氧化是锌的一氧化物,俗称锌白,是一种白色或淡黄色的无机化合物,不溶于水,溶于酸和强碱。在生态环保部下达的文件《关于印发<重污染天气重点行业应急减排措施制定技术指南(2020 年修订版)>的函》中,将氧化锌的生产划归到再生锌行业中,对氧化锌生产提出更高的要求。氧化锌的常见加工工艺分为火法与湿法,火法包括直接法与间接法;湿法是为生产比表面积更高、活性更强的氧化锌而研发出的生产工艺,产品俗称为活性氧化锌,湿法根据浸出液的不同分为碱法和酸法。

 一、火法--直接法

直接法又称美国法,是将含锌质量分数70%以下的原料去除杂质后制成合格的锌灰,再将锌灰加入煤、石灰混合破碎后压制成型,在1000~1200℃的氧化锌炉下冶炼还原形成锌蒸汽,再经过氧化再冷却得到氧化锌成品。这种成品的含量一般低于99.7%,含量相对较高,一般应用于工业等级的产品,例如陶瓷釉料的添加剂。据Mysteel不完全统计,山西省产能约为10万吨/年,河北省产能现不足6万吨/年,江苏、两广也有小部分产能分布,然而整体产能利用率不足50%。

附直接法生产工艺流程图:

数据来源:公开数据、钢联数据

 

 二、火法--间接法

间接法又称法国法,是将锌锭或锌渣粉碎后在1000℃下冶炼形成锌蒸汽,再经氧化冷却得到氧化锌成品。此方法生产的氧化锌含量在99.5~99.7%,也是市面上占比量最大的氧化锌产品的规格,主要消费市场相对广阔,占比最大的为橡胶市场。目前间接法产能主要分布于山东、河北、江苏等地,浙江、安徽、四川亦有少量分布。

附间接法生产工艺流程图:

数据来源:公开数据、钢联数据

 

 三、湿法--碱法

生产工艺流程:含锌原料+氨水(+协浸液)→锌铵络合物→除杂、蒸氨→碱式碳酸锌→过滤、干燥、煅烧→活性氧化锌

碱法制备活性氧化锌比较具有代表性的即为氨浸法,在生产中还会添加铵盐以提高浸出率,随后通过净化确保产品的纯度,但该方法在实际生产中相对较少,主要由于其生产原料氨的易挥发性以及强烈刺激性气味导致对生产车间有着相对较高的要求,叠加生产流程蒸氨后氨气的回收,致使前期生产成本投入极高,其次蒸氨后仍有部分氨的残留以及其他杂质,都影响最终活性氧化锌的品质。

附碱法生产工艺流程图:

数据来源:公开数据、钢联数据

 

 四、湿法--酸法

生产工艺流程:含锌原料(多为次氧化锌)+硫酸→硫酸锌,硫酸锌+纯碱→碳酸锌与氢氧化锌的复合物沉淀,复合物沉淀→过滤洗涤干燥煅烧→活性氧化锌

酸法制备氧化锌对比碱法工艺路线相对较长,但是基本投入以及工艺流程相对成熟,也是现市面上活性氧化锌生产企业首选的加工工艺,主要消费领域为饲料市场以及橡胶市场,产能主要分布于河北、山东、宁夏、福建等地。

附酸法生产工艺流程图:

数据来源:公开数据、钢联数据

整体来看,氧化锌产业原料需求相对广泛,对于市场的含锌废料容纳范围较广,是锌产业链落实可持续发展的重要一环。