Tầm quan trọng và công dụng của bốn khoáng vật phi kim loại chính là thạch anh, graphit, fluorit và pyrophyllit
Hầu hết tất cả các ngành công nghiệp chiến lược mới nổi đều ít nhiều liên quan đến khoáng sản phi kim loại và các sản phẩm của chúng, đặc biệt trong ngành vật liệu mới, graphit, fluorit, pyrophyllit, thạch anh và các sản phẩm của chúng đóng vai trò hỗ trợ quan trọng và không thể thay thế. Các khoáng sản phi kim loại như graphit và fluorit được Trung Quốc, Nhật Bản, Úc và các nước khác liệt vào danh sách "khoáng sản chiến lược" hoặc "khoáng sản chủ chốt", còn Hoa Kỳ được liệt vào danh sách "khoáng sản khủng hoảng".
1. Thạch anh có độ tinh khiết cao
Thạch anh có độ tinh khiết cao có các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời. Cát thạch anh có độ tinh khiết cao chủ yếu được sử dụng trong các ngành công nghiệp như thủy tinh thạch anh và mạch tích hợp. Các sản phẩm cao cấp của hãng được sử dụng rộng rãi trong công nghệ thông tin thế hệ mới, sản xuất thiết bị cao cấp, vật liệu mới và các ngành công nghiệp khác. Thạch anh luôn tồn tại như một vật liệu có tầm quan trọng chiến lược, và kể từ Thế chiến thứ hai, các thành phần điện tử của điện thoại liên lạc và điện thoại không dây quân sự đã được làm bằng thạch anh. Nguyên liệu thạch anh có độ tinh khiết cao và siêu tinh khiết được công nhận trên toàn cầu là nền tảng quan trọng cho các sản phẩm công nghệ cao ngày nay và là điều kiện cần thiết để phát triển bền vững các sản phẩm công nghệ cao của một quốc gia. Tại Đức, nguyên liệu thô thạch anh siêu tinh khiết đã được liệt vào danh sách các nguyên liệu chiến lược và việc xuất khẩu bị hạn chế.
Ứng dụng của thạch anh có độ tinh khiết cao trong các ngành chiến lược mới nổi:
Công nghệ thông tin thế hệ mới; Sản xuất thiết bị cao cấp; Vật liệu mới; Năng lượng mới.
2. Than chì
Graphit luôn là nguồn tài nguyên chiến lược quan trọng và không thể thiếu cho sự phát triển của quân đội và các ngành công nghiệp hiện đại. Graphit chủ yếu được sử dụng trong sản xuất vật liệu cực dương cho pin lithium-ion, pin điện mới, siêu tụ điện, v.v. trong ngành công nghiệp ô tô năng lượng mới; trong ngành công nghiệp năng lượng mới, nó chủ yếu được sử dụng trong sản xuất pin mặt trời. , Pin lưu trữ năng lượng điện gió; trong ngành công nghiệp sản xuất thiết bị cao cấp, nó được sử dụng chủ yếu để sản xuất vật liệu làm kín và bộ điều chỉnh nơtron; trong ngành công nghệ thông tin thế hệ mới, nó được sử dụng để sản xuất lưu trữ năng lượng cao, vật liệu điện tử quan trọng,… Sự phát triển và tận dụng graphen đã nâng việc sử dụng graphit lên một tầm cao mới. Trong tương lai, than chì và các sản phẩm của nó sẽ được sử dụng rộng rãi trong vệ tinh hàng không vũ trụ, điện thoại thông minh, máy tính bảng, xe hybrid, xe điện, pin mặt trời và các lĩnh vực khác, trở thành vật liệu chiến lược mới nổi. Trung Quốc, Nhật Bản, Liên minh Châu Âu, Ấn Độ, Vương quốc Anh, Úc, OECD và các quốc gia khác đã liên tiếp ban hành các chính sách công nghiệp về phát triển than chì, coi graphite là "khoáng sản chủ chốt" hoặc "khoáng sản chiến lược", và Hoa Kỳ liệt kê than chì là "khoáng chất khủng hoảng".
Ứng dụng của than chì trong các ngành công nghiệp mới nổi chiến lược:
Sản xuất thiết bị cao cấp; Năng lượng mới; Xe năng lượng mới; Công nghệ thông tin thế hệ mới; Lĩnh vực vật liệu mới; Sinh học.
3. Fluorit
Fluorit, còn được gọi là fluorit, có thành phần chủ yếu là canxi florua (CaF2). Fluorit là một loại tài nguyên khan hiếm cấp thế giới tương tự như đất hiếm. Trung Quốc, Hoa Kỳ, Liên minh Châu Âu, Nhật Bản và các quốc gia khác đều liệt kê fluorit là "khoáng sản chiến lược" hoặc "khoáng sản chủ chốt", và Hoa Kỳ liệt kê fluorit là "khoáng sản khủng hoảng". Florit là một nguyên liệu thô chứa flo, và các vật liệu có chứa flo là một trong những vật liệu hóa học mới. Sản phẩm hóa chất Flo có hiệu suất cao và giá trị gia tăng cao. Ngoài việc được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực công nghiệp và đời sống hàng ngày, các sản phẩm và vật liệu của nó còn được sử dụng rộng rãi trong các ngành chiến lược mới nổi như năng lượng mới, sinh học, tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường, và các phương tiện năng lượng mới. ngành công nghệ.
Ứng dụng của Fluorit trong các ngành chiến lược mới nổi:
Năng lượng mới; Xe năng lượng mới; Sinh học; Tiết kiệm năng lượng và bảo vệ môi trường; Vật liệu mới.
