ZnO（间接法）生产和实践氧化锌 （锌氧粉，锌白粉，铅华，亚铅华）ZnO                                       81.37  性质： 白色六角晶体或粉末，无毒，无臭。系两性氧化物，溶于酸，碱和氯化铵溶液中，不溶于水和乙醇。在空气中能吸收二氧化碳和水。加热至1800℃升华，在高温时呈黄色，冷却恢复白色，因它带有碱性，因而可与油类调制成涂料，着色力和着盖力较大。用途： 在橡胶硫化过程中，与有机促进剂，硬脂酸等起反应时生成硬脂酸锌，能增强硫化橡胶的物理性能，也用于作天然橡胶，合成橡胶及胶乳的硫化活性剂和补强剂以及着色剂。用于油漆，油墨，漆布的着色。印染工业用以印花防染剂，在火柴中用于中和牛皮胶的酸性增加胶粘效果。医药工业用作橡皮膏原料。此外，也用于颜料锌铬黄和醋酸锌，碳酸锌，氯化锌等的制造，还在合成甲醇时作催化剂，合成氨时作脱硫剂；并用于玻璃和釉料的生产，在电子工业用于制作霹雷器电阻片和压敏电阻的生产等。1. 在电子、电池工业上应用从氧化锌和其他金属氧化物中可提取用作制造电子结构元件的铁氧体，这种电子结构元件对收音机、电视机和电气通讯装置等起着重要作用。此外，氧化锌的化学、电化和光催化特性最适合电池、燃料电池和光电池的使用。如锌-碳干电池过去用CrO3作防腐剂，现可用等量氧化锌代替；氧化锌和银粉的混合物可作燃料电池的电极材料；在太阳能电池中可用噻嗪染料敏化的氧化锌作光催化剂。2. 在塑料、橡胶工业上的应用在塑料（如丙烯酸盐、聚乙烯以及聚氯乙烯）中，氧化锌可用作紫外线稳定剂，使其耐大气性得到性改善。天然橡胶和人造橡胶制品常用氧化锌作为硫化处理的活性剂和增强剂。例如汽车轮胎中就含有5%的氧化锌。3. 在油漆化工颜料工业中的应用氧化锌作为一种白色颜料，与油或含油的各色粘合剂调合后，便得出白色和各种色彩的油漆。氧化锌与磷酸反应，获得的磷酸锌可用来进行金属表面处理或制作取防锈颜料。氧化锌还可以用于制取铬铭酸锌和四氧化锌，这两种颜料可用作防腐底漆。4. 在玻璃、陶瓷工业上的应用最近有关资料报导，在不同种类的玻璃中加入氧化锌成份后，能使玻璃产生某种特殊性质。如感光玻璃和感光陶瓷用氧化锌代替5%的二氧化硅，就能显著地降低其热膨胀系数，增加光的敏感度和光的密度近20倍。在光学玻璃中加入氧化锌成份，能使玻璃具有高折射率，吸收紫外线和透光必好的性能。氧化锌给予电气玻璃一系列电气和半导体性质，使之能应用于印刷电路、电容器、电阻器和导电制品中。此外，氧化锌在工艺品或餐器皿的透明粗釉和粗陶瓷器的半透明釉中更早有所应用。5. 在建筑材料工业中的应用一些研究者通过实践证实，在硅酸盐水泥中加入氧化锌可以抑制硅酸盐水泥的凝固和硬化，改善洁白度和提高强度。6. 在塑料、军火工业上的应用用有机酸和氧化锌制取的有机锌化合物，可以作发动机燃料以及内燃机用燃料油的添加剂，以减轻燃烧气体对发动机部件的高温腐蚀作用。氧化锌与六氯络烯（或其他氯载体）以及铅粉混合，可用来制造烟幕弹或其他烟雾武器。7. 氧化锌用作催化剂、脱硫酸氧化锌作催化剂有以下几个作用；烷基取代作用——用氧化锌来改善硼铝化化合物为基的烷基取代催化剂；脱氢作用——氧化锌以纯的形式作催化剂；从化合物中脱氢；氢化作用——在一些氢化工艺过程中，氧化锌及其衍生物有助于催化剂的效率，以增加反应率或产量，或者对某些特性产生影响；氧化作用——在一些氧化工艺过程中（如碳氢化合物的催化氧化和光催化氧）含氧化锌的催化剂是有效的。用氧化锌可以使烃的气态或液态产品脱硫。此外，在我国的合成氨生产中也采用氧化锌处脱硫剂。8. 氧化锌用作化学试剂  锌的许多化学药剂如硫酸锌、氯化锌、锌硼酸盐等，都以氧化锌作为原料。而这些化学药剂，如硫酸锌在人造纤维工业中，可用来改善纤维对染料的吸收。硫酸锌又是生产立德粉的原料。氯化锌可用于生产萤光材料、硬脂酸锌和硬化纤维等。此外，锌盐还可用于制造染料，氧化锌还可用作硝铵炸药热分解的抑制剂。另外，它在造纸工业、宇宙航行工具的涂料及香烟的过滤咀等方面都有应用。9. 