石墨的性质及用途
石墨是元素碳的一种同素异形体,每个碳原子的周边连结著另外三个碳原子(排列方式呈蜂巢式的多个六边形)以共价键结合,构成共价分子。由于每个碳原子均会放出一个电子,那些电子能够自由移动,因此石墨属于导电体。石墨是其中一种最软的矿物,它的用途包括制造铅笔芯和润滑剂。碳是一种非金属元素,拉丁语为Carbonium。
石墨的特性
石墨及其制品具有高强耐酸性、抗腐蚀和耐高温3000℃以及耐低温-204℃等优良特性,被广泛的应用在冶金、化工、石油化工、高能物理、航天、电子等方面。石墨的具体特性大致有以下几种:
1、超强的耐高温特性
石墨的熔点为3850±50℃,沸点为4250℃,即使经超高温电弧灼烧,重量的损失很小,热膨胀系数也很小。石墨强度随温度提高而加强,在2000℃时,石墨强度提高一倍。
2、石墨制品具有很好的导热性、抗热震性。石墨在常温下使用时能经受住温度的剧烈变化而不致破坏,温度突变时,石墨的体积变化不大,不会产生裂纹。
3、石墨制品具有化学稳定性和抗侵蚀能力。石墨在常温下具有很好的化学稳定性,不受任何强酸,强碱及有机溶剂的侵蚀。
4、石墨制品环保健康,无放射性污染,耐高温。碳要在2000-3300度高温的环境下经过至少十几个昼夜的石墨化过程才能成为石墨,因此,石墨中的有毒有害物质早已释放殆尽,至少在2000度以内是非常稳定的。
5、石墨制品具有很好的吸附性。炭的空隙结构使炭具有很好的吸附性,故炭常被用作吸附材料,用于吸附水分、气味、有毒物质等。
石墨的用途
1、作耐火材料包括耐火砖,坩祸,连续铸造粉,铸模芯,铸模洗涤剂和耐高温材料。
镁碳砖镁碳耐火材料是60年代中期,由美国研制成功;在世界范围内镁碳砖已大量用于炼钢,并已成为石墨的一种传统用途。铝碳砖铝碳耐火材料主要用于连续铸造,扁钢坯自位输管道的保护罩,水下喷管以及油井爆破筒等。
用石墨制造的成型和耐火的坩锅及其有关制品,例如坩锅,曲颈瓶,塞头和喷嘴等,具有高耐火性,低的热膨胀性,熔炼金属过程中,受到金属浸润和冲刷时亦稳定,高温下良好的热震稳定性和优良的热传导性,所以石墨增祸及其有关制品被广泛用于直接熔融金属的工艺中。
2、炼钢
石墨和其他杂质材料用于炼钢工业时可作为增碳剂。渗碳使用的碳质材料的范围,很广,包括人造石墨,石油焦,冶金焦炭和天然石墨。在世界范围内炼钢增碳剂用石墨仍是土状石墨的主要用途之一。
3、作导电材料
石墨在电气工业中广泛用来作电极,电刷,碳棒,碳管,水银整流器的正极,石墨垫圈,电话零件,电视机显像管的涂层等等。其中以石墨电极应用最广,在冶炼各种合金钢,铁合金时,大量使用石墨电极。电气工业中所使用的石墨,对粒度和品位要求很高。
4、作耐磨和润滑材料
石墨在机械工业中常作润滑剂。润滑油往往不能在高速,高温,高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在一200℃一2000℃温度并在很高的滑动速度下(loom / s )不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞环,密封圈和轴承,它们运转时,勿需加入润滑油,石墨乳也是许多金属加工(拔丝,拉管)时的良好的润滑剂。
5、作耐腐蚀材料
石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀,导热性好,渗透率低等特点,而广泛用于制作热交换器,反应槽,凝缩器,燃烧塔,吸收塔,冷却器,加热器,过滤器,泵等设备。这些设备用于石油化工,湿法冶金,酸碱生产,合成纤维,造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
6、用于原子能工业和国防工业
石墨具有良好的中子减速性能,最早作为减速剂用于原子反应堆中,"铀一石墨"反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。
7、作防垢防锈材料。
石墨能防止锅炉结垢。有试验表明,在水中加入一定量的石墨粉,能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐和防锈。
8、石墨新用途
1)柔性石墨制品。柔性石墨又称膨胀石墨,是70年代开发的一种新的石墨制品。1971年美国研究成功柔性石墨密封材料,解决了原子能阀门泄漏问题,随后德,日,法也开始研制生产。这种产品除具有天然石墨所具有的特性外,还具有特殊的柔性和弹性。因此,是一种理想的密封材料,广泛用于石油化工,原子能等工业领域,国际市场需求量逐年增长。
2)制作半金属摩擦材料。自70年代以来,离合器和自动衬广泛使用半金属摩擦材料。半金属摩擦材料是将石墨和金属粉,钢纤维,陶土粉用合成树脂粘结而成。这些自动衬主要可用于高速设备,如飞机,卡车以及越野车的制动装置和离合器片。
石墨的用途是什么呢?
