次氧化锌 | 107893-14-1

• 物质功能分类: 无机化工 - 氧化物和过氧化物 - 金属氧化物
• 分子结构分类: 无机化合物 - 混合金属/非金属化合物 - 过渡金属有机体
• 中文名称: 次氧化锌
• 英文名称: Oxozinc;ZINC
• CAS: 107893-14-1
• 化学式: OZn₂
• 分子量: 146.779
• InChiKey: QYXMUQZIJOLYNY-UHFFFAOYSA-N

计算性质

• 辛醇/水分配系数(LogP)：
  -0.12
• 重原子数：
  3
• 可旋转键数：
  0
• 环数：
  0.0
• sp3杂化的碳原子比例：
  0.0
• 拓扑面积：
  17.1
• 氢给体数：
  0
• 氢受体数：
  1

制备方法与用途

冶锌工业废渣中的次氧化锌是主要富集废渣之一，因其主要成分为次氧化锌而得名。次氧化锌的化学组成因矿源不同而变化较大，通常含有锌、锢、砷、锑、锡、银、铅等多种金属元素。其中，铅和砷等元素有毒性，容易对水体和土壤造成严重污染。同时，这些重金属具有很高的回收价值，尤其是在当前锢资源紧缺的情况下，以提取稀散金属锢为重点，开展次氧化锌的综合回收利用研究不仅有助于充分利用二次资源，还能有效保护环境，并具有显著的经济和社会效益。

图1展示了灰色次氧化锌粉末的图片。

理化性质

次氧化锌是一种白色或微带黄色的细微粉末，能够轻易分散于橡胶和乳胶中。

国内外行业现状

铅锌矿物原料通常共生存在，优先浮选难以实现铅锌完全分离。在冶炼过程中，锌会被富集到渣中，然后通过烟化炉处理渣料以产出氧化锌或次氧化锌。此外，湿法炼锌厂的浸出渣以及贫氧化锌矿经过回转窑烟化也能得到氧化锌或次氧化锌。次氧化锌的主要成分是ZnO，通常品位在45%~65%之间。“次”是指其品位较低，在我国广西、贵州、云南、湖南等地产量较大，主要用于进一步加工电解锌或氧化锌。

次氧化锌回收

次氧化锌中含有丰富的有价金属，但由于其成分复杂且回收难度大、分离成本高，大部分未得到充分利用。目前综合回收现状不佳，低品位的次氧化锌通常被视为废弃物，导致大量固体废物堆积并对周边环境造成严重污染。

图2展示了次氧化锌生产七水硫酸锌的工艺流程。

毒性

次氧化锌矿物中的砷含量高达8%~10%，这是阻碍其综合回收的主要原因之一。在使用“硫酸高酸浸锢”的过程中，约有90%的砷被浸取到溶液中，严重影响稀散金属锢的分离；剩余部分残留在渣中，堆积后溶解进入地下水，造成环境污染。近年来，虽有一些关于次氧化锌用于生产低档锌盐或无机填料的研究报道，但生产工艺较为简单且存在较大问题，例如在生产锌盐过程中产生的砷污染严重等问题仍需进一步研究与探索。尽管有文献对次氧化锌中单个元素的回收进行了研究，但缺乏系统性综合研究。因此，对各环节进行系统研究，找出复杂固体混合物分离方法是次氧化锌综合回收的重点任务。

白色颜料

活性氧化锌因其良好的活化性能，在橡胶制品中的应用越来越广泛。例如，在V型带中不仅能等量代替普通的氧化锌，还能减少1/2—1/3的用量，提高橡胶的各项性能指标，并降低生产成本。细粒度的氧化锌也可用于医药品。由于氧化锌对紫外线吸收能力强，其在化妆品领域的应用日益增多，如开发出粒径为0.01—0.04um的微粒子，具有更好的紫外线吸收率和透明度。

氧化锌的用途

活性氧化锌加入到胶料中能增强橡胶耐磨性、撕裂性和弹性。用于油漆、油墨、漆布着色及印染工业中的印花防染剂，在火柴工业中作为防腐材料；还应用于人造纤维、水处理、制造立德粉和锌盐、皮革防腐、骨胶、果树防虫及锌肥等方面。

图2为次氧化锌生产七水硫酸锌的工艺流程。

次氧化锌生产七水硫酸锌的工艺流程

七水硫酸锌作为重要工业原料，应用于农业、化学制造、电镀、人造纤维、水处理、立德粉和锌盐制造等领域。我国年产量约6万吨，30%以上出口。以次氧化锌为原料制取锌盐系列产品具有较强的适应性，锌回收率可达93%以上。

图2展示了次氧化锌生产七水硫酸锌的工艺流程。 以上信息由Chemicalbook彤彤编辑整理。

反应信息

• 作为产物：
  描述：

  臭氧 、 锌 以 solid matrix 为溶剂， 生成 zinc dioxide 、 、 、 、 次氧化锌
  参考文献：
  名称：

  Infrared, Raman, and visible spectroscopic studies of Zn and Cd matrix reactions with ozone. Spectra of metal ozonides and oxides in solid argon and nitrogen

  摘要：

  Reactions of zinc and cadmium atoms with ozone during condensation with excess nitrogen or argon produced B+O3− ion-pairs having infrared, Raman, and optical spectra similar to the analogous alkali and alkaline earth metal species. Additional infrared and Raman evidence was found for a different B+O3− ion-pair geometry. Mercury arc photolysis reduced ozonide absorptions and produced new 810 cm−1 zinc isotopic triplets which showed the appropriate 18O shifts for ZnO, and a new 719 cm−1 band which showed the proper 18O displacement for CdO. This nitrogen matrix work provides good measures of the yet-to-be-observed gas-phase fundamentals of these high temperature oxides.

  DOI：

  10.1063/1.439169

文献信息

• Infrared, Raman, and visible spectroscopic studies of Zn and Cd matrix reactions with ozone. Spectra of metal ozonides and oxides in solid argon and nitrogen
  作者：Eleanor S. Prochaska、Lester Andrews

  DOI：10.1063/1.439169

  日期：1980.6.15

  Reactions of zinc and cadmium atoms with ozone during condensation with excess nitrogen or argon produced B+O3− ion-pairs having infrared, Raman, and optical spectra similar to the analogous alkali and alkaline earth metal species. Additional infrared and Raman evidence was found for a different B+O3− ion-pair geometry. Mercury arc photolysis reduced ozonide absorptions and produced new 810 cm−1 zinc isotopic triplets which showed the appropriate 18O shifts for ZnO, and a new 719 cm−1 band which showed the proper 18O displacement for CdO. This nitrogen matrix work provides good measures of the yet-to-be-observed gas-phase fundamentals of these high temperature oxides.