科研訓(xùn)練論文

內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)科研訓(xùn)本科練論文緒論1.1研究背景鋯英砂是以晶體狀態(tài)出現(xiàn)，呈四方柱結(jié)構(gòu)，是優(yōu)質(zhì)的耐火材料。多與鈦鐵礦、金紅石、獨(dú)居石、磷釔礦等共生于海濱砂中，經(jīng)水選、電選、磁選等選礦工藝分選后而得到。鋯英砂其理論化學(xué)組成為：Zr0267．1％；SiO，32．9％。純凈的鋯英砂為無色透明的晶體，常因產(chǎn)地不同、含雜質(zhì)的種類與數(shù)量不同而呈黃、橙、紅、褐等色，莫氏硬度為7．8，密度為4．6—4．71g，甜，折射率為1．93。2．Ol，熔點(diǎn)為2550℃。锫英石可用于制作耐火材料(亦稱鋯質(zhì)耐火材料，如鋯剛玉磚，鋯質(zhì)耐火纖維等)，如制作玻璃窯的鋯英石磚，盛鋼桶用鋯英石磚及搗打料和澆注料；添加到其它材料中可改善其性能，如合成堇青石中添加鋯英砂，可拓寬堇青石的燒結(jié)范圍，而又不影響其熱震穩(wěn)定性；在高鋁磚中添加鋯英砂制造抗剝落高鋁磚，熱震穩(wěn)定性大大提高；還可用于提取Zr02。另外，鑄造行業(yè)鑄型用砂等，也用于玻璃、金屬(海綿鋯)以及鋯化合物(二氧化鋯、氯氧化鋯、鋯酸鈉、氟鋯酸鉀、硫酸鋯等)的生產(chǎn)中。2008年我國(guó)鋯英砂用量已經(jīng)達(dá)到40一46萬t，其中60％一65％用于陶瓷行業(yè)．根據(jù)海關(guān)進(jìn)IZl量統(tǒng)計(jì)，2008年我國(guó)進(jìn)口鋯英砂約40萬t，而我國(guó)自產(chǎn)鋯英砂2008年未突破6萬t。根據(jù)統(tǒng)計(jì)顯示2007年用于陶瓷行業(yè)的鋯英砂達(dá)到30萬t，這些鋯英砂全部被用于生產(chǎn)硅酸鋯和鋯英粉。1.2研究目的及意義簡(jiǎn)化了生產(chǎn)工藝流程、提高了氧氯化鋯的回收率(即增加了產(chǎn)品的產(chǎn)量)、降低了原材料(鹽酸)的消耗、減少了廢酸排放量。既產(chǎn)生了經(jīng)濟(jì)效益又具有社會(huì)效益。經(jīng)多個(gè)部門共同聯(lián)合跟蹤考察核實(shí),認(rèn)為其經(jīng)濟(jì)效益是可觀的。具體表現(xiàn)在:(1)洗渣中二氧化鋯回收率提高;(2)用于洗滌硅渣的工業(yè)鹽酸的加入量減少,減少了酸霧對(duì)環(huán)境的污染;(3)水轉(zhuǎn)料中二氧化硅含量降低了,氧氯化鋯的使回收率提高了;(4)水轉(zhuǎn)料中氧化鈉含量降低了,產(chǎn)品質(zhì)量得到提高;二次廢酸的使用周期延長(zhǎng)。1.3文獻(xiàn)綜述1.3.1國(guó)內(nèi)鋯化學(xué)制品產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀鋯化學(xué)制品是21世紀(jì)最有發(fā)展前景的產(chǎn)品之一,鋯資源在全世界儲(chǔ)藏豐富,其制品具有應(yīng)用領(lǐng)域廣且某些功能目前還無其他產(chǎn)品可替代等特點(diǎn)。鋯元素廣泛用于建筑、陶瓷、耐火材料、玻璃、光學(xué)、造紙、油漆、顏料、皮革、紡織、化妝品、人造骨頭、醫(yī)療器械等,以及用于最近已研制成功的新型高效胃藥(取代鉍類胃藥);超細(xì)氧化鋯、穩(wěn)定性及半穩(wěn)定性氧化鋯可用于電子、電器、工程陶瓷、壓電陶瓷(如傳感器、定氧探頭、移動(dòng)通信等電子電器元件);鋯鉿特種合金可用于化工機(jī)械、核電站、軍工、潛水艇等高科技領(lǐng)域。隨著納米技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用,鋯及其化學(xué)制品的用途和前景將會(huì)更加寬廣。近年來,鋯行業(yè)已成為越來越多的投資商新的投資熱點(diǎn)。尤其是初級(jí)加工產(chǎn)品如氧氯化鋯、碳酸鋯等,其投資小、技術(shù)含量低、上馬周期短、見效快。