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| 洛陽市藍天化工廠研制納米高活性氧化鋅領先國際 |
| 時間：2012/8/30 |
節能環保 科技創“鋅”
——洛陽市藍天化工廠研制納米高活性氧化鋅領先國際
本刊記者 劉興芳 白 天
“節約資源、環境保護”已成為我國基本國策。我國化工企業如何節能環保“綠色”發展？洛陽市藍天化工廠走出了一條以“廢物利用、節能、環保”為研發方向的科技創新之路，研制出具有我國自主知識產權的納米級高活性氧化鋅系列產品，尤其是包敷狀納米級高反應界面活性氧化鋅，已成為節能、環保、低鋅、高效的第四代國際超前的新型氧化鋅，產品廣泛用于橡膠添加劑、石油脫硫劑、化肥催化劑、塑料、鞋業、涂料、印刷、油漆、飼料、食品、醫藥、EVA發泡片材等行業，遠銷美國、日本、德國、法國、意大利、智利等國家及國內10多個省市地區，深受國內外市場好評。
“節能環保為始尊，行業研發領先人。”作為中國納米級高活性氧化鋅的創始企業，洛陽市藍天化工廠從1990年收購一家瀕臨倒閉的化工廠起步，發展成為目前我國最大的擁有研發、生產為一體的納米級高活性氧化鋅生產企業。其間，洛陽市藍天化工廠廠長沈坤照帶領員工經歷了22年艱辛而傳奇的跋涉。
高端定位 自主研發
自主研發，上高科技含量的氧化鋅項目，是洛陽市藍天化工廠在1990年建廠之初就定下的目標。
這之前，我國生產的氧化鋅還屬于第一代、第二代的低端產品，滯后于國家工業發展需要。氧化鋅作為基礎化工原料，廣泛應用于石油、橡膠、塑料、涂料、電子、醫藥、化妝品、食品、飼料等行業，是市場必不可少的“工業味精”。其應用于工業原料氣（油）的凈化過程，不僅可以將原料氣（油）中的H2S含量降至0.05ppm以下，而且對如COS、CS2等簡單的有機硫化物也有較強的轉化和吸收能力；在橡膠工業，氧化鋅作為硫化活性劑等功能性橡膠助劑，可以提高橡膠制品的光潔度、耐磨性、機械強度和抗老化性能等。二十世紀九十年代初期，我國氧化鋅的年需求量達9萬噸，而國內年產量僅有6萬噸。國內工業尤其是橡膠工業對高活性氧化鋅的需求量較大，可國內采用直接法和間接法兩種工藝生產的6萬噸氧化鋅均沒有活性，比表面積只有2m2/g左右，缺口的部分正是比表面積為45m2/g以上的活性氧化鋅，只能依賴進口。
作為藍天化工廠的創始人，時年48歲的沈坤照是個具有民族氣節的錚錚鐵漢。他得知，我國是世界上最早發現并使用鋅的國家，早在公元十至十一世紀就在世界上率先生產鋅。在十六、十七世紀，我國制造純度高達98％的金屬鋅，被以東印度公司為代表的西方殖民者從我國大量運至歐洲，后來，連我國煉鋅的方法也被他們傳至歐洲。然而，卻是“后來者居上”，發展到二十世紀九十年代初，活性氧化鋅，尤其是其高活性和造粒技術，全世界只有德國拜耳公司和美國杜邦科技公司擁有生產技術和工藝。作為最早發明煉鋅技術的中國還得從外國進口這種價格昂貴的鋅，這簡直是國人的恥辱。
應國家之需、行業之急，沈坤照毅然停辦了當年使他致富的機械廠，決定上高科技含量的氧化鋅項目。1990年8月，洛陽市藍天化工廠成立，收購了鄰近一家瀕臨倒閉的化工廠作為研究基地，開始攻關高活性氧化鋅生產技術，目標定位高端。
據悉，國內早在20世紀60年代就有一些科研單位、院校對高活性氧化鋅進行研究，但均未果。
面對復雜的研究課題，新成立的藍天化工廠無從下手，不要說沒有現成的經驗可以借鑒，就連國家的行業標準也尚未制定。沈坤照東奔西走，跑遍了全國各地的化工生產省市和一些科研院所，查找資料，向專家教授咨詢。可是，能查到的資料全部是國外產品，而且僅僅是一些理論上的闡述，根本沒有任何技術數據，更沒有圖紙，一切都必須從頭做起。
