申请日2013.03.29
公开(公告)日2013.06.19
IPC分类号C04B41/85
摘要
本发明公开一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比(1.0-1.7)：(1.0-1.3)：(1.5-2.5)溶于水配制成质量浓度为7%-18%的A溶液;2)检测含镉废水的镉含量，将锆盐与含镉废水按摩尔比(1.0～1.5)：(0.15～0.3)溶于水配制成质量浓度为15-30%的B溶液;3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至pH值为7.5～8.5即完成反应;4)反应完成后进行压滤，再干燥至含水率小于4%;5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3～5重量份的矿化剂混合均匀，在1000℃-1050℃的温度下煅烧，将45～55重量份的煅烧物与25～35重量份的浓度为45%～55%的硫酸混合，浸泡20-48小时，水洗、研、干燥，即得。
权利要求书
1.一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征在于，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比(1.0-1.7)：(1.0-1.3)：(1.5-2. 5)溶于水配制成质量浓度为7%-18%的A溶液;
2)检测含镉废水的镉含量，将锆盐与含镉废水按摩尔比(1.0～1.5)：(0.15～0.3) 溶于水配制成质量浓度为15-30%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5～8.5即 完成反应;
4)反应完成后进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3～5重量份的矿化剂混合均匀，在1000℃ -1050℃的温度下煅烧，得到煅烧物，将45～55重量份的煅烧物与25～35重量份的浓 度为45%～55%的硫酸混合，浸泡20-48小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90 为22～28μm，再干燥，即得。
2.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤3)的中和反应的反应时间为4～6小时。
3.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤4)中的干燥在250℃以下的温度环境进行。
4.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，所述矿化剂为卤化物。
5.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，所述矿化剂为氟化锂、氯化钠、氯化钾、氟化钠中的任意一种或两种以上的 混合物。
6.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤6)中的研磨为采用球磨机进行球磨。
7.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征在 于，步骤6)中，将得到的陶瓷色料过325目。
8.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤6)中水洗时产生的含镉废水作为下一轮次工艺的步骤2)中的含镉废水。
9.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤2)中，采用原子分光光度计检测含镉废水中的镉含量。
10.根据权利要求1所述的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，其特征 在于，步骤2)中的锆盐为氯氧化锆或硝酸锆。
说明书
一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺
技术领域
本发明涉及含镉废水的回收利用，尤其涉及一种回用含镉废水制备锆镉硒系 列色料的工艺。
背景技术
目前，各化工企业、环保公司对含镉废水进行处理回收利用的方法大多是用 沉淀法、离子交换法、膜分离法等把镉离子沉淀或吸附后产生污泥来将镉离子回 收，然后经过特殊的化学方法将镉分离提纯以制得其他含镉化工原料再投入工业 应用，这样的回收利用方法使得含镉化工原料成本增大，而且产生的含镉污泥会 对环境产生二次污染。
生产锆镉硒系列色料工艺中，煅烧后的产品需经强酸水洗，在此过程中产生 大量含镉废水，严重浪费镉原料;然而在废水处理时需使用大量絮凝沉降剂将镉 离子沉淀成污泥以达到含镉废水排放标准要求方可向环境排放，由此产生大量含 镉污泥，收集干燥后转交专门的环保公司进行回收处理，但在转交前含镉污泥在 存放过程中会对环境产生二次污染并增大处理废水、废弃固体物等治污处理成本。
由此可见，如何进行技术改进，提供一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料 的工艺，既能降低污染及处理成本，又能提高镉的利用率。
