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| 洛阳市蓝天化工厂研制纳米高活性氧化锌领先国际 |
| 时间：2012/8/30 |
节能环保 科技创“锌”
——洛阳市蓝天化工厂研制纳米高活性氧化锌领先国际
本刊记者 刘兴芳 白 天
“节约资源、环境保护”已成为我国基本国策。我国化工企业如何节能环保“绿色”发展？洛阳市蓝天化工厂走出了一条以“废物利用、节能、环保”为研发方向的科技创新之路，研制出具有我国自主知识产权的纳米级高活性氧化锌系列产品，尤其是包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌，已成为节能、环保、低锌、高效的第四代国际超前的新型氧化锌，产品广泛用于橡胶添加剂、石油脱硫剂、化肥催化剂、塑料、鞋业、涂料、印刷、油漆、饲料、食品、医药、EVA发泡片材等行业，远销美国、日本、德国、法国、意大利、智利等国家及国内10多个省市地区，深受国内外市场好评。
“节能环保为始尊，行业研发领先人。”作为中国纳米级高活性氧化锌的创始企业，洛阳市蓝天化工厂从1990年收购一家濒临倒闭的化工厂起步，发展成为目前我国最大的拥有研发、生产为一体的纳米级高活性氧化锌生产企业。其间，洛阳市蓝天化工厂厂长沈坤照带领员工经历了22年艰辛而传奇的跋涉。
高端定位 自主研发
自主研发，上高科技含量的氧化锌项目，是洛阳市蓝天化工厂在1990年建厂之初就定下的目标。
这之前，我国生产的氧化锌还属于第一代、第二代的低端产品，滞后于国家工业发展需要。氧化锌作为基础化工原料，广泛应用于石油、橡胶、塑料、涂料、电子、医药、化妆品、食品、饲料等行业，是市场必不可少的“工业味精”。其应用于工业原料气（油）的净化过程，不仅可以将原料气（油）中的H2S含量降至0.05ppm以下，而且对如COS、CS2等简单的有机硫化物也有较强的转化和吸收能力；在橡胶工业，氧化锌作为硫化活性剂等功能性橡胶助剂，可以提高橡胶制品的光洁度、耐磨性、机械强度和抗老化性能等。二十世纪九十年代初期，我国氧化锌的年需求量达9万吨，而国内年产量仅有6万吨。国内工业尤其是橡胶工业对高活性氧化锌的需求量较大，可国内采用直接法和间接法两种工艺生产的6万吨氧化锌均没有活性，比表面积只有2m2/g左右，缺口的部分正是比表面积为45m2/g以上的活性氧化锌，只能依赖进口。
作为蓝天化工厂的创始人，时年48岁的沈坤照是个具有民族气节的铮铮铁汉。他得知，我国是世界上最早发现并使用锌的国家，早在公元十至十一世纪就在世界上率先生产锌。在十六、十七世纪，我国制造纯度高达98％的金属锌，被以东印度公司为代表的西方殖民者从我国大量运至欧洲，后来，连我国炼锌的方法也被他们传至欧洲。然而，却是“后来者居上”，发展到二十世纪九十年代初，活性氧化锌，尤其是其高活性和造粒技术，全世界只有德国拜耳公司和美国杜邦科技公司拥有生产技术和工艺。作为最早发明炼锌技术的中国还得从外国进口这种价格昂贵的锌，这简直是国人的耻辱。
应国家之需、行业之急，沈坤照毅然停办了当年使他致富的机械厂，决定上高科技含量的氧化锌项目。1990年8月，洛阳市蓝天化工厂成立，收购了邻近一家濒临倒闭的化工厂作为研究基地，开始攻关高活性氧化锌生产技术，目标定位高端。
据悉，国内早在20世纪60年代就有一些科研单位、院校对高活性氧化锌进行研究，但均未果。
面对复杂的研究课题，新成立的蓝天化工厂无从下手，不要说没有现成的经验可以借鉴，就连国家的行业标准也尚未制定。沈坤照东奔西走，跑遍了全国各地的化工生产省市和一些科研院所，查找资料，向专家教授咨询。可是，能查到的资料全部是国外产品，而且仅仅是一些理论上的阐述，根本没有任何技术数据，更没有图纸，一切都必须从头做起。
