一种废酸气回收利用制备色料的方法技术

本发明专利技术公开了一种废酸气回收利用制备色料的方法，属于废物回收利用技术。该方法利用包裹色料制备过程中产生的废酸气作为原料，以其含有的Si和F元素分别作为活化硅源及矿化剂成分生产钒锆蓝陶瓷色料，生产过程不会产生高物料消耗或能耗问题，生产周期短；所得产品色系品质好，颗粒尺寸小且均匀度高。颗粒尺寸小且均匀度高。

【技术实现步骤摘要】
一种废酸气回收利用制备色料的方法


[0001]本专利技术涉及废物回收再生领域，具体涉及一种废酸气回收利用制备色料的方法。

技术介绍

[0002]包裹色料是现有陶瓷工艺中经常使用的一款釉料颜料，在生产工艺中涉及酸洗处理，而酸洗处理过程中会产生大量的废酸气，该废酸气主要成分为SiF4。SiF4无色有毒，有窒息性气味，容易发生潮解，在潮湿空气中生成硅酸和氟化氢并形成浓烟雾，对人体眼睛、皮肤、粘膜和呼吸系统有严重损害，对环境也存在极大的危害。
[0003]钒锆蓝色料是以钒为发色元素，ZrSiO4锆英石为载色母体的人工合成着色矿物。色调为天蓝色，主要用于建筑卫生陶瓷色釉，也可用于釉下彩装饰，或者坯用色料。由于钒锆蓝色料以锆英石为基体，而锆英石晶体具有耐化学腐蚀性强、热稳定性好的优异性能，由此也赋予了锆基色料着色力强、呈色稳定、颜色纯正、适应性广、混溶性好、色调丰富等优良性能。目前，钒锆蓝色料的合成方法有固相合成法和溶胶凝胶法。固相合成法中一般将氧化锆、氧化硅、五氧化二钒或者偏钒酸铵外加酸式盐、氟化盐作为矿化剂一起经过球磨、煅烧、水洗等步骤制备产品。该方法对设备要求低，工艺简单易控制，但该方法原材料混合不够均匀，原料反应活性较低，从而导致煅烧温度较高，保温时间长，生产成本高；同时所得色料晶粒粗大，团聚严重，需要后期研磨处理，且最终产品性能着色力差、色调不均匀。溶胶凝胶法一般将硅酸钠、氧氯化锆、氢氧化钠、五氧化二钒及酸或强酸弱碱盐作为初始原料，以水为溶剂合成钒锆蓝凝胶前驱物，随后以氯化盐和氟化盐等为矿化剂，高温烧成后洗涤获得。所得色料具有色调纯正，烧制温度低，能耗少，最终产品疏松易粉碎，呈色效果好。但溶胶凝胶法工序比较复杂，生产成本高，难以运用于工业化生产。因此，现有技术中仍需要开发一种色系品质好、颗粒均匀且易加工、生产成本低的钒锆蓝陶瓷色料制备方法。