用途如下:1、做耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。2、做导电材料: 在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏,也可以以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成人造石墨。石墨结构组成石墨是原子晶体、金属晶体和分子晶体之间的一种过渡型晶体。在晶体中同层碳原子间以sp2杂化形成共价键,每个碳原子与另外三个碳原子相联,六个碳原子在同一平面上形成正六边形的环,伸展形成片层结构。在同一平面的碳原子还各剩下一个p轨道,它们互相重叠,形成离域π键电子在晶格中能自由移动,可以被激发,所以石墨有金属光泽,能导电、传热。由于层与层间距离大,结合力(范德华力)小,各层可以滑动,所以石墨的密度比金刚石小,质软并有滑腻感。以上内容参考:百度百科——石墨
土状石墨的用途?
同学你好,土状的石墨最为常见的用途有三个:一是混合一定数量的泥土(主要成分的二氧化硅)压制成铅笔芯;二是作为部分机械装置或工业生产的润滑剂;三是作为点解、电镀或者蓄电池的电极;另外,它也是人工制作各种其它同素异形体(如足球烯,金刚石,碳纳米管)的原料。
以下的材料更为详细:
1、作耐火材料:石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。
2.作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。
3.作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。润滑油往往不能在高速、高温、高压的条件下使用,而石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承,它们运转时勿需加入润滑油。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。
4.石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。
5.作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。
6、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个PPM 。特别是其中硼含量应少于0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。
7.石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。
8.石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。
9.电极:石墨何以能取代铜做为电极
来自:http://zhidao.baidu.com/question/306657346.html,在此处引用一下希望没有侵犯版权,呵呵……
土状石墨的用途?
1、作耐火材料: 石墨及其制品具有耐高温、高强度的性质,在冶金工业中主要用来制造石墨坩埚,在炼钢中常用石墨作钢锭之保护剂,冶金炉的内衬。 2、作导电材料:在电气工业上用作制造电极、电刷、碳棒、碳管、水银正流器的正极,石墨垫圈、电话零件,电视机显像管的涂层等。 3、作耐磨润滑材料:石墨在机械工业中常作为润滑剂。石墨耐磨材料可以在200~2000 ℃温度中在很高的滑动速度下,不用润滑油工作。许多输送腐蚀介质的设备,广泛采用石墨材料制成活塞杯,密封圈和轴承。石墨乳也是许多金属加工(拔丝、拉管)时的良好的润滑剂。 4、石墨具有良好的化学稳定性。经过特殊加工的石墨,具有耐腐蚀、导热性好,渗透率低等特点,就大量用于制作热交换器,反应槽、凝缩器、燃烧塔、吸收塔、冷却器、加热器、过滤器、泵设备。