新型防锈颜料钼酸锌的合成

莫炳辉，莫 薇，俞于怀，胡容平，吴 良，廖 欢

（1.广西壮族自治区化工研究院，广西 南宁 530001；2.广西壮族自治区贵港市农产品质量安全检测中心，广西 贵港 537100）

钼酸锌或碱式钼酸锌，可作为缓蚀剂、防锈颜料、阻燃抑烟剂等使用于各种场合，具有良好的性能。目前，钼酸锌合成技术主要有钼酸钠（或钼酸铵）与硫酸锌的复分解反应。该反应是液液反应，生成的钼酸锌较细，离心分离较难，且反应过程中有大量的水 溶性盐生成，如不进行洗涤，则会影响产品的质量，但如洗涤，又由于该法制得的钼酸锌的水溶解度较高，造成最后产品的收率较低，因此在实际生产过程中一般都是加入各种体质颜料[1]，其目的之一是作为吸附材料，提高收率。弁理士介绍了一种用氧化钼粉与氧化锌粉合成钼酸锌的方法[2]，该法是将氧化钼粉与氧化锌粉按MoO3∶ZnO=10∶90～90∶10的比例（质量分数），置入加热炉中，在600℃左右的温度下合成钼酸锌。朱骥良等介绍了氧化钼与碳酸钙、氧化锌混合后高温反应的方法[3]。该法需要在550℃煅烧8h，且引入了钙盐，得到的物质并不是单一的钼酸锌。以上方法一是收率低，二是要加入各种吸附物质或填充物质，影响了最后产品的纯度。

本实验以工业级氧化锌和七钼酸铵为原料，直接合成钼酸锌。

1 试验

1.1 原料

氧化锌（99.7%），七钼酸铵（98%）。

1.2 试验原理和工艺路线

七钼酸铵加水加热溶解后，控制一定的温度，在搅拌下加入一定量的氧化锌，反应一定时间后，经过滤、干燥后得到产品。反应后的母液可作为溶解七钼酸铵的水回用。反应方程式如下，工艺路线见图1。

(NH4)6Mo7O24+7ZnO→7ZnMoO4↓+6NH3↑+3H2O

1.3 试验条件

本实验进行了反应温度与钼收率、反应时间与钼收率的试验，结果见图2、图3。

在最佳反应温度70℃和反应时间1h的条件下进行母液回用试验，结果见表1。从试验结果可看出，反应得到的母液可多次进行回用，得到的钼酸锌质量稳定，钼收率达到98%以上。

图2 钼收率与温度的关系图

图3 钼收率与反应时间的关系图

表1 七钼酸铵合成钼酸锌的母液回用试验结果

2 激光粒度分析

将钼酸铵和氧化锌合成的钼酸锌与钼酸钠和硫酸锌合成的钼酸锌进行激光粒度分析，结果见图4、图5。

图4 钼酸钠复分解法合成钼酸锌的激光粒度图

图5 七钼酸铵法合成钼酸锌的激光粒度图

从图4、图5的结果可看出，2种不同工艺合成的钼酸锌的平均粒径较小，七钼酸铵法合成的钼酸锌的平均粒径1.66μm，比钼酸钠法的约小1μm，但在实际的过滤中，却发现钼酸钠法的钼酸锌在过滤时，过滤困难；而七钼酸铵法的钼酸锌过滤容易。对比2个图谱，钼酸钠法的钼酸锌呈非正态分布，出现了3个峰形；而七钼酸铵法的钼酸锌基本呈正态分布。由此推断，七钼酸铵法的钼酸锌颗粒大小均匀，且形状接近球形，在过滤时，颗粒之间虽然相互挤压堆集，但由于其呈球形且大小均匀，颗粒之间仍有一定的空隙，水可从空隙之间透过，因此其过滤容易。相反，钼酸钠法合成的钼酸锌，可能是由于其大小不匀或是形状接近扁平状，过滤时，颗粒在相互挤压下，形成了密集堆集，颗粒之间没能形成足够的空隙，水难以通过，因此过滤困难。

3 X射线衍射分析

将七钼酸铵和氧化锌合成的钼酸锌与钼酸钠和硫酸锌合成的钼酸锌进行X射线衍射分析，结果见图6、图7。

图6 钼酸钠复分解法合成钼酸锌的X射线衍射图

图7 钼酸铵法合成钼酸锌的X射线衍射图

根据上面的谱图，在X射线衍射图谱数据库中进行检索和分析，结果如下：

钼酸钠法钼酸锌：分子式：NaZn2OH(MoO4)2H2O（卡片号：70-0161），属单斜晶系，空间群 C2/m，相应晶胞参数：a=9.436，b=6.338，c=7.679β=115.80

七钼酸铵法钼酸锌：分子式：H3NH4Zn2Mo2O10（卡片号：73-2389），属三方晶系，空间群R3m，相应晶胞参数a=6.104，c=21.67

4 结果与讨论

本实验利用了氧化锌的两性性质和七钼酸铵水解后呈弱酸性的性质，通过反应合成纯度较高的钼酸锌。在最佳反应温度70℃、反应时间1h和母液回用的条件下，产品钼收率达到了98%以上。该工艺可做到无废水排放，产品过滤容易，提高了生产效率。

[1] 化学工业出版社.中国化工产品大全（第3版）[M].并京：化学工业出版社，2005：542.

[2] 弁理士.难燃剂及ひその制造方法,树脂组成物：特开2005-82668[P].

[3] 朱骥良，吴申年.颜料工艺学[M].北京：化学工业出版社，1989.