SMM11月10日訊：氧化鋅是一種重要的陶瓷化工熔劑原料，在陶瓷業中氧化鋅被廣泛用於磚瓦釉及粗陶的半透明釉和工藝餐具的透明粗釉後熟釉，特別在建築陶瓷牆地磚釉料與低溫瓷釉料用量較多。在由上海有色網主辦的2018年（第六屆）中國氧化鋅產業鏈交易峰會上，廣東三水大鴻制釉有限公司技術主管蔡瑞年先生向在場各位介紹了氧化鋅在釉料上的應用以及氧化鋅在陶瓷製品上的應用技術。
氧化鋅產業科普
氧化鋅的外觀是白色固體，化學式 ZnO，分子量為81.38，其閃點1436℃，熔點1975℃，沸點 2360℃ ，密度為5.606g·cm³，可溶於酸和強鹼，難溶於水。氧化鋅是一種常用的化學添加劑，廣泛地應用於塑料、矽酸鹽製品、合成橡膠、潤滑油、油漆塗料、藥膏、粘合劑、食品、電池、阻燃劑等產品的製作中。氧化鋅的能帶隙和激子束縛能較大，透明度高，有優異的常溫發旋旋旋光性能，在半導體領域的液晶顯示器、薄膜電晶體、發光二極體等產品中均有應用。此外，微顆粒的氧化鋅作為一種納米材料也開始在相關領域發揮作用。
氧化鋅的生產工藝：
直接法：（美國法）
以鋅精礦為原料，經高溫氧化焙燒脫除其中的鉛、鎘、硫等雜質後，加入煤（做還原劑）並壓製成團，再在爐內高溫還原，使揮發出的鋅蒸氣與引入空氣中的氧氣氧化生成氧化鋅。直接法氧化鋅的產品質量除與所用工藝和鋅精礦的質量有關外，還與煤的質量有關，因揮發出的鋅蒸氣直接受到煤燃燒產物的影響。直接法工藝生產出的氧化鋅含量一般在90%～95%之間。
間接法：（法國法）
將鋅渣或鋅錠置於耐高溫坩堝內加熱至600～700℃熔融後，使其在907℃(通常在1000℃左右)的高溫下轉換成鋅蒸氣，在導入熱空氣對其進行氧化，生產的氧化鋅經過冷卻、旋風分離後，用布袋將細粒子捕集，這樣得到氧化鋅即間接法氧化鋅。間接法間接法氧化鋅的產品質量與使用的鋅渣和鋅錠原料重金屬含量直接影響產物的重金屬含量。間接法工藝生產出的氧化鋅含量為99.5%～99.7%。
溼法：分為酸法和NH3（化學式）法
酸法生產氧化鋅是以硫酸鋅或氯化鋅為原料，經去除雜質，加入碳酸鈉溶液，生成鹼式碳酸鋅沉澱，經過漂洗、過濾和乾燥，將製得的乾粉焙燒得到的氧化鋅。所製得的氧化鋅具有較大的比表面積，稱其為活性氧化鋅。
NH3（化學式）法生產氧化鋅是以次氧化鋅為原料，加入NH3（化學式）水在一定溫度下浸取一小時，加入一定比例的碳銨反應兩小時，加入Na2S除雜後加入金屬鋅粉置換，將置換出的金屬及混合鹽經過濾全部除掉，最後經過蒸發焙燒得到氧化鋅。
氧化鋅在釉料上的應用
氧化鋅在釉中的作用與用途：
氧化鋅在釉中有較強的助熔作用，能夠降低釉的膨脹係數，提高產品的熱穩定性，同時能增加釉面的光澤與白度，提高釉的彈性。在擴大熔融範圍的同時能夠增加釉色的光彩。不過在含有鉻的黑釉或綠釉中不宜使用。
氧化鋅在釉料中主要用於以下幾個方面：
1. 用作助熔劑：Zn2+最外層的電子數為18，Zn2+極化變形使共價鍵成分增加，減弱了Si–O鍵力，故添加氧化鋅能夠降低釉料高溫時的黏度，使得陶磁磚的燒後平整度較佳，氧化鋅在熔塊釉系統中使用時，一般用量在5％～10％之間，在生料釉中的用量則很少會超過為5％，在拋釉系統相對用量多一點。
2. 用作乳濁劑：由於氧化鋅有較高的折射指數2.00～2.03，且因為氧化鋅能與Al2O3生成鋅尖晶石ZnO· Al2O3晶體。因此在含有Al2O3較高的釉料中加入氧化鋅，可提高釉面的乳濁性。在含鋅乳濁釉配方中，加Al2O3能夠提高釉面的白度和乳濁度。加SiO2則可以提高釉面的光澤。
