的吸附速度和阳离子交换容量。
(5)Na型沸石 将沸石用过量的钠盐溶液(NaCl、Na2SO4、NaNO3等)处理,使Na+交换率至少在75%以上,成型后在90~110℃干燥,最后在350~600℃温度下加热活化制成。Na型沸石对气体的吸附容量很大,甚至比合成的0.5nm分子筛的吸附量还大。
(6)NH4型沸石 将天然沸石用2M的NH4Cl溶液处理,然后用2M的KCl溶液作洗涤剂,其阳离子交换容量可达145mN/100g。
此外还有将比表面积小、孔径小的斜发沸石改型为八面沸石,可应用于化工、炼油领域。改型工艺见图3-3-3。
图3-3-3 八面沸石加工工艺流程
最佳改型条件为(每克矿样):NaOH0.55g、NaCl0.60g、水3.00g、反应时间4h。改型前后的性能见表3-3-7。
表3-3-7 沸石改型前后性能比较
五、我国沸石开发利用现状
我国沸石矿产资源开发利用研究仅有20年,在建材、轻工、农牧、环保等领域里的开发研究与应用已取得了一定成果。部分成果见表3-3-8。已开发的主要沸石矿床有:浙江缙云老虎头、天井山混合型沸石岩矿床;河北赤城独石口斜发沸石岩矿床、围场斜发沸石岩矿床;山东潍县涌泉庄丝光沸石、斜发沸石岩矿床、莱阳白藤口丝光沸石岩矿床、莱西斜发沸石、丝光沸石岩矿床;河南信阳上天梯斜发沸石岩矿床;黑龙江海林斜发沸石岩矿床;辽宁北票斜发沸石岩矿床;吉林九台银矿山混合型沸石岩矿床;内蒙古呼和浩特郊区陶卜齐丝光沸石岩矿床。
表3-3-8 我国部分领域对沸石岩的质量要求
续表
续表
目前,天然沸石在工业应用中存在以下主要问题:一是质量问题,二是品种问题。质量问题主要是纯度不高,杂质较多,以及活化产品的质量达不到应用部门要求。品种问题是适合于不同应用部门要求的改型、改性系列化产品少。因而,一方面要加强选矿提纯工艺的研究,另一方面也要加强沸石改性、改型工艺条件的研究。
上天梯沸石矿是河南省最大的沸石矿,与膨润土、珍珠岩共生,为斜发沸石岩。目前主要是作水泥填料用。在除氟方面的研究已取得较好成果。沸石原矿经破碎活化后,提高了吸附氟离子的能力。原水含氟3~8.2mg/L,经沸石吸附后含氟降到1mg/L以下,符合饮用卫生标准。用过的沸石可再生反复使用,为氟病区人民带来了福音。针对河南省的实际情况,应加强氟石在环保、农药方面的开发研究。氟石矿的超细微粉在立交桥、高速公路上的应用已受到建设部门的高度重视。
六、人工合成4A沸石
天然沸石已被成功应用到工业、农业、环保等各个领域中,但是在一些工业部门,如洗涤业中的助洗剂,还是要用人工合成的4A沸石。因为天然沸石,无论是吸钙量,还是白度等指标均达不到要求。在催化剂领域中,至今仍然使用人工合成的沸石。
人工合成沸石已达数百种,几十种结构。但是目前已工业化的,具有经济意义的只有几种,其中产量最多的是4A沸石。4A沸石主要用于洗涤剂中,取代三聚磷酸钠(STPP)。4A沸石也是制取其他品种沸石的母体。
4A沸石的分子式为Na96Al96Si96O384216H2O,经简化为Na12(Al12Si12O48)27H2O的称为伪晶胞或假单元式,可再简化为Na2OAl2O32SiO24.5H2O,Na2O17%、Al2O328%、SiO233%、H2O22%。4A沸石的比表面积可达800m2/g,能吸附一定量的有机污垢。4A沸石对Ca2+有很强的交换能力,理论吸钙量以mg-CaCO3/g(干)计,可达352mg/g,所以能软化硬水。4A沸石作助洗剂,除软化硬水外,有pH缓冲能力,提高了清除油污的效果。4A沸石除了具有上述的助洗剂功能外,还具有原料来源广,制取工艺简单,能耗低,价格低于三聚磷酸钠,生态学方面安全等优点,使之成为三聚磷酸钠最理想的代用品。
合成4A沸石的生产工艺根据原料不同而不同,主要有以下几种生产工艺。
1.氢氧化铝水热合成法
该工艺是以市售的氢氧化铝、氢氧化钠、硅酸钠为原料,直接进行水热合成制取沸石(图3-3-4)。该工艺是世界上普遍采用的生产工艺,世界上许多著名厂家都采用此工艺生产,如德国的Henk和Degussa公司、荷兰AK20-PQ公司、意大利的Mira公司、日本东洋曹达公司、西班牙的FMC公司、美国的P&G公司等。此工艺的优点是生产流程简单,产品质量较高,流程灵活性大,可以根据市场需求生产多种型号沸石。缺点是成本高。
图3-3-4 水热法合成沸石工艺流程