广泛应用于石油化工、湿法冶金、酸碱生产、合成纤维、造纸等工业部门,可节省大量的金属材料。 5、作铸造、翻砂、压模及高温冶金材料:由于石墨的热膨胀系数小,而且能耐急冷急热的变化,可作为玻璃器的铸模,使用石墨后黑色金属得到铸件尺寸精确,表面光洁成品率高,不经加工或稍作加工就可使用,因而节省了大量金属。生产硬质合金等粉末冶金工艺,通常用石墨材料制成压模和烧结用的瓷舟。单晶硅的晶体生长坩埚,区域精炼容器,支架夹具,感应加热器等都是用高纯石墨加工而成的。此外石墨还可作真空冶炼的石墨隔热板和底座,高温电阻炉炉管,棒、板、格棚等元件。 6、用于原子能工业和国防工业:石墨具有良好的中子减速剂用于原子反应堆中,铀一石墨反应堆是目前应用较多的一种原子反应堆。作为动力用的原子能反应堆中的减速材料应当具有高熔点,稳定,耐腐蚀的性能,石墨完全可以满足上述要求。作为原子反应堆用的石墨纯度要求很高,杂质含量不应超过几十个 PPM 。特别是其中硼含量应少于 0.5PPM 。在国防工业中还用石墨制造固体燃料火箭的喷嘴,导弹的鼻锥,宇宙航行设备的零件,隔热材料和防射线材料。 7、石墨还能防止锅炉结垢,有关单位试验表明,在水中加入一定量的石墨粉(每吨水大约用 4~5 克)能防止锅炉表面结垢。此外石墨涂在金属烟囱、屋顶、桥梁、管道上可以防腐防锈。 8、石墨可作铅笔芯、颜料、抛光剂。石墨经过特殊加工以后,可以制作各种特殊材料用于有关工业部门。 9、石墨还可作为电极使用。
微晶石墨的用途
铸造业:可分为铸造涂料用,耐火材料用、增碳剂用。把石墨涂敷于固体的表面,能形成粘附牢固的光滑薄膜,石墨所表现出良好的涂敷性能,是很好的铸造脱膜剂。铸造常用的石墨粉有先晶质石墨粉(鳞片石墨粉)或隐晶质石墨粉(土状石墨粉,又名微晶石墨粉、黑铅粉)。至今有很多手工造型生产薄壁小件的乡镇小工厂在型砂中不加煤粉,而是用软毛刷向湿砂型表面刷土状石墨粉,浇注出的铸件表面相当光滑。虽然在浇注铁液时石墨粉并不形成光亮碳,但石墨对铁液的润湿角远大于90°,即砂型不被铁液润湿。而且表面的孔隙被土石墨粉堵塞,铁液不易渗透和钻入砂粒间,能够防止铸件粘砂和改善铸件表面光洁程度。石墨粉有良好的润滑作用,使型砂的紧实流动性提高,透气性下降,试样顶出阻力减少,改善型砂的起模性能。其他行业:广泛用于电池炭棒、钢铁、铸造材料、耐火材料、染料、燃料、电极糊、以及用作铅笔、焊条、电池、石墨乳剂、脱硫剂、防腐剂防滑剂、冶炼增碳剂、注锭保护渣、石墨轴承等产品的配料.
土状石墨和鳞片石墨的区别
土状石墨和鳞片石墨主要有以下几点区别:
1、直径不同:土状石墨晶体直径一般小于1微米,是微晶石墨的集合体,只有在电子显微镜下才能见到晶形。鳞片石墨大小一般为2毫米,最大4至5毫米;
2、性质不同:土状石墨表面呈土状,缺乏光泽,润滑性差,品位较高。鳞片石墨呈鳞片状、薄叶片状晶质的石墨具有明显的定向排列,与层面方向一致。
用途及工业要求
膨润土及其加工产品具有良好的物理性能和工艺性能,它可做黏结剂、悬浮剂、触变剂、增塑剂、隔水剂、增稠剂、润滑剂、絮凝剂、稳定剂、催化剂、净化脱色剂、澄清剂、动物饲料添加剂、化肥及农药载体、化妆品及医药添加剂等,而广泛地用于冶金、铸造、石油钻探、化工、建筑及土木工程、土壤改良、环境保护以及造纸、橡胶等行业。据统计,其用途达400多种。应用于100多个生产部门,详见表6-3。膨润土用途虽然繁多,但其中用量最大的四个领域为做钻井泥浆材料、铁矿球团的黏结剂、铸造型砂的黏结剂、石油产品及食用油脱色剂。这三类用途的膨润土用量约占膨润土总用量的3/4以上,其次为土木工程、动物饲料、防水密封材料及农药载体等。其他用途的膨润土消费量所占比例较小。1.铁矿球团的黏结剂铁矿球团黏结剂是膨润土当前最重要的用途。