4. Pyrophyllite
Pyrophyllite là một khoáng vật silicat phân lớp có tính ổn định hóa học, độ giãn nở nhiệt thấp, dẫn nhiệt thấp, dẫn điện thấp, cách điện cao, nhiệt độ nóng chảy cao và chống ăn mòn tốt. Pyrophyllite là một trong những nguyên liệu quan trọng để sản xuất gốm sứ chức năng (gốm siêu cứng, gốm áp điện siêu cao), vật liệu chịu lửa mới màu xanh lá cây, sợi thủy tinh hiệu suất cao, vật liệu siêu cứng (kim cương tổng hợp, v.v. phiến) và vật liệu chức năng mới.
Ứng dụng của pyrophyllite trong các ngành công nghiệp mới nổi chiến lược:
Sản xuất thiết bị cao cấp; Năng lượng mới; vật liệu mới; sinh học.
Những rào cản đối với quá trình tinh chế của cát thạch anh có độ tinh khiết cao là gì?
Việc điều chế thạch anh có độ tinh khiết cao chủ yếu thông qua tổng hợp hóa học, xử lý tinh thể tự nhiên và tinh chế sâu các khoáng chất thạch anh. Tuy nhiên, do việc điều chế tổng hợp hóa học và chế biến tinh thể tự nhiên bị hạn chế bởi nguyên liệu, giá thành, sản lượng,… nên khó có thể ứng dụng công nghiệp trên quy mô lớn. Vì vậy, việc điều chế thạch anh có độ tinh khiết cao thông qua chế biến khoáng sản là trọng tâm của nghiên cứu và ứng dụng trong quá khứ và hiện nay.
Quá trình tinh chế thạch anh có độ tinh khiết cao đầu tiên nghiền thạch anh mạch hoặc quartzit đến kích thước hạt cần thiết và loại bỏ một số tạp chất, sau đó tách hoặc hòa tan các tạp chất bằng các phương pháp vật lý và hóa học. Toàn bộ quá trình tinh chế có thể được tóm tắt đơn giản là ba quá trình: tiền xử lý, xử lý vật lý và xử lý hóa học, và đặc biệt áp dụng các phương pháp thụ hưởng khác nhau như nghiền, nghiền, sàng lọc, tách từ tính, ngâm chua và rang bằng clo. Quy trình tinh chế thạch anh tương ứng được thiết kế theo thành phần và cấp của quặng gốc: quặng thạch anh có hàm lượng natri cao cần được nung ở nhiệt độ cao, và các khoáng chất cacbonat có hàm lượng canxi và magie cao cần được xử lý sơ bộ bằng axit clohydric.
Cụ thể, ba bước chính của quá trình tinh chế cát thạch anh có độ tinh khiết cao như sau:
(1) Liên kết tiền xử lý. Mục đích của giai đoạn tiền xử lý là sàng lọc sơ bộ các tạp chất hoặc nghiền nguyên liệu thạch anh thành kích thước hạt mong muốn có lợi cho việc loại bỏ tạp chất và quá trình xử lý tiếp theo. Nói chung, nghiền cơ học, nghiền điện, phân loại quang học, nghiền siêu âm, nghiền sốc nhiệt và các phương pháp chế biến khác được sử dụng.
(2) Giai đoạn xử lý vật lý. Các phương pháp thụ hưởng vật lý chủ yếu bao gồm nghiền, tách màu, tách từ, tuyển nổi và các phương pháp khác, thường được sử dụng để xử lý các tạp chất của các khoáng chất liên kết trong thạch anh.
(3) Công đoạn xử lý hóa chất. So với thụ hưởng vật lý, xử lý hóa học hiệu quả hơn trong việc loại bỏ tạp chất, và lợi thế của việc thâm nhập sâu trong các vết nứt nhỏ và ranh giới hạt có thể xử lý tốt hơn các tạp chất dạng mạng và lẫn tạp chất. Tẩy chua, rửa trôi và clo hóa nhiệt là ba quá trình xử lý hóa học chính.
Về tạp chất, tạp chất nào khó tinh chế nhất?
Có rất nhiều loại nguyên tố tạp chất trong thạch anh. Hàm lượng của mỗi nguyên tố tạp chất trong thạch anh có tác dụng khác nhau đối với quá trình thanh lọc và xử lý. Do đó, cần phải xem xét giới hạn trên của hàm lượng các nguyên tố tạp chất chính, thay vì chỉ đơn giản đặt giới hạn trên của tổng lượng. Các tinh thể thạch anh tự nhiên thường đồng sản xuất với nhiều loại khoáng chất, chẳng hạn như clorit, rutil, tourmaline, canxit, fluorit, muscovit, biotit, sphalerit, hematit, pyrit, mào tinh, cordierit, fenspat, amphibole, garnet, pyroxen, topaz, ilmenit và khoáng vật sét, v.v., những khoáng chất này là nguồn tạp chất chính trong thể rắn thạch anh.
Fe: Đối với các dạng tạp chất sắt khác nhau, các phương pháp thụ hưởng và làm sạch khác nhau như sàng lọc, phân loại, chà rửa, rửa axit hóa học, tuyển nổi, tách trọng lực, tách từ tính và rửa trôi bằng vi sinh vật có thể làm sạch hiệu quả các tạp chất sắt.
Al: Các tạp chất nhôm trong quặng thạch anh chủ yếu tồn tại ở dạng khoáng vật fenspat, mica và đất sét, có thể được loại bỏ bằng phương pháp chà và phân loại. Đối với các khoáng sản chứa nhôm ở dạng fenspat, việc tách hiệu quả khỏi thạch anh luôn là một điểm khó khăn trong ngành công nghiệp thụ hưởng, đặc biệt là tách fenspat và thạch anh. Bởi vì cả hai đều thuộc về khoáng vật silicat khung có các tính chất vật lý rất giống nhau, chúng không thể được phân tách bằng cách tách trọng lực và tách từ tính. Phương pháp hiệu quả nhất là tuyển nổi, và rửa trôi axit hỗn hợp cũng được sử dụng để làm sạch sâu.