于是，蓝天化工厂先后请来100多人的科研工程队伍。为了自主研发，厂里的设备割割焊焊，焊焊割割；厂房建了拆，拆了建；无数配方被淘汰了；无数温度等一系列参数被否定；每一次试验都要配料、点火、试车、运行、反应、收集分离成品，然后进行复杂的检验分析……经过百余次试验，终于成功了。
1992年6月，洛阳市蓝天化工厂独创出了碳酸氢铵全湿法工艺，成功研制出了具有我国自主知识产权的高活性氧化锌技术，并推出纳米级高活性氧化锌（H-60），产品粒径小于50nm，比表面积达45㎡/g以上。氧化锌比表面积是最重要的活性指标之一，是决定橡胶制品质量的关键指标。比表面积大、活性高，可以大大提高橡胶制品的韧性、强度和抗裂度，而且产品耐热、耐磨、光洁度好。 长期以来，我国国产氧化锌的比表面积一直在15m2/g上下绯徊，每提高1m2/g都十分困难。而蓝天化工厂的研究成果竟提高了45m2/g，实现国产氧化锌内在质量上的一个巨大飞跃。
1993年，纳米级高活性氧化锌（H-60）在洛阳市蓝天化工厂实现了批量生产。沈坤照带领蓝天人填补了我国化工行业的一项空白。
国内独创 国际领先
节能环保、废物利用，洛阳市蓝天化工厂在国内率先实现了化工助剂的“绿色”生产。
首先是废物利用，节约资源。蓝天化工厂研制成功的高活性氧化锌，其采用的原料工艺也是自主创新的，是从有色冶金加工厂排出的废烟灰中提取的原料，成为国内第一家用烟道灰提取氧化锌的工厂。据了解，与我国传统的以锌锭及锌矿为原材料不同，蓝天化工起初就是回收利用当地洛铜集团在生产过程中排出的烟道灰，在这本来被当作废渣的“垃圾灰”中提取氧化锌，据该厂取样分析，烟道灰中含有60％～70%的氧化锌，提取价值极大，体现了变废为宝的创新思路。
其二是环境保护。经反复检测，蓝天化工厂的高活性氧化锌产品工艺流程在生产过程中无废气、废渣排出，废水排放达标，完全符合国家的节能环保标准要求，是一个既无污染又节约能源，符合国家环保政策的新兴企业。
1993 年4月，洛阳市蓝天化工厂纳米级高活性氧化锌（H-60）科研成果获得了国家发明专利。该产品被业内誉为我国的第三代氧化锌产品，蓝天化工厂一跃成为我国纳米高活性氧化锌独家生产企业。
1993年8月，国家化工部科技司通过了对该产品的科学技术鉴定。专家组认为，蓝天化工厂这一关键技术实现了四个突破：
一是彻底改变了我国氧化锌生产的原料路线，用先进的工艺利用烟道灰提取代替了几十年利用锌锭及锌矿为原材料的工艺，可为国家节约大量的原生锌矿；
二是以工业废弃下脚料为原料进行自主创新，在我国氧化锌生产历史上开创了环保、节能的先河；
三是产品活性高、分散性好，在橡胶、塑料等行业使用，可比普通氧化锌减少用量1/2以上，并保证胶料的硫化性能和物质性能不变。不仅为众多下游产业提高了产品质量，而且降低了生产成本，如广泛应用，市场需求量很大，有较高的经济和社会效益；
四是产品技术含量高，提前7年实现了纳米级标准，填补了国内的技术空白，超国外先进技术。
另外，该产品已达到纳米级，还具有较强的紫外线吸收能力，屏蔽UVA\UAB、防臭、抗菌、净化空气等作用。因此还可以广泛应用于高级电子、高级油漆、高级涂料、化妆品、医药、食品、饲料等领域。
1993年8月18日，全国化学标准化技术委员会无机化工分会有关专家在北戴河召开专门会议，讨论制定活性氧化锌质量的行业标准。洛阳蓝天化工厂的企业标准被确定为国家行业标准（HB）。
1993年10月,洛阳蓝天化工厂“改进的碳酸氢铵全湿法制取高活性氧化锌”生产工艺获得国家发明专利(专利号:ZL93103869.3)。
