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氧化鋅專欄

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間接法氧化鋅和直接法氧化鋅

來(lái)源:ddcf.com.cn日期:2019-09-17

    普通氧化鋅包括直接法氧化鋅、間接法氧化鋅和濕法氧化鋅。其中直接法氧化鋅10%-20%,間接法氧化鋅70%80%,而濕法氧化鋅只占1%-2%。

    直接法也稱“韋氏爐”法,因首先出現(xiàn)在美國(guó),又稱“美國(guó)法”。直接法生產(chǎn)氧化鋅,優(yōu)點(diǎn)是成本較低,熱效率高。含鋅的原料在1000-1200℃下,被含碳物質(zhì)(主要是煤)還原。鋅原料的含鋅質(zhì)量分?jǐn)?shù)在60%-70%。反應(yīng)設(shè)備一般選用回轉(zhuǎn)窯。常用的回轉(zhuǎn)窯長(zhǎng)30m,直徑2.5 m左右。燃燒氣中含有的鋅蒸氣和CO,可導(dǎo)入氧化設(shè)備,使氧化反應(yīng)進(jìn)行完全,再經(jīng)過(guò)熱交換器,冷卻后進(jìn)入布袋分離器,以收集成品。直接法生產(chǎn)的氧化鋅為針狀結(jié)構(gòu),是工業(yè)等級(jí)氧化鋅。直接法氧化鋅因含有未能完全分離的雜質(zhì),白度也較差,但因價(jià)格較低而有一定的銷路。

    間接法出現(xiàn)于19世紀(jì)中葉,法國(guó)使用金屬鋅在坩堝中高溫氣化,并使鋅蒸氣氧化燃燒,而收集到氧化鋅粉末,因此也稱為“法國(guó)法”。工業(yè)上,間接法生產(chǎn)ZnO是先將鋅塊在高溫下熔融而蒸發(fā)成鋅蒸氣,進(jìn)而氧化生成ZnO。產(chǎn)品品型及物理性能與氧化的條件有關(guān),而產(chǎn)品的純度與所用的鋅塊純度有關(guān)。

    間接法氧化鋅也可使用鋅渣等低規(guī)格的含鋅原料,但需要采用氣-液相的分離技術(shù),預(yù)先分離出Cd,PbFeAl等雜質(zhì),以提高鋅蒸氣的純度。除去雜質(zhì)的措施如下:1)采用坩堝法或馬弗爐法,使不易蒸發(fā)的FePb等雜質(zhì)成渣而分離;2)采用分餾法,使高溫蒸發(fā)的原料蒸氣中的Cd,Pb,FeAlCu等雜質(zhì)在通過(guò)由碳化硅材料制成的分餾塔板時(shí)得以分離;3)采用二室爐分離法,原料預(yù)先在一室爐中分離雜質(zhì),進(jìn)入第二室后,在無(wú)氧存在的條件下進(jìn)行蒸餾,以提高鋅蒸氣的純度,如純度不夠,還可以繼續(xù)用分餾法分離少量的Pb4)采用回轉(zhuǎn)窯法,在回轉(zhuǎn)窯中使物料熔化、蒸餾,并有部分氧化,可控制溫度、CO2O2的分壓等操作條件,以減少Pb雜質(zhì)的含量,還可控制生成的氧化鋅的顆粒和晶體形狀。

    間接法生產(chǎn)的氧化鋅為無(wú)定形,可制成光敏氧化鋅、彩電玻殼用氧化鋅、藥用氧化鋅及飼料級(jí)氧化鋅等。

    濕法是以ZnSO4ZnCl2為原料,經(jīng)去除雜質(zhì),加入Na2CO3溶液,生成Zn2(OH)2CO3沉淀,再經(jīng)過(guò)漂洗、過(guò)濾、干燥,將所得干粉焙燒得ZnO。所制得的ZnO具有較大的比表面積,所以也有稱其為活性ZnO。其反應(yīng)式如下:

      ZnSO4+Na2CO3ZnCO3+Na2SO4

      沉淀中可能含有一定量的Zn(OH)2,焙燒后釋放出CO2和水蒸氣,而得到ZnO。

間接法氧化鋅工藝

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