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1、无机无机(wj)(wj)化工的特点化工的特点v是化工行业中发展最早的，20世纪30年代之后，有机化工(主要以石油为原料的化工产品)的发展超过了无机化工，变得更为重要。v早期，以硫酸产量的多少来衡量一个国家化学工业的发达程度，后来以乙烯的产量来衡量，现在是以产品的精细化程度衡量。v无机化工产品的品种比有机化工少，主要为酸、碱、盐，因此生产技术相对简单。v无机化工产品大部分是用途广泛的化工原料，通用性强，产量大，几乎都是大型企业，如柳化、东化、南化、何氮。v现在,无机化工的新一代产品不断出现(chxin)，形成了无机化工材料产业。第1页/共26页第一页，共27页。 无机无机(wj)化工的原料化工的
2、原料主主要要有有五五大大类类：空空气气、水水、化化石石燃燃料料、化化学学矿矿物物、工农业副产品。工农业副产品。化化石石燃燃料料有有：煤煤、石石油油、天天然然气气等等。例例如如：合合成成氨氨所所需需的的H2，就就是是通通过过煤煤、石石油油或或天天然然气气原原料料所所制制得得（C+H2O=CO+H2）。所所以以化化石石燃燃料料既既是是有有机化工的原料又是无机化工的原料。机化工的原料又是无机化工的原料。化化学学矿矿物物：是是生生产产(shngchn)化化肥肥、酸酸、碱碱的的原原料料，有有20多多种种：硫硫铁铁矿矿、磷磷矿矿、钾钾盐盐、石石灰灰岩岩、石膏、硅藻土等。石膏、硅藻土等。第2页/共26页第二
3、页，共27页。v酸：三酸酸：三酸 （硫酸、盐酸、硝酸）（硫酸、盐酸、硝酸）v碱：两碱碱：两碱 （纯碱、烧碱）（纯碱、烧碱）v化肥：氮肥化肥：氮肥(dnfi)、磷肥、钾肥。、磷肥、钾肥。v无无机机盐盐产产品品：硫硫酸酸铝铝、碳碳酸酸钙钙等等1300多多种。种。v无机非金属材料无机非金属材料主要的无机主要的无机(wj)(wj)化工产品和用途化工产品和用途第3页/共26页第三页，共27页。一、一、酸酸 Acid主要有：硫酸(H2SO4)、硝酸(HNO3)、盐酸(HCl)；硫酸(sulfuricacid)：浓硫酸（含量93-98%），稀硫酸（含量75-78%），发烟硫酸（含游离SO3 20-65%），
4、50%的产量用于生产化肥；其余是塑料、制药、油漆、农药、冶金(yjn)、石油炼制等行业的原料。硝酸(nitricacid):产量仅次于硫酸，用于制造硝酸铵、炸药等。盐酸(hydrochloricacid):化工业中的常用酸，用量最多的是实验试剂。第4页/共26页第四页，共27页。二、碱二、碱主要有：烧碱(shojin)(氢氧化钠NaOH)、纯碱(碳酸钠，Na2CO3)烧碱(shojin)：NaOH,SodiumHydroxide.化学工业最基础的产品，通过电解食盐水制得，2NaCl+2H2O2NaOH+Cl2+H2，称为氯碱工业。广西的南化（华南最大的氯碱企业）和柳化有生产。第5页/共26页第
5、五页，共27页。二、碱二、碱纯碱：Na2CO3，Sodiumcarbonate,SodaAsh，苏打。小苏打：碳酸氢钠NaHCO3大苏打:硫代硫酸钠Na2S2O3用途：用于轻工、建材、化工、冶金、纺织、石油、国防、医药(yyo)及其它工业。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。第6页/共26页第六页，共27页。三、化三、化 肥肥1.氨:NH3,ammonia,化学工业中产量最大的产品之一，是制造化肥的主要原料和硝酸、纯碱、磺胺类药物、炸药等的原料，用途极为广泛。2.化肥：给植物提供养分，主要有氮肥、磷肥、钾肥和复合肥，其中尿素（属于氮肥），因含氮多、肥效好、污染小、成本低受欢