因此，近3～5年以來,不同規(guī)模的鋯產(chǎn)品新辦企業(yè)如雨后春筍般在全國(guó)各地蜂擁而上,相繼投產(chǎn)。已從10多年前僅有河南焦作化工總廠等2～3家老企業(yè)增加至如今的大小40多家。除金屬鋯及合金加工外,鋯化學(xué)制品生產(chǎn)能力近6×104t。但大多數(shù)規(guī)模小、環(huán)境污染問題較嚴(yán)重、產(chǎn)品成本高、市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)能力低。同行之間為了爭(zhēng)奪現(xiàn)有市場(chǎng),相互競(jìng)價(jià)、壓價(jià)、甩售產(chǎn)品。這種惡性競(jìng)爭(zhēng)致使近兩年來鋯化學(xué)制品價(jià)格一再滑坡下跌,尤其在出口上表現(xiàn)更為明顯,氧氯化鋯已由最初1979年開始打入國(guó)際市場(chǎng)時(shí)的3100美元/t跌至目前僅850美元/t不到。各類深加工的中、低檔產(chǎn)品較10年前的格也有50%以上的下浮。國(guó)內(nèi)同行互傷元?dú)?國(guó)際經(jīng)銷商及用戶從中坐收漁利。因此,值此鈦業(yè)協(xié)會(huì)成立之際,謹(jǐn)向協(xié)會(huì)及同行呼吁:在協(xié)會(huì)的統(tǒng)一領(lǐng)導(dǎo)下,國(guó)內(nèi)鋯企業(yè)必須要相互協(xié)同,建立一個(gè)統(tǒng)一對(duì)外、競(jìng)爭(zhēng)有序、規(guī)范定價(jià)的新秩序,力挽價(jià)格受壓、利益受損的被動(dòng)挨打局面。國(guó)內(nèi)同行競(jìng)爭(zhēng)應(yīng)立足于管理的競(jìng)爭(zhēng),成本的競(jìng)爭(zhēng),技術(shù)、質(zhì)量和服務(wù)的競(jìng)爭(zhēng)。1.3.2我國(guó)鋯英砂的開發(fā)狀況我國(guó)目前開發(fā)的鋯英砂主要以海南省為主，業(yè)內(nèi)通稱海南砂。我國(guó)其他地方的鋯英砂雖有探明但由于含量、開發(fā)成本、經(jīng)濟(jì)條件等限制至今均未見開采，廣東局部地方以前雖有少量開采，但由于純度較低，開采價(jià)值不大已告停業(yè)。海南的鋯英石和鈦鐵礦資源主要分布在海南島東部海濱的文昌市和萬寧市，其次為瓊海市、陵水縣、三亞市，以海濱沉積砂礦和風(fēng)化殘積砂礦為主。2009年中國(guó)陶瓷工業(yè)合作與發(fā)展高層論壇文集現(xiàn)在開采的有海南萬寧和文昌兩地，均屬海南東海岸，海南西海岸是否有存量現(xiàn)在還未見報(bào)道。海南文昌現(xiàn)探明可開采面積為100多kllf，以開采深度8nl、重金屬含量4％計(jì)算，鋯英砂儲(chǔ)量應(yīng)該在300—350萬t，根據(jù)文昌礦業(yè)協(xié)會(huì)的資料統(tǒng)計(jì)，2006年文昌市共開采鋯精礦8萬t，其中礦業(yè)協(xié)會(huì)成員單位開采鋯精礦約7．2萬t，鈦精礦17萬t，金紅石2．1萬t，占文昌全市產(chǎn)量的90％，占全國(guó)總產(chǎn)量的80％。按現(xiàn)有的開采規(guī)模和速度，文昌礦區(qū)已探明和未探明的鋯英砂礦未來可以開采100年左右。海南萬寧礦區(qū)在以前就有開采，只不過由于當(dāng)時(shí)開采秩序較亂，都是家庭式或群族式無證開采，因而在政府的礦產(chǎn)資源開采整頓下告停，現(xiàn)在海南開元礦業(yè)有限公司取得了陸上開采權(quán)，從開采的狀況來看，開采深度可以達(dá)到15nl，重金屬含量約為5％，屬于富礦區(qū)，有一定的開采價(jià)值(澳大利亞礦區(qū)重金屬含量一般在2％左右)。保守預(yù)計(jì)萬寧礦區(qū)的儲(chǔ)量應(yīng)該和文昌礦區(qū)相當(dāng)。