在一般情况下,每吨铁精矿粉,要加入5~10kg的钠基土(以前用消石灰做黏结剂),制成的球团矿干燥后,坚硬耐摔打,能最大限度地避免球团在运输、储存和冶炼过程中因破碎而造成的损失,同时由于球团矿大小均匀,还原性能好,化学成分均匀,能提高高炉的生产能力,节约熔剂和焦炭,并有最好的脱硫效果。膨润土是球团矿理想的黏结材料,生产球团矿需要质地纯、黏性好、膨胀度大的钠基膨润土。质量要求:我国对冶金球团用钠基彭润土一级品的质量要求如下:吸水率(2h)≥400%,吸蓝量≥30g/100g,彭胀指数≥15mL/2g,过筛率(75μm,干筛≥98%),水分(105℃)=9%~13%,详见膨润土国家标准(GB/T20973-2007)。表6-3 膨润土的主要用途2.铸造型砂黏结剂铸造业中使用的型砂,一般由标准砂,如石英砂、橄榄石砂等和黏结剂组成,此外还加入一些添加物。目前铸造业最广泛采用的型砂黏结剂是粘土,除粘土类之外,还使用水玻璃、水泥、桐油、合成树脂等。膨润土在机械工业作为铸造型砂黏结剂和调节剂已有很悠久的历史了。在铸钢用湿型铸砂内,经常在硅砂中加入膨润土,一般在100份铸砂中,配入膨润土约7.5%,水3%~5%,经这样调整后的铸砂,由于膨润土的微粒表面积变大,和硅砂的接触面变宽,易于覆盖砂粒,因而提高了砂型的结合效率。这种铸砂成型性能良好,有稳定性和适当的透气性,可使铸件不起蜂窝,又因落砂性能好,可加工出光洁的铸件表面。目前我国膨润土最大用量就是铸造业。占总产量的1/4多。对用做铸砂黏结剂的膨润土要求并不十分严格,两种膨润土均可使用,但钠基膨润土的综合性能更好一些。不同类型的金属铸件所要求的铸砂黏结剂的技术指标也不尽相同。铁铸件及一些有色金属铸件可使用较低廉的钙质膨润土,而对一些精密铸件、高压铸造机件以及钢铸件则要求用熔点高、耐用性能好的钠质膨润土。钠质膨润土做黏结剂可提高产品的质量,随着对型砂黏结剂的性能要求的提高,铸造用钠质膨润土的用量也将逐年增加。铸造用膨润土的工业指标见表6-4,主要是蒙脱石含量、湿压强度和热湿拉强度。表6-4 铸造用膨润土的工业指标(GB/T20973-2007)注:铸造用钙基膨润土热湿拉强度不作要求。3.钻井泥浆的原料膨润土用做钻井泥浆始于20世纪20年代末期到30年代初期,至今对于钻探非盐类岩石的地层仍是最有效的泥浆原料。由于膨润土具有较大的膨润性,导致悬浮液的黏度增高,具有更好的胶体性质。特别是优质钠质膨润土,并采用增效剂,能大大提高造浆能力,从而提高钻井效率,预防钻孔内事故的发生。膨润土做钻井泥浆材料,主要用于非盐类地层的钻井,因为膨润土泥浆在饱和盐水中的胶体稳定性差,且多使用钠基膨润土,因钠基膨润土吸水后剧烈膨胀成稳定的悬浮液,可使钻孔四周形成不透水的孔壁,防止地层的崩塌和其他漏水。我国对钻井泥浆用膨润土质量标准要求是:黏度计读数(600r/min)≥30,屈服值≤3塑性黏度,滤失量≤15.0cm3,75μm筛余量≤4.0%。对于钻井泥浆用的未处理膨润土及OCMA膨润土的质量要求详见GB/T20973-2007黏度要求的泥浆。配制一般泥浆,钠质膨润土泥浆浓度为6%~8%,低固相泥浆2%即可。用做钻井泥浆的膨润土以造浆率为衡量指标,即1t粘土在淡水或盐水中能造出多少m3符合黏度要求的泥浆。我国原地质部规定:甲级造浆率>16m3/t,乙级造浆率10~16m3/t,丙级造浆率6~10m3/t;视黏度1.5Pa·s;动切力16m3/t;视黏度1.0~2.51Pa·s;失水量(mL/30min):一类95%。4.石油精炼脱色石油原油经裂化(热裂化或催化裂化)反应生成一系列的石油产品:汽油、煤油、柴油、润滑油,另外废机油、废变压器油、液体石蜡等,都有不同程度的颜色,储存运输不安全,现在石油化工工业精炼石油化工产品的重要方法之一,就使用活性白土进行脱色净化处理。以除去其中的沥青质和其他杂质的。也有用加氢反应处理。漂白土能大量吸收色素、黏液胶状物及其他杂质,所以在精炼石油产品和精炼各种动植物油时,常作为脱色剂或漂白剂,一般是用经酸活化处理的活性白土。据国外专利报导,用膨润土可制成一种新颖的催化剂,从石油尾渣(如沥青、重油)中制取高效燃料和其他石油化工产品。