分步液相沉淀法生产高活性碳酸锆 (2002年)

分步液相沉淀法是一种生产高活性碳酸锆的工艺，该技术在2002年由江西晶安高科技股份有限公司的罗方承和吕文广两位研究人员提出。该方法与当时的常规生产工艺相比具有显著的创新性，并且在之后的一年时间内经过使用和调试，产品的质量能够满足日本、欧洲等国外客户的要求。 高活性碳酸锆是一种广泛应用于多个高新技术领域的关键材料，包括功能陶瓷、结构陶瓷、汽车尾气处理、光贮存材料、皮革、造纸、化妆品和油漆催干剂等。这种材料之所以具有高活性，是因为它具备了二氧化碳含量高、产品粒径小、比表面积大以及化学杂质含量低等特点。这些特性使得它不仅能够在醋酸中溶解，还能溶于辛酸、癸酸等有机酸中，以及在K2CO3和NH4HCO3中生成相应的碳酸锆衍生物，从而大大扩展了它的应用范围。 江西晶安高科技股份公司开发的分步液相沉淀工艺，通过氧氯化锆溶液与硫酸盐的反应生成碱式碳酸锆。在反应过程中，使用了特定的催化剂KA01来加速反应速度，并有效控制碱式硫酸锆的晶体形态。接着，通过与碳酸盐在常温常压下反应，生产出高活性碳酸锆。这一整套生产过程实现了全封闭式管道化，同时工艺控制点通过数学模型实现微电脑自动控制，保证了高质量的核心部件均采用了国外知名企业的进口元件，如德国西门子公司、瑞士ABB公司和日本OMEG公司的元件，以确保产品的微粒均匀性和大比表面积的特性，从而实现对高活性碳酸锆活性的控制。 与国外主要生产企业MEI和MEL公司的生产工艺不同，美国MEI公司的生产工艺是先在含锆的盐酸溶液中加入碳酸盐生成普通碳酸锆，然后将其转化为碳酸锆铵，再通过加热分解得到高活性碳酸锆，其核心技术在于碳酸锆铵的后处理过程。而MEL公司的生产工艺在一定程度上也与MEI公司类似。分步液相沉淀法则是在锆盐水溶液中直接用碳酸盐沉淀生成碳酸锆，再进一步加工得到高活性碳酸锆，该工艺对碱式硫酸锆的反应机理、热力学、动力学、电化学以及价键理论等多学科理论进行了深入研究和应用。 生产高活性碳酸锆的过程对参数控制要求极为严格，人工控制容易产生误差。为解决这一问题，该工艺采用微电脑系统及在线控制技术以消除人为误差，特殊的反应装置进一步确保了产品的质量。由于当时国内外尚未形成高活性碳酸锆产品的标准，江西晶安公司根据国外客户要求制定了企业标准，并通过了质量技术监督部门的审定和备案。与美国MEI公司的产品质量指标进行对比，显示出江西晶安公司的高活性碳酸锆产品具有竞争力。 文章中提到的分步液相沉淀法是一种创新的化学工程方法，它不仅提升了产品质量，还为其他类似材料的生产提供了新的技术思路。通过这篇文章，我们可以了解到碳酸锆及其相关化合物的合成方法，以及如何通过特定的工艺流程和控制系统来提升最终产品的质量和性能。此外，文章还展示了在高技术产品研发和生产过程中，跨学科知识的融合和应用的重要性。