值得一提的是：海南島周邊近海岸50111淺水海域存在锫鈦礦資源，分布范圍廣闊，有擴(kuò)大勘察開發(fā)利用的前景，僅2008年在萬寧保定海域50in淺海區(qū)31．9kIlf的范圍探測(cè)，就有約52．93萬t的鋯英石和223．99萬t的鈦鐵礦。我國(guó)的鋯英石脈礦儲(chǔ)量以內(nèi)蒙古最多，現(xiàn)探明儲(chǔ)量約371．9萬t，其次江西也有一定儲(chǔ)量，但鋯英石脈礦開采難度較大，脈礦結(jié)構(gòu)形態(tài)也較為復(fù)雜，一般和別的礦物共生，如何進(jìn)行分離還是一道難題，主要是破碎分離的成本太高，現(xiàn)在世界上還沒有大型開采的先例。1.3.3當(dāng)前國(guó)內(nèi)鋯化學(xué)制品生產(chǎn)科研狀況從我國(guó)鋯業(yè)總體來看,發(fā)展前景應(yīng)該說還是比較樂觀和看好的。雖然目前同類企業(yè)較多,但大多規(guī)模較小,與其他行業(yè)一樣必定會(huì)優(yōu)勝劣汰,惟有以規(guī)模優(yōu)勢(shì)、環(huán)保優(yōu)勢(shì)、技術(shù)優(yōu)勢(shì)、管理優(yōu)勢(shì)來求得生存和發(fā)展。在生產(chǎn)方面,國(guó)內(nèi)鋯業(yè)最大的壓力和阻力莫過于環(huán)境保護(hù)了。眾所周知,目前我國(guó)鋯業(yè)大部分還是以初級(jí)加工產(chǎn)品為主,具有技術(shù)含量低、勞動(dòng)強(qiáng)度大、環(huán)境污染嚴(yán)重等問題,而隨著中國(guó)加入WTO,各類法律、法規(guī)越來越健全,法制觀念和意識(shí)也越來越強(qiáng),環(huán)境保護(hù)法作為國(guó)家的一項(xiàng)基本法已明確了環(huán)保一票否決制,并且從中央到各級(jí)地方人大對(duì)政府、企業(yè)執(zhí)法的監(jiān)督力度也在不斷加強(qiáng)和提高。因此,法律將會(huì)更加健全,執(zhí)法的力度會(huì)更大。換言之,我國(guó)鋯業(yè)同行誰不注重環(huán)保投入,不加大環(huán)境治理力度,就有隨時(shí)被淘汰出局的危險(xiǎn),特別是國(guó)內(nèi)一些規(guī)模較小、設(shè)備較差、環(huán)境污染較大,且無能力和經(jīng)濟(jì)實(shí)力進(jìn)行環(huán)境治理的企業(yè),在目前價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)十分激烈、鋯初級(jí)產(chǎn)品無利可圖的情況下,以后只能走向滅亡。1.3.4我國(guó)鋯化學(xué)制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展戰(zhàn)略加大科研開發(fā)力度,開發(fā)高技術(shù)高附加值新產(chǎn)品。從我國(guó)鋯業(yè)產(chǎn)品質(zhì)量與國(guó)際同行的對(duì)比來看,基礎(chǔ)產(chǎn)品及一般產(chǎn)品質(zhì)量基本相持,各有千秋,深加工產(chǎn)品及部分高科技含量產(chǎn)品有部分技術(shù)指標(biāo)與美國(guó)、日本等國(guó)同類產(chǎn)品還有較大的差距,特別是特種鋯合金及鋯材料方面更是相距甚遠(yuǎn);有機(jī)鋯化學(xué)制品的開發(fā)應(yīng)用基本還是空白。因此,國(guó)內(nèi)鋯業(yè)在今后數(shù)年內(nèi)研究開發(fā)的重點(diǎn)是一方面要進(jìn)一步引進(jìn)、消化國(guó)際先進(jìn)科學(xué)技術(shù)(包括工藝配方、生產(chǎn)設(shè)備、分析儀器等),另一方面是要加大自主開發(fā)研制力度,爭(zhēng)取政府加大對(duì)研究開發(fā)經(jīng)費(fèi)的投入,并要做到基礎(chǔ)研究和應(yīng)用研究同時(shí)并舉。