進口氧化鋅物料的表征和鑒別探討

阮貴武 李小琴 韋新紅

(防城海關綜合服務中心，廣西 防城港 538001)

1 實驗部分

1.1 儀器設備

（賽默飛）ARL PERFORM”X XRF；布魯克D8 XRD；壓樣機(北京眾合)；密封式制樣機(北京眾合)；200目的標準篩。

1.2 試樣制備

隨機抽取約500g的樣品放入制樣機上，研磨1小時，過200目標準篩后，在105℃下干燥2 h后置于干燥器中。

1.3 實驗方法

1.3.1 對樣品進行XRF光譜儀儀器分析

取10g的試樣放入壓片機中（30t壓力下保持30s）制成測試樣片,置于XRF儀器中進行測定。

1.3.2 X射線衍射分析

取約5g的分析試樣的裝入樣品片中。將試樣片放入XRD儀樣品臺上按照儀器工作條件進行分析。

2 結果與討論

2.1 含鋅廢料經過特殊工藝處理得到主要成分為ZnO的產物

1號樣品申報名為“氧化鋅粉”，樣品為淡黃色粉末以及顆粒物，參見圖1。按照1.2 制備分析測試樣品。

圖1 樣品1照片

按照上述1.3 的實驗方法進行儀器XRF與XRD分析，其結果見表1和圖2。

圖2 樣品1衍射圖

表1 樣品元素組成（干態）

按照化學法YS/T 1171-2017系列標準檢測樣品的其它有害元素含量，結果見表2。

表2 樣品的有害元素含量（%）

從表1可以看出，1號樣品采用XRF分析，其主元素為鋅、鈉，次元素鐵、氯、鉛、鈣、鉀、硅、硫、鎂等。從圖2可以知道，1號樣品的物相組成為氧化鋅、氯化鉀、四氧化三鐵。經檢索，氧化鋅標準有行業標準YS/T 73-2011和YS/T1343-2019，而YS/T1343-2019標準要求如見表3。1號樣品的ZnO含量及雜質Fe、F、Cl、As、Cd、Hg含量均滿足YS/T1343-2019標準的要求。粗氧化鋅：海關總署于2009年6月發布第32號公告，將電弧爐煉鋼灰經加工而得的符合一定指標的粗氧化鋅產品歸入稅則號列3824.9099。該公告關于“粗氧化鋅”的描述為：主要成分為氧化鋅、氯化鈉，并含有少量氧化鐵和氧化鉛。1號樣品的主要物相及成分與粗氧化鋅基本相符，推斷1號樣品為粗氧化鋅。綜合1號樣品的分析結果及文獻資料判斷：1號樣品來源為含鋅廢料料經過處理的產物，樣品的ZnO含量及雜質Fe、F、Cl、Cd、Hg、As含量均滿足YS/T1343-2019標準的要求，依據國標GB 34330-2017進行判定，樣品不屬于固體廢物。

表3

2.2 熱鍍鋅灰

2號樣品申報名為“氧化鋅粉”，樣品是灰色的粉末以及片狀物，見圖3。按照1.2 制備分析試樣。

圖3 樣品2照片

按照1.3 的實驗方法進行XRF和XRD進行分析，其結果見表4和圖4。

表4 樣品元素組成（干態）

從表4可以看出，2號樣品采用XRF分析，其主元素為鋅、鈉，次元素氯、鋁等。從圖4可以知道，2號樣品的物相組成主要有單質鋅、氧化鋅、堿式氯化鋅。

圖4 樣品2衍射圖

雖然2號樣品的ZnO含量滿足YS/T1343-2019標準的要求，但是2號樣品的主要物相以及外觀與粗氧化鋅不符，2號樣品不是粗氧化鋅。

文獻[1]中報道有熱鍍鋅灰，將熱鍍鋅灰研磨后過200目篩，篩下物為暗黃色粉末，篩上物為灰色顆粒狀固體。篩下物的中鋅元素主要以ZnO的形式存在，還有部分以Zn5(OH)8Cl2·H2O的形式存在，鋅元素含量為65.45 %，氯元素含量為3.38 %；篩上物中鋅元素主要以金屬鋅的形式存在，還有部分以ZnO和Zn5(OH)8Cl2·H2O的形式存在。

綜合2號樣品的分析結果及文獻資料判斷：2號樣品為熱鍍圖2樣品1衍射圖圖4樣品2衍射圖圖6樣品3衍射圖鋅灰。根據國標GB 34330-2017進行判斷，2號樣品屬于固體廢物。

2.3 冶煉鋼鐵產生的除塵灰

3號樣品申報名為“氧化鋅粉”，樣品為黑色粉末，見圖5。按照1.2 制備分析試樣。

圖5 樣品3照片

按照1.3 的實驗方法進行XRF與XRD分析，其結果見表5和圖6。從表4可以看出，3號樣品采用XRF分析，其主元素為鐵、鋅等，次元素鈉、鈣、硅、鎂、錳、硫、氯、鉀、鉛、鋁等。從圖2可以得到，3號樣品的物相組成主要有ZnFe2O4、ZnO以及少量的KCl、ZnS、Ca2SiO3、NaCl。3號樣品的ZnO含量只有26.23%，不滿足YS/T1343-2019標準的要求，所以3號樣品不屬于粗氧化鋅。電爐煉鋼產生的含鋅煙塵相關文獻[2]：根據鐵礦來源不同，在高爐煉鐵的生產過程中，可能產生含鋅量不等的高爐煙塵。冶煉鋼鐵產生的含鋅煙塵的化學成分列表見表6。綜合3號樣品的分析結果及文獻資料判斷：3號樣品來源為冶煉鋼鐵產生的除塵灰。根據國家標準GB 34330-2017標準判斷，3號樣品屬于固體廢物。

表5 樣品元素組成（干態）

表6 (單位:%)

3 結論

本文采用XRF光譜儀、XRD衍射儀等技術手段對進口氧化鋅物料元素組成、物相組成等進行了表征。通過樣品外觀、組成和理化特征，與委托方提供工藝及相關文獻等進行比對，得出鑒別結果：1號樣品外觀為淺黃色粉末，主要由ZnO、Fe3O4、KCl組成，樣品的ZnO含量及雜質Fe、F、Cl、Cd、Hg、As含量滿足YS/T1343-2019標準的要求，符合粗氧化鋅的要求；2號樣品外觀為灰色粉末以及片狀物，主要由Zn、ZnO、Zn5(OH)8Cl2·H2O組成，為熱鍍鋅灰；3號樣品外觀為黑色粉末,主要由ZnFe2O4、ZnO以及少量的KCl、ZnS、Ca2SiO3、NaCl組成，為冶煉鋼鐵產生的除塵灰。依據《中國固廢環境防治法》和《固體廢物鑒別標準通則》判定：1號樣品不屬于固體廢物；2、3號樣品屬于固體廢物。