Do đó, một số học giả đánh giá liệu thạch anh được sản xuất tự nhiên có thể được sử dụng như thạch anh có độ tinh khiết cao hay không theo hàm lượng của Al và Ti trong thạch anh. Thông thường, hàm lượng Al và Ti trong thạch anh tương đối cao, rất khó để loại bỏ chúng bằng một quá trình tinh chế đơn giản, và việc tinh chế mịn sẽ làm tăng chi phí sản xuất. Do đó, hàm lượng Al và Ti trong thạch anh là yếu tố chính hạn chế độ tinh khiết của thạch anh. Theo đó, khi hàm lượng Al và Ti trong thạch anh tương ứng nhỏ hơn 25ug / g và 10μg / g thạch anh tự nhiên, nó có thể được coi là loại thạch anh có độ tinh khiết cao.
Tóm lại, chúng tôi cho rằng quy trình công nghệ tinh chế cát thạch anh có độ tinh khiết cao không phức tạp, nhưng rất khó để xác định quặng và đạt được độ tinh khiết cuối cùng của một số tạp chất thông qua các quá trình kết hợp, đặc biệt là để loại bỏ một số nguyên tố cụ thể.
Bột talc dùng để gia cố và chỉnh sửa nhựa, càng trắng càng tốt?
Gia cố và sửa đổi nhựa là một lĩnh vực ứng dụng quan trọng của talc, đặc biệt là để điều chỉnh polypropylene trong ngành công nghiệp ô tô và thiết bị gia dụng, và độ trắng là một chỉ số quan trọng của các sản phẩm talc. Vì vậy, có phải bột talc cho nhựa, càng trắng càng tốt?
Độ trắng của bột talc được sử dụng trong ngành công nghiệp nhựa thường được thể hiện bởi CIE Lab (L * a * b *). Ngoài việc đo độ trắng khô, người ta còn đo độ trắng ướt. Độ trắng khô là định nghĩa của độ trắng theo nghĩa thông thường. Độ trắng ướt là độ trắng của bột talc sau khi thêm một lượng thích hợp DMP (dimethyl phthalate) hoặc DOP (dioctyl phthalate).
Các yếu tố quyết định độ trắng của bột talc không chỉ là nguyên liệu thô mà còn là kích thước hạt, độ ẩm và tạp chất. Nếu nó chứa các tạp chất sẫm màu, chẳng hạn như sunfua sắt, than chì, v.v., sản phẩm càng mịn thì độ trắng càng thấp.
Có rất nhiều màu sắc của talc trong tự nhiên. Bột talc màu sáng có màu trắng sau khi nghiền, nhưng sau khi trộn với nhựa thông, màu của ma trận sẽ thể hiện ít nhiều màu thật của bột talc. Nhược điểm này hạn chế tính linh hoạt của bột talc, đặc biệt là việc sử dụng bột talc tối màu trong nhựa. So với độ trắng khô, độ trắng ướt có thể phản ánh trực quan hơn mức độ bột talc thay đổi màu của ma trận nhựa. Giá trị b * (b) trong độ trắng ướt càng thấp, sự thay đổi màu sắc của ma trận nhựa càng nhỏ.
Hầu hết bột talc trên thế giới không có màu trắng. Bột talc trắng chủ yếu đến từ Trung Quốc, Afghanistan và Ấn Độ, số lượng tương đối hạn chế. Với nhu cầu ngày càng tăng đối với bột talc trắng trong ngành nhựa, giá đã tiếp tục tăng trong 20 năm qua. Sự thiếu hụt bột talc trắng là một xu hướng dài hạn trong tương lai. Trên thực tế, bột talc trắng không cần thiết trong nhiều ứng dụng. Ví dụ, trong việc tăng cường và sửa đổi nhựa sẫm màu, hiệu quả tăng cường của việc sử dụng bột talc trắng và bột talc sẫm màu là như nhau.
Các thử nghiệm cho thấy cứ tăng 1% độ trắng ướt của bột talc thì độ trắng của sản phẩm cuối cùng chỉ tăng 0,2% đến 0,3%. Theo đuổi một chiều về độ trắng của bột talc là vô nghĩa. Trước đây, do giá bột talc trắng quá thấp nên nhiều người dùng không nghĩ nhiều đến việc chi phí sử dụng bột talc trắng sẽ tăng lên. Với việc giảm nguồn cung và tăng giá, cần thay đổi thói quen sử dụng và nâng cao hiệu quả sử dụng toàn diện các nguồn lực.
Bột talc được sử dụng để tăng cường và sửa đổi cũng cần phải kiểm soát số lượng điểm đen, đặc biệt là đối với các sản phẩm sáng màu có yêu cầu cao hơn về ngoại hình. Những đốm đen này được hình thành sau khi nghiền quặng sắt sunfua tự nhiên, các khoáng chất sẫm màu như than chì, hoặc các tạp chất sẫm màu từ quá trình khai thác. Một số lượng nhỏ các đốm đen về cơ bản không ảnh hưởng đến độ trắng, nhưng các khuyết tật đốm đen có thể nhìn thấy sẽ được hình thành trên bề mặt của các sản phẩm nhựa sáng màu, ảnh hưởng đến hình thức bên ngoài. Một số lượng lớn các điểm đen sẽ ảnh hưởng xấu đến độ trắng. Các tạp chất sẽ bị phá vỡ thêm khi độ mịn của bột tăng lên, dẫn đến giảm độ trắng của bột.