2.高岭土法
美国Ethyl公司利用高岭土生产4A沸石助剂。纯高岭土中的硅铝比值恰好与4A沸石相等。高岭土焙烧之后转变为活性较高的非晶质的偏高岭石,偏高岭石在热水碱性溶液中转换成4A沸石(图3-3-5)。
图3-3-5 用高岭土合成4A沸石的流程图
这种方法的优点是工艺简单、成本低;缺点是缺少高质量的高岭土原料,难达到洗用沸石的要求,白度、粒度及钙交换量三项指标难满足用户的要求。
美国的U.C.C公司也采用高岭土法,只是在焙烧后加了一道氯化除杂工序。
3.三水铝石矿法
用三水铝石矿作原料生产4A沸石,工艺难度较大,成本较低。我国福建汇盈和耀隆洗涤助剂厂用此法生产4A沸石(图3-3-6)。
图3-3-6 三水铝石矿法合成4A沸石工艺流程
河南省非金属矿产开发利用指南
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4.以一水硬铝石为原料的方法
以三水铝石矿为原料合成4A沸石,是在常压下经碱溶直接制得铝酸钠,生产成本低。但我国三水铝石矿少,仅在南方福建、海南、贵州等省有少量储量,所以三水铝石矿法受原料限制。我国铝土矿资源丰富,在铝土矿石中主要铝矿物是一水硬铝石,有的矿石含少量—水软铝石、高岭石等矿物。以铝土矿为原料生产4A沸石符合我国资源国情。
在合成4A沸石工艺中,首先要获得铝酸钠溶液,然后再与硅酸钠溶液混合,经胶化、晶化等反应过程,合成4A沸石。铝酸钠碱溶液是拜耳法以及所有其他碱法生产氧化铝的主要中间产物。用铝土矿生产氧化铝主要有两种方法,一是拜耳法(湿化学法),另一种是苏打石灰石烧结法。这两种方法的工艺过程中都有中间产品铝酸钠溶液,将铝酸钠溶液与硅酸钠溶液混合,经胶化、晶化、老化等过程合成4A沸石。如山东铝业公司就是在烧结法氧化铝生产系统中嫁接4A沸石生产线,生产出助洗剂4A沸石(图3-3-7)。
在合成沸石的工艺过程中,胶化、晶化、老化过程的有效控制,是合成合格产品的关键。经沉淀压滤后的铝酸钠清液和具有一定模数的液体硅酸钠按一定的配比注入合成罐内,调控反应物配比是产生4A沸石晶相纯度的关键。胶化反应形成的是非晶态、无定形的胶体粒子。在水热条件下,有如下反应:
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随着反应时间的延长,胶团解析出NaOH并形成微晶。
晶化反应生成4A沸石晶体,反应式为:
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图3-3-7 以铝土矿为原料合成4A沸石工艺
4A沸石的晶体生长与浓度、温度、时间密切相关。晶化时间不够,晶化率下降,晶化不完全;晶化时间过长,会产生杂质相(如方钠石),同样会使4A沸石量相应减少。严格控制反应溶液的总碱度,保证合成的4A沸石晶体粒径小,≤4m的≥90%,≤10m的>99%。
老化过程可提高4A沸石的结晶度,使之更稳定,4A沸石晶体的粒度分布更为合理,提高钙交换量和白度。
随着胶化(浆化)、晶化、老化过程的进行,完成了非晶态的水合铝硅酸钠向晶体的转化。要使合成的4A沸石的结晶度、白度高、粒度细且分布合理、钙交换量高,就必须严格控制合成反应的每一个过程的条件。
5.酸性粘土法
日本水泽公司(MIZUSAWA)利用酸性粘土生产洗用沸石,此法的优点是产品的粒度细,缺点是工艺复杂、成本较高。工艺流程见图3-3-8。
图3-3-8 水泽公司的酸性粘土法工艺流程
关于助剂4A沸石的质量要求各厂家不尽相同,目前还没有统一的国际标准。一般是根据用户需求制定生产工艺,使产品质量满足用户要求。表3-3-9列出各厂家的质量标准。
表3-3-9 4A沸石助洗剂质量要求
①中华人民共和国行业标准,1993-07-01实施;②山东铝业公司企业标准,1993-06-01实施。
主要参考文献
[1] 《非金属矿工业手册》编辑委员会,非金属矿工业手册(上、下册),冶金工业出版社,1992.12。
[2] 《矿产资源综合利用手册》编辑委员会,矿产资源综合利用手册,科学出版社,2000。
[3] 王濮等,系统矿物学(中册),地质出版社,1984.8。
[4] 孙宝岐等,非金属矿深加工,冶金工业出版社,1995.2。
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