一种用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法技术

本发明专利技术公开一种用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其步骤分别为湿法球磨、过滤除铁、湿法脱氯、烘干煅烧，其将热镀锌灰中的锌以能够直接应用于陶瓷釉料的氧化锌的形式进行回收。本发明专利技术将脱氯后的锌灰直接烘干煅烧制得氧化锌产品，不经过高温还原挥发再氧化，提高了锌的回收率，回收率可达到99％，同时节约大量的优质无烟煤(或焦粉)等能源材料，降低了生产成本，具有良好的经济效益；其生产工艺过程清洁环保、全程无固废产生，无烟尘排放，废水零排放，具有良好的环保效益，所制备的氧化锌比重大、流动性好、挥发份低，能够直接应用于陶瓷釉料行业。

【技术实现步骤摘要】
一种用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法
本专利技术涉及氧化锌生产工艺
，尤其涉及一种清洁环保、高回收率的用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的工艺技术。
技术介绍
氧化锌是一种重要的陶瓷化工熔剂原料，在陶瓷工业中，氧化锌被广泛运用于砖瓦釉及粗陶的半透明釉和工艺餐具透明釉后熟釉。特别是在建筑陶瓷墙地砖釉料及低温釉料用量较多。氧化锌在釉中有较强的助熔作用，能够降低釉的膨胀系数，提高产品的热稳定性，同时能增加釉面的光泽与白度，提高釉的弹性，在扩大熔融范围的同时能增加釉色的光泽。氧化锌在生料釉中使用，须经1200℃左右的高温煅烧，以减少釉在烧成过程中的收缩，减少因收缩而出现的秃釉和汽泡，针孔等缺陷。氧化锌在陶瓷熔块中使用则无需煅烧，可直接使用。目前低端陶瓷釉料用氧化锌主要使用回转窑和烟化炉生产的氧化锌含量80—90％氧化锌；中端陶瓷釉料用氧化锌主要使用平炉生产的90-95％氧化锌。回转窑和烟化炉两种工艺多采用冶金行业产生的含锌废料(如钢厂高炉灰、炼铅鼓风炉碴等)作为原料，因此，氧化锌产品的质量极不稳定.其中的有害重金属元素铅、镉等含量普遍较高，硫、氯等元素含量变化较大。平炉生产的氧化锌质量较为稳定，由于平炉使用锌焙砂(原生碚砂或再生碚砂)作为原料(本工艺制得的脱氯锌灰也可以作平炉生产氧化锌的原料使用)，使用优质无烟煤或焦粉作还原剂和燃料，所以能耗和成本较高，同时，平炉生产过程产生大量固废(炉碴)和烟尘，环境污染比较大。热镀锌灰是钢材热浸镀锌生产过程中产生的固体含锌物料。热镀锌灰中锌元素含量高达60～80％，锌元素主要以氧化锌(ZnO)、金属锌及氯化锌(ZnCl2)的形态存在。热浸镀锌生产使用0#锌锭作原料，因此，锌灰中有害重金属元素铅、镉等含量极低，热镀锌灰是一种优质的可二次回收利用的含锌物料。热镀锌过程使用氯化铵(NH4Cl)和氯化锌(ZnCl2)作助镀剂，因此锌灰中氯元素含量较高，氯元素主要以(ZnCl2)及氯化铵(NH4Cl)的形态存在。氯化锌(ZnCl2)在火法炼锌过程中不能被碳质还原剂还原，而是挥发进入收尘系统。同时，Zncl2腐蚀性极强，对冶炼设备腐蚀严重。湿法炼锌过程中，电解液中氯离子会腐蚀阳极板(俗称“烧板”)。因此，锌灰回收利用首先要脱除锌灰中的氯元素。由于工艺上的差别，角钢、槽钢、工字钢等热浸镀锌过程中产生的锌灰(业内俗称“铁塔灰”)，氯含量3-8％，钢管热浸镀锌过程中产生的锌灰(业内俗称”管灰”)氯元素含量高达10-20％，本专利技术的工艺以热镀锌管灰为原料。
技术实现思路
本专利技术针对热镀锌管灰的特点和陶瓷釉料用氧化锌的使用要求，提供了一种清洁环保、高回收率的陶瓷釉料用氧化锌生产工艺技术。本专利技术的技术方案包括以下几个步骤：一种热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其包括如下步骤：S1：湿法球磨用球磨机将锌灰进行细磨，球磨机出口物料80％通过150—200目筛；S2：过滤除铁将S1过筛后的细料用除铁器将其中的铁磁性物质过滤去除；S3：湿法脱氯将步骤S2除铁后的浆料加入反应釜中，加入碳酸钠或氢氧化钠后，进行升温，搅拌反应；反应后，直至物料pH值至8-9，反应即结束；反应结束后，将矿浆放出，脱水后，用水洗涤，再次进行脱水，脱水后的脱氯锌灰中Cl质量含量低于0.5％，所述脱氯锌灰为氧化锌、碳酸锌或氢氧化锌、金属锌混合物；S4：烘干煅烧将脱氯锌灰进行煅烧，即可制备得到氧化锌产品，所制备的氧化锌产品的氧化锌含量在80％-97％。进一步地，步骤S1湿法球磨加入水，水按照锌灰的固液比1:3-5(质量分数)加入。进一步地，步骤S2所述的铁磁性物质主要为金属铁粉末。进一步地，步骤S3中采用的反应釜为带有搅拌器的反应釜，矿浆在与碳酸钠或氢氧化钠反应时，搅拌速度控制在100-150r/min，温度控制在80-100℃。进一步地，步骤S3的反应时间为0.5-1.5小时。进一步地，步骤S3中的碳酸钠或氢氧化钠以固体形态加入，或以溶液态加入。进一步地，当步骤S3加入碳酸钠与浆料进行反应时，碳酸钠的加入量为矿浆中氯元素含量(质量)的1.6-1.8倍；此过程涉及的化学反应为：ZnCl2+Na2CO3＝ZnCO3↓+2NaCl2NH4Cl+Na2CO3＝2NaCl2+2NH3↑+CO2↑+H20进一步地，当步骤S3加入氢氧化钠与浆料进行反应时，氢氧化钠的加入量为矿浆中氯元素含量(质量)的1.15-1.3倍；此过程涉及的化学反应为：ZnCl2+2NaOH＝Zn(OH)2↓+2NaClNH4Cl+Na(OH)＝NaCl+NH3↑+H20进一步地，步骤S4采用回转窑对脱氯锌灰进行煅烧，燃烧介质可用0号柴油、煤气或天然气的其中一种；煅烧过程中向回转窑内通入氧气或富氧空气，以使金属锌充分转化为氧化锌(ZnO)，煅烧温度控制在900-1200℃。步骤S4涉及的化学反应为：2Zn+02＝2Zn0进一步地，步骤S3反应过程中所产生的氨气(NH3)使用氨吸收塔吸收；产生的含盐(NaC1)废液，采用蒸发结晶设备对NaCl进行回收，回收NaCl后的水返回流程循环使用。采用上述技术方案，具有的有益效果如下：1、本专利技术将脱氯后的锌灰直接烘干煅烧制得氧化锌产品，不经过高温还原挥发再氧化，提高了锌的回收率，回收率可达到99％，能够节约大量的优质无烟煤(或焦粉)等能源材料，降低了生产成本，具有良好的经济效益；2、本专利技术的生产工艺过程清洁环保、全程无固废产生，无烟尘排放，废水零排放，具有良好的环保效益。3、本方法制得的氧化锌比重大、流动性好、挥发份低，能够直接应用于陶瓷釉料行业。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。下述实施例中所用未注明具体条件者，按照常规条件或制造商建议的条件进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市售购买获得的常规产品。接下来采用不同热镀锌管厂家所产的副产锌灰为原料来制备陶瓷釉料用氧化锌。镀锌厂产生的锌灰，呈块状、粒状和粉状混合料，其中还有小块状及颗粒状和粉末状金属锌。下述实施例中使用的锌灰，都是经过干磨筛分将小块状和粗颗粒金属锌分选后剩下的细灰。实施例1：选取天津静海区大邱庄30家热浸镀锌厂锌灰(镀管灰)综合样，其锌灰检测各成份含量(质量)分别为：Zn％为62.14,Pb％为0.34，Al2O3％为6.8％，As％＜0.1，Cr％为0.025，Cd％＜0.005，Cl％为11.44，F％为0.021，S％为0.015，P％为0.030，SiO2％＜0.5，CaO本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，其包括如下步骤：/nS1：湿法球磨/n用球磨机将锌灰进行细磨，球磨机出口物料80％通过150—200目筛；/nS2：过滤除铁/n将S1球磨后的浆料用除铁器将其中的铁磁性物质过滤去除；/nS3：湿法脱氯/n将步骤S2除铁后的浆料加入反应釜中，加入碳酸钠或氢氧化钠后，进行升温，搅拌反应，直至物料pH值至8-9，反应即结束；反应结束后，将矿浆放出，脱水后，用水洗涤，再次进行脱水，脱水后的脱氯锌灰中Cl质量含量低于0.5％，所述脱氯锌灰为氧化锌、碳酸锌或氢氧化锌、金属锌混合物；/nS4：烘干煅烧/n将脱氯锌灰进行煅烧，即可制备得到氧化锌产品。/n