Ngành công nghiệp cacbonat canxi có tính cạnh tranh cao, tập trung vào phát triển các sản phẩm cao cấp như điều chế là chìa khóa
Trung Quốc là nhà sản xuất và tiêu thụ canxi cacbonat lớn nhất thế giới, với sản lượng và doanh số hàng năm chiếm hơn 30% tổng sản lượng của thế giới. Năm 2020, quy mô thị trường sẽ đạt 7 tỷ nhân dân tệ. Vùng sản xuất tập trung chủ yếu ở tỉnh Quảng Tây, Tứ Xuyên, Quảng Đông, An Huy, Giang Tây, Hồ Nam, Hà Nam, v.v.
Nước ta tuy là nước sản xuất canxi cacbonat lớn nhưng hạn chế về tài nguyên, công nghệ, vốn, địa điểm, kiểm soát chi phí ... nên nhiều doanh nghiệp có công nghệ sản xuất lạc hậu, trình độ công nghiệp thấp, tiêu tốn nhiều tài nguyên, ô nhiễm môi trường nặng nề, mức độ thấp bảo tồn sử dụng nhiều đất và năng lượng, Do thiếu nhân tài cao cấp và thiếu khả năng đổi mới độc lập của các doanh nghiệp, nên nước này vẫn chưa phải là một quốc gia mạnh về sản xuất các sản phẩm canxi cacbonat.
Các doanh nghiệp canxi cacbonat nên thay đổi phương thức hình thành chuỗi công nghiệp, lấy thị trường làm trung tâm, chuyển phương thức "sản xuất, cung ứng và tiếp thị vi lượng đồng căn" truyền thống thành "tiếp thị, cung ứng và chuyển đổi sản xuất". Các doanh nghiệp sản xuất các sản phẩm đầu nguồn của ngành nên được đưa vào xây dựng trước, sau đó quy hoạch sản xuất bột cacbonat canxi theo nhu cầu sản xuất. Các doanh nghiệp đủ điều kiện nên hình thành một chuỗi công nghiệp trong nội bộ, để các sản phẩm sản xuất ra có tính liên kết với nhau, loại bỏ công suất dư thừa và tối đa hóa lợi nhuận.
Ngành công nghiệp cacbonat canxi cần tập trung vào phát triển cao cấp, làm tốt công việc cải tiến sản phẩm, làm phong phú và nâng cao hiệu suất sản phẩm; thúc đẩy tinh chế sản phẩm và phát triển chuyên ngành, tập trung vào kiểm soát dạng tinh thể, và tạo nền tảng cho phát triển hạ nguồn; làm tốt công việc kiểm soát sản phẩm, thiết bị sản xuất và quy trình. Việc nâng cấp ngành công nghiệp và nâng cấp cơ khí hóa lên tự động hóa và thông minh hóa; Để thực hiện tốt các tiêu chuẩn nhóm, các tiêu chuẩn quốc gia ban đầu không còn thể hiện trình độ tiên tiến của ngành, do đó, việc xây dựng các tiêu chuẩn nhóm có lợi cho việc tăng các giống canxi cụ thể cho ngành và nâng cao chất lượng sản phẩm. Quy mô công nghiệp của các doanh nghiệp thượng nguồn và hạ nguồn tiếp tục được mở rộng, bước đầu hình thành một chuỗi công nghiệp canxi cacbonat hoàn chỉnh.
Dưới góc độ cạnh tranh thị trường, sự cạnh tranh trong ngành sản xuất canxi cacbonat của nước ta ngày càng trở nên gay gắt. Các nhà sản xuất canxi cacbonat quy mô lớn có tỷ lệ sản xuất và bán hàng cao, nguồn cung sản phẩm thiếu hụt nên họ đã mở rộng năng lực sản xuất. Các nhà sản xuất canxi cacbonat quy mô vừa và nhỏ đang phải đối mặt với những khó khăn tồn tại do tiêu thụ nhiều năng lượng, quy mô nhỏ và chất lượng kém ổn định, và cần phải hội nhập sâu hơn nữa trong ngành. Trong tương lai, trong quá trình hội nhập ngành và nâng cao hơn nữa mức độ tập trung thị trường, các nhà sản xuất canxi cacbonat lớn sẽ đạt được sự phát triển tốt hơn nhờ lợi thế về quy mô, công nghệ, thương hiệu và chất lượng.
Ảnh hưởng của phương pháp xử lý siêu mịn và nung đối với sức mạnh ẩn của cao lanh
Kaolinit đo than là một khoáng sản phi kim loại rất quan trọng. Cao lanh thu được bằng cách nghiền, nghiền và nung có một loạt các đặc tính tuyệt vời và đã được sử dụng rộng rãi trong nhiều ngành công nghiệp, đặc biệt là ngành sơn.
Hiện tại, giá sản phẩm cao lanh nung comon tương đối thấp, nhưng ứng dụng của nó trong các lớp phủ cao cấp còn hạn chế do khả năng phủ không đạt yêu cầu. Ảnh hưởng của phương pháp xử lý siêu mịn và nung đối với khả năng bao phủ của cao lanh đã được nghiên cứu, và kết quả cho thấy:
(1) Với sự gia tăng của kích thước hạt, khả năng bao phủ của cao lanh nung tăng dần. Nguyên nhân chính là các hạt cao lanh càng mịn thì khả năng che phủ càng lớn.
(2) Khi nhiệt độ nung cao hơn 850 ° C, với sự tăng nhiệt độ nung, các hạt mịn bị thiêu kết để tạo thành các hạt lớn hơn, làm giảm khả năng bao phủ của cao lanh.
(3) Cao lanh dạng than được nghiền, nghiền và siêu mịn, nung ở nhiệt độ 850 ° C, sau đó phân hủy và khử phân rã lần thứ hai để thu được cao lanh nung với khả năng bao phủ cao, mang lại tính thiết thực cho ứng dụng và sâu chế biến cao lanh than. cơ sở tham khảo.
Làm thế nào để sửa đổi bề mặt của nano kẽm oxit?
