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用途及工业要求 其在工业和日用化工方面有哪些用途

来源:www.baiyundou.net   日期:较早时间

由于坡缕石粘土具有特殊的物理化学性质和工艺性能,使其在石油、化工、建材、造纸、医药、农业等方面得到广泛应用。国内目前用量最大的是作抗盐泥浆材料和涂料填料。坡缕石粘土主要用途见表8-4。

表8-4 凹凸棒石粘土的主要用途

利用坡缕石粘土,主要利用它的胶体性能和脱色吸附性能。因此,坡缕石粘土产品分为胶体级产品和吸附级产品。

一、胶体级产品

1.钻井泥浆材料中的造浆材料

由坡缕石粘土配制的悬浮体经搅拌后,纤维相互交叉、淀积,形成“乱稻草堆状”网架结构,是其保持悬浮体稳定的决定因素,即悬浮体的流变特征取决于纤维结构而不取决于颗粒的静电引力;它又有良好抗盐稳定性,用其配制钻井泥浆用于海洋钻井和钻高压盐水层有很好的悬浮性能。

(1)用于地热钻井、深海钻井的泥浆材料。

(2)特点:在盐、碱、高温(250℃)也能形成稳定的胶体。

(3)质量标准:符合API(America Petroleum Institute)标准。美国石油学会1960年2月成立,由13名会员组成委员会,于1962年3月发表“API石油钻井原料规范”一文。按API标准测试方法:造浆率为17.5m3/t,200目筛余量<8%,水分<16%。当低品位凹凸棒土造浆率达不到API标准时,在加工中则加入百分之几的轻烧MgO,Na2CO3,磷酸钠,可提高其造浆率。

2.涂料的稠化剂和填料

由于坡缕石粘土泥浆具有很好的悬浮性、流变性,在涂料中加入坡缕石粘土粉,能增加涂料的悬浮性而不至于沉淀,尤其是适宜水溶性内外墙涂料,是极好的增稠剂和填料。主要用白云石型坡缕石粘土。

3.其他用途

做铸造型砂黏结剂,黏性好、耐高温特点;做印花染浆料,具有稳定性好,化学相容性好,着色率高,成本低,无污染等特点;做化妆品的增稠剂,橡胶、塑料的填料。

二、吸附剂产品

坡缕石粘土脱色及水处理:坡缕石粘土经加工处理后的制品是较为理想的吸附剂、食品加工助剂和食品添加剂,可取代活性炭。它不仅能脱色,还可除臭除味,除重金属离子和致癌物质,还具有一定的选择性,这就为生产提供了便利,它可作冰箱除臭剂、污水处理剂、家用净水器、油脂精炼脱色剂,效果极为明显,使用坡缕石粘土对液体葡萄糖脱色可将由粉末活性炭净化的十二道工序减少到十道工序,工艺周期缩短50分钟,对发展生产十分有利。用坡缕石粘土净化的成品糖,其色泽、体态、浓度、还原糖含量、pH值、二氧化硫离子含量、氯根含量、蛋白质含量、熬糖温度以及钙镁离子含量等均达到现行行业标准,节约脱色处理费用60%左右,脱色后的滤饼可做混合饲料,减少了环境污染,实现综合利用。

无论是在吸附过程中,还是在污水处理中,凹凸棒石粘土都可以再生,它耗能少,对环境保护非常有利。凹凸棒石粘土选择吸附能力大小的次序为:水>醇>酸>醛>正烯烃>中性脂>芳香烃>环烷烃>烷烃、直链烃>环烷烃>烷烃,直链烃比支链烃吸附得快,吸附选择性对油脂的脱色有重要的作用。在其他分离过程中也有较大的工业价值。

