次氧化鋅

鉛鋅礦物原料大多數都為鉛鋅礦共生，經過優先浮選很難達到鉛鋅完全分離。鉛鋅礦冶鍊是將鋅富集在渣中，然後用煙化爐處理爐渣，產出氧化鋅或者次氧化鋅。此外，濕法煉鋅廠產出的浸出渣以及貧氧化鋅礦經過迴轉窯煙化得到氧化鋅或者次氧化鋅。次氧化鋅的主要成分是ZnO，只是品位一般為45%~65%。所謂“次"是指品位次．在我國廣西、貴州、雲南、湖南等等地方產量較大，其用途主要是進一步加工電解鋅或氧化鋅。

氧化鋅是一種白色或微帶黃色的細微粉末，易分散在橡膠和乳膠中，是天然橡膠、合成橡膠的補強劑，活性劑及硫化劑，也是白色膠料的著色劑和填充劑。膠料中加入活性氧化鋅后，能使橡膠具有良好的耐磨性，耐撕裂性和彈性。用於油漆、油墨、漆布的著色，印染工業用的印花防染劑，在火柴工業中用於中和牛皮膠的酸性，增加膠粘效果，醫藥工業用作橡皮膏的原料，此外也用於顏料鋅鉻黃、醋酸鋅、碳酸鋅、氯化鋅等的製造，合成甲醇的催化劑，合成氨的脫硫劑，玻璃和釉料生產，顆粒細的活性氧化鋅（粒徑0.1um左右）可用作聚烯烴和聚氯乙烯等塑料的光穩定劑，氧化鋅也用於壓敏、光催化、光電極、塗料、彩電顯影等領域。

氧化鋅作白色顏料。由於活性氧化鋅具有良好的活化性能，在橡膠製品中得到了越來越廣泛的應用，如在V型帶中不僅能等量代替普通的氧化鋅，且能減少1/2—1/3的用量，使橡膠的各種性能指標穩定，硫化性能不受影響，降低了生產成本。細粒的氧化鋅可用作醫藥品。由於氧化鋅對紫外線吸收能力強，人們越來越重視氧化鋅在化妝品的應用，如開發的粒徑為0.01—0.04um的氧化鋅微粒子，其紫外線的吸收率、透明度均比歷來用的二氧化鈦微粒子好。

用透明氧化鋅做的塗膜可有效地防止塗膜變色。這種氧化鋅除作化妝品外，還可用作汽車漆、傢具建築材料、油墨、油彩的原料，也可用於橡膠、塑料的防老化劑。最近開發的食品包裝透明薄膜就是將透明氧化鋅塗覆在聚乙烯薄膜上，既可提高塑料薄膜的抗紫外線能力，同時也保護了食品的質量。隨著高新技術的發展，人們正在開發利用作為金屬、陶瓷的補強材料的氧化鋅晶須材料及陶瓷、塑料過濾膜用材料、氣體感測元件、電磁屏蔽材料和大比表面積的氧化鋅材料。

我國是鋅冶鍊大國，2003年鋅錠產量已達231.9萬噸，排名世界第一。鋅冶鍊主要有兩種方法：一種是火法冶鋅（蒸餾法），另一種是濕法冶鋅（電解法）。冶鋅過程中產出的大量冶鋅廢渣，次氧化鋅所佔比例相當大，其主要產自氧化鋅廠和鉛、鋅冶鍊廠。僅韶關冶鍊廠兩個系統的鼓風爐渣經煙化爐回收產出的次氧化鋅就達 1000噸/年。次氧化鋅化學成份複雜，因原礦品位的不同而有較大波動，這也是導致節綜合回收困難的主要原因之一。產於鉛、鋅冶鍊廠的次氧化鋅含有價金屬較多，綜合回收價值較高。

次氧化鋅的化學組成主要含有鋅、銦、砷、銻、錫、銀、鉛、鎘、鉍等金屬。此外，在次氧化鋅中還含有鍋、銅和銀。其中鋅主要以氡化鋒、次氧化鋅和少量硫酸鋅的形式存在；鋼、制、倆、砷、銻等主要以氧化物形式存在；砷的氧化物三氧化二砷（俗稱砒霜）毒性強，銀則被包含於鉛中。

下面只介紹從次氧化鋅中浸取銦的研究。

銦是高新技術的支撐材料，廣泛應用於焊料，高性能軸承，可溶電極和核控制等傳統領城；近年又大量應用於光電行業等高新技術領城和軍事領城，以及生產ITO靶材，當今世界對銦的需求量正療不斷增長。錮在地殼的丰度為0.11ppm，是非常稀散的金屬。地球上尚未發現單獨礦床，常伴生於鉛、鋅礦物中，主要通過鋅粗煉的副產品提取，其餘來自煉鉛廠、鋼廠的煙道灰。次氧化鋅中含有銻、合回收工錫、鎘、鉛、銀、鎵、銦、鍺、硅等多種元素，物相複雜、干擾雜質多，使銦的浸取、分離與富集困難。舊生產工藝存在回收率低、生產成本高、可操作性小等缺點，一直制約次氧化鋅綜合回收的工業化，導致其長期堆積而無法利用，對環境破壞嚴重。

採用目前硫酸浸銦工藝從次氧化鋅中浸銦，銦的浸取率低於70%。酸浸液經鐵屑除雜、澄清過濾、萃取、反萃取、鋅板置換等多步操作，可得到粗海綿銦，總回收率小於60%，大量銦在生產過程中流失。無論從經濟上還是環境效益上，都帶來損失，且所得相銦產品中雜質含策商，因此，對如何提商次氧化鋅具有重要的意義。

銦回收率不高的上要原因在於浸取率不高，佔總流失量的60~70% ，目前沒有關於對次氧化鋅中浸取錮的研究。我們對銦浸取機理、浸取過程、影響因素進行了全面的研究，實驗表明：酸度、固液比、溫度、反應時間、顆粒大小及某些氧化劑的存在，均影響到銦的浸取率，控制在適當的條件下，銦的浸取率可達到97%以上。

具體操作：

1、試樣的製備：將原料次氧化鋅烘乾，粉碎機破碎，過標準篩飾分，將不同粒度的試樣分類保存備用。

2、試樣的浸取：準確稱取25g 試樣於250ml 燒杯中，用不同濃度硫酸，在恆溫水浴鍋中攪拌所需時間后，過濾分離，測定浸取液中銦含量。

3、測定酸浸殘渣中銦：把浸取渣烘乾后，準確稱量1.0g，置於50mL 小燒杯當中，依次加入15ml HCL，5mL濃HNO3，在電爐上蒸發至近干，然後加入適量蒸留水，干過濾，以1.0mL 1：1H2SO4溶液，定容於100mL容量瓶中。