镉红

镉红又叫C. I. 颜料红 108，别名大红色素；硒硫化镉。红色粉末，为硫化镉与硒化镉的固溶体。颜色非常饱满而鲜明，色光随硒化镉含量而定，硒化镉含量越高，颜色的红色色光越强。镉红有橙红色、纯红色、暗红色、和光红色等不同色光品种。
实际上镉红包括CdS·CdSe和CdS·HgS两种固溶体。前者称硫化镉红，后者称汞镉红（C. I. Pigment Red 113)。两种镉红都可以与硫酸钡组成填充型颜料。汞镉红为硫化镉与硫化汞的固溶体，六方晶系。其特点是用硫化汞取代硒化镉，价格较便宜，分散性能好，但毒性较大，耐热性（约371℃）和耐候性稍差。
颗粒形态基本为球形，其晶体结构主要为六方晶，也有立方晶型。具有良好的耐高温、耐碱、耐光和耐大气影响的性能，着色力和遮盖力亦很好。镉红微溶于弱酸，溶解于强酸中入出硒化氢（H2Se)和硫化氢（H2S）等有毒气体。

镉红广泛用于搪瓷、陶瓷、玻璃、涂料、塑料、美术颜料、印刷油墨、造纸、皮革、彩色砂石建筑材料和电子材料等行业。
用于聚合物时，应将镉系颜料用于吸水性较低的体系，因为介质中的渗水性会降低颜料的耐候性。钛白的存在也会降低颜料的耐光性。镉红的耐久性比镉黄好，适于室外制品着色，如汽车涂装和高档烘漆。
镉红自然硬度比其它无机颜料低，摩擦性好，可用于照相凹板印刷油墨和PVC网印油。除汞镉红不宜于用聚碳酸酯外，镉红几乎适用于所有树脂和塑料，如ABS塑料、聚甲醛、丙烯酸、氨基、氟塑料、尼龙、聚酰胺、聚碳酸酯、低密度或高密度聚乙烯、聚丙烯、聚苯乙烯、软质或硬质PVC、酚醛、脲密胺、环氧、聚氨酯、不饱和聚酯、有机玻璃、天然橡胶和硅酮橡胶等。

镉系颜料的急性口服中毒量为LD50=10000mg/kg，但由于镉颜料的不溶性，在着色制品中是安全的。镉系颜料中都含有硫，它可和多数铅化合物反应生成黑色的硫化铅，过氧化物和强氧化剂能使颜料褪色。