1.活性白土

一般的活化工艺是坡缕石粘土用湿法酸活化后,经漂洗、脱水、干燥、粉磨而成。活性白土用于动植物油、可有效吸除动、植物油色素、黄曲霉素及臭味等。

在酿造工业中,用凹土来澄清葡萄酒、苹果酒、啤酒等酒类制品,可以除去酒中的各种残渣杂质,使酒质纯净。如制糖中的脱色剂,在玉米粉制果糖及葡萄糖生产过程中,淀粉通过糖化酶发酵转变成糖,去渣再通过硅藻土过滤后的糖液中存在大量的有色物质。目前多采用活性炭进行脱色处理,可以脱掉大部分颜色。经实验证明,用活性凹凸棒土(350℃处理)+5%~10%的活性炭在这方面代替活性炭是可行的,脱色效果与用纯活性炭相近。

干洗剂的净化剂:高档西服、毛料衣物通常采用干洗。弄脏的衣物、织物上有脂肪、油类、锈斑、染料、尘垢,这些脏物分为两类:一类是溶于干洗剂的,另一类是不溶于干洗剂的。在干洗过程中,不溶成分悬浮于干洗剂中,通过过滤方法即可将其从干洗剂中除去。而可溶成分则溶解于干洗剂中。干洗剂由于浸透这些脏物而很快失去效能。在这种情况下,干洗剂便失去进一步从其他衣物上清除可溶物的能力,因而会出现不符合要求的气味和颜色,通常用活性炭来吸附掉其中的污染物,但用活性炭吸附干洗剂中的污染物有几个较大的缺点:活性炭除了从干洗剂中吸附污染物外,往往还同时吸附干洗剂中的脂肪酸盐、去污剂和辅助剂。用特殊处理的活性坡缕石粘土可做干洗剂的净化剂,其净化效果近于活性炭,而且还可以避免活性炭的短处,因为活性炭的空隙大小是连续的,通过特殊处理的凹凸棒土具有选择性吸附的特点。

活性白土主要指标是脱色力、pH值、水分、细度。

2.环境除臭剂和干燥剂

坡缕石粘土经改性加工后制成的冰箱除臭剂,具有吸附率大、吸附速度快、可反复再生使用、成本低、生产工艺简单的特点,吸NH3率可达10.79%,乙二胺可达15.51%。另外可做动物垫圈料,一些发达的资本主义国家用量大,用于家庭饲养的小动物垫圈,对粪便产生的氨类和丁烷一类的恶臭气体有良好的吸附作用。坡缕石粘土具有强烈的吸水性,通过改性和热处理加工成一定形状的颗粒,是很好的干燥剂。在相对湿度60%~70%空气中,吸湿率可达40%以上。可用于仓库的除湿、某些气体的干燥净化。坡缕石粘土对水的吸附在200~400℃焙烧后达到最大值,超过400℃则吸附量减少。

3.废水净化处理

水净化的常规方法是经过絮凝、沉淀、过滤和化学处理,一般能有效地除去大多数污物和杀死大多数微生物,然而不能很有效地除去诸如激素、农药、病毒、毒素和重金属离子等类物质。这些有害物质仍留在水源中,给人造成危害。而用坡缕石粘土接触或过滤技术处理水,可以消除这些有害物质。若使吸附污染物的凹土再生,可加热或以化学剂加以处理。因此,凹土在污水处理中的应用对保护生态环境、保证人类的健康,是非常必要的,且用量大范围广,符合社会发展、人民生活水平提高的需要。

如电镀废水中含有大量的重金属离子,如Cr、Zn、Mn、Pb等;印染废水中含有非离子表面活性剂、阳离子表面活性剂,造纸厂制浆废液含有大量的有机物,首程废液呈乌黑色,可利用坡缕石粘土的吸附性处理这些废水。