3. 用作結晶劑：在藝術釉結晶釉中，氧化鋅是不可缺少的結晶劑，在熔釉急冷卻時，就形成為較大的晶體花紋，非常漂亮。在鉛鋅結晶釉中、氧化鋅的用量高達20～30％。
4. 用以製作陶瓷色料：由於具有較強的助熔作用，氧化鋅可以作為陶瓷色料的助熔劑，礦化劑及釉料載體。氧化鋅在高溫能與R2O3型的氧化物形成尖晶石結構，例如棕色系列由Fe2O3、Cr2O3、ZnO組成，經高溫鍛燒便形成了ZnFe2O4、ZnCr2O4、FeCr2O4三種尖晶石，經不同配比組合能在含鋅釉料中發出較好的黑棕、紅棕與黃棕等顏色。另外氧化鋅在高溫能與氧化鈷反應生成ZnO·CoO，進而增強鈷藍發色。
含鋅釉料在陶瓷製品上的應用
佛山部分陶瓷企業通過長期研究發現，氧化鋅還可以在減少陶瓷牆地磚的吸水率方面有特效。業內人士認為，在陶瓷釉料配方中採用細度1000目左右的氧化鋅粉末，由於顆粒尺寸的細微化，比表面增加，使吸水率降低。當然目數越高，氧化鋅的價格越高。
含鋅釉料在建築陶瓷中的應用：
1. 在低溫700–1000℃的三度燒領域，氧化鋅與氧化鉛因其出色的助熔效果與較寬的燒成範圍，是熔塊配方中常用的原料，當對鉛鎘有要求時，鋅是鉛的較佳替代方案。
2. 在中溫1000–1150℃的牆磚領域，熔塊還是釉料應用的主體，其中鋯白熔塊因含鋯黏度較大，所以需要較多的氧化鋅來助熔與調整平整度，氧化鋅的添加量一般在7–12%，相應的透明熔塊因高溫黏度沒鋯白熔塊高，所以鋅的添加量就比較正常，一般在5–10%。市場上也存在不少的低鋅熔塊份額，不過在降低成本的同時，在應用的燒成範圍相對窄化很多，同時低品味的80鋅、90鋅、95鋅等也大量的應用在低價的熔塊裡。
3. 在高溫1150–1250℃的地磚領域，釉料的應用主題主要是生料釉為主，熔塊為輔，因此氧化鋅的用量相對於牆磚系統以熔塊當主要釉料會少很多。不過，近年來地爬壁的概念，使得牆磚市場萎縮很多，而以拋釉磚為主要流行趨勢的市場份額大增，所以在地磚領域的氧化鋅總用量是在遞增。
含鋅釉料在日用陶瓷中的應用：
日用陶瓷的產生可以說是因為人們對日常生活的需求而產生的，日常生活中人們接觸最多，也是最熟悉的瓷器，如餐具、茶具、咖啡具、酒具、飯具等。日用陶瓷產品涉及人體健康的指標主要是鉛、鎘等重金屬元素的溶出量。
目前高檔的日用瓷是骨瓷，一般是經過高溫素燒低溫釉燒而成。骨瓷的溫潤剔透感除本身坯體的材料外，主要由骨瓷熔塊來呈現價值，其中氧化鋅的品味很關鍵，因為鉛鋅兩者是伴生礦，所以鉛元素能否篩選乾淨，對鉛重金屬元素的溶出量會有很大的影響。
含鋅釉料在衛生陶瓷中的應用：
衛生陶瓷是指衛生和清潔盥洗用的陶瓷用具。衛生陶瓷的生產工藝，一般是在1250～1280℃溫度條件下一次燒成。以高嶺土、高塑性粘土、石英和鉀長石為制坯主要原料，加入水和少量電解質，經磨細調製成規定性能的泥漿；以長石、 石英、石灰石、 白雲石、滑石、菱鎂石、氧化鋅、碳酸Ba（化學式）為基礎釉原料；以鋯英石、氧化錫作白釉的乳濁劑。
氧化鋅在衛生陶瓷中主要還是當作助溶劑來使用，由於對白度的要求，配方中加入了較多的矽酸鋯或鋁系的增白劑，因此高溫黏度大，氧化鋅的添加可有效降低高溫黏度，對燒成與釉面質感有很大的幫助。
另外，近年來衛生陶瓷以生料釉為主的釉料使用習慣，逐漸有高溫熔塊的加入。一方面是降低燒成溫度來節能降耗，另一方面可使釉面更有溫潤感。