活性白土在石化工业用量很大。吸附脱色用膨润土质量标准如下:脱色力符合检验标准D>110,出口活性白土D>150,活性度180~220,游离酸(以H2SO4计)<0.2%,200目筛余<5%,水分<10%(12%),无机械杂质(目测)。5.土木建筑中的应用膨润土与水泥混合可制成各种工程用的灌浆材料,这种材料可以强化和防止岩体、砂砾层和软地基漏水。膨润土在生产水泥,特别是特种水泥方面很有意义。据国外专利介绍,目前用膨润土生产的水泥有不透水水泥(防渗水泥)、蓄水水泥、触变水泥等。如用含有黏合剂和膨润土造型混合物制取蓄水水泥;生产用于地下基座的触变水泥(配方为:膨润土、煤灰、水泥、甲醛树脂增塑剂和水);建筑用抗渗漏混合剂(配方为:膨润土、凹凸棒石、黏质土、水)等;土工材料———隔水毯。在防水涂料中使用膨润土,可以减少其他助剂的用量,降低涂料生产成本,提高涂料质量和防水效果。例:作乳化沥青防水涂料的乳化剂。膨润土乳化沥青防水涂料,是以膨润土为乳化剂,以水为分散介质,在机械力的作用下,将沥青进行分散,制成的稳定性良好的厚质防水材料。由于沥青与水极性相差过大,二者之间存在着较大的界面张力差,二者不能互溶,若以机械力作用使熔融状态的沥青破碎呈细微颗粒而分散在水中,即可形成热沥青—水分散体等,一旦取消机械作用,沥青即发生聚析,这种现象是由于沥青破碎成单独细微颗粒时,总表面积增大,而表面剩余键能有缩小其总表面积的趋势,若要使沥青在水中形成高分散度而且稳定的乳胶体,必须使沥青和水分子界面上的剩余键能减少,因此可借助乳化剂、稳定剂的加入达到此目的,乳化剂多是极性物质,在分子的一端有极性物质的原子团,趋向与其亲和的水;在另一端是非极性的原子团,趋向于与其油亲和,乳化剂分子则定向排列在沥青与水的界面上,使沥青颗粒之间不易聚集。而使沥青在水中形成均匀的分散体系。膨润土做乳化剂为无机乳化剂,由于它在水中易吸水膨胀,分散性、黏结性、悬浮性、触变性均好,而且颗粒细小,表面剩余键力大,所以能被吸附在沥青与水的界面上,降低了界面的自由能力,形成固体颗粒保护膜,起到了稳定分散作用。对用于上述用途的膨润土目前尚未制定具体的工业要求。建筑业中一般多利用钙质膨润土或低级钠质膨润土(常含较多的铁和有机物)。6.食品加工动、植物油的精炼:脱色、净化、稳定化处理。植物油:菜子、棉籽、大豆、花生、芝麻、棕榈在储存保管过程中,由于受潮要发生不同程度的霉变,由此而榨取的植物油都含有一定的黄曲霉毒素(Aflatxin,AFT),是黄曲霉菌和寄生曲霉菌的代谢产物,是一类在紫外线下发强烈荧光的大分子有机物质,AFT属超剧毒物质,人食用后,会导致肝癌、结肠黏膜癌、泪腺癌等癌变。特别是我国南方气候温暖潮湿,菜籽、花生、玉米最易受黄曲霉素的污染,受污染后的这些油料果实榨取出来的食用油,有的含毒量高达数百乃至上千μg/kg,而国家规定的允许限量为<20μg/kg。为了保证人体健康,必须将这些毒素从食用油中除去,除毒的方法很多,如烧碱法、辐射法(强紫外线去毒法),这些方法效果都不很理想,而且费用大,操作麻烦。去毒后的残留物质还有副作用。而活性白土就可以除去食用油中的毒素及色素(叶绿素、叶黄素等)、臭味及杂质,油脂经脱色后,除去毒素和杂质,增加了油色美观,还增加了储存的安全性。一般来说,植物油中的天然色素,对人体无毒无害,但在阳光照射下,色素易吸收阳光的能量,使油脂分子氧化,导致油脂酸。当加土量为1%~3%(油重量)时,AFT为450μg/kg的毛油在100℃下加热搅拌30~60min,过滤处理后,残留的AFT含量<4μg/kg,脱色率达70%以上。加土量为4%时,脱色率高达98%,由于活性白土亲油性差,所以吸油率低,一般为土重量的80%。食品行业:饼干、方便面、糕点生产用油均需脱色处理后的精炼油即色拉油。饮料的澄清净化,如葡萄酒、糖汁、饮料的脱色、澄清、净化。