活性納米氧化鋅是面向21世紀(jì)的新材料、新品種,由于它顆粒極細(xì),比表面積大,國(guó)內(nèi)外科學(xué)工作者正在積極開發(fā)新的應(yīng)用領(lǐng)域,因此,活性納米氧化鋅生產(chǎn)前景看好,有著極大的發(fā)展?jié)摿?。在我?guó)橡膠(陶瓷、日用化工、建筑材料、電子材料等)工業(yè)中使用的氧化鋅大多為中、低檔氧化鋅,從而影響產(chǎn)品質(zhì)量,導(dǎo)致缺乏市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力。目前,我國(guó)氧化鋅的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是中檔氧化鋅生產(chǎn)過(guò)剩,高檔氧化鋅生產(chǎn)不足仍需進(jìn)口?;钚匝趸\不僅生產(chǎn)量少,且質(zhì)量差,生產(chǎn)的活性氧化鋅只能達(dá)到部標(biāo)HG/T2572-94二等品水平。
應(yīng)用范圍
1)橡膠工業(yè)
橡膠工業(yè)是
氧化鋅的最大用戶,UFP氧化鋅具有顆粒小,比表面積大(可達(dá)100M2/g)、分散性好、疏松多孔、流動(dòng)性好等物理化學(xué)性質(zhì),用于制造高速耐磨的橡膠制品,如飛機(jī)輪胎、高級(jí)轎車的子午線胎等,具有防止老化、抗摩擦著火、使用壽命長(zhǎng)等功能,不僅改變了橡膠制品的表觀質(zhì)量,而且其用量?jī)H為等級(jí)氧化鋅的30%~50%,大大降低了企業(yè)的生產(chǎn)成本。
2)陶瓷
陶瓷行業(yè)是氧化鋅的又一大用戶,利用UFP氧化鋅的體積效應(yīng)和高度的分散能力,不需加工球磨可直接使用,在陶瓷制品的燒制過(guò)程中,使其燒結(jié)溫度降低400℃~600℃,燒成品光亮如鏡,有很好的“成像效應(yīng)”,具有減少工序,降低能耗,提高產(chǎn)品質(zhì)量等優(yōu)點(diǎn)。
3)日用化工
由于UFP氧化鋅具有奇特的表面效應(yīng),使得其在陽(yáng)光,尤其是在紫外線的照射下,能夠自行分解出自由移動(dòng)的帶負(fù)電的電子,同時(shí)留下帶正電的空穴,這種空穴可以激活空氣中的氧變成活性氧,該活性氧可以把大多數(shù)的病菌和病毒殺死。在纖維紡織品及其服飾里應(yīng)用這種活性氧化鋅,可以使其除具有屏蔽紫外線的作用外,還有抗菌、防霉、除臭的功效。另外,應(yīng)用在化妝品中,對(duì)皮膚有著非常好的保護(hù)作用。
4)涂料
在涂料油漆中加入U(xiǎn)FP氧化鋅,不僅能屏蔽紫外線,殺滅各種微生物,還具有神秘的“顏色效應(yīng)”,故用在遠(yuǎn)行艦船上,能提高航行速度,延長(zhǎng)檢修期限。此外,用UFP氧化鋅制造的一種汽車顏料,尤其是高級(jí)轎車專用的變色顏料,添加在金屬閃光的面漆中,隨著角度的變化,能使涂層產(chǎn)生神秘的顏色變化,使車身表面產(chǎn)生較好的成像效果,增輝閃光。
5)磁性材料、電子材料
在制作磁性材料中,另入U(xiǎn)FP氧化鋅,不僅可以簡(jiǎn)化制造工藝,還可以提高產(chǎn)品的均一性和磁導(dǎo)率,減少產(chǎn)品在燒制過(guò)程中碎裂的損失,降低燒結(jié)溫度,提高產(chǎn)品質(zhì)量。此外,UFP氧化鋅還可用作熒光屏的涂料,在熒光燈管中,加入少量UFP氧化鋅可以延長(zhǎng)燈管的使用壽命,具有節(jié)能等顯著特點(diǎn)。
工藝特點(diǎn)
1)產(chǎn)品質(zhì)量好
本生產(chǎn)工藝生產(chǎn)的活性氧化鋅的技術(shù)為工業(yè)規(guī)模(2000噸/年以上)生產(chǎn)的技術(shù),由于技術(shù)先進(jìn),其產(chǎn)品質(zhì)量全部達(dá)到部標(biāo)HG/T2572-94中一等品的各項(xiàng)指標(biāo)要求,比表面大于45M2/g。
納米氧化鋅已進(jìn)行過(guò)中試,其產(chǎn)品粒徑小于60nm。顆粒均勻、比表面積大于60m2/g、純度高,是納米氧化鋅中的優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。本技術(shù)不同于傳統(tǒng)方法,具有技術(shù)新、工藝先進(jìn)。產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定等特點(diǎn)(后附粒徑和比表面積分析數(shù)據(jù))。
2)生產(chǎn)成本低:原料價(jià)廉,回收率高。
兩類產(chǎn)品均可用工業(yè)粗原料,如粗氧化鋅、鋅渣、菱鋅礦等,硫酸可用廢酸(濃度大于20%),工業(yè)硫酸等,其它原料都用價(jià)廉的工業(yè)原料。同時(shí)回收率高,故使生產(chǎn)成本低。
投資分析
1)主要設(shè)備:蒸汽鍋爐、反應(yīng)釜若干、水凈化設(shè)備、過(guò)濾設(shè)備若干、儲(chǔ)槽若干、泵若干、烘干設(shè)備、煅燒爐等。
2)占地面積:(1)以生產(chǎn)2000噸/年活性氧化鋅計(jì),生產(chǎn)廠房約2500m2~3000 m2;(2)以生產(chǎn)500噸/年納米氧化鋅計(jì),生產(chǎn)廠房約3000 m2~3500 m2。
3)生產(chǎn)人員;工人應(yīng)具有高中文化程度。
經(jīng)濟(jì)效益
進(jìn)口的納米氧化鋅估計(jì)價(jià)約10000美元/噸以上(1995年價(jià)格為50000美元/噸),本技術(shù)生產(chǎn)成本約10000~13000元人民幣/噸。
活性氧化鋅售價(jià)12000~13500元人民幣/噸,本技術(shù)生產(chǎn)成本約7000~8000元人民幣/噸,若原料用廢酸等,則成本更低。
三廢情況
1)生產(chǎn)過(guò)程中無(wú)毒害氣體產(chǎn)生;
2)生產(chǎn)活性氧化鋅的母液可回收、蒸發(fā)濃縮后,可得副產(chǎn)品硫酸銨,洗滌水可返回配料使用,基本上無(wú)廢液產(chǎn)生。