替代日本氧化锌,国产高端99.8%重质亚纳米氧化锌助力成本降低30%

日期:2025-12-30 03:11    来源:新润丰高新材料

随着全球陶瓷、橡胶和电子产业对材料性能要求的不断提升,一种来自国内的创新锌材料正悄然改变行业格局。氧化锌作为重要的无机化工原料,在陶瓷、橡胶、电子等工业领域具有不可替代的地位。传统的氧化锌生产工艺存在能耗大、活性低、成本高的问题,且产品中可能含有对人体有害的重金属元素。

近年来,随着环保政策的日益严格和产业升级的迫切需求,市场对高性能、环保型氧化锌产品的需求不断增长。

 

一、传统氧化锌的生产困境

陶瓷行业纳入碳排放市场已经不容置疑。2023年广东陶瓷行业已经完成碳市场纳入新行业的前期研究、历史盘查、正式核查等工作,并将于2024正式纳入碳市场管理。届时,陶瓷企业将不得不从生产环节寻求更加绿色低碳的方法。而原料是陶瓷生产中至关重要的一环,氧化锌更是不可或缺的陶瓷化工溶剂原料。

目前业内低端陶瓷釉用氧化锌,主要使用挥发回转窑和烟化炉生产的含量75-90%的次氧化锌生锌或进行二次煅烧做煅烧氧化锌。这两种工艺多采用钢铁和有色冶金行业产生的含锌废料。

提炼出的氧化锌品质极不稳定,其中会含有对瓷釉有害的铜、铁、镍、钴、锰等元素,甚至还会含有铅、砷、镉等对人体存在危害的重金属元素

 

中端陶瓷釉用氧化锌主要使用平炉生产的90-99%氧化锌生锌或二次煅烧锌。平炉生产的氧化锌虽然质量相对稳定,但由于平炉大多使用无烟煤或焦粉做还原剂和燃料,能耗及成本较高。

在平炉生产过程中还会产生大量固废(煤炉渣)和烟尘,对环境污染也较大。

采用传统方法制备得到的氧化锌产品,由于是锌蒸汽氧化而成的氧化锌,在粉体中夹杂着很多未氧化的单质金属锌,其真实的有效氧化锌成分大打折扣。哪怕是后期通过二次煅烧,也很难完全将单质锌(Zn)氧化成氧化锌(ZnO),这也是常规氧化锌在釉料中的反应活性普遍偏低、消耗量大、用锌成本高的原因之一。

二、技术创新突破

针对传统氧化锌存在的问题,国内企业通过技术创新开发出了新型氧化锌产品。RA95型釉用活性氧化锌采用国内独创生产新工艺,可1:1取代常规99%99.5%煅烧氧化锌。

由于常规煅烧氧化锌中会含有单质锌,而单质锌熔点及沸点较氧化锌低,在成釉中直接加入含有单质锌的煅烧氧化锌,随着窑炉温度的升高,单质锌最先融化挥发,就会在釉面上留下溶洞及针孔。

而采用湿法生产的活性锌不会产生单质锌,可以有效解决釉面因单质锌产生的溶洞及针孔问题。

该活性氧化锌采用当前顶级的原位自生双相掺杂纳米复合技术生产,其分子结构是一种特殊的发明专利类似 锌铝硅镁尖晶石结构

采用创新的化学法(湿法)生产工艺,选用纯度较高的工业碳酸锌、工业碱式碳酸锌、工业氢氧化锌等作为含锌原料,按特定比例与稀氨水、改性剂共同反应后再采用原位自生双相纳米复合技术生产而成。

生产工艺中,焙烧过程中的升温速率、保温时间和气氛控制极为严格。通过这样的工艺可使特殊晶粒形成,其粒径细小,能方便调整到不同配方所需的科学化粒径级配程度。

高温化学反应活性显著提升,活性应用效率标准达到95%以上

 

三、性能优势明显

新型活性氧化锌的平均粒径较小,最小可达2μm,根据用户釉料配方和成釉的粉体级配要求,其D50一般在6μm以下,最高不得超过8μm。外观呈现黄色或橙黄色,具有较高的蓄能活性。比表面积较大,具备出色的分散性和反应活性,能够在多种应用场景中快速且均匀地发挥作用。晶体结构经过改性剂的作用变得更加规整有序,呈现出类似俄罗斯套娃一样的片状芝麻饼状结构。在高温环境下,分子间作用力强,导热率和活化度高,表现出卓越的热稳定性和化学活性,这有助于提升材料的综合性能。在陶瓷釉料应用方面,该材料能够有效降低釉面的烧成温度,拓宽烧成温度范围,显著减少针孔、气泡等缺陷的产生,从而提高陶瓷产品的成品率。在实际生产应用中,能够实现快速烧成,大大提高窑炉的生产效率,增加产品产量。