6、迎，成为主要的化肥品种。3.尿素：urea,是由碳、氢、氧和氮组成(zchn)的有机化合物，也称为脲。无污染，80%用作化肥，还作为饲料的辅料，三聚氰胺的原料。第7页/共26页第七页，共27页。四、无机盐产品四、无机盐产品(chnpn)(chnpn)多达1000种，没有一个行业能离开它，例如：微量元素肥料(filio)含有硼、铜、铁、锌的氧化物或无机盐荧光粉在电视屏幕上产生彩色图像效果。水处理剂：次氯酸钠、漂白粉等抑制水中菌藻和微生物的滋长，即杀菌剂硫酸铝、聚氯化铝、氯化铁等加快水中悬浮物和污泥的沉降，即絮凝剂。第8页/共26页第八页，共27页。五、无机五、无机(wj)(wj)非金属材料非金属
7、材料指除金属以外的材料，传统上是指硅酸盐材料和碳素材料，但随着科技发展(fzhn)，已不再局限于硅酸盐和碳，还包括了含氧酸盐、硼化物、氟化物等。硅酸盐材料：主要有陶瓷、玻璃、水泥、耐火材料4种，均是以硅酸盐矿物为原料的产品。碳素材料：人造石墨、人造金刚石、碳纤维及其复合材料第9页/共26页第九页，共27页。五、无机五、无机(wj)(wj)非金属材非金属材料料先进陶瓷：精细陶瓷或特种陶瓷结构陶瓷-具有耐热、耐磨损、高强度、高硬度、耐冲击、隔热性能好的一类陶瓷材料。功能陶瓷-主要作为绝缘材料、压电材料、磁性材料、电子材料、生物医用材料、抗菌陶瓷材料等。新型碳材料：碳纤维及其复合材料，具有质量轻、强
8、度高、耐高温、耐腐蚀、耐疲劳、抗蠕变、导电、导热(dor)、热膨胀系数小等一系列优异性能。应用于航空、航天、体育用品等。第10页/共26页第十页，共27页。碳纤维应用碳纤维应用(yngyng)于体育用品于体育用品第11页/共26页第十一页，共27页。圆圆形形碳碳纤纤维维第12页/共26页第十二页，共27页。碳纤维增强(zngqing)机翼第13页/共26页第十三页，共27页。人造金刚石人造金刚石-以纯石墨为原以纯石墨为原料，铁、铬等为催化剂，在高料，铁、铬等为催化剂，在高温高压下合成制得。用于磨料温高压下合成制得。用于磨料(mlio)(mlio)、切削工具、电子器、切削工具、电子器件涂膜等。件
9、涂膜等。切削(qixio)工具涂膜第14页/共26页第十四页，共27页。碳纳米管-由碳原子组成的管状大分子。对于单壁纳米管的直径在0.4至1.8纳米，其抗张强度是高强合金钢的20倍；具有优异的场致发射功能(gngnng)。可用于纳米电路，使平面显示器更薄更省电，扫描电镜的探针，氢气储存等用途。碳纳米管第15页/共26页第十五页，共27页。用可导用可导电电(dodi(dodin)n)的的大分子大分子碳制成碳制成的超细的超细导线导线第16页/共26页第十六页，共27页。六、稀土材料六、稀土材料(cilio)(cilio)稀土元素：化学元素(huxuyuns)周期表中镧系元素和与镧系密切相关的钪(S
10、c)和钇(Y)等17种元素，称为稀土元素。第17页/共26页第十七页，共27页。六、稀土材料六、稀土材料(cilio)(cilio)用途：具有独特的性能，良好的抛光剂、较好的磁学性质。可生产荧光材料、稀土金属氢化物电池材料、电光源材料、永磁材料、储氢材料、催化(cuhu)材料、精密陶瓷材料、激光材料、超导材料、磁致伸缩材料、磁致冷材料、磁光存储材料、光导纤维材料等。中国拥有丰富的稀土矿产资源，探明的储量居世界之首，而且成矿条件优越，堪称得天独厚。第18页/共26页第十八页，共27页。典型典型(dinxng)(dinxng)产品的生产工艺产品的生产工艺1.1.硫酸硫酸(li sun)(li su
11、n)生产工艺（接触法）生产工艺（接触法）硫铁矿硫铁矿或硫磺或硫磺 SO2原料气的净化原料气的净化 三氧化硫制备三氧化硫制备 三氧化硫吸收三氧化硫吸收SO2 + O2 SO3 + QSO3 + H2O H2SO4 + Q 4FeS +7O22Fe2O3 + 4SO2 + Q or S + O2 SO2+ Q使用稀硫酸洗涤使用稀硫酸洗涤, 除去氧化砷除去氧化砷等杂质等杂质 SO2制备制备第19页/共26页第十九页，共27页。2.2.合成氨合成氨生产工艺生产工艺自然界中含氨的物质很少，目前均为人工合成(rnnhchn)。合成方法当今世界上最经济、应用最广泛的方法是N2+3H22NH3我国的合成氨生产