于是，藍天化工廠先后請來100多人的科研工程隊伍。為了自主研發，廠里的設備割割焊焊，焊焊割割；廠房建了拆，拆了建；無數配方被淘汰了；無數溫度等一系列參數被否定；每一次試驗都要配料、點火、試車、運行、反應、收集分離成品，然后進行復雜的檢驗分析……經過百余次試驗，終于成功了。
1992年6月，洛陽市藍天化工廠獨創出了碳酸氫銨全濕法工藝，成功研制出了具有我國自主知識產權的高活性氧化鋅技術，并推出納米級高活性氧化鋅（H-60），產品粒徑小于50nm，比表面積達45㎡/g以上。氧化鋅比表面積是最重要的活性指標之一，是決定橡膠制品質量的關鍵指標。比表面積大、活性高，可以大大提高橡膠制品的韌性、強度和抗裂度，而且產品耐熱、耐磨、光潔度好。 長期以來，我國國產氧化鋅的比表面積一直在15m2/g上下緋徊，每提高1m2/g都十分困難。而藍天化工廠的研究成果竟提高了45m2/g，實現國產氧化鋅內在質量上的一個巨大飛躍。
1993年，納米級高活性氧化鋅（H-60）在洛陽市藍天化工廠實現了批量生產。沈坤照帶領藍天人填補了我國化工行業的一項空白。
國內獨創 國際領先
節能環保、廢物利用，洛陽市藍天化工廠在國內率先實現了化工助劑的“綠色”生產。
首先是廢物利用，節約資源。藍天化工廠研制成功的高活性氧化鋅，其采用的原料工藝也是自主創新的，是從有色冶金加工廠排出的廢煙灰中提取的原料，成為國內第一家用煙道灰提取氧化鋅的工廠。據了解，與我國傳統的以鋅錠及鋅礦為原材料不同，藍天化工起初就是回收利用當地洛銅集團在生產過程中排出的煙道灰，在這本來被當作廢渣的“垃圾灰”中提取氧化鋅，據該廠取樣分析，煙道灰中含有60％～70%的氧化鋅，提取價值極大，體現了變廢為寶的創新思路。
其二是環境保護。經反復檢測，藍天化工廠的高活性氧化鋅產品工藝流程在生產過程中無廢氣、廢渣排出，廢水排放達標，完全符合國家的節能環保標準要求，是一個既無污染又節約能源，符合國家環保政策的新興企業。
1993 年4月，洛陽市藍天化工廠納米級高活性氧化鋅（H-60）科研成果獲得了國家發明專利。該產品被業內譽為我國的第三代氧化鋅產品，藍天化工廠一躍成為我國納米高活性氧化鋅獨家生產企業。
1993年8月，國家化工部科技司通過了對該產品的科學技術鑒定。專家組認為，藍天化工廠這一關鍵技術實現了四個突破：
一是徹底改變了我國氧化鋅生產的原料路線，用先進的工藝利用煙道灰提取代替了幾十年利用鋅錠及鋅礦為原材料的工藝，可為國家節約大量的原生鋅礦；
二是以工業廢棄下腳料為原料進行自主創新，在我國氧化鋅生產歷史上開創了環保、節能的先河；
三是產品活性高、分散性好，在橡膠、塑料等行業使用，可比普通氧化鋅減少用量1/2以上，并保證膠料的硫化性能和物質性能不變。不僅為眾多下游產業提高了產品質量，而且降低了生產成本，如廣泛應用，市場需求量很大，有較高的經濟和社會效益；
四是產品技術含量高，提前7年實現了納米級標準，填補了國內的技術空白，超國外先進技術。
另外，該產品已達到納米級，還具有較強的紫外線吸收能力，屏蔽UVA\UAB、防臭、抗菌、凈化空氣等作用。因此還可以廣泛應用于高級電子、高級油漆、高級涂料、化妝品、醫藥、食品、飼料等領域。
1993年8月18日，全國化學標準化技術委員會無機化工分會有關專家在北戴河召開專門會議，討論制定活性氧化鋅質量的行業標準。洛陽藍天化工廠的企業標準被確定為國家行業標準（HB）。
1993年10月,洛陽藍天化工廠“改進的碳酸氫銨全濕法制取高活性氧化鋅”生產工藝獲得國家發明專利(專利號:ZL93103869.3)。
