在SMM舉辦的2023年SMM鋅業(yè)大會上，濰坊龍達鋅業(yè)有限公司副總經(jīng)理李德健對中國氧化鋅行業(yè)進行了詳細分析，他表示，按照生產(chǎn)工藝劃分，氧化鋅生產(chǎn)工藝可分為間接法氧化鋅、直接法氧化鋅以及濕法氧化鋅。當前直接法氧化鋅和間接法氧化鋅的產(chǎn)能分布比較分散。今后，隨著國家要求環(huán)保要求的升級，聯(lián)網(wǎng)并線，有可能提高產(chǎn)業(yè)集中度。

氧化鋅簡介

氧化鋅是鋅的一種氧化物，難溶于水，可溶于酸和強堿，是一種常用的化學(xué)添加劑。

【資料圖】

氧化鋅的變色性質(zhì)：

在加熱至高溫時，白色的氧化鋅粉末會逐漸變成金黃色，在空氣中冷卻時顏色又會褪去。產(chǎn)生顏色的原因是高溫下氧化鋅晶體失去部分氧原子，從而形成晶格缺陷。

氧化鋅的種類及應(yīng)用

按照生產(chǎn)工藝劃分，氧化鋅生產(chǎn)工藝可分為間接法氧化鋅、直接法氧化鋅以及濕法氧化鋅。

間接法氧化鋅

生產(chǎn)工藝簡介：間接法氧化鋅是經(jīng)過冶煉得到的金屬鋅錠或鋅渣。鋅再石墨坩堝內(nèi)與1000℃的高溫下轉(zhuǎn)換為鋅蒸汽，然后被鼓入的空氣氧化生產(chǎn)氧化鋅。

3158-2016氧化鋅(間接法)產(chǎn)品標準特點：氧化鋅純度高；雜質(zhì)含量低；化學(xué)活性強。

產(chǎn)能分布方面：主要分布于山東，河北，江蘇這三個大的基地，浙江、安徽、四川都有分布，但比較小。

單體產(chǎn)能：山東8萬噸/年產(chǎn)能的工廠有2個、河北占有1個，江蘇雖單個產(chǎn)能不大但綜合產(chǎn)能也占比不小。

在橡膠輪胎行業(yè)中的應(yīng)用：（使用量32萬噸/年）

按用途來說:橡膠制品占比最大，占整個氧化鋅總用量的60%左右普。2022年的中國橡股用量來測算，去年的橡膠用氧化鋅約為32萬噸左右，但隨著近年來橡膠配方體系改進，氧化鋅的用量在逐步降低，有的廠家現(xiàn)在已減少了15%的用量。

我國輪胎的制造走出國門和大的制鞋企業(yè)的產(chǎn)能轉(zhuǎn)移，而國外的氧化鋅企業(yè)跟不上，我國每年出口到東南亞的間接法氧化鋅也有1萬噸左右。

輪胎中加入間接法氧化鋅的原因？

能加快硫化速度，提高硫化膠的導(dǎo)熱性，使硫化更徹底。

氧化鋅和硬脂酸的混合加強了橡膠的硬化度。

氧化鋅能大大提高橡膠的熱傳導(dǎo)性能，從而有助于輪胎的散熱，保證行車安全。

氧化鋅添加劑同時也阻止了霉菌生物或紫外線對橡膠的侵蝕。

在硬脂酸鋅行業(yè)中的應(yīng)用：（使用量2.5萬噸/年）

硬脂酸鋅的主要用途：

硬脂酸鋅主要用作苯乙烯樹脂、酚醛樹脂、胺基樹脂的潤滑劑和脫模劑。同時在橡膠中還具有硫化活性劑，軟化劑的功能。

硬脂酸鋅的制備工藝：

硬脂酸在高溫融化狀態(tài)和氧化鋅直接反應(yīng)生成硬脂酸鋅，該反應(yīng)程度以反應(yīng)后游離酸含量為依據(jù)，反應(yīng)結(jié)束經(jīng)冷卻、壓片、粉碎、包裝等后處理，該法不產(chǎn)生廢水且沒有中間處理單元，因此目前國內(nèi)大型生產(chǎn)廠商均采用一步法，又稱為熔融法。