企業(yè)應(yīng)積極與國(guó)內(nèi)科研院所、大專院校聯(lián)手合作,共同開發(fā)。目前雖說世界上大部分高檔次的鋯產(chǎn)品仍為日本、美國(guó)等發(fā)達(dá)國(guó)家所壟斷,但畢竟中國(guó)國(guó)內(nèi)原材料、勞動(dòng)力等費(fèi)用便宜、成本低廉,產(chǎn)品在價(jià)格競(jìng)爭(zhēng)上占有明顯優(yōu)勢(shì),一旦我們的產(chǎn)品質(zhì)量能達(dá)到或超過他們,極有可能會(huì)迅速替代其原有的優(yōu)勢(shì)地位。運(yùn)用現(xiàn)代網(wǎng)絡(luò)技術(shù),全面開拓國(guó)際國(guó)內(nèi)兩個(gè)市場(chǎng)。隨著科技的進(jìn)步、信息技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的快速發(fā)展,常規(guī)的營(yíng)銷手段和方法已遠(yuǎn)不能適應(yīng)這一時(shí)代發(fā)展的需求,電子商務(wù)、網(wǎng)絡(luò)貿(mào)易早已司空見慣,通過網(wǎng)絡(luò),使我們與客戶的距離拉得更近,通過網(wǎng)絡(luò),在世界諸多發(fā)達(dá)國(guó)家和地區(qū)尋求有合作前景的代理商、供應(yīng)點(diǎn),建立起遍及全球各地的鋯業(yè)銷售網(wǎng),及時(shí)跟蹤和服務(wù)于用戶。在大力開發(fā)國(guó)際市場(chǎng)的同時(shí),還要著眼于本國(guó)國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的開發(fā)。中國(guó)是個(gè)發(fā)展中國(guó)家,近20年來,隨著改革開放的進(jìn)一步深入,人們的生活水平日益提高,對(duì)許多商品的質(zhì)量都提出了越來越高的要求。鋯化學(xué)制品在不同行業(yè)也必將會(huì)相應(yīng)地得到越來越多的應(yīng)用,因此要重視自己本國(guó)這塊市場(chǎng)的潛力開發(fā)。強(qiáng)抓管理,抓協(xié)作,抓聯(lián)合,降低成本,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。針對(duì)目前鋯業(yè)總體趨勢(shì)供大于求、國(guó)內(nèi)同行盲目發(fā)展勢(shì)頭不減、新增擴(kuò)能項(xiàng)目競(jìng)相上馬、現(xiàn)有市場(chǎng)容量有限、價(jià)格走勢(shì)不很樂觀的情況,如何去贏得市場(chǎng)、創(chuàng)造效益、立于不敗,關(guān)鍵在于管理。管理出效益,要積極地引入國(guó)際先進(jìn)的管理、營(yíng)銷及產(chǎn)品技術(shù)信息,培養(yǎng)專業(yè)技術(shù)和管理人才,使其做到一專多能,各負(fù)其責(zé),相互配合,即只有通過嚴(yán)格規(guī)范的全面管理,特別是采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化的管理模式,才能達(dá)到最佳的經(jīng)濟(jì)效益和工作效率。另外要不斷改進(jìn)和提高機(jī)械化條件,提高勞動(dòng)生產(chǎn)率,同時(shí)不斷進(jìn)行工藝的探索和改革,從而提高產(chǎn)品的收得率和合格率,降低單耗,節(jié)約成本,增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力,只有這樣企業(yè)才能求得生存和發(fā)展。同時(shí),再次提請(qǐng)上級(jí)有關(guān)部門和鋯業(yè)同行注意,我們千萬不能再走中國(guó)稀土等行業(yè)相互殘殺的老路。抓好環(huán)境治理,清除污染,保護(hù)企業(yè)人員和人民的身體健康。