1994年，洛陽藍天化工廠的這一產品被列為國家火炬項目。
系列研發 贏得市場
1994年4月，藍天化工廠建成了全國一流的活性氧化鋅生產線，年產量可達4000噸。這條生產線，自動化程度高，工藝先進。為保證產品質量，他們裝備了國內先進的萬分之一的分析天平、氮吸附比表面積測定儀、原子吸收分光光度儀等一系列先進的檢測設備。后來，他們又從用戶的角度，將橡膠企業生產線中的關鍵設備全部“微型化”，在本廠實驗室內設置了橡膠生產中的磨耗機、平板硫化機、老化箱、沖片機與測厚儀、拉力機等“小生產線”，用來檢測氧化鋅在橡膠、塑料、EVA發泡等產品實際應用中的性能和質量。這使藍天化工廠實驗中心成為國內唯一具有“檢測”和“試驗”兩種功能的氧化鋅實驗中心。這些措施進一步優化了生產工藝，使藍天化工廠產品質量受到用戶的贊揚。
為滿足不同行業對活性氧化鋅的需求，1995年6月，藍天化工廠又開發了活性氧化鋅系列化產品，其中粒狀高活性氧化鋅更是系列中的頂尖產品，填補了該產品造粒技術在國內的空白。1995年11月，國家專利局再次授予洛陽藍天化工廠“粒狀高活性氧化鋅的制造方法及其產品”為國家發明專利（專利號：ZL 95 1 17887.3）。他們將試制出來的產品，送往全國各地著名的輪胎廠、橡膠廠進行配方試驗和橡膠產品試制，結果又一次令人滿意。
1995年底，洛陽藍天化工廠實現了年產粉狀、粒狀等高活性氧化鋅系列產品6000噸、堿式碳酸鋅2000噸，形成了較為完整的產品系列。
1996年4月，原化工部科技司組織全國著名化工專家對藍天化工廠生產的粒狀高活性氧化鋅進行了科學技術鑒定。作為研制者之一的藍天化工廠副廠長黃利炫上臺宣讀了研制報告。專家鑒定指出，用粒狀高活性氧化鋅代替普通氧化鋅，有明顯的優越性。在配料和橡膠混煉過程中，無粉塵飛揚、不粘輥、分散性好，易于自動化計量。該產品的比表面積同樣超過了國外同類產品，居國際領先水平；同時，在該產品生產過程中無廢氣、廢水、廢渣排出，無污染。
1997年，藍天人繼續努力研制成功的活性氧化鋅造粒技術，順利通過了原化工部的科學技術鑒定，再次填補了一項國內空白。
同年，該項目生產工藝、制造方法及產品，榮獲國家民政部科技進步獎。
經過多年研發，藍天化工廠的“太陽”牌高活性氧化鋅系列產品，已有納米級高活性氧化鋅H-60、粒狀高活性氧化鋅HL-60、高活性透明氧化鋅HT-1、堿式碳酸鋅HT-2、納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50以及它的衍射產品HN-50B、HF-40、HA-40及副產品硫酸銨等等十多種產品，受到市場歡迎。其“太陽”牌也被評為中國馳名品牌。
在國際市場上，藍天化工廠“太陽”牌高活性氧化鋅產品與“老牌”德國拜耳公司產品并駕齊驅，具有很強的競爭力。如今，藍天化工廠產品已連續10多年出口美國、日本、德國、法國、意大利、智利等國家和臺灣等地區，出口量如今占生產總量的15%～20%，且供不應求。
在國內市場，藍天化工廠的高活性氧化鋅產品已覆蓋北京、天津、上海、浙江、福建、廣東等十多個省市自治區，產銷兩旺。
與時俱進 高效環保
近年來，普通氧化鋅及重金屬對環境的影響已引起人們的重視，化工行業對節能環保的要求也快速提升。在全球橡膠工業，應用第一、二代氧化鋅從橡膠中釋放出的殘留鋅對環境及人體存在危害，已為國際公認。另外，在歐盟REACH法規實施后，輪胎市場上對環保要求日漸嚴格，對輪胎中降低鉛含量、鋅含量等有害物質做出了嚴格要求。歐洲橡膠業的發展趨勢是減少鋅的使用量并尋找替代品。在我國，開發和應用高精尖的綠色橡膠產品已是大勢所趨，對氧化鋅減量使用是我國緩解鋅及重金屬對生態環境危害的最有效的途徑。
