镉黄

纯镉黄的化学组成为硫化镉或硫化镉与硫化锌的固溶体。镉黄的颜色鲜艳而饱满（饱和度可达80%～90%），其色谱范围可从淡黄、经正黄直至红光黄。含硫化锌的镉黄，其黄色度随硫化锌固溶量的增加而变浅，直至淡黄。工业生产的镉黄有浅黄（樱草黄）、亮黄（柠檬黄）、正黄（中黄）、深黄（金黄）和橘黄等几种。硫化镉亦可与碳酸镉组成混合物的橘黄，但不是固溶体。镉黄的颜色取决于同颜料胶态聚集体有关的二次因素，很大程度上取决于有凝结作用的阴离子化合价。镉黄粒子形态为球形或其聚集体。黄型镉黄粒径为0.04～0.4μm，孔半径20～200 nm, 比表面7～8 m²/g。
硫化镉黄的常温稳定形态有两种：一种是β-CdS，属立方晶型；另一种是α-CdS，属六方晶型。前者称为低温稳定型，耐热性≤500℃；后者称为高温稳定型，熔点1405℃，耐热性≥600℃。在常温和500℃范围内，两种晶型的镉黄可以稳定型共存。立方晶的单个晶粒粒径≤100mm，而六方晶的单晶晶粒在100～280nm。硫化镉黄在700℃以上变为褐色，在980℃氮气氛中升华但不分解，如有空气存在则完全氧化为CdSO4和CdO。在潮湿与空气共同作用下，镉黄可氧化为有毒的硫酸镉。
镉黄不溶于水、碱、有机溶剂和油类，微溶于5%稀盐酸，溶于浓酸、稀硝酸及沸腾的稀硫酸（1：5）。镉黄不受硫化氢的影响。镉黄相对密度为4.5～5.9，浅黄的泌度比深黄的小。β-型比α-型的亲油性强。镉黄研磨性好，易与粘胶剂研和，但耐磨性差。在干燥状态长久研磨颜色变暗，热处理可使变色的镉黄恢复原状。镉黄着色力较强，耐光、耐候性优良，不迁移、不渗色。镉黄因其不溶性在着色制品中是安全的，但这仍属有毒颜料。 镉黄广泛用于搪瓷、玻璃和陶瓷的着色。也用于涂料、塑料行业，还用作电子荧光材料。镉黄几乎适用于所有树脂的着色，在塑料中呈半透明性。含硫化锌的浅色类镉黄用于聚乙烯中，应尽量缩短成型加工时间，因为硫化锌会促进聚乙烯塑料分解而呈绿色。镉黄在室室的稳定性不如镉红，多用于室内塑料制品。镉黄不宜与含铜或铜盐的颜料拼用，以免生成黑色的硫化铜或绿色的硫酸铜。镉黄与蓝色的颜料拼混可得到绿色。 通用镉黄的工业生产一般采用煅烧法或沉淀-煅烧法。
煅烧法。在高温下煅烧碳酸镉和硫，制取镉黄。加入氧化锌或硫酸锌，则可制造浅色调的镉黄。反应方程式：
CdCO3→CdO+CO2↑
2CdO+S→SO2↑+Cd
Cd+S→CdS
ZnO+S→ZnS+SO2↑
CdS+ZnS→CdS·ZnS 操作方法：燃烧时生成的氧化镉处于活化状态，立即与硫反应生成硫化镉。释放出的二氧化碳可阻止空气中的氧所引起的硫过早燃烧。但仍有部分硫被氧化为二氧化硫，因此炉料中的硫应比理论计算的过量，如每摩尔碳酸镉配以1.2～1.5mol的硫。煅烧法制镉黄的的炉料配比碳酸镉：氧化锌：硫为100；15：50（浅黄）， 100：5：47（正黄），100：0：50 （深黄）。煅烧前将炉料置于球磨机内混合均匀。煅烧温度一般为500～600℃，煅烧时间为1～2h。温度过高或时间过长，已生成的硫化镉有可能被氧化为硫酸镉。温度或时间不足，则会有红褐色或黑色的氧化镉存在。煅烧宜采用传热均匀的转炉或马弗炉。煅烧期间，需随时取样观察，以控制颜料色泽。煅烧后，用水漂洗颜料，除去硫酸镉或硫酸锌杂质，然后过滤，在250℃以下干燥得镉黄产品。煅烧法不适于大规模生产。
沉淀-煅烧法。按所用原料不同，该法又分为碳酸镉法和硫酸镉法。
碳酸镉法。反应方程式：CdCO3+Na2S→CdS↓+Na2CO3
操作方法： 氯化镉和碳酸镉的制备方法见“镉红”和有关文献。工业硫化钠通过重结晶法除去其中的杂质。经提纯的硫化钠用蒸气溶解后，调密度为1.134～1.143 g/cm³，用泵吸入硫化钠槽内备用。将硫化钠溶液经计量后送至装有盘管加热的合成釜内，同时开动搅拌并加入配制好的碳酸镉料浆，升温至70～80℃。反应1h后，得到黄色硫化镉沉淀物。沉淀物用水漂洗除去可溶性盐类，用试纸测得为中性，送压滤机过滤。滤渣送干燥箱在120℃以下干燥24h。水分小于0.4%时出料，包装即为成品。这种未经煅烧的镉黄可用作搪瓷或玻璃色素，因为玻璃制品着色时仍需高温烧成。镉黄如需煅烧，则按碳酸镉法制“镉红”的后段工艺方法进行。煅烧温度在450～600℃。硫酸镉法。硫酸镉为水溶性盐，以它为起始原料生产镉黄通常有两种。一种是硫酸镉与硫化钠反应，即：CdSO4+Na2S→CdS↓+Na2SO4
另一种是硫酸镉与硫代硫酸钠反应。亦称为硫代硫酸钠法。生产中为阻止硫酸的生成而产生复盐（CdS·nCdSO4)，需加入适量的中和剂（如碳酸钠）， 严格控制pH值，此时反应如下：
CdSO4+Na2S2O3+Na2CO3→CdS↓+2Na2SO4+CO2↑
如要制浅色镉黄，则往反应混合物中加入氧化锌。在此情况下，反应中产生的硫酸与锌作用生成盐，因此不必加入中和剂，CdSO4+Na2S2O3+H2O→CdS↓+Na2SO4+H2SO4
ZnO+H2SO4→ZnSO4+H2O
Znso4+Na2S2O3+H2O→ZnS↓+Na2SO4+H2SO4
成品中，镉和锌对硫的总摩尔比以1：（0.98～0.99)为佳。制备不同镉黄产品时硫代硫酸钠（Na2S2O3·5H2O)、硫酸镉（CdSO4·8/3H2O）、氧化锌（ZnO)和碳酸钠（Na2CO3)的配比分别为150：100：18：0（柠檬黄）、150：100：12：0（浅黄）、150：100：0：21（正黄）。硫酸镉法的工艺过程类似于碳酸镉法。首先将硫酸镉溶液（浓度为200g/L)送至合成釜内，加热至70～80℃，再加适应症碳酸钠或锌白（ZnO)。然后在搅拌下加入晶体硫代硫酸钠。生成的沉淀物经过滤、干燥后，煅烧1～2h。柠檬黄和浅黄的煅烧温度为550～600℃，正黄约为400～500℃。煅烧通常是在还原或惰性气氛中。