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年1000吨超细特种氧化铈及氧化钇和氧化镧项目

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发表时间:2017-09-20 08:42作者:九朋新材料来源:原创

年1000吨超细特种氧化铈及氧化钇和氧化镧项目


一、企业概述


杭州九朋新材料有限责任公司是一家从事纳米新材料技术研发、应用的高新技术企业。公司广泛开展与浙江大学国内外知名高校和科研机构建立了合作开发与生产纳米相关系列产品,形成了一支高效研发团队,专门从事新材料研究开发。凭借着实力强大的新材料研发团队和广泛的合作关系,公司储备了丰富、前景广泛的纳米相关先进技术。

公司现有生产纳米耐酸碱高温防腐系列涂料,耐腐蚀反应釜,耐腐蚀零配件,纳米氧化铈系列,纳米稀土系列,高纯纳米二氧化钛等各种纳米粉体和分散液。具有广阔市场前景。

鉴于公司大量具备广阔前景的先进高科技项目,现阶段正在规划一系列的生产基地。同时,公司的先进技术和广阔市场前景,也得到了诸多风投和产业资金的关注,公司未来有志于快速壮大成为行业领导企业。


二、项目情况


1、我公司规划系列产品项目

超细特种氧化铈700吨,及其延伸品种:汽车尾气净化的催化剂和三元催化剂,精细抛光粉和抛光液,玻璃防雾剂,紫外屏蔽剂,光催化剂。

氧化钇200吨,用作制备特种陶瓷,用于涂广泛。

氧化镧100吨,用在光学玻璃,特种陶瓷方面。

汽车尾气净化器,10万台,目前该市场大,耗油车必须装备,且属易损耗品。

我公司规划的超细特种稀土氧化物及其系列产品,汽车尾气净化、精细抛光、紫外屏蔽、玻璃防雾、光催化、燃料电池等方面有着广泛的用途;相关市场规模在1000亿人民币以上。


2、项目的意义

氧化铈是稀土金属里含量最大的金属,年需求量一万吨以上。由于稀土本身具备一系列神奇特性,号称是工业界的维生素。中国是稀土产量较大的国家,迫切需要充分利用好我们的稀土资源,为产业升级做出应有贡献。

氧化铈用作三元催化剂、作抛光粉、玻璃工业添加剂,高纯氧化铈也用于生产稀士发光材料,有机反应的催化剂,耐热合金,还可用在化妆品中起到抗紫外线作用,玻璃搪瓷遮光剂。目前已扩大到眼镜玻璃、光学透镜、显像管的抛光,起脱色、澄清、玻璃的紫外线和电子线的吸收等作用。

氧化钇用于制造高端光学陶瓷材料和高端设备的耐火材料。

氧化镧用来制作光端光学玻璃和特种陶瓷,


3、项目的市场市场空间

氧化铈用途:年产万吨以上。

a、稀土抛光作用,   稀土抛光粉具有抛光速度快、光洁度高和使用寿命长的优点,与传统抛光粉——铁红粉相比,不污染环境,易于从沾着物上除去等优点。用氧化铈抛光粉抛光透镜,一分钟完成的工作量,如用氧化铁抛光粉则需要30~60分钟。所以,稀土抛光粉具有用量少、抛光速度快以及抛光效率高的优点。而且能改变抛光质量和操作环境。一般稀土玻璃抛光粉主要用富铈氧化物。氧化铈之所以是极有效的抛光用化合物,是因为它能用化学分解和机械摩擦二种形式同时抛光玻璃。稀土铈抛光粉广泛用于照相机、摄影机镜头、电视显像管、眼镜片等的抛光。目前我国有稀土抛光粉厂几十家,生产规模上百吨的十余家。目前,随着产业升级,精密加工要求抛光向超细高精度发展,国内精细抛光粉大有可为。

b、三元催化剂载体, 稀土汽车尾气净化催化剂所用的稀土主要是以氧化铈、氧化镨和氧化镧的混合物为主,其中氧化铈是关键成份。由于氧化铈的氧化还原特性,有效地控制排放尾气的组分,能在还原气氛中供氧,或在氧化气氛中耗氧。二氧化铈还在贵金属气氛中起稳定作用,以保持催化剂较高的催化活性。