通用镉红的工业生产常采用煅烧法、沉淀、煅烧法和水热法等三种。专用镉红则用合适方法加工。
煅烧法。以碳酸镉、硫和硒为起始原料，直接经煅烧制取镉红。反应方程式：
CdCO3→CdO+CO2↑
2CdO+S→2Cd+SO2↑
Cd+S→CdS
Cd+Se→CdSe
nCdS+CdSe→nCdS·CdSe
操作方法：将原料置于带搅拌器的混合桶或研磨机中混合均匀，放进转炉或马弗炉中煅烧。炉料的配比和煅烧温度决定镉红的色调和特性。镉红含70%左右的镉和不同比例的硒，硒的含量决定镉红的颜色，它是工艺控制的主要因素，硒含量越高，颜料红色就越深。例如橘红要求Se:Cd=10:90，亮红20:80，深紫红30:70。煅烧最佳温度为550～600℃，时间1～2h。煅烧时颜料形成的过程大致如下：在250～300℃， CdCO3分解为CdO和CO2。 CdO在此时处于活性状态，反应性较强，立即与S和Se反应生成棕光红色物质（含定量的CdS和CdSe)。继续升温至400～500℃，变为鲜红色物质，在550～565℃固溶体发色。升温至600℃，炉料的重量变为恒定，至此CdS/CdSe完全转化为六方晶，制得鲜红的镉红。然后出料，经冷却、湿粉碎、筛分、漂洗、过滤、干燥即得成品。煅烧时也发生一些副反应，如CdO被Se还原，一部分S与Se被氧化，以SO2和SeO2挥发，还有少量CdS和CdSe被氧化，因此实际S与Se的配比要比理论计算的稍微过量。
沉淀-煅烧法。先将镉盐（如CdCO3)与硫化钠和硒化氢（或硫硒化钠）溶液反应生成硫硒化镉（nCdS·CdSe)沉淀，然后将沉淀物于高温煅烧制得镉红。煅烧方法类似于上述“煅烧法”。按制造镉红的起始原料不同，沉淀-煅烧法可分为难溶性镉盐法（如碳酸镉法）和易溶性镉盐法（如硫酸镉法）两种。
碳酸镉法。以难溶性的碳酸镉为原料，经沉淀、煅烧过程制取镉红。反应方程式：
Cd+2HCl→CdCl2+H2↑
CdCl2+Na2CO3→CdCO3↓+2NaCl
Na2S+Se+2H2O→H2Se+S+2NaOH
4CdCO3+H2Se+2NaOH+3Na2S→3CdS+CdSe+4Na2CO3+2H2O
操作方法：用泵分别将计量好的盐酸和硝酸从贮槽打入酸解桶内，同时投入金属镉花，控制加料速率并保持反应温度在80～90℃左右。生成的氯化镉溶液经泵抽至贮槽备用。调氯化镉密度为1.162g/cm³ ，用泵送至合成桶。将碳酸钠溶于水，用泵从溶解桶送至高位槽，再入配制桶加水调密度为1.116～1.125g/cm³ 。开动合成桶搅拌，缓慢加入碳酸钠溶液，与氯化镉反应立即生成白色碳酸镉沉淀。当pH值为8～9时，停止加料，约30min反应结束，排水得碳酸镉料浆。经提纯的硫化钠密度调节为1.134～1.143g/cm³， 用泵从贮槽吸入高位计量槽，再加入硒粉溶解桶内。加入计量的硒粉，搅拌升温至70～80℃，反应至硒全部溶解为止。用泵将溶液抽至合成桶，升温至70^～80℃，使之与碳酸钠反应，生成硫硒化镉共沉淀。沉淀物经漂洗送至压滤机过滤，进入干燥箱烘干后，再送入高温转炉煅烧1h左右。煅烧温度控制在550～600℃。取样与标准色比较合格后即出料、急冷。然后将煅烧后产物送到球磨机加水球磨。约6～10h后，放出料浆，用泵将料浆打入漂洗桶内，经清水洗去可溶性盐类。取样检验合格后，送入过滤器过滤。滤饼在电热式干燥箱内烘干后，经粉碎机粉碎，再进入旋风分离器。镉红成品从分离器下部进入包装桶。粉尘经顶部去除尘系统处理。
硫酸镉法。硫酸镉为可溶性盐，可直接与硫硒化钠反应生成硫化镉与硒化镉沉淀。如果加入少量氢氧化钠，不仅有助于维持反应所需的pH值，消除反应中硫酸钠中性盐生成的影响，还可提高硒的利用率。反应方程式：
2CdSO4+2Na2S+Se→CdS↓+CdSe↓+2Na2SO4+S↓ 操作方法：先用180g/L的硫酸溶解镉，并加少许硝酸加速溶解。生成的硫酸镉以碱液中和，调pH=5.4～6.2，经过滤备用。然后制备硒硫化钠溶解。将硒化钠溶于水中，再加入计量的硒粉，搅拌加热，直至硒粉完全溶解。硒与硫化钠生成的复盐很不稳定，冷却后硒会析出，宜使用新配制的硫硒化钠溶液。将配制好的硫酸镉溶液加热至75℃，搅拌下缓慢加入70℃左右的硫硒化钠溶液中，控制pH≥8，反应完全后，将沉淀物洒洗三次，经过滤、烘干，得镉红半成品生料。半成品料饼经粉碎后，在580～600℃煅烧，后优工艺同“碳酸镉法”。
从硫酸镉制镉红，只需调节硒的配比，即可制其它色调的品种，如镉红（含Cd 69.42%、Se 16.30%、S 10.61%)、镉紫（含Cd 64.95%、Se 22.36%、S 10.23%)、镉橘红 （Cd 70.83%、Se 13.20%、S 12.47%)。 这是因为硒化镉的溶度积小于硫化镉的溶度积，硒化镉优于硫化镉生成。本方法优点是缩短了工艺流程，镉红产品中没有未反应的碳酸镉残留。但硫酸镉法的颜料粒经均匀性和热稳定性不如碳酸镉法镉红。
水热法。水热法革除了高温煅烧过程，缩短了工艺流程，降低了废气污染，是一种较新的工艺。水热法基本上分为两步过程。第一步同上述沉淀-煅烧法中的反应过程。即在60～90℃液相中，用碳酸镉与硫硒化钠溶液反应，生成硒硫化镉沉淀。第二步为结晶转化过程。用水热法将无定型的半成品转化为晶体颜料。即把第一步合成的沉