CN109110811A - 一种制备钒酸铋颜料的方法 - Google Patents

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刘奎仁
王飞
张伟业
韩庆
李斌川
陈建设
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    • C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
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    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C09—DYES; PAINTS; POLISHES; NATURAL RESINS; ADHESIVES; COMPOSITIONS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; APPLICATIONS OF MATERIALS NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • C09C—TREATMENT OF INORGANIC MATERIALS, OTHER THAN FIBROUS FILLERS, TO ENHANCE THEIR PIGMENTING OR FILLING PROPERTIES ; PREPARATION OF CARBON BLACK  ; PREPARATION OF INORGANIC MATERIALS WHICH ARE NO SINGLE CHEMICAL COMPOUNDS AND WHICH ARE MAINLY USED AS PIGMENTS OR FILLERS
    • C09C1/00—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black
    • C09C1/0006—Treatment of specific inorganic materials other than fibrous fillers; Preparation of carbon black containing bismuth and vanadium
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
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Abstract

本发明提供了一种制备钒酸铋颜料的方法，步骤包括：以氧化铋与氧化钒为原料,按照1:1的摩尔比装入球磨罐中；按照球料质量比10‑15:1向球磨罐中加入研磨球；将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，保持球磨机转动，将炉膛升温至350‑500℃，并将炉膛抽真空至10‑1Pa，保温5‑8h；停止加热和抽真空，保持球磨机转动将炉膛冷却至室温；取出球磨罐，得到钒酸铋亮黄色粉体。本发明提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，工艺过程得到简化，产品品质得到更大提高。

