間接法氧化鋅

間接法氧化鋅(英文名稱indirect process zinc oxide),間接法是於1844年由法國科學家勒克萊爾(LeClaire)推廣的,因此又稱為法國法氧化鋅(frenchi process zinc oxide)。氧化鋅生產方法有直接發和間接法之分。間接法氧化鋅,顧名思義表明它是通過間接法製造的產品。間接法一般以鋅錠為原料,鋅錠在石墨坩堝內於1000 °C的高溫下轉換為鋅蒸汽,隨後被鼓入的空氣氧化生成氧化鋅,並在冷卻管後收集得到產品氧化鋅顆粒。也可採用鋅渣為原料,不同的鋅錠和鋅渣原料重金屬含量直接影響產物的重金屬雜質含量,生產出的氧化鋅純度雖有區別,但採用間接法工藝生產的氧化鋅產品純度為99.5%--99.7%。直接法工藝氧化鋅多以鋅礦石,鋅灰、鋅精礦為原料,經高溫氧化焙燒再加煤還原為鋅蒸氣,鋅蒸氣與熱空氣氧化得氧化鋅。該工藝產品雜質含量高,純度低一般在75%--95%之間。間接法氧化鋅是一種金屬氧化物,常溫下為白色六角晶繫結晶或粉末,粒徑在0.1-10微米左右。難溶於水,可溶於酸和強鹼,氨水和銨鹽溶液。無嗅無味,無砂性。受熱變為黃色,冷卻後重又變為白色,加熱至1800℃時升華。間接法氧化鋅可用於橡膠、壓敏電阻、油漆、磷化液、薄膜、導熱材料等產業。重金屬含量低的產品,還可用於家畜飼料、藥品、醫療保健等產業。氧化鋅分子式和化學結構式為ZnO。

物理性質

【外觀】間接法氧化鋅是一種金屬氧化物,常溫下為白色六角晶繫結晶或粉末,無嗅無味,無砂性,粒徑在0.1-10微米左右。

【沸點】(℃) 2360

【熔點】(℃) 1975

【閃點】℃(封閉式) 1436

【密度】g/cm 5.606

【折射率】n 2.008~2.029

【溶解性能】難溶於水,29 ºC 在水中溶解度為1.6 mg/L。可溶於酸和強鹼,氨水和銨鹽溶液。

【穩定性】穩定

化學性質

【CAS登錄號】1314-13-2

【EINECS登錄號】215-222-5

【分子量】81.3894

【分子式及結構式】氧化鋅分子式和化學結構式為ZnO。

【常見的化學反應】氧化鋅是一種兩性氧化物,與酸反應生成鋅鹽,例如與鹽酸反應:

ZnO + 2HCl → ZnCl + H O

氧化鋅同時可以與強鹼反應生成可溶性鋅酸鹽,例如與氫氧化鈉反應:ZnO + 2NaOH + HO → Na[Zn(OH)]

當溫度達1975 °C時氧化鋅會分解產生鋅蒸氣和氧氣。在高溫條件單質碳可用於氧化鋅中鋅的還原;

ZnO + C → Zn + CO

氧化鋅在脂肪酸中可發生緩慢的反應,生成相應的羧酸鹽,如油酸鹽和硬脂酸鹽。氧化鋅可以與硫化氫發生反應,在工業生產中該反應常用來除去混合氣體中的硫化氫:

【禁配物】酸、鹼。氧化鋅與鎂粉、鋁粉、氯化橡膠、亞麻籽油接觸會發生劇烈反應,發生起火或爆炸的危險。含有氧化鋅的軟膏與水混合暴露在紫外線光下則可產生過氧化氫。

【聚合危害】無聚合危害。

主要用途

間接法氧化鋅可用於橡膠、壓敏電阻、油漆、磷化液、薄膜、導熱材料、催化劑等產業。重金屬含量低的產品,還可用於家畜飼料、藥品、醫療保健等產業。

製造方法

間接法氧化鋅製造方法如下:將電解法製得的鋅錠置於耐高溫坩堝內,加熱至600~700℃熔融後,在高於907℃(通常在1000℃左右)的溫度下蒸發形成鋅的蒸汽,蒸汽在空氣中被氧氣氧化產生氧化鋅,這個氧化過程會發出閃亮的光同時伴隨著溫度的降低,隨後氧化鋅顆粒通過一根冷卻傳送管被收集在一個集塵室里鏇風分離,將細粒子用布袋捕集,即製得氧化鋅成品。

這個合成方法是在1844年被法國人LeClaire普及推廣開的,因此該法也被稱作法國法。此法得到的產品一般是平均尺寸0.1至10微米的氧化鋅顆粒。按重量計,世界上大部分的氧化鋅是由這個方法製造的。

【產業鏈】上游鋅錠。下游間接法氧化鋅,橡膠、壓敏電阻、油漆、磷化液、薄膜、導熱材料、催化劑,家畜飼料、藥品、醫療保健等產業用料。

【參考質量指標】間接法氧化鋅執行標準GB/T3185-92,質量指標如下:

金屬物(以Zn計)%:無;

氧化鉛(以Pb計):≤0.037%;

錳的氧化物(以Mn計):≤0.0001%;

氧化銅(以Cu計):≤0.0001%;

灼燒減量:≤0.2%、
水溶物:≤0.10%;

水分:≤0.3%;

篩余物(320目篩):≤0.10%

毒性和環境影響

吸入氧化鋅煙塵能引起鋅鑄造熱。其症狀有口內金屬味、口渴、咽乾、食欲不振、胸部發緊、乾咳、頭痛、頭暈、四肢酸痛、高熱惡寒,瞳孔擴大、結膜及咽部、面部充血、糖尿,有時還出現肝大。大量氧化鋅粉塵可阻塞皮脂腺管和引起皮膚丘疹、濕疹。重者出現肺間質水腫,肺泡上皮破壞。

大鼠腹腔注射LD:240mg/kg。小鼠經口LD50:7950mg/kg。

氧化鋅包裝容器須作為危險性廢料處置,避免釋放至環境中。氧化鋅對水生生物有極高毒性,可能對水體環境產生長期不良影響。

包裝、貯存和運輸

間接法氧化性採用內襯塑膠代的紙板桶或鐵桶包裝,儲存於陰涼、通風的庫房。遠離火種、熱源。應與酸、鹼、鎂粉、鋁粉、氯化橡膠、亞麻籽油、食品分開存放,切忌混儲混裝混運。儲區應備有合適的材料收容泄漏物。運輸注意事項:起運時包裝要完整,裝載應穩妥。運輸過程中要確保容器不泄漏、不倒塌、不墜落、不損壞。嚴禁與氧化劑等混裝混運。運輸途中應防曝曬、雨淋,防高溫。

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