在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用：

氧化鋅屬于N型半導(dǎo)體，價帶上的電子可以接受紫外線中的能量發(fā)生躍遷，這是它們吸收紫外線的原理。

氧化鋅的散射紫外線功能和材料的粒徑相關(guān)，當尺寸遠小于紫外線的波長時，粒子就可以將作用在其上的紫外線向各個方向散射，從而減小照射方向的紫外線強度。

《HG/T 4532-2013 化妝品用氧化鋅》產(chǎn)品標準：要求氧化鋅純度高、雜質(zhì)含量低，一般使用間接法氧化鋅。

其他行業(yè)中的應(yīng)用：

在壓敏電阻、避雷器和軟磁鐵氧體方面的用量也不小，但這方面的要求較高，主要的供應(yīng)商在1萬噸左右。

直接法氧化鋅

生產(chǎn)工藝簡介：

原料：含鋅質(zhì)量分數(shù)為 60%~70%的粗鋅原料

溫度： 1000~1200℃的溫度下

產(chǎn)品：工業(yè)等級的產(chǎn)品，含量一般達不到99.7%，白度一般，鉛含量高

產(chǎn)能分布：由于前幾年以環(huán)保治理，原來是河北占主要產(chǎn)業(yè)，現(xiàn)在是治理條件更有優(yōu)勢的地區(qū)承接，像山西就有很大部分產(chǎn)能的承接。

山西省的產(chǎn)能：10萬噸/年；河北省的產(chǎn)能：6萬噸/年；山東、江蘇、廣東、廣西貴州：有一部分。

面臨的環(huán)保壓力：

產(chǎn)能：由前年的25萬噸下降到12萬噸。

隨著環(huán)保要求越來越嚴格，部分產(chǎn)能處于停產(chǎn)狀態(tài)，產(chǎn)能的發(fā)揮不足。

由于房地產(chǎn)的委縮，陶瓷產(chǎn)品的減少，需求也同步下降，利潤率也在不斷下降。

2020年，生態(tài)環(huán)保部下達了特急文件《關(guān)于印發(fā)<重污染天氣重點行業(yè)應(yīng)急減排措施制定技術(shù)指南（2020 年修訂版）>的函》，一方面，該文件將氧化鋅的生產(chǎn)劃歸到了再生鋅行業(yè)中，對顆粒物、氮氧化合物、二氧化硫的排放提出了更高的要求。另一方面，所列出的技術(shù)路線與間接法氧化鋅的實際生產(chǎn)情況存在差異，無形中增加了企業(yè)的環(huán)保壓力。

在陶瓷中的應(yīng)用：

主要作用：

用作熔劑

氧化鋅在低溫熔塊釉中作為熔劑使用時，一般用量在5％~10%之間，在低溫生料釉中用量普通為5％左右。

用作乳濁劑

在含有Al2O3較高的釉料中加入氧化鋅，可提高釉面的乳濁性。

《JC/T 2407-2017 陶瓷用氧化鋅化學(xué)分析方法》含量范圍：要求相對較低，一般使用直接法氧化鋅或濕法氧化鋅。

濕法氧化鋅

核心反應(yīng)：堿式碳酸鋅經(jīng)洗滌、烘干及煅燒，得到氧化鋅。

濕法氧化鋅又稱活性氧化鋅，活性主要體現(xiàn)在其比表面積大，可以得到粒徑在1—100納米的納米氧化鋅。

濕法氧化鋅常見為黃色或黃白色粉末；

但兩者還是有區(qū)別的：酸法在產(chǎn)品質(zhì)量上有優(yōu)勢，酸性環(huán)境。氨法在成本上優(yōu)勢明顯，中性或者堿性環(huán)境。

飼料中的應(yīng)用：

已經(jīng)有大量數(shù)據(jù)和生產(chǎn)實踐證明，飼喂高劑量的氧化鋅（>1500ppm）在仔豬中能夠帶來降腹瀉、抗菌、和促生長的益處。

鋅本身的功能：首先，鋅本身就是一個重要的微量元素。它是體內(nèi)上百種酶的重要組成部分，需要鋅元素參與的生理功能太多了：蛋白合成、細胞分化、抗氧化反應(yīng)......；

氧化鋅對病菌的抑制：很多細胞實驗證實，高劑量氧化鋅能夠很好地抑制大腸桿菌、沙門氏菌、腸球菌等病菌。鋅本身對細菌有很強的附著能力；同時，氧化鋅表面能產(chǎn)生氧化能力很強的自由基，可以穿透進入細菌并抑制其生長。

氧化鋅對于腸道結(jié)構(gòu)的保護：氧化鋅可以通過影響腸道通透性和免疫細胞因子來促進腸道結(jié)構(gòu)的完整性，從而保護小豬免受病菌侵擾。

氧化鋅對腸道菌群的調(diào)控：腸道菌群的重要性在近些年被大家慢慢熟知。氧化鋅被發(fā)現(xiàn)能夠影響腸道菌群結(jié)構(gòu)，這也是它促生長的可能原因之一。

《HG/T 2792-2011 飼料級 氧化鋅》產(chǎn)品標準：要求氧化鋅純度高、雜質(zhì)含量低，一般使用濕法氧化鋅或間接法氧化鋅。

氧化鋅發(fā)展的挑戰(zhàn)