1994年，洛阳蓝天化工厂的这一产品被列为国家火炬项目。
系列研发 赢得市场
1994年4月，蓝天化工厂建成了全国一流的活性氧化锌生产线，年产量可达4000吨。这条生产线，自动化程度高，工艺先进。为保证产品质量，他们装备了国内先进的万分之一的分析天平、氮吸附比表面积测定仪、原子吸收分光光度仪等一系列先进的检测设备。后来，他们又从用户的角度，将橡胶企业生产线中的关键设备全部“微型化”，在本厂实验室内设置了橡胶生产中的磨耗机、平板硫化机、老化箱、冲片机与测厚仪、拉力机等“小生产线”，用来检测氧化锌在橡胶、塑料、EVA发泡等产品实际应用中的性能和质量。这使蓝天化工厂实验中心成为国内唯一具有“检测”和“试验”两种功能的氧化锌实验中心。这些措施进一步优化了生产工艺，使蓝天化工厂产品质量受到用户的赞扬。
为满足不同行业对活性氧化锌的需求，1995年6月，蓝天化工厂又开发了活性氧化锌系列化产品，其中粒状高活性氧化锌更是系列中的顶尖产品，填补了该产品造粒技术在国内的空白。1995年11月，国家专利局再次授予洛阳蓝天化工厂“粒状高活性氧化锌的制造方法及其产品”为国家发明专利（专利号：ZL 95 1 17887.3）。他们将试制出来的产品，送往全国各地著名的轮胎厂、橡胶厂进行配方试验和橡胶产品试制，结果又一次令人满意。
1995年底，洛阳蓝天化工厂实现了年产粉状、粒状等高活性氧化锌系列产品6000吨、碱式碳酸锌2000吨，形成了较为完整的产品系列。
1996年4月，原化工部科技司组织全国著名化工专家对蓝天化工厂生产的粒状高活性氧化锌进行了科学技术鉴定。作为研制者之一的蓝天化工厂副厂长黄利炫上台宣读了研制报告。专家鉴定指出，用粒状高活性氧化锌代替普通氧化锌，有明显的优越性。在配料和橡胶混炼过程中，无粉尘飞扬、不粘辊、分散性好，易于自动化计量。该产品的比表面积同样超过了国外同类产品，居国际领先水平；同时，在该产品生产过程中无废气、废水、废渣排出，无污染。
1997年，蓝天人继续努力研制成功的活性氧化锌造粒技术，顺利通过了原化工部的科学技术鉴定，再次填补了一项国内空白。
同年，该项目生产工艺、制造方法及产品，荣获国家民政部科技进步奖。
经过多年研发，蓝天化工厂的“太阳”牌高活性氧化锌系列产品，已有纳米级高活性氧化锌H-60、粒状高活性氧化锌HL-60、高活性透明氧化锌HT-1、碱式碳酸锌HT-2、纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50以及它的衍射产品HN-50B、HF-40、HA-40及副产品硫酸铵等等十多种产品，受到市场欢迎。其“太阳”牌也被评为中国驰名品牌。
在国际市场上，蓝天化工厂“太阳”牌高活性氧化锌产品与“老牌”德国拜耳公司产品并驾齐驱，具有很强的竞争力。如今，蓝天化工厂产品已连续10多年出口美国、日本、德国、法国、意大利、智利等国家和台湾等地区，出口量如今占生产总量的15%～20%，且供不应求。
在国内市场，蓝天化工厂的高活性氧化锌产品已覆盖北京、天津、上海、浙江、福建、广东等十多个省市自治区，产销两旺。
与时俱进 高效环保
近年来，普通氧化锌及重金属对环境的影响已引起人们的重视，化工行业对节能环保的要求也快速提升。在全球橡胶工业，应用第一、二代氧化锌从橡胶中释放出的残留锌对环境及人体存在危害，已为国际公认。另外，在欧盟REACH法规实施后，轮胎市场上对环保要求日渐严格，对轮胎中降低铅含量、锌含量等有害物质做出了严格要求。欧洲橡胶业的发展趋势是减少锌的使用量并寻找替代品。在我国，开发和应用高精尖的绿色橡胶产品已是大势所趋，对氧化锌减量使用是我国缓解锌及重金属对生态环境危害的最有效的途径。