生产葡萄酒、糖汁、饮料的原料在发酵过程中,要产生一些蛋白残渣和色素,必须从中除去,否则储存时间一长,则会产生沉淀,同时,色素会影响最终产品的白度和亮度。玉米淀粉生产葡萄糖(亮白色粉末)的脱色剂:玉米粉在糖化酶的作用下,转变为糖液,再经脱色、浓缩、干燥生产亮白色的葡萄糖粉。其发酵后的糖液必须经过脱色处理,现在一些厂家多用活性炭作为脱色剂,以甘蔗、甜菜为原料生产白糖、冰糖,其榨取出来的糖液也必须经脱色净化处理。所以活性白土在该行业有广泛的应用前景,现在已有一些厂家在使用活性白土进行糖液的脱色净化处理。但活性白土亲水性强,过滤较为困难,所以还需进一步处理,以提高其疏水性。如在活性白土中,加入10%左右的活性炭做助滤剂及脱色剂,其脱色等效果会更好。7.农业在农业中,膨润土主要用于改良土壤、保水保肥剂、农药、化肥的载体、稀释剂、黏合剂、种子处理及动物饲料等方面。将适量的膨润土撒在干旱的沙土上,能吸收、储存水分,并能防止肥料及农药流失而提高作物产量。目前,国外一些国家已取得了许多成功的经验,据国外专利报导,用膨润土与聚乙烯二醇混合制成一种多油脂改良剂对砂质土壤有较好的改良效果,用过磷酸钙与膨润土混合可使含氮、磷、钾的化肥稳定而避免流失。1985~1996年12年间,中国投入的氮肥总量约为2.2亿t氮,流失或逸入大气中的氮素约1亿t,若以氮250美元/t计,12年中农业上仅氮肥损失已高达250亿美元。据研究,施入土壤中的化学氮肥约有1/3进入大气圈,其中的N2O破坏臭氧层产生温室效应;约有1/3的肥料经土壤淋溶进入水圈,导致水资源的富营养化。造成我国大部分地区食物(尤其蔬菜)中NO-3-N含量严重超标,在人畜体内易形成致癌物质———亚硝胺。联合国粮农组织估计40%~70%氮肥损失在环境中,这些损失的氮对环境造成了严重的威胁。我国化肥年消费量居世界首位,但利用率低,N肥为30%~35%,P肥为10%~20%,K肥为75%~85%,1984~1994年10年间,化肥用量增加了90.7%,粮食增产仅9.1%。昆明硅藻土应用研究所研制成功了矿物固氮剂,并用于碳酸氢胺的生产,使N的利用率提高到59%,1t配有矿物固氮剂的碳酸胺,起到1.66~1.86t的普通碳酸胺肥效。淮南矿业学院做了以蒙脱石做尿素载体的试验研究,试验证明:蒙脱石也是尿素的良好载体,它可以吸附20%的尿素,而且主要以分子状态位于蒙脱石层间,表面吸附是次要的,这样提高了N的有效利用率。利用天然多孔矿物具有的离子交换能力和吸附能力制备价廉性能优异的缓释肥,以解决氮素肥利用率低,易流失从而污染环境的问题。复合高吸水性树脂材料简称高吸水材料(SAR),是一种含有大量-OH,-COOH等强亲水性基团并具有共聚交联结构,遇水吸水膨胀的高分子聚合复合物,能吸收相当自身重量成百至上千倍的水,吸水后的水凝胶即使在加压情况下也难脱水,作为吸水、保水材料在农业、工业、日用生活用品、建筑材料等领域具有较广泛的用途和发展空间,是近年来国内外广泛开发研究的新型功能材料之一。膨润土用做农药、化肥的载体和稀释剂,可增加其比表面积,使农药毒性均匀分散,还可节约肥料、农药而提高效率。用膨润土做动物饲料添加剂,可提供多种对动物生长有利的微量元素:Ca、K、Na、Mg、Cu、Zn等;有利于蛋白石等有机养料和矿石质的充分消化吸收,加速禽畜生长。由于膨润土具有强的吸附性,在配合饲料中加入3%~4%的膨润土粉,能大量吸附养料,延长饲料养料在禽畜胃中的停留时间,减少粮食用量,经济效益明显。减少禽畜疾病,降低死亡率由于膨润土对病毒、病菌有一定的吸附能力,在饲料中加入膨润土粉可减少禽畜疾病的发生,降低死亡率。1979年美国作饲料添加剂用膨润土为16.2万t,约占本国当年膨润土总产量的4%。农业用的膨润土一般常用钙质膨润土,其吸水量适中、结块性较差的特点适应农用的需要。但用于浓集尿素生产黏结剂的膨润土必须为高品级的钠基膨润土,膨胀倍≥10。8.医药和日用工业在医药方面,膨润土可对吗啡、柯卡因、尼古丁、马钱子起到去毒和解毒作用,可改善用于放射性检查的硫酸钡的悬浮性能,能改善抗菌素的稳定性。