在医药部门的应用很早以前，氧化锌就在医药部门有所应用。高纯氧化锌本身就是一种药物。它还以药物的形态用来配方，例如用于软膏、油（药）膏的基料和含锌胶带中。氧化锌及其衍生物能使各种粘合剂在粘在粘结强度，凝固时间、热稳定定性、防火（水）性能、贮存寿命、湿粘性等都有所提高。10. 在静电复印技术上的应用利用氧化锌的导光性能和半导体性质，在纸基上涂一层氧化锌粘合剂薄膜，通过静电感应、曝光，曝光部位停止放电，再利用含碳黑的显影剂显影，便在纸上产生一个摄像的复制品。很显然，氧化锌在静电复印技术上有着重要的作用。11. 在农业技术上的应用早在1926年就有人研究并得出结论，锌对植物生命是必不可少的。它在植物虽各种金属酵素的主要成分，缺少它就会明显地影响植物新陈代谢作用，尤其是氧化锌和硫酸锌对农作物生长、土壤改良有养分。由于氧化锌具有许多特殊性质，其用途也就特别广泛，这种特的无机物质不公在电子、电池、医药、农业、化学药剂等方面有许多重要作用，而且还具有将太阳能转变为化学能的特殊作用。我们相信，随着科学技的发展，氧化锌的高水平用领域也将不断开发。ZnO广泛用于橡胶、陶瓷、涂料、塑料、造纸、油墨印染医药火柴磁性材料、高能蓄电池、玻璃制品、天然气脱硫、摄像、静电复印、彩色显像管、萤光粉、饲料、焰火及烟幕弹等各种工业品的生产制造。因其用途广，消费量大，各国用于生产氧化锌的锌量，约占其总量的5%～10%。我国ZnO年产量约6.5～7万t ，欧共体年产量约25万，美国约10万t 。   2 、生产原理    精锌锭（0＃或1＃，少量2#） 在熔化炉加热熔化后，通过石墨坩埚溶化溢锌管流入蒸发炉。锌在高温下，剧烈蒸发，大量锌蒸气，经导气管进入氧化炉的分配室，从其拱顶上的喷嘴喷出，为从空气门进入的空气中的氧所氧化，生成ZnO 并放出大量热。在要求的温度下，Zn（气）与O 2反应的A F <0，能自动地向生成ZnO方向进行，如保证加锌量及蒸发炉的温度在规定的指标内，就能不断地产生基本恒定的锌蒸气，供给氧化炉。氧化炉内保持适当的负压，就会吸入适量的空气，使来自蒸发炉的锌蒸气快速而完全地氧化成ZnO氧化锌（间接法）。   应该指出的是，进入分配室的锌蒸气，有小部分冷凝成液态锌，其量视分配室外内温度的高低，通常为ZnO产量的确良5%～10%。这种冷凝作用，有脱除高沸点杂质pb、 Fe等的功效。ZnO（间接法）生产示意图1—煤气头    2—空气道    3—火道    4—熔锌埚    5—石墨坩埚6—火井      7—炉膛      8—氧化室  9—冷却箱；  10—布袋11—冷却管道           12—布袋过滤器3.3  技术操作条件      燃烧室温度：炉役初期1260～1280℃；末期限1320～1400℃。     蒸发室温度：炉役初期960～1020℃；末期920～950℃。     熔化炉温度：540～650℃。     氧化炉氧化室温度：450～800℃。     布袋室入口温度：〈180℃。     锌蒸气喷出速度：～4.5m /s 。       氧化炉分配室度：920℃。氧化炉氧化室压力：微负压。3.4 技术经济指标对比  见表13.5  ZnO质量标准及反射炉法产品质量   见表2和表3    对比以上二表可以看出，本工艺产品质量已达到国标优级标准。问题讨论排气方式 ： 现有ZnO生产厂家，如葫芦岛锌厂是借助布袋室入口与氧化炉空气入口间保持适当位差，而实现自然排气，在开炉及生产中氧化室出现正压时，启动备用排风机排气，自然排气的优点是凶电，缺点是氧化炉产渣率较高（约达6%）。氧化炉操作受风向力变化的影响，一旦出现正压，不及时控制，就会影响氧化锌质量及产量，欲使位差高，抽力大，布袋室必须抬高，从而增加了厂房造价，水口山四厂。韶关冶炼厂，兴城市冶化厂是用排风机强制排气，其优点是生产过程中易于控制，，不受风力风向变化的影响，氧化室的氧化锌渣率较低（1.9%）。这就相应地提高了产量，弥补了电力费用，而且有余。此外，布袋室较低，厂房造价亦降低。氧化炉顶排气管长度：一般为2～3.5m 。