4.饲料配料

坡缕石粘土具有特殊的吸附性能、自由流动性、化学惰性、无毒性、黏结性,广泛用做各种动物饲料的配料。

1)饲料添加剂载体:往饲料中加入维生素、矿物质、微量元素、抗生素,用60~120目的棒土做载体,可使各种添加剂在饲料中分散均匀,避免成分集中。

2)饲料黏结剂:利用它的黏结性,用于鱼、家禽、家畜颗粒饲料的加工,颗粒饲料使用方便,食用率高。

3)作饲料添加剂:在饲料中加入3%左右的坡缕石粘土,可使饲料的利用率提高7%,强烈的吸附性吸附大量的有机质养料,延缓食物在禽畜肠胃中的停留时间,有利于充分消化吸收,加速其生长。同时还可吸附引发腹泻的病菌。

5.农业方面的用途

高效农药:杀虫剂、锄草醚的分散剂载体。粉剂农药原药直接施用很难喷施均匀,用坡缕石粘土粉剂分散稀释能喷洒均匀,还使农作物不受伤害。

6.其他方面

石油工业做催化剂和催化剂载体:坡缕石具有表面活性中心,除吸附外,还有催化作用,可用做乙醇转化为乙烯的催化剂,可作为催化剂载体。

合成洗涤剂工业可用坡缕石粘土做合成洗涤剂的助剂或添加剂。如在制肥皂工业中,早在1924年,费勒里等人确认坡缕石粘土可以代替30%的脂肪酸,且能提高肥皂的洗涤效果,吸附掉洗涤水中的细菌。

用坡缕石粘土生产的活性土,各种用途的质量要求见表8-5。

表8-5 坡缕石粘土活性土各种用途的质量要求

(据郭守国等,1991,略有改动)



其在工业和日用化工方面有哪些用途~

金在工业方面的主要需求有以下几方面:  一、主要在电子工业需求与牙医需求,占黄金总需求的10%左右。  二、受工业行业限制,变动平稳,对金价影响小。  三、2005年同比平稳增长2%,为419吨。  对价格的影响:与经济景气度相关,受行业本身限制。  例子:2001—2006年,世界经济快速平稳增长,电子工业,及航天等高端也发展迅速,工业对黄金的需求也保持稳定增长。  作为五金之王,黄金是少有的化学、物理、电子性能优异的金属,应用领域非常广,在电子、通讯、航空航天、化工、医疗等部门及与人们日常生活相关的各类生活日用品当中也有广泛的应用空间。日本黄金年消费量在160吨左右,其中工业用金就达100吨,我国目前每年工业用金却不足10吨。  现代电子行业飞速发展,对可*性的要求越来越高,而黄金具有其他金属无法替代的高稳定性。同时,电子产品日益微型化,单位用金量会很小,对产品成本构不成威胁。因此越来越多的电子元件可以使用金作原材料。  金由于耐高温、耐腐蚀等特性,在航空航天领域也被大量应用,随着大量航空航天技术应用于民,黄金在这些方面的市场前景非常被看好。例如一种镀金玻璃,在航空航天中用于防紫外线,现在可应用于建筑,能起到很好的防太阳辐射和隔热作用。  黄金还可以用于日用品,如镀金钟表、皮带扣、打火机、钢笔等。钟表王国瑞士国度不大,但其饰品业每年用金量达40吨左右,其中95%都用在制表业上。日本仅一家手表厂一年消耗金盐就达1吨,相当于消耗黄金680公斤。随着我国人民生活水平的提高,电镀用金前景也会十分广阔。

黄金在工业和其他行业的用途2金子在工业,科技,军事方面有什么用途?

