鎘黃的制備方法

1、鎘黃的制備方法硫化鎘的人工合成有兩種工藝路線。（1）任何一種鎘鹽（如碳酸鎘、氯化鎘、硫酸鎘、硝 酸鎘等）與適當(dāng)?shù)牧蚧铮ㄈ缌蚧c、硫化氫、硫代硫酸鈉、硫化銨、對(duì)稱二苯硫脲等）在液 相中反應(yīng)生成硫化鎘；（2）將鎘或其化合物（如碳酸鎘、草酸鎘）同硫黃一起煅燒或熔融，制 取硫化鎘黃。在硫化鎘黃制造過程中，如引入鋅，則形成硫化鎘與硫化鋅的固溶體。鋅含量 越高，顏料色越淺。如引入硫酸鋇，則可制得填充型的鋇鎘黃。但硫酸鋇不宜超過70%, 否則會(huì)降低顏料的著色力。通用鎘黃的工業(yè)生產(chǎn)一般采用煅燒法或沉淀煅燒法。各種專用鎘黃則采用合適的方法加 工。煅燒法在高溫下煅燒碳酸鎘和硫，制取鎘黃。加入氧化鋅或硫酸鋅，則可

2、制造淺色調(diào)的鎘黃。 煅燒法制造鎘黃時(shí)，發(fā)生以下化學(xué)反應(yīng)：CdC03 CdO + COs f2010+S+2CdCd + S CdSZnO + S 一CdS + ZnS CdS-ZnS煅燒時(shí)，碳酸鎘分解為氧化鎘和二氧化碳。氧化鎘處于活化狀態(tài)，立即與硫反應(yīng)生成硫 化鎘。釋放出的二氧化碳可阻止空氣中的氧所引起的硫過早燃燒。但仍有部分硫被氧化為二 氧化硫，因此爐料中的硫應(yīng)比理論計(jì)算的過量。如每摩爾碳酸鎘配以1.21.5mol硫，則煅 燒在硫氣氛中進(jìn)行。煅燒法生產(chǎn)鎘黃包括爐料配制、煅燒、漂洗、干燥、粉碎、篩分和包裝等過程。爐料的 配比可參照表1。煅燒法制鎘黃的爐料配比爐料組分淺黃正黃深黃碳酸鎘10010

3、0100新化鋅155磕504750煅燒前，將爐料置于球磨機(jī)混合均勻。煅燒的溫度、時(shí)間和氣氛對(duì)鎘黃的顏色、著色力 和穩(wěn)定性等性能有直接影響，是生產(chǎn)的關(guān)鍵。煅燒溫度一般為500600C,煅燒時(shí)間為1 2小時(shí)。溫度過高或時(shí)間過長(zhǎng)，已生成的硫化鎘有可能被氧化為硫酸鎘。溫度或時(shí)間不足， 則會(huì)有紅褐色或黑色的氧化鎘存在。煅燒爐宜采用傳熱均勻的轉(zhuǎn)爐，也可用馬弗爐。煅燒期 間，需隨時(shí)取樣觀察，以控制顏料色澤。煅燒后，用水漂洗顏料，除去硫酸鎘或硫酸鋅雜質(zhì)。 然后經(jīng)過濾，在250C以下干燥，得鎘黃成品。煅燒法雖然工藝路線短，但鎘黃的色澤、粉徑等質(zhì)量難以控制，且易產(chǎn)生氧化鎘和硫酸 鎘等雜質(zhì)，不適用于大規(guī)模生產(chǎn)。沉淀

