氧化鋅(Zinc oxide),化學式為ZnO,是一種無機化合物,也是鋅的氧化物。常溫下為白色粉末狀固體。以下是關于氧化鋅的詳細介紹:
一、物理性質
外觀:白色粉末。
熔點:1975℃。
沸點:2360℃(也有資料提及為2373℃,但通常認為2360℃更為準確)。
密度:5.606g/cm3(25℃)。
溶解性:氧化鋅不溶于水和乙醇,但可溶于酸、氫氧化鈉水溶液和氯化銨。
其他性質:折射率在2.008到2.029之間,存在三種晶體結構:六邊纖鋅礦結構(最常見)、立方閃鋅礦結構以及較為罕見的氯化鈉式八面體結構
二、化學性質
酸堿性:氧化鋅是一種兩性氧化物,可以與酸或堿反應生成鹽和水。
氧化還原性:氧化鋅具有一定的氧化性,可以被還原為金屬鋅。
穩定性:氧化鋅在常溫下穩定,但在高溫下會分解。
與硫化氫的反應:氧化鋅與硫化氫反應生成硫化鋅和水,這一性質常用于工業生產中除去混合氣體中的硫化氫。
與脂肪酸的反應:氧化鋅在脂肪酸中可發生緩慢的反應,生成相應的羧酸鹽
三、生產方法
直接法
原料與過程:直接法以鋅精礦為原料,經高溫氧化焙燒脫除鉛、鎘、硫等雜質后,加入煤作還原劑并壓制成團,再在爐內高溫還原,使揮發出的鋅蒸氣與空氣中的氧氣反應生成氧化鋅。
產品特點:直接法生產的氧化鋅含量一般在90%-95%之間,產品質量受所用工藝、鋅精礦質量和煤的質量影響。
間接法
原料與過程:間接法將鋅渣或鋅錠置于耐高溫坩堝內加熱至600~700℃熔融后,在907℃(通常在1000℃左右)的高溫下轉換成鋅蒸氣,隨后導入熱空氣進行氧化,生產的氧化鋅經過冷卻、旋風分離后,用布袋捕集細粒子,得到氧化鋅。
產品特點:間接法生產的氧化鋅純度較高,一般為99.5%-99.7%,且產品質量與使用的鋅渣和鋅錠原料重金屬含量密切相關。
濕法
酸法:以硫酸鋅或氯化鋅為原料,經去除雜質后加入碳酸鈉溶液生成堿式碳酸鋅沉淀,經過漂洗、過濾和干燥后焙燒得到氧化鋅。該方法制得的氧化鋅具有較大的比表面積,稱為活性氧化鋅。
氨法:以次氧化鋅為原料,加入氨水在一定溫度下浸取一小時,加入一定比例的碳銨反應兩小時,加入硫化鈉除雜后加入金屬鋅粉置換,將置換出的金屬及混合鹽經過濾全部除掉,最后經過蒸發焙燒得到氧化鋅
四、產品種類
間接法氧化鋅
定義與特性:間接法氧化鋅是以金屬鋅錠為原料,通過坩堝爐冶煉生產的氧化鋅。其生產較為簡單,進入壁壘低。
應用:廣泛應用于橡膠領域,是氧化鋅產品最大的應用領域,約占氧化鋅下游消費的50%-60%。
直接法氧化鋅
定義與特性:直接法氧化鋅是以鋅礦石為原料,通過高溫空氣氧化而成。其生產過程涉及還原鋅礦石和氧化鋅蒸氣等步驟。
應用:與間接法氧化鋅類似,也廣泛應用于橡膠、陶瓷等行業。但近年來,由于房地產行業的不景氣,陶瓷行業出現萎縮,導致直接法氧化鋅在該領域的應用受到一定影響。
活性(濕法)氧化鋅
定義與特性:活性氧化鋅,又名濕法氧化鋅,是通過濕法冶煉工藝生產的氧化鋅。在生產過程中需要在浸出劑中進行中性浸出和酸性浸出等過程,最后形成氧化鋅,并排除生產廢水。其產品在比表面積、顆粒度、活性等方面與間接法和直接法氧化鋅有所不同。
應用:由于其獨特的生產工藝和性能特點,活性氧化鋅逐漸被應用于輪胎行業等新領域。同時,它也可以應用于陶瓷行業等傳統領域
五、應用領域
氧化鋅因其獨特的物理和化學性質,在多個領域都有廣泛的應用,包括塑料、硅酸鹽制品、合成橡膠、潤滑油、油漆涂料、藥膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產品的制作中
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