第二章鋯化學(xué)產(chǎn)品的主要生產(chǎn)工藝及流程2.1鋯化學(xué)品的主要生產(chǎn)方法以鋯英砂為原料生產(chǎn)鋯化學(xué)品的主要工藝路線有堿熔法、燒結(jié)法、電熔法、氯化法、等離子體法。其中氯化法和等離子體法產(chǎn)品純度高,對(duì)環(huán)境的污染相對(duì)較小。目前,生產(chǎn)高純度鋯金屬及鋯化合物最重要的方法為氯化法。2.2二氧化鋯制備工藝簡(jiǎn)介2.2.1二氧化鋯簡(jiǎn)介（1）制備二氧化鋯通常存在于斜鋯石中或鋯石中，通過堿分解-鹽酸轉(zhuǎn)化或直接在高溫下除去硅生成單斜ZrO2。高純度化學(xué)級(jí)的ZrO2從ZOC，ZBC或其它試樣制備而來。（2）應(yīng)用某些耐火材料更喜歡使用斜鋯石，但它有限的產(chǎn)量使得應(yīng)用轉(zhuǎn)向合成的ZrO2。二氧化鋯廣泛應(yīng)用于電子、耐火材料、鑄造、結(jié)構(gòu)陶瓷、功能陶瓷、氧傳感器、玻璃和寶石等方面。ZrO在陶瓷顏料方面的應(yīng)用持續(xù)增長(zhǎng)。它也用于Al2O3-ZrO2磨料（金剛砂），是普通研磨體壽命的2～6倍，因此，它在高級(jí)砂輪中使用。穩(wěn)定氧化鋯（PSZ，F(xiàn)SZ）ZrO2有3種晶體相結(jié)構(gòu)：?jiǎn)涡?、四方、立方相。單斜相在溫度低?170℃時(shí)是穩(wěn)定的，在1170℃轉(zhuǎn)變?yōu)樗姆较?，?370℃轉(zhuǎn)變?yōu)榱⒎较?。最終以立方相存在直到2680℃熔點(diǎn)。單斜向四方相轉(zhuǎn)變伴隨8%的體積變化，這種體積變化限制了純氧化鋯在致密耐火材料中的應(yīng)用。②由于不合理的人才流動(dòng)，粗糙的生產(chǎn)技術(shù)轉(zhuǎn)移，低效高耗的生產(chǎn)工藝，惡劣的生產(chǎn)環(huán)境，所以產(chǎn)量上不去；③工藝過程檢測(cè)技術(shù)和產(chǎn)品質(zhì)量的檢驗(yàn)跟不上，致使產(chǎn)品質(zhì)量差。這段時(shí)期生產(chǎn)廠家雖增多，并未影響到氯氧化鋯的價(jià)格和市場(chǎng)。隨著客戶需求增加，工廠開始擴(kuò)大產(chǎn)品品種，如硫酸鋯（ZOS）、鋯基碳酸鹽（ZBC）和醋酸鋯（ZAC）等。這時(shí)期，包括硫酸鋯和鋯基碳酸鹽在內(nèi)的氯氧化鋯總產(chǎn)量約為10000t。到了20世紀(jì)90年代，南非、澳大利亞的鋯英砂進(jìn)入中國(guó)，鋯化學(xué)制品的質(zhì)量、工藝技術(shù)水平、回收率均有所提高。同時(shí)，根據(jù)國(guó)外客商的要求，鋯化學(xué)制品的種類也擴(kuò)大了。在利益的驅(qū)動(dòng)下，生產(chǎn)廠家進(jìn)一步增多，鋯英砂供應(yīng)充足，原材料價(jià)格下降。氯氧化鋯出口量猛增，促進(jìn)了中國(guó)鋯化學(xué)制品工業(yè)的發(fā)展。但由于信息交流不暢，企業(yè)間缺乏溝通，國(guó)內(nèi)氯氧化鋯的生產(chǎn)廠家增加太多，企業(yè)相互競(jìng)爭(zhēng)，相互壓價(jià)，價(jià)格下跌。同時(shí)由于產(chǎn)量猛增，技術(shù)和檢測(cè)手段跟不上，產(chǎn)品質(zhì)量下降，環(huán)境污染嚴(yán)重，不利于我國(guó)鋯化學(xué)制品的發(fā)展。這時(shí)期的產(chǎn)量約為20000t。1990年以后，世界鋯化學(xué)制品市場(chǎng)擴(kuò)大，鋯陶瓷顏料、釉料需求量大增。西方國(guó)家在中國(guó)建立了許多生產(chǎn)陶瓷釉料的合資企業(yè)，導(dǎo)致ZrO2的需求量大幅增加。這大大刺激中國(guó)鋯化學(xué)制品的發(fā)展，新建工廠蜂擁而上，原有企業(yè)生產(chǎn)量連續(xù)增產(chǎn)。