4、-煅燒法按起始原料不同，沉淀一煅燒法可分為碳酸鎘法和硫酸鎘法，此外也可采用硝酸鎘、氯 化鎘、草酸鎘等可溶性鎘鹽為原料生產(chǎn)鎘黃。碳酸鎘法 碳酸鎘為難溶性鎘鹽，在液相中與硫化鈉反應(yīng)生成硫化鎘。反應(yīng)式如下：CJC03 +CdS + Na2CO3碳酸鎘法生產(chǎn)鎘黃的工藝流程見圖1。前工段制備氯化鎘和碳酸鎘的方法見“鎘紅”和 有關(guān)文獻(xiàn)。工業(yè)硫化鈉通過重結(jié)晶法分離其中的雜質(zhì)。經(jīng)提純的硫化鈉用蒸汽溶解后，調(diào)濃 度為1.131.14g / cm3左右，用泵吸入硫化鈉槽內(nèi)備用。將硫化鈉溶液經(jīng)計(jì)量后送至裝有 盤管加熱的合成釜內(nèi)，同時(shí)開動(dòng)攪拌并加入配制好的碳酸鎘料漿，升溫至7080C。反應(yīng) 約1小時(shí)后，得到黃色硫化鎘

5、沉淀物。沉淀物送至漂洗桶，用水漂洗去可溶性鹽類，用試紙 測(cè)得為中性，排水，送至壓濾機(jī)過濾。濾渣人干燥箱在120%以下干燥24小時(shí)。水分小于 0.4%時(shí)出料，包裝即為成品。這種未經(jīng)煅燒的鎘黃可用做搪瓷或玻璃色素，因?yàn)椴Ｌ轮破?著色時(shí)仍需高溫?zé)伞ｆk黃如需煅燒，則按碳酸鎘法制“鎘紅”的后段工藝方法進(jìn)行。煅燒 溫度在 4506000C。鎘黃生產(chǎn)工藝流程圖配制捕；2漂洗桶3合成釜；4-ffl化鈉計(jì)量槽；5壓淮機(jī)；干燃箱：桐碎機(jī)；胃一包裝硫酸鎘法硫酸鎘為水溶性鹽，以它為起始原料生產(chǎn)鎘黃通常有兩種。硫酸鎘與硫化鈉反應(yīng)，即：CdS4 + N電 S CdS i + Na2SO4硫酸鎘與硫代硫酸鈉反應(yīng)。這種方法

6、亦稱硫代硫酸鈉法。生產(chǎn)中為阻止硫酸的生成而產(chǎn)生復(fù)鹽(如CdS. nCdSO4),必須加人適量的中和劑(如碳酸鈉)，嚴(yán)格控制PH值，此時(shí)反應(yīng) 如下：CdSQq + Naz&Qt + N電CO3*CdS i + 2N;i?S0$ * CO f如要制淺色鎘黃，則往反應(yīng)混合物中加入氧化鋅。在此情況下，反應(yīng)中產(chǎn)生的硫酸與鋅作用生成鹽，因此不必加中和劑，反應(yīng)式如下：CdS。# + Nh病G + HjOCdS 9 + H2SO4 + N的 SQZnO + H2SO4 *ZnSO4 + H20ZnSO4 + N電島S + H20 ZnS + H2SO4 + Na2SO4成品中，鎘和鋅對(duì)硫的總摩爾比以1： (0

7、.980.99)為佳。根據(jù)配料不同，可制造不同的鎘 黃品種(見表2)。表2硫代硫酸鈉法生產(chǎn)鎘黃的配方/ kg原料組分檸橡黃淺黃正黃原料級(jí)分存檄黃淺黃硬代硫酸鈉(NSjOj疏酸 (CdSOryO)1501W150.100150100氧化鋅(珈)碳酸械佃電C%)812硫酸鎘法的工藝過程類似于碳酸鎘法。首先將硫酸鎘溶液(濃度為200g / L)送至合成釜 內(nèi)，加熱至7080%，再加入碳酸鈉或鋅白(ZnO)。然后在攪拌下加入晶體硫代硫酸鈉。生 成的沉淀物經(jīng)過濾、干燥后，煅燒12小時(shí)。檸檬黃和淺黃的煅燒溫度為550600C.正 黃約為400 一 500C。煅燒通常是在還原或惰性氣氛中。合成過程中，往反應(yīng)