為滿足行業對產品的環保要求，2005年，洛陽市藍天化工廠在納米級高活性氧化鋅基礎上又自主研發成功第四代國際超前的包敷狀納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50。這種氧化鋅的突出優點是低鋅、高效。
新產品采用獨特的濕法工藝和高效閃蒸氣流煅燒聯合機組、增壓隔膜過濾機以及全封閉式高壓物料輸送的自動先進設備生產，核心由活性劑組成，核殼為氧化鋅，結構形成包敷狀。產品粒徑達到50nm以下，比表面積達75㎡/g以上，比普通氧化鋅高20倍，與普通氧化鋅和上一代高活性氧化鋅相比，比表面積更大，活性高，分散性強，較大幅度提高橡膠的膠聯密度，屬于低鋅、高效、節能、環保的新型納米材料。
據藍天化工廠副廠長黃利炫介紹，該產品應用在橡膠配方中，可以減量使用替代（99.7%）普通氧化鋅、納米氧化鋅以及混合攪拌型復合氧化鋅使用，且橡膠制品的物理機械性能及加工性能遠優于普通氧化鋅，有利于輪胎生產企業降低生產成本、提高產品質量。 “以年銷售收入過百億的輪胎企業為例，若采用納米高活性氧化鋅產品，每年可節省1000多萬元的生產成本，對于利潤率微乎其微的輪胎企業來說，僅氧化鋅一個產品就為企業降本增效明顯。同時，性能上也可以滿足高性能輪胎在節油、安全、高速、耐用、乘坐舒適等方面的需求。”
實踐證明，該產品真正有效地減少了氧化鋅在膠料中的使用量，從而降低了膠料中殘留鋅的含量，并已達到歐盟標準，同時緩解了鋅及重金屬對生態環境的污染及人體的危害。此外，據不完全統計，我國每年氧化鋅的需求量約為110萬噸，若采用新型的高反應界面活性氧化鋅，可為國家節約44萬噸金屬鋅資源。
2009年，藍天化工廠領先國際的包敷狀納米級高反應界面活性氧化鋅HN-50投入市場，連同系列產品熱銷。當年，在國內市場銷量比往年增加了20%，出口量更是增加了40%左右。
2010年12月，藍天化工廠的納米級高反應界面活性氧化鋅制備方法，獲國家發明專利（專利號：ZL 2008 1 0231558.5）。產品質量通過科技成果鑒定，被譽為：國內獨創、國際領先。同年，高活性透明氧化鋅HT-1獲得國家發明專利（專利號：ZL 2009 1 0065341.6）。該廠也因此成為了我國獨家制定高界面氧化鋅行業標準的企業。2011年，藍天化工廠榮獲國家科技技術進步獎。
2012年6月，國務院發布《“十二五”節能環保產業發展規劃》，將高性能脫硫劑列入我國環保產業重點領域的環保產品。而作為“行業研發領先人”的洛陽市藍天化工廠生產的高性能氧化鋅脫硫劑，已在應用中顯示出良好的環保性能。這種脫硫劑以其脫硫精度高，使用簡便，性能穩定，硫容高而占具著重要地位，應用在合成氨，合成甲醇，煤化工，石油煉制，飲料生產等行業，以脫除天然氣，石油餾分，油田氣，煉廠氣，合成氣（H2+CO）等原料中的硫化氫及某些有機硫。由于氧化鋅能與H2S反應生成難于解離的ZnS，凈化氣總硫可降到0.3-0.1μg/g以下，從而保證了下游工序的催化劑免于硫中毒，環保效果良好。
目前，藍天化工廠年生產“太陽”牌高活性氧化鋅等系列產品10000噸，仍供不應求。副廠長黃利炫告訴記者，企業又在建設一個占地60畝、擁有2條生產線的新廠，一期工程投產后產能達到10000噸，二期建設完成后，整個項目產能將達到20000噸。
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