中國粉體網(wǎng)訊 目前,功能陶瓷占先進(jìn)陶瓷比例約為75%,,而電子陶瓷占功能陶瓷的比例約為80%,。受益市場需求增長和政策紅利,電子陶瓷市場規(guī)模穩(wěn)步增長,。
高純超細(xì)電子級碳酸鈣,是電子陶瓷生產(chǎn)所需的專用非金屬礦物粉體材料之一,。高純超細(xì)碳酸鈣填充在電子陶瓷中,,能降低介電常數(shù)對溫度的依賴、改變居里溫度,、提高耐電壓和鐵電性能,,是用作限流保護(hù)/消磁/啟動/發(fā)熱元件(PTC)、多層獨(dú)石電容器元件(MLCC),、微波元件,、壓電/壓敏元器件的優(yōu)質(zhì)填充材料。
高純光電子級碳酸鈣
2電子級高純超細(xì)碳酸鈣
碳酸鈣以傳統(tǒng)造紙,、塑料,、涂料,、橡膠、膠粘劑等應(yīng)用市場為主,,這其中也應(yīng)用高純超細(xì)碳酸鈣,,不過在電子陶瓷等高端應(yīng)用中的碳酸鈣遍更細(xì)、更純,、分散性好,、比表面積大。以某企業(yè)對高純碳酸鈣的劃分為例,,碳酸鈣含量93.0為工業(yè)級,,96.0為特鋼級,98.0為陶瓷級,,99.0為熒光級,,99.8為光學(xué)級,99.99為高純,。按照國家和主管部門頒布的化學(xué)品純度質(zhì)量指標(biāo),,碳酸鈣也可分為,優(yōu)級純99.8%(GR),、分析純99.7%(AR)和化學(xué)純≥99.5%(CP)3種,。除此之外,在實際應(yīng)用中企業(yè)對碳酸鈣純度的要求也各有不同,,如醫(yī)藥材料99.0%,,電子材料99.5%,化學(xué)試劑99.3%,,高純鈣鹽合成99.99%等,。從雜質(zhì)方面分析,現(xiàn)國內(nèi)市場碳酸鈣含量大多≤99.9%,,主要是雜質(zhì)鐵,、鎂、硅(含量300-1500PPm之間)以及重金屬等,。
某企業(yè)高純超細(xì)碳酸鈣分類
3電子陶瓷用高純碳酸鈣加工工藝
(1)以碳化法
煅燒石灰石得到氧化鈣和窯氣→氧化鈣消化并經(jīng)分離除雜工序得純凈的氫氧化鈣懸濁液→向懸濁液中通入二氧化碳?xì)怏w,,加入適當(dāng)?shù)奶砑觿蓟两K點(diǎn),,得到符合要求的碳酸鈣漿液→對漿液進(jìn)行脫水,、干燥、表面處理,,得到碳酸鈣產(chǎn)品,。
其中,根據(jù)碳化工藝及設(shè)備不同,碳化法又可分為間歇式碳化法,、連續(xù)噴霧碳化法和間歇超重力式碳化法,。但由于氫氧化鈣懸浮液pH值較高,凈化過程中很難完全除去金屬雜質(zhì)及硅,、未燒盡的石灰石渣點(diǎn)等,,若不能從根源上解決由石灰石帶入的雜質(zhì)對產(chǎn)品質(zhì)量的影響產(chǎn)品很難達(dá)到高純碳酸鈣的要求。因此,,碳化法除雜質(zhì)的關(guān)鍵是選用較純的氧化鈣原料,加水消化成氫氧化鈣后,,用旋液分離器將雜質(zhì)沉淀除去,,然后通入二氧化碳?xì)怏w,產(chǎn)生高純度的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品,。
(2)化學(xué)合成