工业用途的话,我知道它对手表有好处。因为黄金可以抗腐蚀,所以经常用在名贵手表的表壳身上。不易脱色,抗腐蚀、美观。显眼.牙医用的很多,还有集成电路上应用很

合成氨
氨是重要的无机化工产品之一,在国民经济中占有重要地位。除液氨可直接作为肥料外,农业上使用的氮肥,例如尿素、硝酸铵、磷酸铵、氯化铵以及各种含氮复合肥,都是以氨为原料的。合成氨是大宗化工产品之一,世界每年合成氨产量已达到1亿吨以上,其中约有80%的氨用来生产化学肥料,20%作为其它化工产品的原料。
德国化学家哈伯1909年提出了工业氨合成方法,即“循环法”,这是目前工业普遍采用的直接合成法。反应过程中为解决氢气和氮气合成转化率低的问题,将氨产品从合成反应后的气体中分离出来,未反应气和新鲜氢氮气混合重新参与合成反应。合成氨反应式如下:
N2+3H2≈2NH3
合成氨的主要原料可分为固体原料、液体原料和气体原料。经过近百年的发展,合成氨技术趋于成熟,形成了一大批各有特色的工艺流程,但都是由三个基本部分组成,即原料气制备过程、净化过程以及氨合成过程。

1.合成氨的工艺流程
(1)原料气制备 将煤和天然气等原料制成含氢和氮的粗原料气。对于固体原料煤和焦炭,通常采用气化的方法制取合成气;渣油可采用非催化部分氧化的方法获得合成气;对气态烃类和石脑油,工业中利用二段蒸汽转化法制取合成气。
(2)净化 对粗原料气进行净化处理,除去氢气和氮气以外的杂质,主要包括变换过程、脱硫脱碳过程以及气体精制过程。
① 一氧化碳变换过程
在合成氨生产中,各种方法制取的原料气都含有CO,其体积分数一般为12%~40%。合成氨需要的两种组分是H2和N2,因此需要除去合成气中的CO。变换反应如下:
CO+H2OH→2+CO2 =-41.2kJ/mol 0298HΔ
由于CO变换过程是强放热过程,必须分段进行以利于回收反应热,并控制变换段出口残余CO含量。第一步是高温变换,使大部分CO转变为CO2和H2;第二步是低温变换,将CO含量降至0.3%左右。因此,CO变换反应既是原料气制造的继续,又是净化的过程,为后续脱碳过程创造条件。
② 脱硫脱碳过程
各种原料制取的粗原料气,都含有一些硫和碳的氧化物,为了防止合成氨生产过程催化剂的中毒,必须在氨合成工序前加以脱除,以天然气为原料的蒸汽转化法,第一道工序是脱硫,用以保护转化催化剂,以重油和煤为原料的部分氧化法,根据一氧化碳变换是否采用耐硫的催化剂而确定脱硫的位置。工业脱硫方法种类很多,通常是采用物理或化学吸收的方法,常用的有低温甲醇洗法(Rectisol)、聚乙二醇二甲醚法(Selexol)等。
粗原料气经CO变换以后,变换气中除H2外,还有CO2、CO和CH4等组分,其中以CO2含量最多。CO2既是氨合成催化剂的毒物,又是制造尿素、碳酸氢铵等氮肥的重要原料。因此变换气中CO2的脱除必须兼顾这两方面的要求。
一般采用溶液吸收法脱除CO2。根据吸收剂性能的不同,可分为两大类。一类是物理吸收法,如低温甲醇洗法(Rectisol),聚乙二醇二甲醚法(Selexol),碳酸丙烯酯法。一类是化学吸收法,如热钾碱法,低热耗本菲尔法,活化MDEA法,MEA法等。 4
③ 气体精制过程
经CO变换和CO2脱除后的原料气中尚含有少量残余的CO和CO2。为了防止对氨合成催化剂的毒害,规定CO和CO2总含量不得大于10cm3/m3(体积分数)。因此,原料气在进入合成工序前,必须进行原料气的最终净化,即精制过程。
目前在工业生产中,最终净化方法分为深冷分离法和甲烷化法。深冷分离法主要是液氮洗法,是在深度冷冻(<-100℃)条件下用液氮吸收分离少量CO,而且也能脱除甲烷和大部分氩,这样可以获得只含有惰性气体100cm3/m3以下的氢氮混合气,深冷净化法通常与空分以及低温甲醇洗结合。甲烷化法是在催化剂存在下使少量CO、CO2与H2反应生成CH4和H2O的一种净化工艺,要求入口原料气中碳的氧化物含量(体积分数)一般应小于0.7%。甲烷化法可以将气体中碳的氧化物(CO+CO2)含量脱除到10cm3/m3以下,但是需要消耗有效成分H2,并且增加了惰性气体CH4的含量。甲烷化反应如下:
CO+3H2→CH4+H2O =-206.2kJ/mol 0298HΔ
CO2+4H2→CH4+2H2O =-165.1kJ/mol 0298HΔ
(3)氨合成 将纯净的氢、氮混合气压缩到高压,在催化剂的作用下合成氨。氨的合成是提供液氨产品的工序,是整个合成氨生产过程的核心部分。氨合成反应在较高压力和催化剂存在的条件下进行,由于反应后气体中氨含量不高,一般只有10%~20%,故采用未反应氢氮气循环的流程。氨合成反应式如下:
N2+3H2→2NH3(g) =-92.4kJ/mol