Ôxít kẽm nano là một loại vật liệu hóa học vô cơ mịn chức năng mới. Do kích thước hạt nhỏ và diện tích bề mặt riêng lớn, nó có các đặc tính vật lý và hóa học độc đáo về các khía cạnh hóa học, quang học, sinh học và điện. Nó được sử dụng rộng rãi trong các chất phụ gia kháng khuẩn, chất xúc tác, cao su, thuốc nhuộm, mực in, chất phủ, thủy tinh, gốm áp điện, quang điện tử và hóa chất hàng ngày, v.v., phát triển và sử dụng các triển vọng rộng rãi.
Tuy nhiên, do diện tích bề mặt riêng lớn và năng lượng bề mặt riêng của nano kẽm oxit nên tính phân cực bề mặt mạnh và dễ kết tụ; không dễ phân tán đồng đều trong môi trường hữu cơ, điều này làm hạn chế rất nhiều tác dụng nano của nó. Do đó, sự phân tán và biến đổi bề mặt của bột nano kẽm oxit đã trở thành một phương pháp xử lý cần thiết trước khi vật liệu nano được áp dụng trong chất nền.
1. Sửa đổi lớp phủ bề mặt của nano kẽm oxit
Đây là phương pháp biến đổi bề mặt chính của chất độn hoặc chất màu vô cơ hiện nay. Chất hoạt động bề mặt được sử dụng để bao phủ bề mặt của các hạt để tạo ra các đặc tính mới cho bề mặt của các hạt. Các chất điều chỉnh bề mặt thường được sử dụng bao gồm chất nối silan, chất nối titanate, axit stearic, silicone, v.v.
2. Biến đổi cơ học của nano kẽm oxit
Đây là phương pháp sử dụng phương pháp nghiền thành bột, ma sát và các phương pháp khác để kích hoạt bề mặt hạt với ứng suất cơ học nhằm thay đổi cấu trúc tinh thể bề mặt và cấu trúc lý hóa của nó. Trong phương pháp này, mạng tinh thể phân tử bị dịch chuyển, nội năng tăng lên và bề mặt bột hoạt động phản ứng và gắn với các chất khác dưới tác dụng của ngoại lực, để đạt được mục đích biến đổi bề mặt.
3. Sửa đổi phản ứng kết tủa oxit kẽm-nano
Phương pháp sử dụng các chất hữu cơ hoặc vô cơ để lắng một lớp màng phủ trên bề mặt của các hạt để thay đổi tính chất bề mặt của chúng.
Hiện tại, một số đột phá đã được thực hiện trong công nghệ điều chế oxit kẽm nano, và một số nhà sản xuất công nghiệp hóa đã được thành lập ở Trung Quốc. Tuy nhiên, công nghệ biến tính bề mặt và công nghệ ứng dụng nano kẽm oxit vẫn chưa được quan tâm nhiều, và việc phát triển lĩnh vực ứng dụng của nó bị hạn chế rất nhiều. Vì vậy, cần tăng cường nghiên cứu cải biến bề mặt và ứng dụng sản phẩm nano kẽm oxit, phát triển sản phẩm hiệu suất cao, mở rộng lĩnh vực ứng dụng của sản phẩm để đáp ứng nhu cầu sản phẩm nano kẽm oxit trong các lĩnh vực khác nhau.
Do nhu cầu cao trong lĩnh vực cao cấp, tình trạng của mica tổng hợp ngày càng được cải thiện
Chất màu ngọc trai trong lĩnh vực vật liệu mới thuộc ngành công nghiệp mới nổi chiến lược quốc gia. Mica tổng hợp là chất nền quan trọng cho vật liệu ngọc trai. Với sự gia tăng của nhu cầu hạ nguồn, sự gia tăng thị phần của bột màu ngọc trai tổng hợp dựa trên mica đang trở thành một trong những xu hướng trong tương lai.
Chất màu ngọc trai, được hình thành bằng cách phủ một lớp màng ôxít (lớp phủ) lên một chất nền như mica, là một chất màu cao cấp có tác dụng phá hủy các chất màu truyền thống. Nó có các đặc tính tuyệt vời như an toàn và bảo vệ môi trường, không phai màu và màu sắc phong phú. Mica được chia thành mica tự nhiên và mica tổng hợp. Bột màu ngọc trai gốc mica tự nhiên có chi phí thấp và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất cấp thấp; chất màu ngọc trai tổng hợp dựa trên mica đắt tiền và chủ yếu được sử dụng trong sản xuất cao cấp, ô tô và mỹ phẩm và các lĩnh vực cao cấp khác.
Mica tự nhiên là một loại khoáng vật tạo đá được hình thành tự nhiên, là tài nguyên không thể tái tạo. Với nguồn tài nguyên mica tự nhiên ngày càng cạn kiệt, năng lực sản xuất bị hạn chế rất nhiều; trong khi mica tổng hợp mô phỏng thành phần và cấu trúc của mica tự nhiên, và được tổng hợp nhân tạo với các khoáng chất, ít tạp chất hơn. Nó vượt trội hơn so với mica tự nhiên về nhiệt độ sử dụng, cách nhiệt, an toàn và bảo vệ môi trường, và màu sắc. Nhu cầu về mica tổng hợp trong các lĩnh vực cao cấp như mỹ phẩm và ô tô tiếp tục tăng theo sự nâng cấp của tiêu dùng. Do đó, quy mô thị trường của mica tổng hợp tiếp tục được mở rộng và tỷ lệ thâm nhập ngày càng tăng. Nó đang dần thay thế mica tự nhiên và trở thành vật liệu cơ bản chính cho bột màu ngọc trai.
