无机盐工业inorganic salt industry
特点 与无机化工中的硫酸工业、纯碱工业、氯碱工业和化肥工业相比,无机盐工业具有如下特点:
① 品种多 工业越发达的国家其无机盐品种也越多,如美国有900多种,日本500多种,中国无机盐工业产品有 500多种。其中许多产品又有性能不同的多种规格、牌号。
② 产品应用面广、消费结构复杂 无机盐工业产品的应用范围十分广泛。例如:在农业中用作微量元素肥料、除草剂、杀虫剂、杀菌剂;在轻纺工业中用作漂白剂、上浆剂、品质改良剂、食品添加剂、防腐剂、杀菌剂;在水处理中用作絮凝剂、缓蚀剂;在冶金工业中用作添加剂、脱氧剂、防锈剂、助熔剂;在机械工业中用作润滑剂、表面处理剂、渗碳剂、渗硼剂;在军事工业中用作信号弹、防辐射材料,以及一些器件材质的组分;在航天、航海工业中用作推进剂、产氧剂、烧蚀材料;在化学工业中用作催化剂、助剂、填料、补强剂、医药、化学试剂、涂料、防腐蚀材料等。一种行业往往需用多种无机盐产品,如火柴就要使用7~8种,彩色电视机需用70~80种。一种无机盐产品又可用于多种行业,如重铬酸钠可用于皮革、纺织、电镀、基本有机化工、颜料、香料、油脂、火柴、木材等行业中,与几千个商品有关。
③ 加工方法多样 大多数矿物都是无机盐工业的原料。通常每种矿物都有多种类型,每种类型的矿物往往有多种加工方法,形成了一个品种,有多种原料,一种原料又有多种加工方法的特点。几乎各种反应过程、单元操作及设备在无机盐工业中都有应用。
④ 生产规模小,单品种产量不大 生产厂多数是中、小型企业。世界年产量达 1Mt级以上的无机盐产品只有硅酸钠、硫酸铝、硫酸钠、硼砂、硼酸、黄磷、磷酸、三磷酸钠、二硫化碳、碳酸钙等,这些大宗产品是无机盐工业最重要的产品。有些产品虽然产量很小,但十分重要,如碘年产量全世界只有10kt左右,但用途很广。很多催化剂和载体,虽然产量小,但产品的使用附加价值高,是许多化学反应所必需的。
原料 无机盐工业使用的原料有天然资源和一些工、农业废、副产物。天然资源又有固体、液体和气体之分。固体资源主要是各种矿物(见表);液体资源有卤水、盐湖水及海水;气体资源有二氧化碳、硫化氢、空气等。90%以上的无机盐工业产品来源于天然资源。 无机盐工业是以矿物加工为基础,故与矿物开发密切相关。矿物开发是十分复杂的过程,受许多条件的限制,其中包括成矿地质条件、开发技术经济条件,以及矿产品的消费市场、资源的合理利用等。有些产品的加工工艺对矿石的品位要求不严时,可选择价廉易得的贫矿作原料;有的产品加工工艺对矿石的品位和对某种杂质含量有特别限制时,则必须选择适合加工工艺要求的资源,如天然资源达不到要求,则必须进行选矿。社会需要也是一个不可忽视的因素,在上述条件均满足不了的情况下,如社会需要迫切,即使是贫矿也有被利用的可能。如许多低品位的硼矿、磷矿、铬矿、霞石、高岭土等的化学加工,在许多国家都实现了工业化。资源开发的最终指标是经济效益,同时要考虑矿物的综合利用,以达到充分利用资源和保护环境的目的。
基本工艺过程及产品 从反应类型看,无机盐工业要应用化合(包括聚合)、酸解、碱解、焙烧、电解、复分解及氧化、还原等。涉及到的反应过程有均相反应过程、固固相反应过程、液固相反应过程、气固相反应过程、液液相反应过程、气液相反应过程、气液固相反应过程。所用的单元操作有粉碎、流体输送、混合、浸取、萃取、蒸发、蒸馏、精馏、结晶、过滤、干燥、等。
无机盐工业的产品可分为三类:①矿物加工类的产品,加工工艺多数与湿法冶金工艺相似,不同点在于最终产品。前者通常是化合物,后者多为金属单质。工艺过程一般包括矿石的粉碎与处理、各种物料的混合、煅烧、浸取、过滤、精制、蒸发(或蒸馏)、结晶、分离、干燥等工艺。②无机合成类产品,是由基本化工原料来制造新物质的过程,一般采用沉淀法、氧化还原法、电化法、高温高压反应、催化反应、离子交换法等。③无机精细化学品,主要是制造具有新型物理构造的物质,如晶体结构、晶粒大小、比表面积、多孔性、堆密度等物理性能不同的物质。故多采用超微细技术、成型技术、活化技术及表面处理技术等。
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