技术实现思路

[0004]基于现有技术存在的缺陷，本专利技术的目的在于提供了一种废酸气回收利用制备色料的方法，该方法利用包裹色料制备过程中产生的废酸气作为原料，以其含有的Si和F元素分别作为活化硅源及矿化剂成分生产钒锆蓝陶瓷色料，生产过程不会产生高物料消耗或能耗问题，生产周期短；所得产品色系品质好，颗粒尺寸小且均匀度高。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采取的技术方案为：
[0006]一种废酸气回收利用制备色料的方法，包括以下步骤：
[0007](1)将废酸气用碱液吸收，所得混合物经固液分离后，得滤饼；
[0008](2)将滤饼分散在溶剂中，随后将所得混合液砂磨处理，得活化浆料；
[0009](3)将氯氧化锆、尿素在溶剂中分散并混合一段反应，所得混合液随后加入钒源和活化浆料继续二段反应至完全，冷却，洗涤，干燥，得反应料；
[0010](4)反应料经粉碎后煅烧，随后二次粉碎并依次过筛、洗涤、干燥，即得色料。
[0011]本专利技术所述制备色料的方法采用溶液法进行，相比于固相法可使得原料混合均匀
度更高且煅烧温度更低，耗能更低，且原料在混合过程中的均匀度更高；相比于溶胶凝胶法工艺步骤更加简单便捷，易于操作。所述色料的制备方法中充分运用了同工艺领域产生的废酸气(主要成分为SiF4)，以其含有的Si和F元素分别作为硅源和氟化盐矿化剂，其中F元素在与原料反应混合后可直接作为矿化剂使用，无需额外矿化剂的添加。同时，由于整个过程还会不断产生诸如硫酸钠、氯化铵等复合盐，这些物质也会作为矿化剂进行反应使得整体物料的品质有效提升且生产周期缩短。最终制备的色料产品不仅色调鲜艳、发色更深，着色力强，且粒径更小且尺寸分布集中，更易后续球磨加工后使用或直接使用。
[0012]优选地，所述步骤(1)中碱液为氢氧化钠水溶液，质量浓度为15～30％。
[0013]更优选地，所述步骤(1)中废酸气从顶部通入喷淋吸收塔并被碱液吸收，随后混合物在喷淋吸收塔底部进行固液分离。
[0014]采用喷淋吸收塔对废酸气进行吸收，利用重力作用可使得废酸气的吸收效率更高，转化更加完全。
[0015]优选地，所述步骤(2)中溶剂为水，所述混合液中还含有分散剂。
[0016]更优选地，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠中的至少一种。
[0017]优选地，所述步骤(2)中滤饼与溶剂的固液比为1kg：(3～5)L。
[0018]更优选地，所述活化浆料的颗粒粒径D50＝0.5～1μm。
[0019]若活化浆料在制备过程中研磨程度不佳，可能导致最终所得活化浆料的颗粒整体过大或颗粒尺寸分布不均匀，可能会影响其在后续作为活化硅源和矿化剂成分的使用。
[0020]优选地，所述步骤(3)中钒源为五氧化二钒，所述氯氧化锆、尿素、五氧化二钒和活化浆料的摩尔比为1：(1.5～3)：(0.04～0.15)：(0.9～1.3)，所述活化浆料的摩尔以活化浆料中的硅元素计算。
[0021]经专利技术人实验发现，当上述原料的比例超过了上述范围，各组分经过反应后可能会出现多余的反应物料(例如二氧化锆、二氧化硅等)，而这些物料可能会使得最终制备的产品色系效果有所影响，而在上述优选比例范围内原料混合制备的产品色系效果最佳。
[0022]优选地，所述步骤(3)中溶剂为水，所述混合液还含有分散剂，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠中的至少一种。
[0023]优选地，所述步骤(3)中混合一段反应时的温度为80～100℃，混合速率为100～200r/min，时间为10～24h；二段反应的时间为2～5h。
[0024]在两段反应过程中，除了活化浆料外，其他原料的反应物中也在不断产生矿化剂，不断优化整体产品的构型，同时不会造成团聚堆积等现象。
[0025]优选地，所述步骤(4)中煅烧的温度为800～1000℃，时间为0.5～1.5h。
[0026]优选地，所述步骤(4)中过筛时的筛网目数为325～400目。
[0027]本专利技术的另一目的还在于提供所述废酸气回收利用制备色料制备得到的钒锆蓝陶瓷色料。
[0028]本专利技术的有益效果在于，本专利技术提供了一种废酸气回收利用制备色料的方法，该方法利用包裹色料制备过程中产生的废酸气作为原料，以其含有的Si和F元素分别作为活化硅源与矿化剂成分生产钒锆蓝陶瓷色料，生产过程不会产生高物料消耗或能耗问题，生产周期短；所得产品色系品质好，颗粒尺寸小且均匀度高。本专利技术还提供了所述方法制备的钒锆蓝陶瓷色料，该产品生产性价比高，品质良好。
具体实施方式
[0029]为了更好地说明本专利技术的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例及对比例对本专利技术作进一步说明，其目的在于详细地理解本专利技术的内容，而不是对本专利技术的限制。本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术的保护范围。本专利技术实施、对比例所设计的实验试剂、原料及仪器，除非特别说明，均为常用的普通试剂、原料及仪器。
[0030]实施例1
[0031]本专利技术所述废酸气回收利本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种废酸气回收利用制备色料的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)将废酸气用碱液吸收，所得混合物经固液分离后，得滤饼；(2)将滤饼分散在溶剂中，随后将所得混合液砂磨处理，得活化浆料；(3)将氯氧化锆、尿素在溶剂中分散并混合一段反应，所得混合液随后加入钒源和活化浆料继续二段反应至完全，冷却，洗涤，干燥，得反应料；(4)反应料经粉碎后煅烧，随后二次粉碎并依次过筛、洗涤、干燥，即得色料。2.如权利要求1所述废酸气回收利用制备色料的方法，其特征在于，所述步骤(1)中碱液为氢氧化钠水溶液，质量浓度为15～30％。3.如权利要求1所述废酸气回收利用制备色料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中溶剂为水，所述混合液中还含有分散剂。4.如权利要求3所述废酸气回收利用制备色料的方法，其特征在于，所述分散剂为聚乙烯吡咯烷酮、聚丙烯酸钠中的至少一种。5.如权利要求1所述废酸气回收利用制备色料的方法，其特征在于，所述步骤(2)中滤饼与溶剂的固液比为1kg：(3～5)L，所述活化浆料的颗粒粒径D50＝0....

【专利技术属性】
技术研发人员：张世达，黎洪斌，卢高阳，
申请(专利权)人：佛山市大千色釉料有限公司，
类型：发明
国别省市：