氧化锌介绍，生产方法及应用领域

【本文导读】:　氧化锌(ZnO)，俗称锌白，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。高温时呈黄色，冷却后变为白色，1800℃升华。氧化锌晶格属ZnS型，氧居于锌构成的四面体中，锌也在氧的四面体中，配位数都是4。为强紫外线吸收剂，工业上用做橡胶制品增强剂和白色

　　氧化锌(ZnO)，俗称锌白，是锌的一种氧化物。难溶于水，可溶于酸和强碱。高温时呈黄色，冷却后变为白色，1800℃升华。氧化锌晶格属ZnS型，氧居于锌构成的四面体中，锌也在氧的四面体中，配位数都是4。为强紫外线吸收剂，工业上用做橡胶制品增强剂和白色颜料、塑料填料、油漆色料以及为润肤剂和软膏、锌糊的主要成分。

氧化锌介绍，生产方法及应用领域(pic1)

　　橡胶电子等行业**制品多数使用纯度高达99.7%的间接化氧化锌;中档制品使用纯度为95%以上的直接法氧化锌;油性涂料多数使用直接法含铅氧化锌。氧化锌是一种常用的化学添加剂，广泛地应用于塑料、硅酸盐制品、合成橡胶、润滑油、油漆涂料、药膏、粘合剂、食品、电池、阻燃剂等产品的制作中。具有活化橡胶促进剂的独特性能，可用来制造应用广泛的橡胶硫化产品。治疗皮肤伤口时，氧化锌可起止血收敛作用，常用做橡皮膏等。还可做复印机中光导体、甲醇合成反应的催化剂等。

　　氧化锌的能带隙和激子束缚能较大，透明度高，有优异的常温发光性能，在半导体领域的液晶显示器、薄膜晶体管、发光二极管等产品中均有应用。

纳米氧化锌概况：

　　活性氧化锌具有比表面积大和比表面能大等特点，自身易团聚;另一方面，活性氧化锌表面极性较强，在有机介质中不易均匀分散，这就极大地限制了其纳米效应的发挥。因此对活性氧化锌体进行分散和表面改性成为纳米材料在基体中应用前必要的处理手段。

生产方法

　　1.直接法：

　　用锌精矿为原料，经高温氧化焙烧再加煤还原为锌蒸气，锌蒸气与热空气氧化得氧化锌。现在主要用的原材料为锌矿石，锌灰等.一般有以下几种窑炉结构：

　　(一)平窑.高温氧化焙烧过程在一用耐火转建的立方体窑炉里面，炉渣从窑下面漏掉.原料：锌矿石，锌灰，要求锌含量30%以上.产量：炉体6平方左右的每天2到3吨左右.含量在85%-99%之间.设备投资40万左右.优点：由于是用无烟煤烧制，氧化锌颜色好，硫根，氯根含量低.原材料充沛，产品销路广。

　　(二)转窑.高温焙烧过程在一倾斜20度左右长度40米左右的圆形铁筒里，从上方加料，下方出渣，蒸气收集氧化成氧化锌.原料：各种工业含锌废渣，一般含锌量16%以上就可以用，产量圆形铁筒一米左右的每天10吨货左右，含量在55%-92%之间，设备投资60万左右.优点：原材料要求不高，回收率高.产量高.氧化锌颜色有的发黄，有的发灰.硫根氯根含量高.一般作为原材料用于别的行业。

　　(三)烟化炉.具体生产工艺不详.原料：工业含锌废渣，一般含锌量14%以上，产量每天20吨，含量在45-80%.设备投资100万.优点：回收率高，产量高.氧化锌颜色微黄色或灰色.生产工控制好的话硫根氯根不高。

　　2.间接法：

　　把锌锭熔入蒸发坩锅内，加热后气化遇空气氧化经过冷却用布袋捕集得到成品.产量每天5吨左右.含量99.7%，不过现在也有用锌渣自己炼成锌块代替锌锭，生产的氧化锌含量在99.5左右.设备投资40万.优点：产品含量高，产量高，工艺容易控制.氧化锌为白色微黄.活性好.不过由于原材料为锌锭，价格随锌锭价格起伏变化较大。