四、经济效益显著

新型活性氧化锌在节能减排方面效果也十分突出——原材料采用湿法工艺制作,仅需一次煅烧,较常规需要两次煅烧的氧化锌节约一半能耗

99.5%氧化锌原是业内煅烧氧化锌的最高标准,而活性氧化锌的成本在比99.5%氧化锌节省20%左右的同时,助熔效果再提升1-3倍,在拉窑速、提产量方面表现突出。

高纯间接法99.7%氧化锌,较常规产品同样具有明显优势:一是采用0#锌锭原材料制作,标准极高;二是杜绝铅、镉、砷等有害重金属;三是在同等品质产品中价格最低。

拥有原材料前端、自产电解0#锌锭、研发创新、加工制作的完整产业链条的企业,因此性价比最高。

高纯重质99.8%电子级氧化锌为球形纳米级精度材料,可用于航天航空、高铁、电瓷电子等高端领域,媲美日本进口产品。该款产品此前完全依赖进口,国内企业打破了基本靠进口的格局,成为国内唯一能生产该产品的企业

五、环保与安全优势

新型氧化锌产品坚持低铅、无镉、无砷的生产理念,自2017年开始研发最新产品时,就不再接触任何含重金属的材料。重金属污染也一直是不可忽视的问题。每年的食品抽检中,常见有检出重金属污染的商品,在工业生产中,重金属元素在不少原料中也有存在。重金属铅也是一种主要的助熔材料,被广泛用于日用陶瓷、建筑陶瓷行业,但铅也有一个致命缺点,日常所用的陶瓷碗、地砖等釉面若含有重金属铅,经带水的抹布、拖把清洗时会有溶出现象。日积月累,会对人体造成危害,甚至导致人体血铅超标,呈现亚健康状态。

新型氧化锌产品的生产秉承健康安全理念,助力企业低碳减排。碳达峰、碳中和需要每一个企业承担相应的责任,陶瓷行业纳入碳市场将倒逼企业向更绿色健康的方向发展。在生产环节实行低碳减排是企业改进的必由之路。作为上游企业,一直秉持助力客户低碳减排、降本增效、节能降耗的理念。从原料开采环节就可追溯碳足迹,生产环节、应用环节始终践行减碳减排的理念。对比同类产品,可实现减碳30-40%,这些减少的指标可以增加陶瓷企业的碳排放配额。

六、应用前景广阔

氧化锌作为重要的陶瓷化工溶剂原料,在釉中有较强的助熔作用,既能降低釉的膨胀系数、提高产品的热稳定性,又能在扩大熔融范围的同时增加釉色的光泽与白度,提高釉的弹性。

随着新能源领域的发展,氧化锌的价值进一步提升。水系锌离子电池中,采用锌基异构体氧化锌作为正极材料,其独特的层状结构使电池循环寿命突破5000次。据行业测算,2023年全球电池级氧化锌需求增速达28%,远超传统领域。

在橡胶工业中,氧化锌作为高端橡胶制品(如航空轮胎、高压电缆护套)的硫化活性剂,能提高橡胶的交联密度和力学性能,占高品位氧化锌总需求的40%。随着绿色轮胎(低滚阻、高耐磨)产业发展,对高纯度氧化锌需求增速加快。

电子工业应用也是氧化锌的重要领域,用于生产压敏电阻、压电陶瓷、透明导电膜等电子元件,要求氧化锌纯≥99.7%且杂质含量极低(铁≤0.001%),该领域占比25%,是附加值最高的应用领域。

 

七、国产高端氧化锌的未来

国内氧化锌产业正朝着高端化、精细化方向发展。随着自动化、信息化和智能化技术的不断进步,锌焙烧企业将实现生产过程的自动化管理和优化,提高生产效率和产品质量。

新材料的应用也将有助于降低生产成本,增强企业的市场竞争力。环保法规的日益严格将促使锌焙烧行业向更加环保、可持续的方向发展。企业将加大环保技术研发投入,提高生产过程的环保性能,以符合日益严格的环保标准。资源综合利用和循环经济理念的推广,也将推动锌焙烧行业实现资源的高效利用和循环利用。预计未来锌焙烧行业将保持稳定增长态势。随着全球经济逐步复苏和新兴市场的快速发展,对锌及其合金产品的需求将持续增长。特别是在基础设施建设、汽车制造、电子行业等领域,锌的应用将更加广泛,推动锌焙烧行业的发展。


全球氧化锌市场中,高品位氧化锌占比约15%2023年市场规模约40亿美元,主要消费市场集中在欧美日等工业发达国家和地区。

随着电子、新能源等高端产业的发展,全球高品位氧化锌需求稳步增长,预计到2030年,市场规模将达65亿美元,年复合增长率约7.2%

国内高品位氧化锌自给率约70%30%依赖进口(主要来自日本、韩国),进口产品价格较高(约3万元/吨,国产同类产品约2.5万元/吨)。预计到2030年,国内市场规模将达90亿元,年复合增长率约8.8% 进口替代空间广阔