据国外专利报导,用膨润土处理蒸馏水可制取药用高纯水;用蒙脱石可制取治湿癣剂;优质膨润土水悬浮液可做皮肤清洗剂;在硫化银脱毛剂中掺入膨润土可防止药剂对皮肤的腐蚀。在日用、化妆品方面,膨润土可在牙膏、涂肤香脂等制品中用做填充剂。如作制药和美名羊毛脂的表面活化剂、含有对皮肤无刺激性化妆品的表面活性剂。在肥皂、香皂生产过程中,用提纯膨润土代替部分脂肪酸,可以提高其洗涤效果,因为膨润土的吸附性可以吸附衣物和洗涤废水中的细菌和真菌。合成洗涤剂中的三聚磷酸钠(STPP)是传统合成洗涤剂的助洗剂,以膨润土为原料生产NaA型沸石,是其助洗剂的理想代用品。STPP具有合成钙离子、镁离子,具有使水软化、去污和缓冲洗涤液pH值的功能,为常用的理想助洗剂,但是STPP具有致命的弱点,就是在洗涤废水中含有大量残余磷,排放到水域中会使藻类水生植物过剩生长,出现赤湖,即所谓的“富营养化”,导致水域内缺氧,鱼类或水生动物死亡,而过剩的藻类死亡腐烂又会严重污染水质,造成公害,为此,世界上许多国家都在对洗涤剂采用禁磷或限磷措施,从20世纪70年代开始,都在纷纷寻找STPP的代用品,NaA型合成沸石又名4A分子筛,其内有效孔径为0.4nm。其性能指标、安全性等方面均较理想,是STPP的理想代用品,在保证质量的前提下,还可降低成本,无公害。9.环境保护由于膨润土具分散性和悬浮性,在污水净化中起捕收剂的作用,能吸附大量的悬浮物,处理效果甚佳。在造纸厂首程制浆废水中,加入10%的200目的膨润土粉,经充分搅拌,放置24小时,废水由乌黑色变成淡黄色,pH值变为7,如果加入少量的硫酸铝,效果更好。且净化的沉淀物中,含有大量有机质,回收处理后,是一种很好的长效肥料。膨润土与硫酸铝制成复合吸附剂对废水有一定的破乳、絮凝、吸附作用,净化效果更佳。在气体净化方面,用钴化合物和膨润土在800℃以上的高温下焙烧,可制成内燃机废气净化剂;用含碱或碱金属氯酸盐、氢氧化钙和膨润土的混合物可用来除去空气中的氮化物,用高锰酸钾、膨润土和沸石的模制混合物可清除大气污染物等。此外,膨润土还可用于饮料的净化、硫酸废气的净化和蒸馏水净化方面。废气的吸附:要根据气体的性质(酸性气体)进行表面改性。酸性气体:SO2、H2S等应加入碱性添加剂进行改性处理。对碱性气体:NH3、有机胺类应加入磷酸和硫酸等酸性添加剂。10.造纸工业膨润土可用做纸张的填充剂。在纸浆中加入1%的膨润土能防止细颗粒树脂、焦蜡、柏油等物质结团,而保证了纸张平整,提高了纸张保持颜料的能力,使纸张整体色匀、柔软洁白、易于保存。据国外专利报导,用膨润土可制成无碳复写材料,也可制成在黑板上和纸板上书写的笔。做无碳复写纸的显色剂。用于显色剂的膨润土需改性成锂基膨润土,即用锂离子交换出蒙脱石晶层间的其他阳离子,锂基膨润土对无色染料结晶紫内酯CVL的显色效应最好,锌基次之,钾基及钠基土较差。国内相继引进了成套设备与工艺生产无碳复写纸,但原料几乎全靠进口,其显色剂价格为1200美元/t,限制了我国的无碳复写纸的生产和发展。11.纺织印染业由于膨润土具有较高的分散性和膨润性,可以得到较稳定的悬浮液,可代替大量粮食淀粉做糨糊。20g面粉加100mL水,搅拌成糊状后,再加80g用水湿润的膨润土粉,搅拌均匀冷却而成。特点:性能与淀粉糨糊无大区别,黏结性优于纯淀粉糨糊;敞口几天,不干结,不生霉;节约粮食80%,成本低。主要做文化办公用糨糊,纺织工业中棉纱上浆、印花糨糊。我国20世纪60年代初,曾大力开发膨润土糨糊作印花、上浆料。在节约大量粮食的同时,使经纱平整、不起毛、洁净、不发霉,从而提高产品的质量。在印染中亦可代替淀粉做印花糊浆,目前榨丝、人造丝等印花糊料均采用的是膨润土。12.陶瓷原料增塑剂在陶瓷业,膨润土用做泥料的增塑剂,能大大简化工艺,一次性烧成,在质量提高时成本也有所降低,具较好的经济效益。此外,膨润土也可用来制作釉料的悬浮剂。陶瓷用膨润土的质量要求如下:Al2O3>15%,Fe2O3+TiO2<1.5%。13.其他用途膨润土可用做润滑脂、橡胶、塑料、油墨、油漆等调化剂原料、生产干燥剂。其工业要求为:阳离子交换量60~100mmol/100g;蒙脱石含量>85%;粒度小于2μm的颗粒占50%以上;在水中易于分散,形成稳定的胶体。另外,膨润土还可制作快离子导体、铅笔芯的黏合剂等。