氧化鋅生產(chǎn)中的環(huán)保問題

間接法氧化鋅生產(chǎn)的污染物排放問題：

間接法氧化鋅的生產(chǎn)，必須配備合格的脫硝設(shè)備。

氮氧化物的生成原因：主要來源于間接法氧化鋅生產(chǎn)過程中天然氣的燃燒。

（1）熱力型NOx（Thermal NOx），它是空氣中的氮氣在高溫下氧化而生成的。

（2）燃料型NOx（Fuel NOx），占比較少。

（3）快速型NOx（Prompt NOx），它是燃燒時空氣中的氮和燃料中的炭氫離子團如CH等反應(yīng)生成的NOx。

直接法氧化鋅生產(chǎn)的污染物排放問題

直接法氧化鋅的生產(chǎn)，必須配備合格的除塵、脫硫和脫硝設(shè)備。

煙氣治理環(huán)節(jié)多、投入大、要求嚴格

濕法氧化鋅生產(chǎn)的污染物排放問題

濕法氧化鋅的生產(chǎn)，若有浸出渣揮發(fā)窯，則要配備除塵和脫硫設(shè)備。

濕法氧化鋅的生產(chǎn)，必須配備水處理系統(tǒng)

濕法氧化鋅的原料主要來源于含鋅廢物，成分復(fù)雜，需要定期排除系統(tǒng)中多余的氯、鈉鉀、鎂鋁、鈣、鉛、銅等雜質(zhì)，因此需要配備水處理系統(tǒng)。

但是隨之帶來的問題是，水處理設(shè)備投入大、效果不穩(wěn)定、維護成高昂。

氧化鋅使用中的安全問題

氧化鋅在橡膠輪胎行業(yè)中的應(yīng)用面臨的環(huán)保問題

輪胎中加入氧化鋅是否有害？

輪胎中的鋅是不會被生物吸收。

輪胎在行駛過程中雖然會磨損進入土壤和水中，但研究發(fā)現(xiàn)，輪胎中的鋅是生物不可利用的。輪胎磨損顆粒物中的鋅對水生生物幾乎沒有風(fēng)險。

自然界中的鋅污染主要來源于其他途徑。

美國加州雨水質(zhì)量協(xié)會研究發(fā)現(xiàn)，來自農(nóng)業(yè)中的鋅肥、鍍鋅金屬和金屬屋頂?shù)母g是水道高濃度鋅的重要來源，而不是輪胎；輪胎對環(huán)境中貢獻的鋅含量通常不到10%，而其他來源的鋅含量約為75%，即便有可能減少輪胎中的鋅也不會顯著減少雨水中的鋅。

間接法氧化鋅對有害元素有含量要求。

間接法氧化鋅對鉛、鐵等重金屬元素含量有極高的要求。含量超標會影響橡膠的老化等性能。

氧化鋅在化妝品行業(yè)中的應(yīng)用面臨的毒性問題

粒度極細的氧化鋅是否有害？

人們在選擇化妝品時，往往會過分注重其美白、抗皺等功效，而很少考慮產(chǎn)品中所含化學(xué)成分的長期積累效應(yīng)問題，包括化妝品中的重金屬及其潛在危害。

南方醫(yī)科大學(xué)口腔醫(yī)院邵龍泉團隊在環(huán)境TOP期刊《Journal of Hazardous Materials》上發(fā)布的研究發(fā)現(xiàn)：納米氧化鋅（ZnO-NPs）可穿透胎盤屏障和血腦屏障，影響孕期胎兒發(fā)育。

總結(jié)與展望

產(chǎn)業(yè)集中度繼續(xù)提高

總的來看，直接法氧化鋅和間接法氧化鋅的產(chǎn)能分布比較分散。今后，隨著國家要求環(huán)保要求的升級，聯(lián)網(wǎng)并線，有可能提高產(chǎn)業(yè)集中度。

產(chǎn)品性能進一步提升

產(chǎn)品方面，間接法氧化鋅的質(zhì)量大同小異，橡膠方面基本可滿足，但在電磁材料的應(yīng)用上，要求的晶型和粒徑的分布方面有待提升，還有就是在脫硫劑的應(yīng)用上，要求的大比表面積也有提升的空間。

工作強度進一步降低

氧化鋅是一個機械化程度比較低的行業(yè)，存在工作環(huán)境溫度比較高的現(xiàn)實。隨著人工智的發(fā)展，氧化鋅企業(yè)應(yīng)該在提高生產(chǎn)自動化方面做出嘗試，以降低生產(chǎn)成本，提高生產(chǎn)安全性。

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