碱式碳酸锌，常温常压下为白色固体粉末，具有优异的化学稳定性，它不溶于水和醇，微溶于氨，但是可溶于稀酸及氢氧化钠溶液。碱式碳酸锌的制备方法包括复分解法和碳铵法：复分解法采用硫酸锌溶液与纯碱反应，控制温度46℃、pH6.8；碳铵法则以锌盐母液为原料，在78～85℃下加入固体碳酸氢铵调节pH至6.0～6.5生成产物。碱式碳酸锌主要应用于轻型收敛剂、乳胶制品、皮肤保护剂、人造丝生产、脱硫工艺、油井水泥石抗H2S腐蚀、饲料添加剂及制药工业 。
图1 碱式碳酸锌的性状图
研究历史
碱式碳酸锌在油井水泥领域的应用研究取得进展。2026年，碱式碳酸锌被证实可用于提高油井水泥石的抗H₂S腐蚀性能。在水泥石腐蚀过程中，碱式碳酸锌可与H₂S迅速反应，生成难溶的ZnS，阻止H₂S进一步向水泥石内部扩散，从而提高水泥石的抗腐蚀能力。研究表明，碱式碳酸锌掺量为1.5%时，对常规密度油井水泥浆的基本应用性能和水泥石早期抗压强度影响相对较小，且能提供良好的抗H₂S腐蚀性能。然而，相同掺量的碱式碳酸锌对低密度水泥石的早期性能影响较大，且其对低密度水泥石的抗腐蚀性能提升效果比常规密度水泥石差。
热解性能
研究人员报道了由农用碳酸氢铵与精制硫酸锌制备碱式碳酸锌的工艺及产物的热解性能。估算表明了该制备过程的热力学优势。优化后的工艺条件是：碳酸氢铵对硫酸锌的过剩系数为1.00～1.20，锌液中Zn²⁺浓度约100 g/L。由此制得的碱式碳酸锌主要为无定形的Zn₅(CO₃)₂(OH)₆。碱式碳酸锌的热解过程主要发生在300℃以下，其焙解温度可控制在400℃左右。[1]
对天然海水中铀的吸附
实验结果表明：1. 碱式碳酸锌吸附剂中的铀浓度与所使用的天然海水的含铀量存在如下关系：C = 8.51 × 10(u)。2. 当碱式碳酸锌的用量基本保持不变时，随着通过吸附柱海水量的增加，碱式碳酸锌的吸铀量、吸附剂中的铀浓度以及吸铀后天然海水中剩余的铀浓度均不断增加；而铀的回收率不断减少；分配系数随着通过吸附柱海水量的增加而减少至一定值之后，又稍有回升。[2]
晶粒细化研究
为了使碱式碳酸锌晶粒细化，选用掺杂镁的方法来降低碱式碳酸锌的晶粒度。具体方法如下：以碳酸氢铵作沉淀剂，在硫酸锌溶液中掺入一定质量的七水硫酸镁，采用直接沉淀法，制得晶粒细化的碱式碳酸锌。研究考察了影响碱式碳酸锌晶粒度的主要因素，并通过正交试验寻求最佳工艺条件。通过研究得出以下结论：在碱式碳酸锌中掺杂一定质量分数的镁元素，可降低碱式碳酸锌的晶粒度。最佳工艺参数为：硫酸锌溶液浓度2.5 mol/L，碳酸氢铵溶液浓度3 mol/L，搅拌速度450 r/min，m(Mg):m(Zn)=1.07:22，反应温度60 ℃，碳酸氢铵滴加速度12.5 mL/min。在此工艺条件下制得的碱式碳酸锌晶粒度为9.5 nm。[3]
用途
碱式碳酸锌可用于轻型收敛剂、乳胶薄膜制品、颜料、人造丝的生产，也可用作催化脱硫剂。此外，碱式碳酸锌还可用作分析试剂，并应用于制药工业。在橡胶工业中，碱式碳酸锌可作为补强剂及硫化促进剂，同时也在颜料、塑料、食品等行业有所应用。在油井工程中，碱式碳酸锌可作为水泥添加剂用于脱除硫化氢。另外，碱式碳酸锌还可用作饲料添加剂，在饲料中作为补锌剂。
参考文献
[1] 凌远兵,李晋林,黄淑兰,等.碱式碳酸锌的制备及其热解性能[J].化工冶金, 1997, 18(1):63-66.
[2] 李轩如,陈连志,刘石玉,等.碱式碳酸锌吸附剂对天然海水中铀的吸附[J].海洋学报, 1985(03):313-316.
[3] 侯新刚,郝亚莉,尹雪亮,等.碱式碳酸锌晶粒细化的工艺研究[J].无机盐工业, 2009, 41(9):28-30.