立德粉的应用及制备工艺

2026/1/23 17:20:16 作者:电离式

介绍

立德粉也称锌钡白,是硫化锌与硫酸钡的混合晶体,具有许多独特和优良的性能,立德粉产品形成了系列产品,如高ZnS型、表观处理型、水分散型、耐晒型、彩色型等,在工农业生产和日常生活中发挥着重要作用。

立德粉.jpg

图一 立德粉

应用

立德粉可改善耐候性,防藻,降低成本以及其具有优异的遮蔽力的白度。它比硫化锌用途广,主要用于涂料、油漆、热塑性塑料、热固性塑料、纸张等,通过表面处理或TiO2包覆可以代替部分金红石。在结构上与硫化锌成分相似,含有硫酸钡成分,耐久性稍差。抗粉化性较差。价格便宜,因此可部分替代二氧化钛使用。可应用于油漆、油墨、橡胶等的着色。锌钡白颜料比硫化锌用途广。在结构上与硫化锌成分相似,含有硫酸钡成分,耐候性以及抗紫外线性能稍差[1]。

制备工艺

目前存在的问题

目前立德粉主要在中国生产,国内生产绝大部分还是使用传统法,主要原料是次氧化锌、硫酸和硫化钡(重晶石和煤经高温还原制得),使用原料一般含锌45% ~ 70%。传统法生产立德粉流程是以含锌45%以上锌焙砂为原料用硫酸浸出,得到硫酸锌粗液,然后用高锰酸钾氧化除铁等,再用锌粉置换重金属,过滤得到硫酸锌精制液,再与硫化钡进行复分解反应、压滤、煅烧、漂洗、干燥、粉碎得到含硫化锌30%以上不同类型的立德粉系列产品。整个过程在酸性(PH < 7)环境中进行,消耗大量的硫酸。

近年来纳米立德粉已投入工业生产,硫酸锌溶液制得与传统法相同,合成时在有机相(如苯等)中进行,生产成本高,废水难以循环利用,生产过程有机溶剂以及终浸渣容易造成对环境的污染,其发展受到严重的限制。另外,随着锌化合物和立德粉的需求越来越大,我国锌资源的不断开采,矿产资源日趋贫、细、杂,综合利用和环保要求不断提高,人们已开始研究低锌原料的回收利用技术。

低成本制备新工艺

立德粉制备第一步处理低品位矿:取低品位氧化锌矿,以质量比计算为,主要成分:Zn21.15%、Fe18.20%、Si027.94%, 其锌物相成分为碳酸锌13.86%、硅酸锌2.82%、硫化锌0.73%、锌铁尖晶石3.74%。取硫酸钙质量分数为93%的废石膏。

1.浸出:制取1500ml氨水-硫酸铵溶液作为氨浸液,其中氨水浓度为7.0mol/ L、硫酸铵摩尔浓度为0.5mol/L,按每立方米氨浸液添加0.05kg的十二烷基苯磺酸钠、0. 5kg氟硅酸钠、0.5kg的二氰二胺。取氧化锌矿3720克与废石膏1280克混合均匀(测得质量配比为[Zn2+]:[SO42-]=2.9 :1)加入到上述氨-硫酸铵浸液中进行三段浸取,各段浸取时间均为3小时,固液分离后,得到1450ml终浸液(其余液体渣中带走),锌浸出率90.02%,所得终浸液的成分为:Zn83.94 g/L,SO42-88.36 g/L, Pb 1.18 g/L, Cu 0.33 g/L,Cd 0.24g/L,Fe 0.69 g/L。

2.立德粉的制备:取上述终浸液1000ml于2000ml烧杯中,加热到98℃,再加入4g 过硫酸铵用磁力搅拌器搅拌0.5h,一次氧化后溶液中,加入聚丙烯酰胺溶液,聚丙烯酰胺溶液体积为溶液体积的0.02‰,1h后过滤,所得滤液经硫化除杂、锌粉置换后,得到硫酸锌氨精制络合液。取155.9g硫化钡(不含水)和28.4g硫化钠(不含水)混合溶于溶于蒸馏水中得到复分解反应液,向此溶液中加入非离子表面活性剂OP-10(为壬基酚与环氧乙烷的缩合物) 0.18g,反应温度25℃,搅拌速度为13m/s,充分搅拌30min混匀,然后慢慢加入到1000ml 硫酸锌氨精制络合液中,继续搅拌30min后加入质量分数为10%H2O2的脱硫漂白,漂白后过滤分离得nZnS-BaSO4结晶体滤饼。

用乙醇洗涤nZnS-BaSO4结晶体滤饼,洗涤后过滤,滤饼在干燥箱105℃干燥1h后粉碎,用原子吸收检测锌、钡产率,以锌计达到97.6%,以钡计达到99%,按国标法检测:产品质量分数以硫化锌和硫酸钡总和达到99.4%,ZnS质量分数占38.6%。硫化钡粒径比硫化锌粒径大,分别为78nm和32nm,着色力、吸油值等各项指标超过国标GB/T1707-1995 B311型产品立德粉[2]。

立德粉制备的反应方程式.png

图二 立德粉制备的反应方程式

参考文献

[1]江苏师范大学.一种增强型立德粉:201811367939.6[P].2019-03-12.

[1]四川锌鸿科技有限公司. 一种利用低品位氧化锌矿配废石膏生产纳米立德粉的方法:201210357955.3[P].2014-07-09.

免责申明 ChemicalBook平台所发布的新闻资讯只作为知识提供,仅供各位业内人士参考和交流,不对其精确性及完整性做出保证。您不应 以此取代自己的独立判断,因此任何信息所生之风险应自行承担,与ChemicalBook无关。文章中涉及所有内容,包括但不限于文字、图片等等。如有侵权,请联系我们进行处理!
阅读量:5 0

欢迎您浏览更多关于立德粉的相关新闻资讯信息