劉建鋼/文
我國(guó)的稀土產(chǎn)業(yè)經(jīng)過(guò)幾十年的發(fā)展,產(chǎn)業(yè)鏈不斷延伸,稀土五大功能材料占據(jù)了稀土功能材料最主要的應(yīng)用領(lǐng)域。硫化稀土是近十年發(fā)展起來(lái)的又一種稀土功能材料——綠色環(huán)保顏料,主要應(yīng)用于塑料添加劑、各種聚合物著色劑、色母粒顯色、高檔漆添加劑及陶瓷顏料等領(lǐng)域,其中在塑料市場(chǎng)上,需求量巨大,發(fā)展趨勢(shì)不可估量。
工業(yè)中使用的紅色顏料主要包括無(wú)機(jī)顏料和有機(jī)顏料兩大類(lèi),無(wú)機(jī)類(lèi)顏料具有耐曬、耐腐蝕和耐高溫等優(yōu)點(diǎn),但目前市場(chǎng)上的高檔無(wú)機(jī)顏料多數(shù)含有鉻、鎘、鉛等重金屬。近年來(lái)隨著環(huán)保要求的加強(qiáng),各國(guó)對(duì)含有鉻、鎘等重金屬顏料的使用要求越來(lái)越嚴(yán)格,市場(chǎng)急需一種性能優(yōu)良的環(huán)保產(chǎn)品替代含有鉻、鎘等重金屬的紅色顏料,而硫化稀土被認(rèn)為是首選材料。2016年12月,環(huán)保部、工信部以及科技部共同頒布了《國(guó)家鼓勵(lì)的有毒有害原料(產(chǎn)品)替代品目錄(2016年版)》,稀土硫化物顏料在本目錄中成為重金屬顏料鉛基、鎘基顏料的替代品。
目前稀土行業(yè)內(nèi)豐度頗高的輕稀土元素鑭(La)、鈰(Ce)以及中重稀土元素釤(Sm)、釔(Y)產(chǎn)量過(guò)剩,鑭鈰元素過(guò)剩尤為嚴(yán)重,急需轉(zhuǎn)型開(kāi)發(fā)并進(jìn)行高值化利用。用于顏料的稀土硫化物研發(fā)及生產(chǎn)將稀土的資源優(yōu)勢(shì)轉(zhuǎn)化為產(chǎn)品優(yōu)勢(shì),屬于國(guó)家鼓勵(lì)的稀土新材料、高科技綠色環(huán)保產(chǎn)品;輕稀土原料的有效利用,使過(guò)剩的稀土產(chǎn)品附加值大幅提高。
硫化鈰最早由法國(guó)索爾維公司生產(chǎn),稀土環(huán)保顏料產(chǎn)品在國(guó)外多年可廣泛應(yīng)用于塑料尼龍、高端工程塑料、特種工程塑料PEEK、涂料及油漆油墨等領(lǐng)域。主要應(yīng)用場(chǎng)景有:體育場(chǎng)座椅、電動(dòng)工具、汽車(chē)內(nèi)飾零部件、戶(hù)外屋瓦、航海浮標(biāo)、食品級(jí)塑料、兒童玩具、齒科材料、功能涂料及油漆等,該產(chǎn)品一直在國(guó)外生產(chǎn),無(wú)相應(yīng)的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)且未進(jìn)入中國(guó)市場(chǎng)。2016年底,國(guó)內(nèi)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品完全達(dá)到了應(yīng)用要求,并大幅降低了成本,索爾維公司硫化鈰生產(chǎn)線停止生產(chǎn)。
國(guó)內(nèi)相應(yīng)硫化稀土的研究機(jī)構(gòu)及生產(chǎn)機(jī)構(gòu)產(chǎn)品陸續(xù)問(wèn)世,該標(biāo)準(zhǔn)的頒布實(shí)施有助于硫化鈰顏料產(chǎn)品的規(guī)范生產(chǎn)與良好應(yīng)用,其價(jià)值將具有更加深遠(yuǎn)的意義。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“XB/T 519-2021 硫化鈰”于2021年12月2 日發(fā)布,于2022年4月1 日實(shí)施,該標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了硫化鈰的分類(lèi)、技術(shù)要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則、標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存及隨行文件。該標(biāo)準(zhǔn)適用于以鈰的氧化物、碳酸鹽及其他化合物為原料,經(jīng)化學(xué)方法制得的硫化鈰,供塑料、涂料、搪瓷、玻璃、橡膠、油墨、建筑等行業(yè)的顏料使用。
本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品按化學(xué)成分及顏色分為PO75-Ce2S3-3N5-Na、PR265-Ce2S3-3N5-Li 和PR275-Ce2S3-3N5 三個(gè)牌號(hào)。按照摻雜元素的不同,體現(xiàn)不同的顏色。
