[发明专利]利用镀锌工业废渣制备锌铁尖晶石结晶玻璃

说明书

本发明公开了一种利用镀锌工业废渣制备锌铁尖晶石（Fe₂ZnO₄）结晶玻璃的方法，涉及固体废弃物利用领域。将镀锌工业废渣、石英砂、钾长石、石灰石和萤石作为原料，使用熔融法制备结晶玻璃。将原料以5℃/min升高到1450℃保温2h，熔制成玻璃液，浇筑成型，将成型的玻璃在500℃退火2h。由XRD分析可知制备的玻璃中含有锌铁尖晶石晶体，为了提高玻璃的晶相含量，对玻璃进行热处理，在析晶温度保温2h，热处理的玻璃中的锌铁尖晶石含量明显增加。本发明制备的锌铁尖晶石结晶玻璃优选镀锌工业废渣作为原料，生产成本较低，制备方法简单，没有废液产生，解决了镀锌工业废渣的污染问题，变废为宝，具有经济和生态效益。

技术领域

本发明涉及固体废弃物利用技术，是一种利用镀锌工业废渣制备锌铁尖晶石玻璃及制备方法。

背景技术

镀锌工业废渣是电镀锌工厂产生的废水处理得到的工业废渣。在电镀工产的生产过程中会产生的大量的废水，这些废水中含有大量的有害物质，如重金属离子、氰化物，这些物质都给环境和人类带来很大的危害。假如电镀废水里的有害物质没有经过有效的处理就排放到水源中，会给环境造成非常大的压力，给人类的生命健康带来巨大隐患。镀锌工业废渣是利用化学沉淀法处理工业电镀废水得到的工业固体废弃物。

对于含有重金属离子的电镀废水，可以使用氢氧化钠、石灰等沉淀剂，使得重金属离子生成沉淀而消除重金属有害物质。化学沉淀法简单而且效果明显，但是也存在重金属不能回收利用，需要调剂PH值、产生的滤渣难以处理，使用的沉淀剂量非常大等诸多问题。这种处理方法会产生大量的工业固体废弃物，这些工业固体的物不能很好地利用，且露天堆放重金属离子很容易渗透到土壤中，对水体和土壤造成很大的危害。

锌铁尖晶石（Fe₂ZnO₄）材料是具有尖晶石结构的软磁体氧体材料，与同类型的金属磁性材料相比，它具有电阻率高，涡流损耗小等特点，因其具有高磁导率、低矫顽力和低功率损耗等物理化学性能，被广泛应用于电子工业，主要用来制造高频变压器、感应器、记录磁头和噪声滤波器等。随着电子工业的飞速发展,对磁性材料性能的要求也越来越高。适用于不同场合的高品质磁性材料的制备研究越来越受到人们的广泛关注。制备锌铁尖晶石材料的方法主要有共沉淀、溶胶-凝胶、水热法等不同的方法，这些方法都有各自的优点和缺点，这些方法都是以铁和锌的化合物在水中反应生成，得到的产物需要经过洗涤得到锌铁尖晶石或者他的前驱体，前驱体需要通过烧结得到锌铁尖晶石。这些方法程序比较复杂，且需要产生一定的废液。暂没有找到利用固体废弃物使用熔融法制备锌铁尖晶石晶体的案例。

发明内容

本方案研究了镀锌工业废渣成分和处理工艺以及镀锌工业废渣的玻璃化问题。

本发明中，所述的“锌铁尖晶石结晶玻璃”指的是玻璃原料经高温熔化、成型冷却后不用经过进一步的热处理即可析出锌铁尖晶石晶相的玻璃，且经过热处理后玻璃中锌铁尖晶石的含量会提高。

本发明主要是提供一种含锌铁尖晶石晶相的结晶玻璃。本发明通过对玻璃中SiO₂、Fe₂O₃、ZnO、CaO 、Na₂O、Al₂O₃这6种组分的含量设计，使玻璃不用经热处理可以直接析出锌铁尖晶石晶相。在玻璃配料中，本发明优选以镀锌工业废渣为原料，使镀锌工业废渣与其他原料组合能够制备含有锌铁尖晶石的结晶玻璃。使用镀锌工业废渣可以有效的利用资源，变废为宝，减少生产成本。

本专利的具体方案如下：