为满足行业对产品的环保要求，2005年，洛阳市蓝天化工厂在纳米级高活性氧化锌基础上又自主研发成功第四代国际超前的包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50。这种氧化锌的突出优点是低锌、高效。
新产品采用独特的湿法工艺和高效闪蒸气流煅烧联合机组、增压隔膜过滤机以及全封闭式高压物料输送的自动先进设备生产，核心由活性剂组成，核壳为氧化锌，结构形成包敷状。产品粒径达到50nm以下，比表面积达75㎡/g以上，比普通氧化锌高20倍，与普通氧化锌和上一代高活性氧化锌相比，比表面积更大，活性高，分散性强，较大幅度提高橡胶的胶联密度，属于低锌、高效、节能、环保的新型纳米材料。
据蓝天化工厂副厂长黄利炫介绍，该产品应用在橡胶配方中，可以减量使用替代（99.7%）普通氧化锌、纳米氧化锌以及混合搅拌型复合氧化锌使用，且橡胶制品的物理机械性能及加工性能远优于普通氧化锌，有利于轮胎生产企业降低生产成本、提高产品质量。 “以年销售收入过百亿的轮胎企业为例，若采用纳米高活性氧化锌产品，每年可节省1000多万元的生产成本，对于利润率微乎其微的轮胎企业来说，仅氧化锌一个产品就为企业降本增效明显。同时，性能上也可以满足高性能轮胎在节油、安全、高速、耐用、乘坐舒适等方面的需求。”
实践证明，该产品真正有效地减少了氧化锌在胶料中的使用量，从而降低了胶料中残留锌的含量，并已达到欧盟标准，同时缓解了锌及重金属对生态环境的污染及人体的危害。此外，据不完全统计，我国每年氧化锌的需求量约为110万吨，若采用新型的高反应界面活性氧化锌，可为国家节约44万吨金属锌资源。
2009年，蓝天化工厂领先国际的包敷状纳米级高反应界面活性氧化锌HN-50投入市场，连同系列产品热销。当年，在国内市场销量比往年增加了20%，出口量更是增加了40%左右。
2010年12月，蓝天化工厂的纳米级高反应界面活性氧化锌制备方法，获国家发明专利（专利号：ZL 2008 1 0231558.5）。产品质量通过科技成果鉴定，被誉为：国内独创、国际领先。同年，高活性透明氧化锌HT-1获得国家发明专利（专利号：ZL 2009 1 0065341.6）。该厂也因此成为了我国独家制定高界面氧化锌行业标准的企业。2011年，蓝天化工厂荣获国家科技技术进步奖。
2012年6月，国务院发布《“十二五”节能环保产业发展规划》，将高性能脱硫剂列入我国环保产业重点领域的环保产品。而作为“行业研发领先人”的洛阳市蓝天化工厂生产的高性能氧化锌脱硫剂，已在应用中显示出良好的环保性能。这种脱硫剂以其脱硫精度高，使用简便，性能稳定，硫容高而占具着重要地位，应用在合成氨，合成甲醇，煤化工，石油炼制，饮料生产等行业，以脱除天然气，石油馏分，油田气，炼厂气，合成气（H2+CO）等原料中的硫化氢及某些有机硫。由于氧化锌能与H2S反应生成难于解离的ZnS，净化气总硫可降到0.3-0.1μg/g以下，从而保证了下游工序的催化剂免于硫中毒，环保效果良好。
目前，蓝天化工厂年生产“太阳”牌高活性氧化锌等系列产品10000吨，仍供不应求。副厂长黄利炫告诉记者，企业又在建设一个占地60亩、拥有2条生产线的新厂，一期工程投产后产能达到10000吨，二期建设完成后，整个项目产能将达到20000吨。
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| 责任编辑：myadmin |
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