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氧化鋅用途極其廣泛,主要用于橡膠、塑料、油漆、石化、玻璃、陶瓷、顏料、電池、水泥、醫藥及飼料等行業(yè),還用于攝像及靜電復英宇宙飛船涂料、制造焰火及煙幕彈、甚至的過(guò)濾嘴等方面。
氧化鋅應用范圍:
1、橡膠工業(yè):在鉛鋅礦設備橡膠硫化過(guò)程中,氧化鋅能改進(jìn)硫化橡膠的物理性能,增強促進(jìn)劑的活性,縮短硫化時(shí)間,改進(jìn)橡膠耐磨性和抗拉機械性能。其次用作橡膠的補強劑和著(zhù)色劑,亦可用作氯丁橡膠的硫化劑及增加導熱性能的配合劑;
2、油漆涂料工業(yè):主要應用其著(zhù)色力、遮蓋力以及防腐、發(fā)光等作用。常用來(lái)生產(chǎn)白色油漆和磁漆。氧化鋅略帶堿性,能與微量游離脂肪酸作用生成鋅皂,使漆膜柔韌、堅固、阻止金屬氧化等;
3、在印染工業(yè)上,氧化鋅用作防染劑;化學(xué)工業(yè)上,氧化鋅用作催化劑。此外,還用作生產(chǎn)乳白玻璃、鋅白品種的油彩和水彩顏料,以及化妝品和各種鋅鹽的原料。
氧化鋅的理化性質(zhì):
1、物理性質(zhì):
外觀(guān)和性狀:白色粉末或六角晶系結晶體。無(wú)嗅無(wú)味,無(wú)砂性。受熱變?yōu)?,冷卻后重又變?yōu)榘咨訜嶂?800℃時(shí)升華。遮蓋力是二氧化鈦和硫化鋅的一半。著(zhù)色力是堿式碳酸鉛的2倍。
溶解性:溶于酸、濃氫氧化堿、氨水和銨鹽溶液,不溶于水、乙醇;
2、化學(xué)性質(zhì):氧化鋅是一種的白色的顏料,俗名叫鋅白。它的優(yōu)點(diǎn)是遇到H2S氣體不變黑,因為ZnS也是白色的。在加熱時(shí),ZnO由白、淺黃逐步變?yōu)闄幟?,當冷卻后便退去,利用這一特性,把它摻入油漆或加入溫度計中,做成變色油漆或變色溫度計。因ZnO有收斂性和一定的殺菌能力,在醫藥上常調制成軟膏使用,ZnO還可用作催化劑。
制備方法:
一、直接法:
1、由碳酸鋅煅燒而得。 ZnCO3=ZnO+CO2↑;
2、由氫氧化鋅煅燒分解而得;
3、由粗氧化鋅冶煉成鋅,再經(jīng)高溫空氣氧化而成;
4、由熔融鋅氧化而得;
5、采用的方法有經(jīng)鋅錠為原料的間接法(也稱(chēng)法國法),以鋅礦石為原料的直接法(也稱(chēng)美國法)和濕法三種;
二、間接法。反應方程式:2Zn+O2=2ZnO;
操作方法:將電解法制得的鋅錠加熱至600~700℃熔融后,置于耐高溫坩堝內,使之1250~1300℃高溫下熔融氣化,導入熱空氣進(jìn)行氧化,生成的氧化鋅經(jīng)冷卻、旋風(fēng)分離,將細粒子用布袋捕集,即制得氧化鋅成品。直接法。反應方程式:
C+O2=CO2
CO2+C=2CO
ZnO+CO=Zn(蒸氣)+CO2
Zn(蒸氣)+CO+O2=ZnO+CO2
操作方法:將焙燒鋅礦粉(或含鋅物料)與無(wú)煙煤(或焦炭悄)、石灰石按1:0.5:0.05比例配制成球。在1300℃經(jīng)還原冶煉,礦粉中氧化鋅被還原成鋅蒸氣,再通入空氣進(jìn)行氧化,生成的氧化鋅經(jīng)捕集,制得氧化鋅成品;
3、濕法。用與硫酸反應生成,再將其分別與碳酸鈉和氨水反應,以制得的碳酸鋅和氫氧化鋅為原料制氧化鋅。反應方程式如下:
Zn+H2SO4=ZnSO4+H2↑
ZnSO4+Na2CO3=ZnCO3↓+Na2SO4
ZnSO4+2NH3·H2O=Zn(OH)2↓+(NH4)2SO4
以碳酸鋅為原料,經(jīng)水洗、干燥、煅燒、粉碎制得產(chǎn)品氧化鋅。ZnCO3→ZnO+CO2↑
以氫氧化鋅為原料,經(jīng)水洗沉淀、干燥、煅燒、冷卻、粉碎制得產(chǎn)品氧化鋅。Zn(OH)2→ZnO+H2O
氧化鋅的優(yōu)點(diǎn)是遇到H?S氣體不變黑,因為ZnS也是白色的。在加熱時(shí),ZnO由白、淺黃逐步變?yōu)闄幟?,當冷卻后便退去,利用這一特性,把它摻入油漆或加入溫度計中,做成變色油漆或變色溫度計。因ZnO有收斂性和一定的殺菌能力,在醫藥上常調制成軟膏使用,ZnO還可用作催化劑。
氧化鋅晶體主要有兩種結構,六方纖鋅礦和立方閃鋅礦。纖鋅礦結構穩定因此為常見(jiàn),通過(guò)在立方晶格結構的基質(zhì)上生長(cháng)氧化鋅的方法來(lái)獲得立方閃鋅礦結構的氧化鋅。兩種情況下,每個(gè)鋅原子或氧原子都可以與相鄰的原子組成以其為中心的四面體結構,這是二價(jià)鋅化合物典型的幾何結構。
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