【技术特征摘要】
1.一种用热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，其包括如下步骤：
S1：湿法球磨
用球磨机将锌灰进行细磨，球磨机出口物料80％通过150—200目筛；
S2：过滤除铁
将S1球磨后的浆料用除铁器将其中的铁磁性物质过滤去除；
S3：湿法脱氯
将步骤S2除铁后的浆料加入反应釜中，加入碳酸钠或氢氧化钠后，进行升温，搅拌反应，直至物料pH值至8-9，反应即结束；反应结束后，将矿浆放出，脱水后，用水洗涤，再次进行脱水，脱水后的脱氯锌灰中Cl质量含量低于0.5％，所述脱氯锌灰为氧化锌、碳酸锌或氢氧化锌、金属锌混合物；
S4：烘干煅烧
将脱氯锌灰进行煅烧，即可制备得到氧化锌产品。


2.根据权利要求1所述的一种热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，步骤S4制备的氧化锌产品的氧化锌的质量含量在80％-97％。


3.根据权利要求1所述的一种热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，步骤S1湿法球磨加入水，水按照锌灰的固液比1:3-5(质量分数)加入。


4.根据权利要求1所述的一种热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，步骤S2所述的铁磁性物质主要为金属铁粉末。


5.根据权利要求1所述的一种热镀锌灰生产陶瓷釉料用氧化锌的方法，其特征在于，步骤S3中采用的反应釜为带有搅拌...

【专利技术属性】
技术研发人员：李发武，
申请(专利权)人：李发武，
类型：发明
国别省市：云南;53