復(fù)分解法是以水溶性鈣鹽與水溶性碳酸鹽為原料,,并加入適當(dāng)?shù)奶砑觿谶m宜的條件下發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)后產(chǎn)出具有一定形態(tài)的碳酸鈣,。工業(yè)上常用的是精制氯化鈣溶液與碳酸氨混合,,或向精制氯化鈣溶液中通入氨氣和二氧化碳,在一定條件下生成碳酸鈣和氯化銨溶液,。需要注意的是,,此方法制得的碳酸鈣沉淀中吸附較多氯離子,需消耗大量水和生產(chǎn)時間來洗去夾雜的氯離子,,且生產(chǎn)過程有大量氨氮廢水排放,,對周邊環(huán)境有影響同時增加生產(chǎn)成本。
當(dāng)采用復(fù)分解法時,,關(guān)鍵工藝是除去原料中的雜質(zhì),,包括鐵Fe,鉛Pb,,砷As,,鎂Mg,汞Hg等,,這些元素在pH為8~14條件下形成沉淀,,生成的沉淀經(jīng)多次過濾和活性炭吸附除去,除去雜質(zhì)后的原料進(jìn)行合成反應(yīng),,得到高純度的沉淀碳酸鈣產(chǎn)品,。
4技術(shù)研究進(jìn)展
專利方面,秦皇島微晶科技有限公司公布一種4N高純碳酸鈣高純度提純工藝,,以含碳酸鈣較多礦石為原料經(jīng)過高溫煅燒,、水解反應(yīng),獲得混合少量鍶離子及其他雜質(zhì)的高純氫氧化鈣,然后向高純氫氧化鈣溶液中通入酸液獲得鈣鹽,,再加雙氧水,、氨水、氫氧化鈣糊劑進(jìn)一步除雜,,形成高純鈣鹽溶液,,再加入氨水和二氧化碳?xì)怏w,沉淀,、浸泡,、離心甩干、干燥,,獲得高純碳酸鈣,。
湖南皕成科技股份有限公司公布一種超低鎂、低硅活性精石灰的生產(chǎn)方法可以借鑒至碳酸鈣生產(chǎn)工藝中,。通過對表面活性劑制備,、石灰石原料的預(yù)處理和石灰煅燒等工序分步減少石灰石原料和石灰中的Mg、Si雜質(zhì)含量來制得超低鎂,、低硅活性精石灰,。其中,氧化鈣≥92%,、活性度≥400ml,、含硫量≤0.01%、含碳量≤0.02%,、MgO≤0.5%,、SiO2≤0.8%。
目前國內(nèi)生產(chǎn)電子級高純碳酸鈣的企業(yè)約10余家,,如:佛山市松寶電子功能材料有限公司(0.1-0.3μm,,比表面積約6m2/g)、北京德科島金科技有限公司,、東營市創(chuàng)新世紀(jì)光電材料有限責(zé)任公司,、武強(qiáng)縣立車發(fā)光材料有限公司、廊坊鵬彩精細(xì)化工有限公司,、上海紅蝶化工有限公司,、上海瑞玉光電材料有限公司等;此外,,華東理工大學(xué),、山東大學(xué)也有相關(guān)研究。國外方面,,日本白石已經(jīng)產(chǎn)出4N~5N碳酸鈣產(chǎn)品,,在行業(yè)處于領(lǐng)先地位,。
寫在最后
關(guān)于提高碳酸鈣純度,降低雜質(zhì)含量是最主要的途徑,。除了文中所述除雜方法,,傳統(tǒng)揀選和洗礦都是必備的工藝,可以精準(zhǔn)剔除有雜質(zhì)的礦石以及石灰石表面附著的泥沙,。其次,,已經(jīng)廣泛應(yīng)用在重鈣和輕鈣生產(chǎn)中的多段自動除鐵裝置,或磁選機(jī)都可以有效清除量少且細(xì)微的鐵顆粒,。
參考來源:粉體網(wǎng),、專利之星等
(中國粉體網(wǎng)編輯整理/昧光)
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