Vì những đặc tính tuyệt vời của mình, vật liệu mica tổng hợp ngọc trai được sử dụng rộng rãi trong các ứng dụng hạ lưu, không chỉ được sử dụng rộng rãi trong các lĩnh vực cao cấp phổ biến như mỹ phẩm, ô tô mà còn được người tiêu dùng ưa chuộng. Trong lĩnh vực công nghiệp, nó còn được gọi là "bột ngọt công nghiệp", có thể được sử dụng rộng rãi trong sơn phủ, nhựa, cao su, sản xuất giấy, vật liệu xây dựng, luyện kim và các ngành công nghiệp khác. Ví dụ, trong lớp phủ, bột mica tổng hợp được sử dụng trong ô tô và lớp phủ trang trí kiến trúc; trong ngành công nghiệp cao su, bột mica tổng hợp là chất bôi trơn và tháo khuôn tốt; trong nhựa gia cố, bột mica tổng hợp có thể được sử dụng làm nguyên liệu sản xuất nhựa. Các chất phụ gia được sử dụng để chế tạo nhựa kỹ thuật hiện đại có độ bền cao, đàn hồi tốt và trọng lượng nhẹ; Trong số các vật liệu cách điện, dòng sản phẩm giấy mica tổng hợp là vật liệu cách điện được sử dụng rộng rãi nhất.
Hiểu 16 lĩnh vực ứng dụng chính và đặc điểm của mù chữ
Illite là khoáng vật sét mica silicat lưỡng diện loại 2: 1 giàu kali, không có lớp xen giữa, hàm lượng kali và nhôm cao, sắt thấp, mịn, chống ăn mòn và chống ăn mòn tốt. Nó có các đặc tính vật lý và hóa học tuyệt vời như mài mòn, tính lưu động, hấp thụ và chịu nhiệt, và được sử dụng rộng rãi trong phân bón hóa học, cao su và nhựa, mỹ phẩm, bảo vệ môi trường, điều hòa đất, gốm sứ, sàng phân tử, xây dựng, làm giấy, y học, thực phẩm và các lĩnh vực khác.
1. Ngành phân bón
(1) Phân kali
(2) Phân bón dạng hạt mới
2. Ngành nhựa và cao su
Hiện nay, chất độn nhựa đã thu hút được sự quan tâm rộng rãi vì nhiệt độ thấp, độ bền nhiệt cao, chống cháy và độ bền cơ học tốt.
3. Vật liệu composite siêu thấm
Chất mùn và acrylamit có thể được sử dụng làm nguyên liệu để tổng hợp vật liệu lai có khả năng hấp phụ. Vật liệu composite này không chỉ có hiệu suất hấp phụ tốt mà còn tăng cường khả năng tương thích với môi trường.
4. Mỹ phẩm
Illite có khả năng trao đổi cation lớn và kích thước hạt nhỏ nên có thể dùng làm chất độn thẩm mỹ. Chất mùn trong mỹ phẩm có thể hút chất thải và độc tố của da. Cây mù u có thể chống vi khuẩn, không độc hại và các đặc tính khác, có thể phản xạ tia cực tím, vì vậy nó có thể đóng một vai trò trong việc chống tia cực tím.
5. Bảo vệ môi trường
Với sự phát triển của công nghiệp, tình trạng ô nhiễm môi trường đất và nước ngày càng nghiêm trọng, việc thải các chất ô nhiễm kim loại nặng trong công nghiệp hạt nhân, đặc biệt là ô nhiễm đồng vị phóng xạ ngày càng trở nên nghiêm trọng, đe dọa nghiêm trọng đến sự sống còn của con người.
6. Chất dưỡng đất
Cây mù tạt cũng có thể được sử dụng như một thành phần của khoáng sét trong một số loại đất chua. Mờ phản ứng với dung dịch NaF có pH = 4,7. Phản ứng này có thể cải thiện các loại đất chua và tăng năng suất cây trồng.
7. Gốm sứ
Thời xa xưa, mù u là nguyên liệu tự nhiên chính để làm đồ gốm. Trong quá trình sản xuất gốm sứ, hàm lượng khoáng sét sẽ ảnh hưởng không nhỏ đến chất lượng của gốm sứ. Sở dĩ như vậy là do mùn rất giàu kali nên hàm lượng mùn tăng lên sẽ làm giảm nhiệt độ nóng chảy của sản phẩm, giảm độ hút nước, giảm pha thuỷ tinh. tỷ lệ tăng lên.
8. Rây phân tử
Trong công nghiệp, mùn được dùng chủ yếu làm chất hấp phụ, xúc tác và trao đổi ion, ngoài ra mùn còn có một số ứng dụng trong chuyển hoá quang năng và quang hoá.
9. Ngành xây dựng
Quặng mùn rất giàu nhôm làm tăng độ dẻo dai cho sản phẩm; Nó cũng giàu kali, làm giảm nhiệt độ nung trong quá trình chuẩn bị vật liệu sứ, do đó giảm tiêu thụ năng lượng. Gạch nung có tác dụng cách nhiệt tốt hơn, giá thành rẻ hơn.
10. Công nghiệp giấy
Illite có khả năng hấp thụ tốt, khả năng che phủ vừa phải và độ trong suốt nên có thể nâng cao hiệu quả sử dụng.
11. Thuốc
Protein, DNA, v.v ... có thể được hấp thụ bởi mù chữ, vì vậy mù chữ có thể được sử dụng như một chất mang gen trong điều trị lâm sàng. Mắc khén có thể kết hợp với protein tạo thành phức hợp đưa vào cơ thể sinh vật, sau đó protein sẽ được giải phóng dưới môi trường thích hợp, nhằm đạt được mục đích điều trị bệnh.
12. Vật liệu chống cháy
Illite có tính trơ hóa học tốt, cách điện, cách nhiệt và các đặc tính khác, và có thể được sử dụng trong sản xuất cáp cao su chống cháy, hàng dệt chống cháy và cáp điện chống cháy.