12、技术于70年代从国外引进。我国合成氨的原料有：煤、石油、天然气。典型典型(dinxng)(dinxng)产品生产工艺产品生产工艺第20页/共26页第二十页，共27页。2.2.合成氨合成氨生产工艺生产工艺煤煤 or 焦炭焦炭(jiotn) 水蒸气水蒸气 空气空气 原料原料(yunlio)气制气制备备（造（造 气）气）脱脱 硫硫 CO变换变换(binhun) 脱脱CO2 CO + H2O CO2 + H2 C + H2O CO + H2 水煤气水煤气 合合 成成 N2 + 3H2 2NH3除去硫化物除去硫化物除去原料气中的除去原料气中的CO2第21页/共26页第二十一页，共27页。无机化工无机化工
13、(hugng)(hugng)的发展方向的发展方向现代无机化工已不再局限于生产酸、碱、无机盐等传统产品。研究热点和发展方向生产新型无机材料新型无机材料的特点：不燃、轻、高强、高硬、耐高温、耐腐蚀、耐摩擦等特性，以及具有声、光、电等独特功能。超纯试剂和纯电子气体用于集成电路加工，生产半导体材料单晶硅，使电子器件微型化、集成化、大容量化、高速度化。用非晶硅材料制成太阳能电池，是解决能源短缺的出路之一。超高纯纳米碳酸钙用于电子业中的集成电路板、陶瓷电容器、固体激光材料制造，光学业中的新型玻璃、光纤维、荧光(ynggung)材料，等等第22页/共26页第二十二页，共27页。无机化工的发展无机化工的发展(
14、fzhn)(fzhn)方向方向纳米粒子和纳米材料，超细颗粒，精细陶瓷、稀土化合物、非晶硅等技术是今后的发展方向。新型无机(wj)化工技术应具有：超细化、纤维化、薄膜化、表面化、高纯化、非晶化、高聚化等特点。第23页/共26页第二十三页，共27页。纳米纳米(n m)(n m)粒子粒子纳米Nanometer:是长度单位，等于10-6毫米，1纳米一根头发直径的万分之一。当物体颗粒小到纳米级之后，就会显示出奇特的性能，在光学、热学、电学、磁学、力学和化学性质方面与大块固体有明显的不同。比表面积大：随着尺度减少，表面原子所占比例大大增加。如，1克直径为100纳米的颗粒的表面积可达100平米，而表面原子具
15、有很高的活性且不稳定，因此呈现出不同于常规(chnggu)粉体的现象，这就是纳米材料的表面效应。纳米颗粒的晶体边界条件被破坏，表面层原子排列混乱，从而导致纳米颗粒在热学、光学、磁学及力学等方面呈现新奇的特性，这就是纳米材料的小尺寸效应。第24页/共26页第二十四页，共27页。第二章第二章 复习复习(fx)(fx)思考题思考题简答题简答题1. 无机化工包括无机化工包括(boku)哪类产品？哪类产品？2. 无无机机非非金金属属材材料料中中的的硅硅酸酸盐盐材材料料包包括括(boku)哪哪几几种？种？3. 烧碱是用什么方法生产的？烧碱是用什么方法生产的？4. 三酸两碱都包括三酸两碱都包括(boku)那
16、些酸和碱？那些酸和碱？5. 最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？最重要的氮肥是什么？其氮含量大约是多少？6. 简简述述硫硫酸酸生生产产的的主主要要步步骤骤和和每每个个步步骤骤的的目目的的，写写出出主要反应方程式。主要反应方程式。7. 简简述述合合成成氨氨生生产产的的主主要要步步骤骤和和每每个个步步骤骤的的目目的的，写写出主要反应方程式。出主要反应方程式。第25页/共26页第二十五页，共27页。感谢您的欣赏(xnshng)！第26页/共26页第二十六页，共27页。内容(nirng)总结无机化工(hugng)的特点。例如：合成氨所需的H2，就是通过煤、石油或天然气原料所制得（C+H2O=CO+H2）。玻璃工业是纯碱的最大消费部门，每吨玻璃消耗纯碱0.2吨。荧光粉在电视屏幕上产生彩色图像效果。次氯酸钠、漂白粉等抑制水中菌藻和微生物的滋长，即杀菌剂。先进陶瓷：精细陶瓷或特种陶瓷。当今世界上最经济、应用最广泛的方法是。研究热点和发展方向生产新型无机材料。感谢您的欣赏第二十七页，共27页。