Description

一种制备钒酸铋颜料的方法
技术领域
本发明涉及黄色颜料制备技术领域，特别涉及一种制备钒酸铋颜料的方法。
背景技术
钒酸铋是一种新型无毒品质优良的高级无机黄色颜料。它色泽明亮、遮盖力强、环境友好、耐候性好，成为传统黄色颜料铬黄和镉黄的最有潜力的替代品，其合成技术也受到众多的关注。
目前工业上合成钒酸铋的工艺大体分为固相煅烧法和液相法两类。固相煅烧法是先将反应物按一定比例混合、研磨,然后在高温下锻烧得到颜料粉体。固相煅烧法工艺操作简单、易于工业生产,但其反应物静置于高温下，随着反应的进行，生成物会逐渐覆盖在反应物表面而隔离反应物，导致反应无法彻底进行，从而使产物呈色不均匀，且颗粒较大，易于结块。而对于颜料粉体来说，其呈色和颗粒均匀性是非常重要的特质。因此，固相煅烧法虽然过程简单、成本较低，但其生产的颜料品质可控性差，有着显著的弊端。液相法虽然可以通过调节不同的反应条件，提高产品的品质，但由于工艺流程复杂，设备要求高，设备成本昂贵，也限制了其工业应用。因此，当前亟需一种生产工艺简单、产品品质高的钒酸铋颜料生产工艺。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工艺简单、产品品质高的制备钒酸铋颜料的方法。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种制备钒酸铋颜料的方法，包括如下步骤：
以氧化铋与氧化钒为反应原料,装入球磨罐中；
向球磨罐中加入研磨球，盖上盖子，密封球磨罐；
将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，保持球磨机转动，将炉膛升温至350-500℃，并将炉膛抽真空，保温5-8h；
停止加热和抽真空，保持球磨机转动将炉膛冷却至室温；
取出球磨罐，得到钒酸铋亮黄色粉体。
进一步地，所述反应原料中的氧化铋与氧化钒的摩尔比为1:1。
进一步地，所述向球磨罐中加入研磨球是按照球料质量比为15：1-30:1加入研磨球。
进一步地，所述将炉膛抽真空是将炉膛抽真空至10-1Pa。
本发明提供的合成钒酸铋颜料的方法的反应原理：Bi2O3+V2O5＝2BiVO4。
本发明提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，在高温煅烧同时进行的球磨过程可使反应物不断得到细化，使未反应的反应物表面及时暴露出来，氧化铋与氧化钒更容易接触进行反应，这样能够使反应更充分更彻底，得到的产物更加均匀，避免了团聚现象的发生，产品呈色能力更好。另外，研磨球之间的碰撞、剪切力使晶粒细化、增大了比表面积，产生大量的晶格缺陷，从而改善了反应的动力学条件，使本来在500-700℃的较高温度下才能进行的反应，在400-600℃的较低温度下也能够发生，大大降低了反应温度，缩短了反应时间。
附图说明
图1为本发明实施例提供的制备钒酸铋颜料的方法的生产流程图；
图2为本发明实施例提供的制备钒酸铋颜料的方法得到的钒酸铋颜料粒度分析图。
具体实施方式
参见图1，本发明实施例提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，包括如下步骤：
步骤1)以氧化铋与氧化钒为反应原料装入球磨罐中，其中，氧化铋与氧化钒的摩尔比为1:1。
步骤2)向球磨罐中加入研磨球，研磨球与反应原料的质量比为15：1-30:1，盖上盖子，密封球磨罐。
步骤3)将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，保持球磨机转动，将炉膛升温至350-500℃，并将炉膛抽真空至10-1Pa，保温5-8h。这样在反应过程中随着温度的升高，反应物中的游离水、结晶水逐渐蒸发，抽真空可将水蒸气迅速从反应器内分离，以避免粉体结块。
步骤4)停止加热和抽真空，保持球磨机转动将炉膛冷却至室温，球磨持续转动可以避免冷却过程中粉体结块。
步骤5)取出球磨罐，得到钒酸铋亮黄色粉体。
实施例1：
(1)选用氧化铋与氧化钒为原料,按照摩尔比1:1混合，装入球磨罐中；
(2)按照球料质量比10:1加入研磨球，盖上盖子；
(3)将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，启动球磨机，持续转动，同时将炉膛升温至500℃，同时抽真空至10-1Pa，保温5h；
(4)停止加热和抽真空，球磨继续运行，直至炉膛内冷却至室温；
(5)取出球磨罐，得到高品质的钒酸铋亮黄色粉体。
实施例2：
(1)选用氧化铋与氧化钒为原料,按照摩尔比1:1混合，装入球磨罐中；
(2)按照球料质量比15:1加入研磨球，盖上盖子；
(3)将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，启动球磨机，持续转动，同时将炉膛升温至400℃，同时抽真空至10-1Pa，保温6h；
(4)停止加热和抽真空，球磨继续运行，直至炉膛内冷却至室温；
(5)取出球磨罐，得到高品质的钒酸铋亮黄色粉体。
实施例3：
(1)选用氧化铋与氧化钒为原料,按照摩尔比1:1混合，装入球磨罐中；
(2)按照球料质量比15:1加入研磨球，盖上盖子；
(3)将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，启动球磨机，持续转动，同时将炉膛升温至350℃，同时抽真空至10-1Pa，保温8h；
(4)停止加热和抽真空，球磨继续运行，直至炉膛内冷却至室温；
(5)取出球磨罐，得到高品质的钒酸铋亮黄色粉体。
本发明提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，高温和球磨的同时进行，可使反应物持续充分接触反应，解决了当前固相煅烧法难以充分反应，产物容易结块、呈色不均的问题，使产物晶粒更细更均匀。参见图2，本发明实施例提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，生产出来的钒酸铋亮黄色粉体的粒径可以高达d(0.5)＝4.397μm，因此，本发明合成的钒酸铋颜料呈色更佳，产物品质更高。同时，本发明提供的一种制备钒酸铋颜料的方法，将物料的混合、研磨、煅烧都在高温球磨机内一步完成，使工艺过程得到简化，大大缩短了反应的时间，且还能够降低反应的温度。
最后所应说明的是，以上具体实施方式仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照实例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (4)

1.一种制备钒酸铋颜料的方法，其特征在于，包括如下步骤：
以氧化铋与氧化钒为反应原料,装入球磨罐中；
向球磨罐中加入研磨球，盖上盖子，密封球磨罐；
将球磨罐放入高温能量球磨机炉膛中，保持球磨机转动，将炉膛升温至350-500℃，并将炉膛抽真空，保温5-8h；
停止加热和抽真空，保持球磨机转动将炉膛冷却至室温；
取出球磨罐，得到钒酸铋亮黄色粉体。
2.根据权利要求1所述的制备钒酸铋颜料的方法，其特征在于：所述反应原料中的氧化铋与氧化钒的摩尔比为1:1。
3.根据权利要求1所述的制备钒酸铋颜料的方法，其特征在于：所述向球磨罐中加入研磨球是按照球料质量比为15：1-30:1加入研磨球。
4.根据权利要求1所述的制备钒酸铋颜料的方法，其特征在于：所述将炉膛抽真空是将炉膛抽真空至10-1Pa。
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