　　3.化学法：

　　次氧化锌、氨水与碳酸氢铵，按1(有效锌)∶8∶1～1.5(重量比)配比投放在浸取槽中，加热至50℃～80℃进行反应，调节PH值后除去杂质.蒸发5～8小时，而得碱式碳酸锌沉淀液固混合物，分解的氨气用吸收后，经氨循环系统导至工序(1)的浸取槽内循环利用，获得的碳酸锌经甩干，焙烧得到含量99.8%左右的氧化锌.原料：转窑或烟化炉生产的次氧化锌或别的低含量氧化锌.产量：每天4吨左右.设备投资100万.优点：产品纯度好，含铅，镉，坤等杂质少.由于次氧化锌都含有一定量的铅，生产过程中的废铅泥也可抵消部分生产成本.稳定的原料和开拓市场要掌握好.由于生产过程中氨气循环利用，也称为氨法生产氧化锌工艺。

直接法氧化锌、间接法氧化锌、纳米氧化锌的区别

　　氧化锌生产按其生产方法不同可分为间接法氧化锌、直接法氧化锌、活性氧化锌三种。

　　直接法氧化锌多以锌矿石，锌灰、锌精矿为原料，经高温氧化焙烧再加煤还原为锌蒸气，锌蒸气与热空气氧化得氧化锌。该工艺产品纯度低一般在75%--95%之间，杂质含量高。

　　间接法氧化锌的原材料是经过冶炼得到的金属锌锭或锌渣。锌在石墨坩埚内于1000°C的高温下转换为锌蒸汽，随后被鼓入的空气氧化生成间接法氧化锌，并在冷却管后收集得氧化锌颗粒。

　　间接法是于1844年由法国科学家勒克莱尔(勒克莱尔)推广，间接法氧化锌生产工艺简单，成本受原料的影响较大。间接法生产氧化锌粒子的直径在0.1到10微米，纯度在99.5%到99.7%之间，纯度越高，单位质量越重。

【应用】

　　纳米氧化锌除了广泛应用于化工、橡胶、涂料、陶瓷、电子、纺织和医药卫生等传统工业外，还在紫外线屏蔽、光催化、导电等方面得到了应用。随着材料纳米化和功能化研究的深入，其应用领域将会得到进一步的拓宽。

　　1. 化妆品

　　纳米氧化锌因其具有无毒，无味，对皮肤无刺激性，不分解，不变质，热稳定性好，本身为白色，也可以着色等特点，应用在化妆品的防晒剂中，对皮肤有消炎、保护、防皱和预防紫外线的伤害等功能。以六水硫酸锌与碳酸铵反应，**工艺条件为：原料配比1∶3，洗涤剂为无水乙醇，在350℃煅烧前驱体2h，得到肤色纳米氧化锌粉末，在紫外区屏蔽性较高，有较好的推广使用价值。

　　2. 光催化剂

　　纳米氧化锌比表面积大，表面活性中心多，且其表面效应和体积效应使其具有高的催化活性和选择性。纳米氧化锌作为光催化剂可对农药、色素、三氯甲烷、四氯化碳、三氯乙烯及大气中的有机物进行光催化分解，使其最终氧化为CO2和H2O等无污染物质。此外，纳米氧化锌因其质量轻、厚度薄、吸波能力强等优点，而在隐身技术—雷达波吸收材料方面得以应用。还有纳米氧化锌作为无机活性剂和硫化促进剂，添加到橡胶中可提高橡胶制品的光洁度和耐磨性能，因而在橡胶行业中也得以应用。

　　3. 医药

　　纳米氧化锌对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、沙门菌属等致病菌具有强烈的抑制或杀灭作用，并且纳米级的氧化锌作为一种新型锌源，在具有选择毒性及良好的生物相容性的同时，还具有较高的生物活性、良好的免疫调节能力和高吸收率等特点，因而愈发受到相关研究者的重视。

　　【参考文献】

　　[1] 张训龙.一种改性纳米氧化锌. CN201710416153.8，申请日2017-06-06

　　[2] 张雄斌, 贺辛亥, 程稼稷. 纳米氧化锌的制备及改性研究进展[J]. 人工晶体学报, 2017, 46(10): 2054-2057.

　　[3] 董乾英, 张保林, 程亮, 等. 纳米氧化锌的制备及应用研究[J]. 化工矿物与加工, 2012, 41(5): 34-38.

　　[4] 况慧娟, 杨林, 许恒毅, 等. 纳米氧化锌抗菌性能及机制的研究进展[D]. , 2015.

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