在中國(guó)，第1次出現(xiàn)了鋯化學(xué)制品供大于求的現(xiàn)象，產(chǎn)量達(dá)到40000~45000t。價(jià)格下跌，企業(yè)效益明顯下降。最近幾年，中國(guó)鋯化學(xué)制品有了更大的發(fā)展，但由于鋯英砂短缺，原材料的漲價(jià)，企業(yè)之間的競(jìng)爭(zhēng)加劇，鋯化學(xué)制品的價(jià)格偏低，庫存增加，致使企業(yè)陷入困境，甚至出現(xiàn)嚴(yán)重虧損，小工廠瀕臨關(guān)閉。目前中國(guó)的鋯化學(xué)制品的產(chǎn)量大約在70000~75000t，庫存量在10000~15000t。資金積壓嚴(yán)重，有些工廠停產(chǎn)，而有些工廠在擴(kuò)產(chǎn)。所以目前中國(guó)的鋯業(yè)發(fā)展不容樂觀。目前，我國(guó)能夠生產(chǎn)的鋯化學(xué)制品大約可分為10類。2.2.2二氧化鋯的制備（1）制備氯氧化鋯是由鋯英砂通過堿酸工藝或碳氯化生產(chǎn)的最基本的中間產(chǎn)品。（2）應(yīng)用氯氧化鋯生產(chǎn)其他鋯化合物如ZrO等的關(guān)鍵原料，還可用做TiO2涂料的摻雜劑、油田酸性劑，另外還于生產(chǎn)止汗藥（an-tiperspirants）。在TiO2涂層中的ZOC是作為硫酸鋯（正硫酸鹽，ZOS）的替代物，在TiO2涂層上起著光觸媒的作用，阻止光的侵入、侵蝕和紫外線（UV）吸收，在不同的表面涂層材料、織物原料和塑料中，提高它的穩(wěn)定性。（3）特性ZOC的結(jié)構(gòu)和ZrO2的含量是變化的。如果它是應(yīng)用于生產(chǎn)其他的鋯化合物，要確保正確的生產(chǎn)方式。如生產(chǎn)堿式硫酸鋯（碳酸鋯），首先是把ZrOCl2轉(zhuǎn)化為堿式硫酸鹽，接著轉(zhuǎn)化為堿式碳酸鹽。（4）年產(chǎn)量約70000t。鋯基硫酸鹽（ZBS，Zr5O8（SO4）2·xH2O）。制備鋯基硫酸鹽是從ZrOCl2·8H2O中制取。應(yīng)用主要用于TiO2涂層和皮革鞣軟劑；生產(chǎn)其他的鋯化合物的原料（如碳酸鋯）。年產(chǎn)量15000t。鋯基碳酸鹽（ZBC，ZrOCO3·xH2O）制備基碳酸鹽是從鋯基硫酸鹽（ZBS）中制取。應(yīng)用制造其他的鋯化合物，特別是銨鋯碳酸鹽（AZC）；止汗藥、涂料干燥劑和催化劑。特性涂料干燥劑實(shí)際上是添加到涂層的催化劑，以加快從液體到固態(tài)的物理變化。這個(gè)變化是受氧化交叉耦合（聚合物的交聯(lián)鍵）的影響（即吸收O2），起因于金屬陽離子。干燥劑主要有2種類型：第1種是活性的，例如Co/Mn；第2種輔助的，例如PbZn和Zr。2.3氯鋯制備工藝簡(jiǎn)述目前成熟的氯鋯生產(chǎn)工藝有3種：①堿熔法；②沸騰氯化法；③碳化氯化法。堿熔法主要用于生產(chǎn)商品級(jí)氯鋯。沸騰氯化和碳化氯化法主要是與海綿鋯生產(chǎn)配套，為鋯、鉿分離制備中間原料ZrCl4，再將含HfCl4的ZrCl4直接進(jìn)行分離。法國(guó)塞佐司即采用此法。還可以將ZrCl4轉(zhuǎn)化成氯鋯，用萃取法分離鋯、鉿。中國(guó)、美國(guó)即采用此方法。這三種方法都是以鋯砂（ZrSiO4）為原料。2.3.1堿熔法堿熔法是我國(guó)氯鋯生產(chǎn)的主要方法。國(guó)內(nèi)各大氯鋯生產(chǎn)企業(yè)如宜興新興鋯業(yè)有限公司、浙江升華拜克生物股份有限公司鋯谷公司、江西晶安高科技股份有限公司、焦作、樂昌等公司都采用此方法，總計(jì)年產(chǎn)能近105t。堿熔法是將鋯砂與固堿在燒結(jié)堝中加熱至700℃左右熔融分解，得到Na2ZrO3和Na4SiO4，再經(jīng)水洗分離除雜，然后結(jié)晶得到氯氧化鋯。其工藝流程為：鋯砂加固堿→燒結(jié)→水洗→鹽酸浸出→過濾→硅渣，鋯液→蒸發(fā)結(jié)晶→ZrOCl2·8H2O。2.3.2氯化法氯化法主要為生產(chǎn)海綿鋯的企業(yè)采用，又分為沸騰氯化法和碳化氯化法。