所以开发稀土少贵金属的汽车尾气净化剂,是取稀土之长补贵金属贵属之短,生产出具有实用性的汽车尾气净化剂。其特点是价格低、热稳定性好、活性较高、使用寿命长,因此在汽车尾气净化领域备受青睐。

目前,氧化铈市场主要主要用于汽车净化的三元催化剂。该市场每年需求数千万台尾气净化器,市场千亿级别,消耗超细氧化铈粉体数千吨,价值数十亿。

催化剂的制备工艺非常复杂,从配方的粉体原材料选择:催化剂粉体主要的材料是三氧化二铝、铝胶、稀土材料(氧化镧、氧化铈、氧化锆等)进行工艺混合,再由不同比例的贵金属活性组分添加,通过800度的高温制备而成。

C、玻璃脱色,所有玻璃里都含有氧化铁,它能通过原料、砂子、石灰石和玻璃配料中的碎玻璃带入玻璃,其存在形式有两种:一种是使玻璃颜色变成深蓝的二价铁,另一种使玻璃颜色变成黄色的三价铁,脱色就是把二价铁离子氧化成三价铁,因为三价铁的色调强度只有二价铁的十分之一。然后添加补色剂,把颜色中和成浅绿色。

用于玻璃脱色的稀土元素主要是氧化铈和氧化钕。稀土玻璃脱色剂取代传统使用的白砒脱色剂,不仅提高效率,而且还避免了白砒的污染。氧化铈用于玻璃脱色具有高温性能稳定、价格低廉和不吸收可见光等优点。

d、玻璃着色,稀土离子在高温下具有稳定而鲜艳的颜色,用来掺入料液中,制造各种颜色的玻璃。钕、镨、铒、铈等稀土氧化物都是极佳的玻璃着色剂,当添加稀土着色剂的透明玻璃吸收波长为400~700纳米的可见光时,呈现出美丽的彩色。用这些彩色玻璃可以制作航空航海、各种交通工具的指示灯罩及各种高级艺术装饰品。

氧化钕加入钠-钙玻璃和铅玻璃中,玻璃颜色的深浅取决于玻璃的厚度和钕的含量以及光源的强弱,薄玻璃呈淡粉红色,厚玻璃呈兰紫色,这种现象称为钕的双色性;氧化镨产生一种类似于铬的绿色;氧化铒用在光致变色玻璃和水晶玻璃中呈粉红色;氧化铈和二氧化钛结合使用,使玻璃呈黄色;氧化镨和氧化钕可用于镨钕黑玻璃。

e、稀土澄清剂

采用氧化铈代替传统的氧化砷作玻璃澄清剂,清除气泡和微量带色元素,在制备无色玻璃瓶时效果显著,成品晶荧洁白、透明度好、玻璃强度和耐热性提高。同时还消除了砷对环境和玻璃的污染。

另外,氧化铈添加在日用玻璃,如建筑和汽车用玻璃,水晶玻璃,能减少紫外线的透光率,该用途在日本和美国已推广使用。在我国随着生活质量的提高,也会有较好的市场。氧化钕添加在显像管玻壳中,可消除红色光的色散,增加了清晰度。添加稀土的特种玻璃有:镧玻璃具有高折射、低色散特性,广泛用于制造各种透镜和高级照相机、摄像机镜头,尤其是高空摄影装置的镜头;铈防辐射玻璃,用于汽车玻璃和电视玻壳;钕玻璃用于激光材料,是巨型激光器最理想的材料,主要用于受控核聚变装置。

氧化钇市场:

主要用途

1)、主要用于制造单晶、钇铁柘榴石(用于滤波)、钇铝钕柘榴石(用于激光)等复合氧化物透明陶瓷,这些复合氧化物由于高频性能好,氧化钇单晶透明,作为阴极广泛应用于一系列超高频器件中;

2)、用作高级光学玻璃添加剂制高温透明玻璃、光学玻璃;

3)、用作陶瓷材料添加剂,用于制造各种透明特种陶瓷,用于激光、医疗、窗口等领域;

4)、广泛用于人造宝石激光晶体,制造红外线光谱仪中光源;

5)、用于特种耐火材料,以及高压水银灯、激光、储存元件等的泡磁区材料;用作制白热煤气灯罩、还用于原子能工业等;乙炔灯和煤气灯的纱罩;

6)、氧化锆耐火材料稳定剂;在单晶培育装置内时用的耐火材料,在高达2 450 ℃的高温条件下应具有高的化学稳定性能和抗升华能力。与CaO、MgO稳定的ZrO2耐火材料相比,Y2O3稳定的ZrO2耐火材料的优点是除了耐火度高、热导率低之外,其高的抗升华能力随着温度

7)、可作为磁性材料的添加材料,微波用磁性材料及军事通讯工程用的重要材料,超高频性能突出;

8)、用作荧光粉、x光增感屏稀土荧光粉、大屏幕电视用高亮度荧光粉和其他显像管涂料、各种荧光材料;荧光亮度高,对散射光的吸收低,抗高温和抗机械磨损性能好。

9)、用于制造薄膜电容器;充放电频率高、速度快;

10、氧化钇具有卓越的等离子体抗性,用于务必避免颗粒污染的半导体加工设备;

11)、超导材材料以及电子工业方面的许多尖端应用;

12)、钢铁及有色合金的添加剂。FeCr合金通常含0.5%~4%纳米氧化钇,纳米氧化钇能够增强这些不锈钢的抗氧化性和延展性;MB26合金中添加适量的富纳米氧化钇混合稀土后,合金的综合性能得到明显的改善,可以替代部分中强铝合金用于飞机的受力构件上;

13)、在Al-Zr合金中加入少量纳米氧化钇稀土,可提高合金导电率;该合金已为国内大多数电线厂采用;在铜合金中加入纳米氧化钇,提高了导电性和机械强度。

14)、含纳米氧化钇6%和铝2%的氮化硅陶瓷材料,可用来研制发动机部件。

15)、用功率400瓦的纳米氧化钕铝石榴石激光束来对大型构件进行钻孔、切削和焊接等机械加工。

16)、由Y-Al石榴石单晶片构成的电子显微镜荧光屏,荧光亮度高,对散射光的吸收低,抗高温和抗机械磨损性能好。

17)、含纳米氧化钆达90%的高纳米氧化钇结构合金,可以应用于航空和其它要求低密度和高熔点的场合。

18)、含纳米氧化钇达90%的高纳米氧化钇高温质子传导材料,可用于燃料电池、电解池和要求氢溶解度高的气敏元件的生产中。

19)、纳米氧化钇还用于耐高温喷涂材料、原子能反应堆燃料的稀释剂、永磁材料添加剂以及在电子工业中作吸气剂等。

20)、用作一氧化碳与氢合成乙烷的催化剂;的升高变化很小。

氧化镧主要用途:

主要用于制造精密光学玻璃、光导纤维。也用于电子工业作陶瓷电容器,压电陶瓷掺入剂。还用作制硼化镧的原料,石油分离精制催化剂。

应用领域:

1)、主要用于制造制特种合金精密光学玻璃、高折射光学纤维板,适合做摄影机、照相机、显微镜镜头和高级光学仪器棱镜等。

2)、还用于制造陶瓷电容器、压电陶瓷掺入剂和X射线发光材料溴氧化镧粉等。由磷铈镧矿砂萃取或由灼烧碳酸镧或硝酸镧而得。也可以由镧的草酸盐加热分解可以制得。

3)、用作多种反应的催化剂,如掺杂氧化镉时催化一氧化碳的氧化反应,掺杂钯时催化一氧化碳加氢生成甲烷的反应。是甲烷氧化偶联生成乙烷和乙烯的非常有效的选择性催化剂。

4)、浸渗入氧化锂或氧化锆(1%)的氧化镧可用于制造铁氧体磁体。

5)、用于改进钛酸钡(BaTiO3)、钛酸锶(SrTiO3)铁电体的温度相依性和介电性质,以及制造纤维光学器件和光学玻璃。



4、技术工艺流程与设备:

项目创新之处是粉体均匀分布,分散性好、纯度高、比表面机大、催化活性高,煅烧温度低、反应易控制、无副反应,可达到工业化生产。

碳酸铈 溶于水,加入氨水中和反应,生成氧化铈前体沉淀,

Se2(CO3)3+6HCl---2SeCl3+3CO2↑+3H2O

SeCl3+3NH3(氨水)+3H2O----Se(OH)3↓+3(NH4)Cl

过滤,滤饼水洗掉氯离子,得到滤饼再干燥,

Se(OH)3+O2-------高温煅烧------SeO2+H2O↑

煅烧,得到氧化铈超细粉末,再粉碎,分散。


碳酸钇溶于水,加入氨水中和反应,生成氧化钇前体沉淀,

Y2(CO3)3+6HCl---2YCl3+3CO2↑+3H2O

YCl3+3NH3(氨水)+3H2O----Y(OH)3↓+3(NH4)Cl

过滤,滤饼水洗掉氯离子,得到滤饼再干燥,

Y(OH)3-------高温煅烧------Y2O3+H2O↑

煅烧,得到氧化钇超细粉末,再粉碎,分散。


碳酸镧溶于水,加入氨水中和反应,生成氧化镧前体沉淀,

La2(CO3)3+6HCl---2LaCl3+3CO2↑+3H2O

LaCl3+3NH3(氨水)+3H2O----La(OH)3↓+3(NH4)Cl

过滤,滤饼水洗掉氯离子,得到滤饼再干燥,

La(OH)3-------高温煅烧------La2O3+H2O↑

煅烧,得到氧化镧超细粉末,再粉碎,分散。


废水处理:过滤和水洗得到含氯化铵的水溶液,再经三效蒸馏器,得到氯化铵副产品和蒸馏水,蒸馏水循环利用。整个过程做到没有废水和废气外排,安全环保。

主要设备:反应釜、混合搅拌釜、离心机过滤机、烘房、电煅烧炉、超微粉粉碎机、三效蒸馏器等。

5、项目的投资预算与资金筹措

生产规模:700吨/年 厂房面积:1800平米。总投资5000万元,其中固定资产投资:3000万元,流动资金:2000万元。资金筹措方面,拟申请银行贷款2000万元,自筹3000万元。


6、项目的经济、社会效益

氧化铈销售价格:15万元/吨,综合成本:8万元/吨,产能700吨

氧化钇销售价格:60万元/吨,综合成本:32万元/吨,产能200吨

氧化镧销售价格:40万元/吨,综合成本:22万元/吨,产能100吨

生产产值:2.65亿元,利税:1.2万元/年.

项目整体具有经济效益显著,环境污染小,技术领先等优势,可以有力的提升我地在纳米级高新材料方面的生产技术水平,带动相关产业整体的技术升级,同时可解决约400人的就业,社会效益十分显著。


二○一七年九月一日



九朋新材料纳米超细系列畅销全球超细氧化物及分散液:氧化铝、氧化钛、氧化锌、氧化锆、氧化硅、稀土氧化物、抗静电剂等

纳米防腐涂料:耐强酸强碱、耐高温、耐油、耐候、盐水,适合化工设备、海洋设备、电镀、烟囱,具有使用寿命长、使用成本低,用于旧防腐设备延寿,新防腐设备定制,上门涂装服务。