8、混合物中加入適量的正磷酸鹽(為CdS的2%。10%),可使反應(yīng)過 程加快，并使煅燒時(shí)硫化鎘從立方晶到六方晶的轉(zhuǎn)化變慢，從而減少聚集體和粒徑，還可降 低鎘黃中的鎘含量，節(jié)約生產(chǎn)成本。正磷酸鹽在鎘黃合成反應(yīng)中，生成式為 (ZnO0.95Cd0.05)3(PO4)2的復(fù)鹽，存在于鎘黃中。它的存在可改善鎘黃的著色力等性能。以硫化錳部分地取代硫化鎘，也可得到類似的改進(jìn)效果。即用鎘、鋅、錳的硫酸鹽與硫 化鈉反應(yīng)，然后在400800C煅燒，制得組分為CdS / ZnS / MnS的鎘黃(固溶體)。鋇鎘黃的制法鋇鎘黃亦稱立德粉型或填充型鎘黃。硫酸鎘與硫化鋇在液相中反應(yīng)， 生成硫化鎘和硫酸鋇共沉淀.反應(yīng)式如下：

9、CdSO4 十 BaS* CdS + BaS04 |如果加入硫酸鋅，便可制得淺色調(diào)的鋇鎘黃。沉淀物經(jīng)過濾、烘干，于480550C煅燒， 再經(jīng)漂洗、粉碎即得鋇鎘黃成品。共沉淀法制取的鋇鎘黃，比用機(jī)械方法將硫酸鋇與鎘黃混 合而成鋇鎘黃，在質(zhì)量上更優(yōu)良。鋇鎘黃含鎘量少，成本低，分散性卻比純鎘黃好，適用于塑料、搪瓷和涂料等行業(yè)。表面處理生產(chǎn)部門現(xiàn)已廣泛采用表面處理等加工方法，改進(jìn)鎘黃的應(yīng)用性能，制造更適于塑料、涂 料的著色劑。(1)無機(jī)物處理 以二氧化硅微粉(SiO2)為表面處理劑，加入到鎘鹽(如硝酸鎘)水溶液 中，攪拌均勻，再加入硫化鈉溶液，調(diào)PH值約為8。約2小時(shí)后，表面吸附有SiO2的硫化 鎘沉

10、淀析出。半成品經(jīng)過濾、漂洗、干燥后，于600C煅燒，制得鎘黃顏料。其比表面積可 達(dá)37m2 / g,比未經(jīng)SiO2處理的鎘黃大幾倍。也可用精細(xì)高嶺土或硫酸鋁Al2(SO4)3作為處理劑，在硫化鎘合成反應(yīng)時(shí)進(jìn)行處理，然 后在400 一 700C煅燒，制得A12O3包膜的鎘黃。表面處理劑的用量可以為CdS量的5%50%。有機(jī)物處理硬脂酸鈉、烷基磺酸鹽、醇類或其他合適的表面活性劑都可用于鎘黃的 表面包膜處理。有機(jī)物吸附在鎘黃顆粒表面，使鎘黃表面由親水性變?yōu)橛H油性，更易分散于 聚合物體系。有機(jī)處理劑用量一般為純鎘黃顏料的0. 5%5%。例如將鎘黃置于真空干燥器，于200 C減壓干燥，以除去鎘黃表面的水分和空氣，然后 將鎘黃加入乙醇中，在乙醇沸點(diǎn)回流約l小時(shí)，冷卻至常溫。表面吸附有乙醇基團(tuán)的鎘黃經(jīng) 過濾后，置于真空干燥器中于200C減壓干燥30分鐘，即得易分散的粉狀鎘黃，適用于聚 乙烯薄膜等塑料制品著色。采用接枝共聚法，將硅烷醇類化合物于液相中處理鎘黃(分子式 為CdZn0.2474S1.2479)，制得的鎘黃表面包復(fù)有共聚物，其分散性優(yōu)良，適于烘漆。其他方法用無機(jī)物和