沸騰氯化法是將鋯砂與碳配合磨細(xì)后，直接投入沸騰床式反應(yīng)爐中，在高溫下進(jìn)行反應(yīng)，制得粗ZrCl4。副產(chǎn)的SiCl4可回收進(jìn)行處理。其工藝流程為：鋯砂磋粉→磨細(xì)→混均→沸騰床氯化（ZrCl4）→溶解結(jié)晶→ZrOCl2·8H2O。碳化氯化法是將鋯砂與碳混合后，投入電弧爐中高溫熔煉，制得ZrC，SiO2被還原成SiO揮發(fā)。將ZrC氯化處理到ZrCl4，再將其溶解結(jié)晶作為萃取分離鋯、鉿的中間原料。其工藝流程為：鋯砂磋粉→磨細(xì)→混均→碳化→SiO，ZrC→氯化→ZrCl4→溶解結(jié)晶→ZrOCl2·8H2O2。2.4氧氯化鋯生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)介一酸一堿法工藝流程：鋯英石加固堿→堿燒→水洗、轉(zhuǎn)型→酸化→一次結(jié)晶→過濾→濃縮→氧氯化鋯→酸洗→二次結(jié)晶。此法是國(guó)內(nèi)外普遍采用的一種方法，主要過程為：先把固堿在鑄鐵鍋加熱熔融，待溫度上升到600—700度后，將粉狀鋯精礦加入熔融的固堿中反應(yīng)得到Na2ZrO3和NaSiO4，經(jīng)分離、結(jié)晶得到氯化鋯，灼燒得到氧化鋯。工藝流程選擇無鉿海綿鋯的生產(chǎn)過程主要包括鋯英石分解、鋯鉿分離、四氯化鋯鎂還原三部分。(1)鋯英石的分解。有堿熔法、直接氯化法和碳化一氯化法。堿熔法是用氫氧化鈉熔融鋯英石，再經(jīng)水洗酸浸，使鋯進(jìn)入溶液中。設(shè)備簡(jiǎn)單，操作方便，但耗堿量大，設(shè)備產(chǎn)率低，操作場(chǎng)地堿霧大。直接氯化法的最大特點(diǎn)是氯化效率高，氯氣較堿低廉、氯化設(shè)備產(chǎn)量大，但生產(chǎn)過程對(duì)設(shè)備腐蝕性大。碳化一氯化法，耗氯氣量比直接氯化法少，但耗電量大，且多一道碳化工序，設(shè)備投資增加。(2)鋯鉿分離。有分步結(jié)晶法、溶劑萃取法(MIBKHCNS系統(tǒng)、正三辛胺-H2SO4系統(tǒng)和TBP-HNO4系統(tǒng))和熔融鹽精餾法。分步結(jié)晶法分離鋯鉿，工序繁雜，效率低。溶劑萃取法分離鋯鉿的分離效果好，金屬回收率高，設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，對(duì)材質(zhì)沒有特殊要求，規(guī)?？纱罂尚?，適應(yīng)性強(qiáng)。但消耗化工試劑多，產(chǎn)品成本高，萃取劑在水中的溶解度大，NH4CNS和HCNS易分解，污染環(huán)境。熔融鹽精餾法即采用KCl-AlCl3熔鹽精餾，分離粗四氯化鋯中的鋯鉿，該法原輔材料消耗少，成本低，環(huán)境污染小，不需要二次氯化。但對(duì)設(shè)備的材質(zhì)要求高，須能耐400℃高溫并能在此溫度下抵抗氯化物的腐蝕，因此設(shè)備昂貴，該工藝只適用于年產(chǎn)1000t以上的海綿鋯生產(chǎn)廠。(3)四氯化鋯鎂還原。因選用爐型不同而有聯(lián)合法與非聯(lián)合法之分，聯(lián)合法的提純、還原和蒸餾在同一裝置中進(jìn)行，較為先進(jìn)。鋯冶煉廠普遍采用直接氯化法分解鋯英石，溶劑萃取法分離鋯鉿，分離后的無鉿二氧化鋯經(jīng)二次氯化、鎂還原制取原子能海綿鋯，氧化鉿也經(jīng)二次氯化、鎂還原蒸餾，制得海綿鉿。其原則工藝流程簡(jiǎn)圖1。圖表1鋯生產(chǎn)工藝流程圖工業(yè)級(jí)海綿鋯、氯氧化鋯、氧化鋯和鋯鐵合金等產(chǎn)品的生產(chǎn)，均無須進(jìn)行鋯鉿分離。制取工業(yè)海綿鋯的工藝流程，前后兩段(鋯英石分解與鎂還原)與無鉿海綿鋯的生產(chǎn)工藝完全相同，僅在氯化生產(chǎn)粗四氯化鋯后，用揮發(fā)提純的方法制取精四氯化鋯，即可進(jìn)行鎂還原過程。氯化鋯的生產(chǎn)工藝流程主要有濕法(堿熔法)和干法(電熔法)兩種。濕法可生產(chǎn)高純產(chǎn)品用于電子材料、光學(xué)玻璃和顏料等。