13. Kim cương tổng hợp
Do khả năng chịu nhiệt tốt, chống ăn mòn, cách nhiệt và giãn nở mùn, một lượng nhỏ khoáng sét mù có thể được thêm vào khi điều chế kim cương.
14. Khử màu dầu
Cây mù tạc có thể làm mất màu dầu, và cây mù tạt sau khi xử lý sửa đổi bề mặt có hiệu suất đổi màu mạnh.
15. Bùn khoan dầu
Hạt mùn nhỏ nên có khả năng nổi, chịu nhiệt và chống mài mòn tốt, có thể sử dụng trong quá trình khoan giếng.
16. Lĩnh vực thực phẩm
Do các tia hồng ngoại xa do bột mùn tự nhiên phát ra có thể phân hủy hoặc khử mùi hôi của các loại thực phẩm khác nhau, đồng thời có thể kích hoạt các phân tử nước trong thực phẩm để giữ độ tươi ngon và ngăn chặn quá trình oxy hóa nên thực phẩm có thể bị biến chất. tránh được.
Điều chế canxi cacbonat hình cầu bằng phản ứng siêu trọng lực kết tinh và cacbon hóa
Các dạng phổ biến của canxi cacbonat chủ yếu bao gồm hình dạng không đều, hình trục, hình cầu, hình vảy và hình khối, vv Các dạng khác nhau của canxi cacbonat có các lĩnh vực ứng dụng và chức năng khác nhau. , khả năng hòa tan và diện tích bề mặt riêng lớn, v.v., có các ứng dụng quan trọng trong lĩnh vực nhựa, cao su, thực phẩm và sản xuất giấy.
Hiện nay, các phương pháp điều chế canxi cacbonat hình cầu chính là phương pháp metathesis và phương pháp cacbon hóa. Mặc dù phương pháp metathesis có thể tạo ra canxi cacbonat hình cầu với hình thái đều đặn và phân tán tốt, nhưng nguyên liệu của phương pháp này rất đắt và một lượng lớn các ion tạp chất sẽ được đưa vào, không thích hợp cho sản xuất công nghiệp. Phương pháp cacbon hóa là phương pháp được sử dụng phổ biến nhất trong công nghiệp. Phương pháp cacbon hóa truyền thống chủ yếu được chia thành phương pháp cacbon hóa gián đoạn và phương pháp cacbon hóa phun liên tục. Mặc dù phương pháp cacbon hóa có chi phí thấp và có thể được sản xuất trên quy mô lớn, nhưng phương pháp cacbon hóa truyền thống để điều chế canxi cacbonat hình cầu có các vấn đề như phân bố kích thước hạt không đồng đều và hiệu quả sản xuất thấp.
Phương pháp kết tinh phản ứng siêu trọng lực là một phương pháp điều chế vật liệu nano mới, bản chất của nó là tạo ra lực ly tâm cực lớn thông qua chuyển động quay tốc độ cao, mô phỏng môi trường của trường siêu trọng lực. Rôto đóng gói quay tốc độ cao trong lò phản ứng siêu trọng lực đập chất lỏng thành các sợi lỏng, giọt hoặc màng chất lỏng, và diện tích bề mặt riêng của chất lỏng tăng mạnh. 1 đến 3 bậc lớn, quá trình trộn vi mô và chuyển khối được tăng cường đáng kể, do đó thời gian phản ứng ngắn hơn so với phương pháp cacbon hóa truyền thống, và sản phẩm có ưu điểm là kích thước hạt nhỏ, phân bố kích thước hạt hẹp, sản phẩm có độ tinh khiết cao. , và hình thái đều đặn hơn. . Lò phản ứng siêu trọng lực được sử dụng rộng rãi trong việc chuẩn bị vật liệu nano do hiệu ứng trộn vi mô và truyền khối tốt của chúng.
Canxi cacbonat hình cầu được phát triển từ vaterit trong hầu hết các trường hợp, nhưng vaterit, là một dạng tinh thể không ổn định về mặt nhiệt động lực học, khó tồn tại ổn định trong môi trường ẩm và dung dịch nước, và cần một số phương pháp đặc biệt để thu được nó ổn định. Nghiên cứu cho thấy rằng việc đưa NH4 + vào trong phản ứng cacbon hóa không chỉ có thể ức chế sự hình thành canxit trong quá trình kết tinh, và tạo điều kiện chuyển dạng tinh thể của canxi cacbonat thành vaterit, mà không khí của NH4 + có thể tạo ra vaterit tồn tại ổn định trong dung dịch.
Khác với NH4 +, các axit amin có tính axit sẽ phân ly trong dung dịch và kết hợp với Ca2 + tạo thành khuôn mẫu tinh thể hạt. Dưới ảnh hưởng của khuôn mẫu tinh thể hạt, canxi cacbonat tạo thành cũng sẽ xuất hiện pha tinh thể di căn, và axit amin thích hợp Việc đưa vào sẽ tạo ra các chức năng cụ thể và thay đổi hình thái trong quá trình kết tinh canxi cacbonat.
Sử dụng axit glutamic rẻ tiền và amoni clorua làm chất phụ gia, quá trình điều chế canxi cacbonat hình cầu có thể kiểm soát được trong trường siêu trọng lực đã được nghiên cứu, và tác động của hai chất phụ gia trong quá trình tổng hợp canxi cacbonat đã được nghiên cứu. Kết quả cho thấy:
(1) Sử dụng phương pháp kết tinh phản ứng siêu trọng lực và phương pháp cacbon hóa, kích thước hạt có thể thu được trong điều kiện tối ưu mà axit L-glutamic và amoni clorua được thêm vào lần lượt là 4% và 20% canxi hydroxit, và hệ số siêu trọng lực là 161,0. Vaterit canxi cacbonat tinh khiết có độ cầu cao khoảng 500nm.
