[发明专利]一种用固体废锆制备氧化锆的方法

说明书

本发明提供了一种用固体废锆制备氧化锆的方法，包括以下步骤：(1)碱化：将固体废锆粉碎研磨后加入碱金属氢氧化物进行焙烧，得锆盐；(2)提取浓缩：将所述锆盐进行水洗去杂、酸洗转型、过滤除渣后，得转型液，将所述转型液与硫酸初次反应得第一沉淀物，将所述第一沉淀物与硫酸再次反应结晶析出硫酸锆，将所述硫酸锆配制为0.25‑3mol/L的硫酸锆溶液以备用；(3)向所述硫酸锆溶液中滴入沉淀剂进行反应，得第二沉淀物；(4)将所述第二沉淀物进行洗涤、干燥、煅烧，即得氧化锆。该方法设备要求低、工艺简单、粉体质量高，实现固体废锆的资源化利用。

技术领域

本发明涉及固体废弃物资源化利用技术领域。更具体地，涉及一种以固体废锆为原料制备高质量氧化锆的方法。

背景技术

中国目前用锆矿量为30-40wt/年，成为世界第一锆矿资源消费大国。但由于中国锆资源的局限，自产锆矿仅占总消费量的2/5，按现GDP发展速度和进口比例测算，如无新的锆矿源，约可保障中国国内40年使用，如以零进口为基数估算，则保障程度仅为20年左右。中国目前锆矿资源需求大量依赖国外，进口锆英砂价格已由20世纪90年代初的3000元/t左右上涨到2005年的最高价10000元/t。由于锆是重要的战略物资，一旦国外执行限制出口政策，中国锆产业将处于半瘫痪状况，将对中国国民经济发展和国防建设产生重大影响。

随着中国资源综合利用、环境保护力度的加强，锆废料资源利用技术研究日益得到人们的重视，目前数量较大的锆废料资源品种有：氯氧化锆生产排放酸性含锆硅渣、二氧化锆人造宝石加工磨削渣、二氧化锆复合耐火材料废料等。各种锆废料资源化学成分如表1。

表1锆废料资源化学成分w/％

锆人造宝石是采用高纯ZrO2添加Y2O3等高温结晶拉制而成。中国是锆人造宝石重要的生产和加工国，人造锆宝石产量位居世界首位。但是，锆宝石晶体加工成宝石饰物的成品率低、废料量大。对于锆宝石晶体加工成宝石饰物所切割、打磨下来的废料、耐火材料以及光电晶体等玻璃窑炉、晶体生长炉等行业替换下的含锆废弃砖来说，他们的主要成分是高温烧结稳定或高温熔融稳定形成四方氧化锆或立方氧化锆，物化稳定度好，难以采用普通物理/化学方法完全分解，实现进一步的高效利用。传统的处理方法是将锆宝石加工的磨削渣等替代锆英砂碱熔生产氯氧化锆，同时在锆、硅分离过程中回收高附加值的Y2O3。然而磨削渣在生产氯氧化锆的过程中依然会产生锆硅渣废料，我国的锆硅渣目前仍主要采用堆存处理，大量堆存的锆硅渣已成为制约企业发展的严重问题。

而氧化锆陶瓷是目前综合性能最好的结构/功能陶瓷之一，广泛应用于航空航天、传感器等高技术领域。作为结构陶瓷，氧化锆强度高、韧性好、耐腐蚀、耐高温，用于制造喷气发动机、汽轮机等关键部件；氧化锆无磁性、不导电、耐磨损，适于制造医学器械、研磨和磨削构件等。作为功能陶瓷，氧化锆可用于制造氧传感器、固体氧化物燃料电池元件等。随着新兴高技术产业的发展，氧化锆陶瓷材料应用越来越广，如氧化锆陶瓷材料因其硬度高、无信号屏蔽、散热性好、观感强等优点，成为年产值过千亿元的手机指纹识别盖板，手机背板等智能终端构件的优选材料，因此高质量氧化锆粉体具有广阔的市场前景。

因此，如何将玻璃窑炉、晶体生长炉等行业替换下的含锆废弃砖高效转换为氧化锆粉体是本发明的研究目的。

发明内容