一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法与流程

本发明属于钒化工，具体涉及一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法。

背景技术：

1、目前使用的最普遍的无机黄颜料为铬黄和镉黄，但是由于其含有铅、铬、镉等危害人类健康和污染环境的重金属元素，其应用领域受到有关法规越来越严格的限制。钒酸铋(bivo4)黄色无机颜料是一种新型的环保型无机颜料，由于具有和传统镉黄、铅镉黄同样优异的理化性能，被誉为有毒有害黄色颜料的最佳替代品。

2、钒酸铋属于多晶型化合物，其主要可以分为铋矿型的正交晶(棕色)、单斜晶、白钨矿型的四方晶以及硅酸锆型的四方晶(淡黄色)，适合作黄色颜料的只有白钨矿型四方晶和单斜晶。钒酸铋颜料的制备方法主要有：固相煅烧法、湿磨法、沉淀-回流-煅烧法、水解法。现有的单晶钒酸铋颜料多为单晶钒酸铋颜料，其色度性、遮盖力、耐候性不足，无法满足市场对钒酸铋颜料的需求。

技术实现思路

1、为了克服现有技术的不足，本发明提供一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法。实现了钒酸铋黄色颜料色度性质的优化，遮盖力、耐候性的提升，使其具有更高应用价值，并且工艺简单、能耗低。

2、为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案实现：

3、一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法，具体包括如下步骤：

4、1、配制一定浓度的碱溶液和一定浓度的酸溶液，常温储存备用。

5、碱溶液为naoh溶液或koh溶液或nh3·h2o溶液或尿素溶液，碱溶液的物质的量浓度为0.5～3mol/l。

6、2、分别称取一定量的含钒原料、含铋原料，分别加入到上述的碱溶液和酸溶液中，分别得到含v储备液a和含bi储备液b。

7、酸溶液为hno3溶液或hcl溶液，酸溶液的物质的量浓度为0.5～3mol/l。

8、钒原料为navo3、kvo3、nh4vo3、v2o5、na3vo4、na6v10o28·18h2o中的至少一种，含钒原料中钒的浓度为0.1～0.5mol/l。

9、含铋原料为bi(no3)3·5h2o3、bi2(so4)3、biocl、bi2o3中的至少一种，含铋原料中铋的浓度为0.1～0.5mol/l。

10、3、将步骤2中所得的a液和b液在常温下混合，并向其中加入一定量的含金属元素的物质，待加入的物质完全溶解后，在一定温度和ph下磁力搅拌反应一段时间，将所得的液体混合物过滤洗涤烘干，得到前驱体。

11、反应温度为20～80℃，反应ph为2～7，反应时间为30～120min。

12、含金属元素的物质为钙的无机盐cao、cacl2、ca(oh)2、ca(no3)2·4h2o或锌的无机盐zno、zncl2、zn(oh)2中的至少一种。

13、过滤所用的方法为布氏漏斗抽滤或砂芯漏斗抽滤，洗涤方式为用去离子水和乙醇交替洗涤三次。

14、干燥所用的仪器为真空干燥箱，干燥的温度为60～100℃，干燥时间为12～24h。

15、4、将前驱体置于加热炉内，在空气氛围下，在一定温度下煅烧一段时间，固体产物随炉冷却，出炉，磨细，即得到含金属元素掺杂的钒酸铋产物。

16、加热炉为马弗炉或者管式炉，以5℃/min的速率升温至250～400℃，保温时间为1～2.5h，保温结束后，固体样品随炉冷却至室温。

17、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

18、本发明引入了少量的无机钙盐或锌盐，利用ca或zn占据纯的bivo4晶体结构中的少部分bi元素的位置，钙离子和锌离子半径比铋离子半径稍小，因此较容易替代bi在晶体结构中的位置，替代后，各原子间化学键的缩短使得晶体的结构更稳定，从而提高了钒酸铋黄色颜料的稳定性，耐候性，遮盖力也大大提升，此外这两种金属离子的引入对颜料的色度值的提升有着非常明显的改善效果。

19、本发明利用化学沉淀法，将含有钒、含有铋以及含有其他金属元素的原料混合反应，在一定ph和温度下反应一段时间，将所得混合液过滤洗涤烘干，再经加热煅烧即可得到目标产物。本发明采用金属无机物作为添加剂与含钒元素的溶液混合，再与含铋元素的溶液反应，经一段时间反应固液分离后干燥，对干燥后的固体样品在空气气氛中焙烧得掺杂金属离子的钒酸铋黄色无机颜料。钒酸铋可以通过含有bi元素和v元素的化学原料来制备，其中水性制备途径可以获得更亮的颜色，而且不会破坏原有的钒酸铋的晶型结构。

20、该方法步骤简单、效率高、时间短、成品纯度高、无危险、环境友好。实现了钒酸铋色度性质的优化，产生具有更高应用价值的钒酸铋颜料，利用金属离子掺杂，能够生产出更符合工业应用的高附加值的产品，增加经济效益，因此具有极高的实际应用价值。

技术特征：

1.一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法，其特征在于，

3.根据权利要求1所述的一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法，其特征在于，

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技术总结
本发明属于钒化工技术领域，具体涉及一种优化钒酸铋黄色无机颜料色度性质的方法。利用化学沉淀法，将含有钒、含有铋以及含有其他金属元素的原料混合反应，在一定pH和温度下反应一段时间，将所得混合液过滤洗涤烘干，再经加热煅烧即可得到目标产物。该方法步骤简单、效率高、时间短、成品纯度高、无危险、环境友好。实现了钒酸铋色度性质的优化，产生具有更高应用价值的钒酸铋颜料，利于生产出更符合工业应用的高附加值的产品，增加经济效益，因此具有极高的实际应用价值。

技术研发人员：曾泽华,尹翔鹭,张东彬,代宇,滕艾均
受保护的技术使用者：鞍钢集团北京研究院有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22