(1)外觀質(zhì)量
產(chǎn)品為有顏色干燥粉末,應(yīng)潔凈無(wú)目視可見(jiàn)夾雜物。
(2)產(chǎn)品化學(xué)成分(見(jiàn)表1)。
(3)產(chǎn)品理化性能(見(jiàn)表2)。
表1 本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品化學(xué)成分
表2 本標(biāo)準(zhǔn)產(chǎn)品理化性能
(1)外觀質(zhì)量
自然散色光下,目視檢查。
(2)產(chǎn)品主要化學(xué)成分、理化指標(biāo)測(cè)試方法。
表3 產(chǎn)品主要化學(xué)成分、理化指標(biāo)測(cè)試方法
(1)檢查與驗(yàn)收
①產(chǎn)品由供方或第三方進(jìn)行檢驗(yàn)。
②需方應(yīng)對(duì)收到的產(chǎn)品按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn),如檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符,應(yīng)在收到產(chǎn)品之日起2 個(gè)月內(nèi)向供方提出,由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁,可委托雙方認(rèn)可的有資質(zhì)的機(jī)構(gòu)進(jìn)行,并雙方約定取樣。
(2)組批
產(chǎn)品應(yīng)成批提交檢驗(yàn),每批應(yīng)由同一牌號(hào)的產(chǎn)品組成。
(3)檢驗(yàn)項(xiàng)目
每批產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行外觀質(zhì)量、化學(xué)成分及理化性能檢測(cè)。
(4)取樣與制樣
產(chǎn)品的取樣數(shù)量按表4 規(guī)定進(jìn)行。每袋取樣量不少于 10 g。將取得的試樣經(jīng)充分混勻后,以四分法縮分至試樣的所需量,裝入清潔干燥的塑料樣品袋中封口,待測(cè)。
表4 產(chǎn)品取樣數(shù)量
(5)檢驗(yàn)結(jié)果判斷
①化學(xué)成分、理化性能分析結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時(shí),則從該批產(chǎn)品中取雙倍試樣,對(duì)不合格項(xiàng)目進(jìn)行重復(fù)試驗(yàn);如仍有一項(xiàng)結(jié)果不合格,則判該批產(chǎn)品為不合格。
②外觀質(zhì)量檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符合時(shí),則判該批產(chǎn)品為不合格。
稀土硫化鈰以色澤鮮艷、覆蓋力強(qiáng)、熱穩(wěn)定性好,特別是無(wú)毒性能夠取代鉛基和鎘基顏料,被稱(chēng)為綠色環(huán)保高性能無(wú)機(jī)顏料??蓮V泛應(yīng)用于油漆、塑料、陶瓷、化妝品等領(lǐng)域。是一種高科技、高附加值的稀土產(chǎn)品。據(jù)不完全統(tǒng)計(jì),全世界塑料消耗超過(guò)4500 萬(wàn)噸,稀土硫化物顏料因其無(wú)毒環(huán)保,發(fā)展前景十分看好。
稀土硫化鈰綠色環(huán)保稀土顏料,不僅可為國(guó)內(nèi)顏料行業(yè)提供優(yōu)質(zhì)、無(wú)毒的“綠色”環(huán)保顏料,替代進(jìn)口,又可促進(jìn)我國(guó)顏料行業(yè)的發(fā)展,改善環(huán)境,促進(jìn)國(guó)民經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展,提高我國(guó)高技術(shù)產(chǎn)業(yè)在國(guó)際市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)力,帶動(dòng)我國(guó)新型顏料、稀土新材料等領(lǐng)域的迅猛發(fā)展。
行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)“XB/T 519-2021 硫化鈰”的制定填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)無(wú)硫化稀土標(biāo)準(zhǔn)的行業(yè)空白,為國(guó)內(nèi)研究、生產(chǎn)及應(yīng)用該標(biāo)準(zhǔn)提供了一定的依據(jù)。