干法以電熔融鋯英石為原料，除去二氧化硅后，制取氧化鋯產(chǎn)品，主要用于耐火材料生產(chǎn)。工藝流程選擇根據(jù)對(duì)產(chǎn)品純度要求而定。濕法制取氧化鋯的工藝流程見圖2。圖表2制取工業(yè)氧化鋯的堿熔法工藝流程圖設(shè)備選擇：主要設(shè)備有氯化爐、萃取器、提純爐、還原爐和蒸餾爐等。氯化爐又分豎式固定床氯化爐和沸騰床(流態(tài)化床)氯化爐。用沸騰氯化爐取代豎式固定床氯化爐，提高了氯化設(shè)備的產(chǎn)能和鋯的回收率。萃取設(shè)備的類型有塔式、箱式和離心式。箱式萃取器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，操作平穩(wěn)，得到普遍采用，但級(jí)效率低、級(jí)數(shù)多、占廠房面積大。提純爐、還原爐和蒸餾爐的傳統(tǒng)形式，都是單獨(dú)爐型，間歇作業(yè)。最新設(shè)計(jì)是將提純、還原和蒸餾連接成一個(gè)整體的“還原蒸餾聯(lián)合裝置”。第三章結(jié)論我國(guó)鋯英砂及鋯化學(xué)制品產(chǎn)業(yè)隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，有了較大發(fā)展，目前鋯英砂生產(chǎn)加工能力已達(dá)150000t，產(chǎn)品放射性元素符合國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，完全可以實(shí)現(xiàn)自產(chǎn)自銷，減少進(jìn)口壓力，鋯化學(xué)制品除滿足國(guó)內(nèi)需求外，還可出口創(chuàng)匯，但小型企業(yè)上馬過多，環(huán)保問題急需解決%鋯英砂及鋯化學(xué)制品年國(guó)內(nèi)外貿(mào)易額約25億元人民幣，尚有很大貿(mào)易空間。大型鋯化學(xué)制品生產(chǎn)企業(yè)實(shí)現(xiàn)了無公害生產(chǎn)，并積極引進(jìn)國(guó)外技術(shù)與資金，如上海崢嶸與法國(guó)合作、阿斯創(chuàng)與澳洲合作均取得了成果，新產(chǎn)品開發(fā)不斷創(chuàng)新。我國(guó)鋯化學(xué)制品中氧氯化鋯產(chǎn)銷略有下降，電熔鋯#碳酸鋯產(chǎn)銷量有所增長(zhǎng)。由于世界鋯英砂產(chǎn)量出現(xiàn)缺口，以及國(guó)內(nèi)對(duì)鋯英砂需求急劇增加，導(dǎo)致鋯英砂價(jià)格上漲國(guó)內(nèi)鋯企業(yè)如阿斯創(chuàng)，海南萬寧試圖將資金和技術(shù)投向國(guó)外鋯礦貯量較豐的第，世界產(chǎn)地$如岡比亞、越南、斯里蘭卡等國(guó)，參與資源開發(fā)$直接獲取原料，無疑是一個(gè)可取的新方案和新途徑。我國(guó)地大物博，海岸線較長(zhǎng)，鋯鈦資源一般分布在海濱沙灘較多，我國(guó)目前還沒有系統(tǒng)的勘探，以前所有的礦區(qū)均是當(dāng)?shù)鼐钟蛐蚤_采，因而有關(guān)資料引用的數(shù)據(jù)并非真實(shí)存量。從現(xiàn)在新的數(shù)據(jù)來看，中國(guó)仍然以巖礦為主、以砂礦為副，這種格局是否會(huì)隨著勘探的系統(tǒng)和深入而改變還不得而知。鋯鈦資源不只是陶瓷行業(yè)應(yīng)用，它也是我們制造海綿鋯、海綿鈦以及核工業(yè)的重要原料。因此，系統(tǒng)而全面的對(duì)我國(guó)的鋯鈦資源進(jìn)行勘察是我國(guó)地礦工作者和鋯鈦行業(yè)的當(dāng)務(wù)之急。我國(guó)的鋯鈦資源應(yīng)該還是比較豐富的，但現(xiàn)在海濱砂地的開采均呈現(xiàn)小規(guī)模、小私有化作業(yè)。不僅技術(shù)較為落后，而且很多時(shí)候只開采含量在4％一5％的富礦區(qū)開采完的尾礦中還含有相當(dāng)數(shù)量的重金屬礦，含量在2％以