管子较长，提供子较长的反应时间，从而增加优级氧化锌的产量，兴城市冶化厂该管的长度，，超过上述数值很多，，1#斗的ZnO，也达到了优级品标准，使优级品产出率达99.2%。而管中积存回落氧化炉的氧化伞，其数量很少，加上氧化炉内ZnO总量，也不超过氧化锌产量的2%。蒸发室拱顶厚度与拱顶到锌液面距离：蒸发室内锌液的蒸发强度，取决于燃烧室供给蒸发室热量的多寡。在生产过程中，控制燃烧室温度在规定指标内，则锌液的蒸发强度，取决于拱顶材质、厚度和拱顶到锌液面的距离。有色冶金炉传热炉壁，通常使用耐急冷急热性好、导热性高的SIC拱顶厚度有230、115和80mm 等多种。经拱顶传导到蒸发室的热量，主要是通过辐射强度与距离的平方成反比，本工艺的炉床面积仅几个m² ，因此，适当降低拱顶到锌液面的距离，将大大有利于辐射传热。（1）燃烧室的位置：本工艺的炉子，燃烧室位于蒸发室的上面。主要是通过传导与辐射，将热量传送给锌液，如燃烧室位于蒸发室的底部，则锌液与燃烧室顶部直接接触，底层锌液，吸热蒸发，强烈搅拌溶池，强化了上下层锌液的热交换，因而热利用率较前者高，其缺点是如温度波动较大时，一旦出现炉裂，则修补堵漏，将是十分困难的，但此种结构的炉子，印度已有厂家用来生产锌粉。  （2）可否使用粗锌锭为原料：为了降低高级ZnO的生产成本，可以考虑精锌锭掺和一定数量的粗锌锭，粗锌中的杂质，主要是低沸点金属如Cd ，及高沸点金属如pb 、Fe 等，严格控制熔化熔析炉的温度450～500℃ 在。有一定的脱Pb 效果，在不影响产量和前提下控制蒸发室的的温度在中低温线，也可以调控氧化锌中的Pb 含量，氧化炉分配室，锌蒸气有小量冷凝成液态锌，而具有降低高沸点杂质(Pb 、Fe等 )含量的效果。上述金属的沸点（℃）：锌907、镉767、铅1620、铁3000、铜2595。在920～1000℃ 条件下，锌及其中所含的镉即沸腾，并呈蒸气状态蒸发而铅在此温度下的蒸气压力仅67～126Pa ，铁及铜的蒸气压更低，它们不会大量地挥发，几乎全部仍为液态，根据鲁姆司徒对铅锌系统950～1000℃时的热力学计算，含Pb 锌液一次蒸馏所得蒸气，其含P量为液态被蒸馏物中Pb 的百分数的0.004倍。氧化锌中Cd 含量，国家标准未作明确规定，若其含量高，会使ZnO的颜色达不到要求。镉虽有某些能脱Pb 功能，但为确保高级ZnO的质量，精锌搭配粗锌的比例，仍需通过试验确定。如为适应市场需要，生产品级较低的氧化锌，可以考虑全部使用粗锌。但炉子结构用操作条件的控制，作相应的变更则更妥。3．6在生产过程中可以采取，烟煤，重油，天然气，煤气发生炉等几种方式加热方法生产氧化锌（间接法）。4 结语锌锭反射炉法生产高级ZnO的特点： （1）、建设投资较低。炉体系统，主要由通粘土耐火砖及少量高铝砖砌成，仅蒸发室及熔化炉拱顶，用不价格较贵的SIC板砖结构成因其厚度较薄，故其数量较少，相对于精馏法而言，炉体建设投资较低。   本法所用厂房，系红砖砌筑，屋顶为角钢或铁管焊成人字支架，上铺石棉瓦，主厂房墙高仅6米，为平房，如用排风机排气，布袋室亦为平房，土建投资较低。（2）、建设周期短。因炉体及附属设备均较简单，几个月那可建成投产。（3）、技术条件易控制，本法不象粗馏法那样严格，因其对于炉体寿命及产量质量等影响，不如精馏法地么明显，故操作条件，容易掌握，在无熟练工人的情况下，只要精加培训，即可进行生产。（5）、余热利用较好，燃烧废气，除了用作预热空气经外，还第二次用来加热熔化炉的锌锭，节约能源。（6）、熔化熔炉析炉，系间接加热型，浮渣量少，提高了产量及锌的收率，改善了劳动条件。（7）、工艺流程短（8）、产品质量高。高级ZnO质量，如用1级精锌搭配 2级精锌作原料，可达国家标准优级。（9）、设备缺点就是热量损失比较厉害，八个花瓶石墨坩埚受热不均匀，出来ZnO（间接法）产品品质不均匀，氧化室回落ZnO（间接法）比较多。（10）、在生产过程中经常会出现某一个花瓶石墨坩埚出现问题将影响整个工艺，造成整个工艺停产，增加产品成本。