(2) Trước khi phản ứng bắt đầu, axit L-glutamic và các ion canxi trong dung dịch tạo thành khuôn mẫu, ảnh hưởng đến sự hình thành và phát triển của canxi cacbonat, và lượng NH4 + dồi dào trong dung dịch trong quá trình phản ứng tạo môi trường tốt cho sự hình thành vaterite, Quá trình cắt tốc độ cao của chất lỏng bằng lò phản ứng siêu trọng lực ngăn ngừa khả năng phủ quá nhiều nguyên liệu thô canxi hydroxit và nhận ra quá trình điều chế canxi cacbonat hình cầu có thể kiểm soát được.
Ảnh hưởng của bột talc siêu mịn đến các đặc tính của giấy tráng nhẹ
Talc là một magie silicat hydrat có cấu trúc phân lớp, có tính ổn định hóa học tốt, kháng axit và kiềm mạnh, độ trắng cao, kích thước hạt mịn, khả năng phân tán tốt, hấp thụ dầu ổn định, khả năng bao phủ mạnh và tính chất điện. Các tính chất như đặc tính cách nhiệt và khả năng chịu nhiệt. Talc rất giàu tài nguyên và giá cả thấp. Nó là một trong những sản phẩm bột siêu mịn được sử dụng nhiều nhất trên thế giới hiện nay. Nó là một chất màu trắng đầy hứa hẹn và được sử dụng rộng rãi trong gốm sứ, chất phủ, giấy, dệt may, cao su và nhựa.
Với việc nghiên cứu sâu hơn về bột talc, ứng dụng của bột talc trong ngành giấy ngày càng sâu rộng. Chất hấp phụ nhựa cho bùn khi sự cố nhựa xảy ra trong quá trình sản xuất giấy văn hóa và bìa cứng, và là chất màu cho lớp phủ thay thế một phần cao lanh hoặc canxi cacbonat, nó được sử dụng để cải thiện hiệu suất của giấy tráng nhẹ và giấy tráng đặc biệt, và nó phù hợp cho việc in ấn. hiệu suất và tính dễ vận hành liên quan. Chỉ số khúc xạ của talc có thể so sánh với cao lanh và nó có dạng tinh thể bong tróc, tỷ lệ khung hình cao và độ hấp thụ dầu thấp. Nó có độ cứng thấp và độ trắng cao. Là một chất màu trắng cho lớp phủ giấy, nó không chỉ có thể thay thế cao lanh mà còn có một số đặc tính tốt hơn đất sét sành, đặc biệt thích hợp cho lớp phủ giấy có trọng lượng nhẹ để in quay.
Là một loại giấy có một lớp phủ và trọng lượng lớp phủ thấp, giấy phủ trọng lượng nhẹ đặt ra các yêu cầu cao hơn đối với việc che giấu sắc tố. Cao lanh được sử dụng rộng rãi với độ ẩn cao trong các công thức sơn phủ hiện có. Cao lanh vảy chủ yếu được nhập khẩu từ Brazil, giá thành tương đối cao. Nếu sử dụng bột talc hiệu quả hơn về chi phí với khả năng che phủ tương tự và không cần nhập khẩu để thay thế cao lanh vảy thì có thể liên tục giảm chi phí sản xuất trên cơ sở đảm bảo chất lượng sản phẩm và tiết kiệm được chi phí. đóng một vai trò tích cực.
Ảnh hưởng của bột talc siêu mịn thay thế cao lanh lên các đặc tính của lớp phủ giấy nhẹ và tính chất của giấy đã được thử nghiệm. kết quả cho thấy:
(1) Cao lanh Brazil là một tấm đất sét mỏng, có đường kính và độ dày tương đối lớn. Đất sét sành mỏng có lợi để cải thiện độ phủ của giấy tráng nhẹ, đặc biệt là giấy tráng nhẹ với trọng lượng lớp phủ thấp (dưới 8g / m2). Cao lanh Mỹ thường có kích thước hạt mịn hơn, đường kính và độ dày nhỏ hơn. Hàm lượng chất rắn cao của GCC của sứ Yingge có lợi cho việc chuẩn bị các lớp phủ có độ rắn cao và độ nhớt thấp, và độ sáng của các chất màu tương đối cao. Cả talc siêu mịn và cao lanh Brazil đều là chất màu cấu trúc dạng vảy. Các hạt vảy giúp cho giấy nền có độ che phủ tốt hơn, có thể làm cho giấy thành phẩm có các đặc tính in tốt hơn, chẳng hạn như khả năng chấp nhận mực đồng đều và khả năng giữ mực cao. Sự kết hợp của các hạt có hình dạng khác nhau có thể tạo ra một lớp phủ lỏng lẻo, có lợi để cải thiện khả năng hấp thụ mực của lớp phủ.
(2) Sau khi bột talc siêu mịn thay thế cao lanh trong công thức lớp phủ, với sự gia tăng của lượng bột talc siêu mịn, độ nhớt cắt thấp của lớp phủ có xu hướng tăng lên, nhưng mức tăng bị hạn chế; khả năng giữ nước của lớp phủ giảm nhẹ; Độ nhớt trượt cho thấy xu hướng giảm, cho thấy rằng việc sử dụng bột talc thay vì cao lanh sẽ có tác động thuận lợi đến hiệu suất phủ của lớp phủ, điều này có thể làm tăng thêm hàm lượng rắn của lớp phủ và có được hiệu quả phủ tốt hơn.
(3) Sau khi thay thế cao lanh trong công thức bằng bột talc siêu mịn, với sự gia tăng lượng bột talc siêu mịn, độ trắng, độ mịn, độ mờ, độ bóng, độ nhám bề mặt, độ bóng in, v.v. của giấy tráng nhẹ Các chỉ số chất lượng và hiệu suất vẫn ở mức tương tự, và độ bền bề mặt in được cải thiện đáng kể.