用途及工业要求
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)
石墨是什么材料
石墨是碳的一种同素异形体。石墨是碳的一种同素异形体,为灰黑色、不透明固体,化学性质稳定,耐腐蚀,同酸、碱等药剂不易发生反应。天然石墨来自石墨矿藏,也可以以石油焦、沥青焦等为原料,经过一系列工序处理而制成人造石墨。石墨在氧气中燃烧生成二氧化碳,可被强氧化剂如浓硝酸、高锰酸钾等氧化。可用作抗磨剂、润滑剂,高纯度石墨用作原子反应堆中的中子减速剂,还可用于制造坩埚、电极、电刷、干电池、石墨纤维、换热器、冷却器、电弧炉、弧光灯、铅笔的笔芯等。石墨的理化性质石墨质软,为黑灰色,有油腻感,可污染纸张。硬度为1~2,沿垂直方向随杂质的增加其硬度可增至3~5。比重为1.9~2.3。比表面积范围集中在1-20m2/g,在隔绝氧气条件下,其熔点在3000℃以上,是最耐温的矿物之一。它能导电、导热。自然界中纯净的石墨是没有的,其中往往含有SiO2、Al2O3、FeO、CaO、P2O5、CuO等杂质。这些杂质常以石英、黄铁矿、碳酸盐等矿物形式出现。此外,还有水、沥青、CO2、H2、CH4、N2等气体部分。因此对石墨的分析,除测定固定碳含量外,还必须同时测定挥发分和灰分的含量。
鳞片石墨是什么?鳞片石墨用途有哪些?鳞片石墨规格是怎样的?
如下:鳞片石墨为天然显晶质石墨,其形似鱼磷状,属六方晶系,呈层状结构,具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。用途:鳞片石墨广泛用于治金工业的高级耐火材料与涂料。如镁碳砖、坩埚等。军事工业火工材料安定剂、冶炼工业脱硫增速剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业的催化剂等。鳞片石墨经过深入加工,又可以生产出石墨乳,用于润滑剂、脱模剂、拉丝剂、导电涂料等。还可以生产膨胀石墨,用于柔性石墨制品原料,如柔性石墨密封件及柔性石墨复材料制品等。规格:按含碳量的高低分类如C%》99.9%为高纯石墨;94%《C%<99%为高碳石墨;80%《C%<94%为中碳石墨;50%《C%<80%为低碳石墨。鳞片石墨广泛用于冶金工业的耐火材料、轻工业的铅笔芯、电池工艺的电极、化学工业的润滑密封材料等。作为涂料的功能填料主要用于防腐涂料、防火涂料和导电涂料。按粒度大小分类当粒度小于w38微粉石墨。鳞片石墨标准为GB T 3518-2008
鳞片石墨是什么?鳞片石墨用途有哪些?鳞片石墨规格是怎样的?
鳞片石墨为天然显晶质石墨,其形似鱼磷状,属六方晶系,呈层状结构,具有良好的耐高温、导电、导热、润滑、可塑及耐酸碱等性能。
用途:
鳞片石墨广泛用于治金工业的高级耐火材料与涂料。如镁碳砖、坩埚等。军事工业火工材料安定剂、冶炼工业脱硫增速剂、轻工业的铅笔芯、电气工业的碳刷、电池工业的电极、化肥工业的催化剂等。鳞片石墨经过深入加工,又可以生产出石墨乳,用于润滑剂、脱模剂、拉丝剂、导电涂料等。还可以生产膨胀石墨,用于柔性石墨制品原料,如柔性石墨密封件及柔性石墨复材料制品等。
规格:
按含碳量的高低分类
如C%》99.9%为高纯石墨;94%《C%<99%为高碳石墨;80%《C%<94%为中碳石墨;50%《C%<80%为低碳石墨。鳞片石墨广泛用于冶金工业的耐火材料、轻工业的铅笔芯、电池工艺的电极、化学工业的润滑密封材料等。作为涂料的功能填料主要用于防腐涂料、防火涂料和导电涂料。
按粒度大小分类
当粒度小于w38微粉石墨。
鳞片石墨标准为GB
T
3518-2008