用途及工业要求

作者&投稿:苗水 (若有异议请与网页底部的电邮联系)
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。

一、主要用途

由于石墨具有上述特殊性能,所以在冶金、机械、石油、化工、核工业、国防等领域得到广泛的应用。

1.冶金工业

冶金工业是石墨的最大消耗领域,主要用作耐火材料原料,用于生产C—Mg耐火砖、C—Al耐火砖、石墨坩埚,用于冶炼有色金属、合金、特种钢。由于石墨具有很高的熔点,耐火材料中加入石墨形式的碳后,能明显改善耐火材料的抗热冲击性和抗腐蚀性能。

2.机械工业

(1)作润滑剂

石墨在-200~2000℃,高速(100m/s)、高压条件下使用,石墨具有优良的润滑性。石墨作润滑剂常制成水剂、硅剂、粉剂、胶剂、油剂。用于难熔金属拉丝的润滑剂、高速运转机械的润滑剂;锻、铸件模具的涂料,使模具表面光滑,铸件易脱模,铸造用石墨占石墨的1/3。

(2)密封材料

用柔性石墨作离心泵、水轮机、汽轮机和输送腐蚀介质设备的活塞环垫圈、密封圈等。

3.电气电子工业

在电气电子工业,石墨用作导电材料,广泛用作制造各种电碳制品:电弧炉、电解用电极,发电机、电动机电刷,电池电碳棒,电焊机发热用的碳精棒,电炉用的碳管,胶体石墨乳、显像管导电涂料。

4.化学工业作耐腐蚀材料

用石墨制作器皿、管道和设备,可耐各种腐蚀性气体和液体的腐蚀,广泛用于石油、化工、湿法冶金等部门。

5.作核反应堆中中子减速剂

作中子减速剂用于原子反应堆。U-石墨反应堆是目前应用较多的一种核反应堆之一。核裂变释放出来的能量很大的快中子,经石墨慢化后,速度很慢,与普通物质中原子的热运动能量相似,与反应堆中的核燃料235U原子核碰撞机会多,裂变能连续发生,用于此项的石墨纯度要求很高,杂质<n×10-5,B<0.5×10-6

6.作耐高温材料

石墨—陶瓷、石墨—纤维复合材料,具有隔热、耐高温、防辐射性能,用于火箭发动机的喷嘴,导弹的鼻锥,隔热板及宇航设备零件、隔热材料。

7.宇航设备的防紫外线材料

很多材料在宇宙射线的长期照射下,自身结构遭受破坏,惟石墨不受宇宙射线的影响,是理想的防射线材料。

8.其他方面

(1)用作锅炉防垢材料:每吨水用石墨4~5g,可防止锅炉内水垢的形成。

(2)防锈涂层:把石墨乳涂敷于固体物质表面,能形成黏附牢固的光滑薄膜,敷涂在金属管道、钢铁桥梁上可防腐防锈。填料:做墨色油漆和油墨的填料;做隐晶质石墨粉制造铅笔芯。

二、工业要求

按结晶程度:将石墨分为鳞片石墨,块石墨(无定形石墨)。

(一)鳞片石墨

根据固定碳含量的不同,将鳞片石墨分为高纯石墨、高碳石墨、中碳石墨和低碳石墨四类。其固定碳含量和代号如下。

鳞片石墨按固定碳(C)含量分为:高纯石墨(LC)C≥99.9%,高碳石墨(LG)C94%~99.9%,中碳石墨(LZ)C80%~94%,低碳石墨(LD)C50%~80%。鳞片石墨的牌号依次由代号、粒度和固定碳的数值组成,见表10-1。鳞片石墨主要用途的技术要求参见鳞片石墨国家标准(GB3518-95)。

表10-1 鳞片石墨的牌号举例

(二)微晶石墨

指由微小的天然石墨晶体构成的致密状集合体。亦称土状石墨或无定形石墨。根据其粒度粗细不同,分为无定形石墨粉和无定形石墨粒。无定形石墨粉分为0.149mm,0.074mm及0.44mm三个粒级,用阿拉伯数字作代号。无定形石墨粒分为粗粒、中粒、细粒三种度,均有上下限要求,用拼音字母作为粒度的代号。

无定形石墨产品牌号由石墨特性,固定碳的含量及粒度三部分组成。特性代号为:无铁要求者,其代号为W,有含铁量要求者,其代号为WT。牌号含义列于表10-2。无定形石墨产品主要用途的技术要求详见微晶石墨国家标准(GB/T3519—95)。

表10-2 无定形石墨牌号含义示例



用途及工业要求
答:一、主要用途 由于石墨具有上述特殊性能,所以在冶金、机械、石油、化工、核工业、国防等领域得到广泛的应用。1.冶金工业 冶金工业是石墨的最大消耗领域,主要用作耐火材料原料,用于生产C—Mg耐火砖、C—Al耐火砖、石墨坩埚,用于冶炼有色金属、合金、特种钢。由于石墨具有很高的熔点,耐火材料中加入石墨...

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