2.合成氨的催化机理

热力学计算表明,低温、高压对合成氨反应是有利的,但无催化剂时,反应的活化能很高,反应几乎不发生。当采用铁催化剂时,由于改变了反应历程,降低了反应的活化能,使反应以显著的速率进行。目前认为,合成氨反应的一种可能机理,首先是氮分子在铁催化剂表面上进行化学吸附,使氮原子间的化学键减弱。接着是化学吸附的氢原子不断地跟表面上的氮分子作用,在催化剂表面上逐步生成—NH、—NH2和NH3,最后氨分子在表面上脱吸而生成气态的氨。上述反应途径可简单地表示为:

xFe + N2→FexN

FexN +〔H〕吸→FexNH

FexNH +〔H〕吸→FexNH2

FexNH2 +〔H〕吸FexNH3xFe+NH3

在无催化剂时,氨的合成反应的活化能很高,大约335 kJ/mol。加入铁催化剂后,反应以生成氮化物和氮氢化物两个阶段进行。第一阶段的反应活化能为126 kJ/mol~167 kJ/mol,第二阶段的反应活化能为13 kJ/mol。由于反应途径的改变(生成不稳定的中间化合物),降低了反应的活化能,因而反应速率加快了。

3.催化剂的中毒

催化剂的催化能力一般称为催化活性。有人认为:由于催化剂在反应前后的化学性质和质量不变,一旦制成一批催化剂之后,便可以永远使用下去。实际上许多催化剂在使用过程中,其活性从小到大,逐渐达到正常水平,这就是催化剂的成熟期。接着,催化剂活性在一段时间里保持稳定,然后再下降,一直到衰老而不能再使用。活性保持稳定的时间即为催化剂的寿命,其长短因催化剂的制备方法和使用条件而异。

催化剂在稳定活性期间,往往因接触少量的杂质而使活性明显下降甚至被破坏,这种现象称为催化剂的中毒。一般认为是由于催化剂表面的活性中心被杂质占据而引起中毒。中毒分为暂时性中毒和永久性中毒两种。例如,对于合成氨反应中的铁催化剂,O2、CO、CO2和水蒸气等都能使催化剂中毒。但利用纯净的氢、氮混合气体通过中毒的催化剂时,催化剂的活性又能恢复,因此这种中毒是暂时性中毒。相反,含P、S、As的化合物则可使铁催化剂永久性中毒。催化剂中毒后,往往完全失去活性,这时即使再用纯净的氢、氮混合气体处理,活性也很难恢复。催化剂中毒会严重影响生产的正常进行。工业上为了防止催化剂中毒,要把反应物原料加以净化,以除去毒物,这样就要增加设备,提高成本。因此,研制具有较强抗毒能力的新型催化剂,是一个重要的课题。

主要用途:主要为制造尿素、磷铵、三聚氰胺、碳酸氢铵、氯化铵、硫酸铵、硝酸铵、硝酸、丙烯腈等无机和有机化工产品以及冷冻、塑料、冶金、医药、国防等工业的原料。

相关要点总结:

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