发明内容
本发明的目的在于，提供一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，既 能降低污染及处理成本，又能提高镉的利用率。
为解决以上技术问题，本发明的技术方案是：
一种回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比(1.0-1.7)：(1.0-1.3)：(1.5-2. 5)溶于水配制成质量浓度为7%-18%的A溶液;
2)检测含镉废水的镉含量，将锆盐与含镉废水按摩尔比(1.0～1.5)： (0.15～0.3)溶于水配制成质量浓度为15-30%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5～8.5 即完成反应;
4)反应完成后进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3～5重量份的矿化剂混合均匀，在 1000℃-1050℃的温度下煅烧，得到煅烧物，将45～55重量份的煅烧物与25～35 重量份的浓度为45%～55%的硫酸混合，浸泡20-48小时，水洗至中性，然后研磨 至细度D90为22～28μm，再干燥，即得。
优选地，步骤3)的中和反应的反应时间为4～6小时。
优选地，步骤4)中的干燥在250℃以下的温度环境进行。
优选地，所述矿化剂为卤化物。
优选地，所述矿化剂为氟化锂、氯化钠、氯化钾、氟化钠中的任意一种或两 种以上的混合物。
优选地，步骤6)中的研磨为采用球磨机进行球磨。
优选地，步骤6)中，将得到的陶瓷色料过325目。
优选地，步骤6)中水洗时产生的含镉废水作为下一轮次工艺的步骤2)中 的含镉废水。
优选地，步骤2)中，采用原子分光光度计检测含镉废水中的镉含量。
优选地，步骤2)中的锆盐为氯氧化锆或硝酸锆。
与现有处理技术相比，本发明提供的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工 艺，保持了废水中的镉离子存在形式，使得生产锆镉硒系列色料的原料具有灵活 选择性和循环利用性，因而具有以下优点：
1、本发明的工艺将含镉废水收集再利用，减少镉离子流失，并提高镉离子 利用率，进而降低生产锆镉硒系列色料的成本;
2、本发明的工艺不需使用沉淀法、离子交换法、膜分离法等对镉进行沉淀、 吸附等产生含镉污泥，这样既节省了含镉废水和含镉污泥处理成本，又避免含镉 污泥所产生的二次污染;
3、本发明的工艺既可达到处理回收利用含镉废水目的，又不会造成环境污染， 即：使用这些含镉废水生产锆镉硒系列色料过程中酸泡水洗产生的含镉废水同样 可以应用在本发明的工艺中进行循环利用。
具体实施方式
本申请发明人研究发现，含镉废水可以收集用作原料来制备锆镉硒系列色 料。现有技术制备锆镉硒系列色料使用的原料大多是含镉化合物。本发明中对含 镉废水处理回收的方法是将含镉废水收集定为次级原料用作制备生产锆镉硒系列 色料的反应物之一，制得的色料具有良好的发色能力，从而大大提高了镉原料的 利用率以减少浪费和降低了废水、废固体物等治污处理成本，也避免了含镉污泥 产生二次污染。
为了使本领域的技术人员更好地理解本发明的技术方案，下面结合通过具体 的实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比(1.0-1.7)：(1.0-1.3)：(1.5-2. 5)溶于水配制成质量浓度为7-18%的A溶液;
2)检测含镉废水的镉含量，将锆盐与含镉废水按摩尔比(1.0～1.5)： (0.15～0.3)溶于水配制成质量浓度为15-30%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5～8.5 即完成反应;
4)反应完成后进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3～5重量份的矿化剂混合均匀，在 1000℃-1050℃的温度下煅烧，得到煅烧物，将45～55重量份的煅烧物与25～35 重量份的浓度为45%～55%的硫酸混合，浸泡20-48小时，水洗至中性，然后研磨 至细度D90为22～28μm，再干燥，得到陶瓷色料。
以下通过具体的实施例进行详细说明：
实施例一
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.0：1.0：1.5溶于水配制 成质量浓度为7%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.0：0.15溶于水配制成质量浓度25%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂混合均匀，在1000℃ 的温度下煅烧，得到煅烧物，将45重量份的煅烧物与25重量份的浓度为50%的 硫酸混合，浸泡30小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90为22～28μm，再干 燥，得到橙色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温下烧结 进行发色，然后用色差仪检测得：L*=66.41，a*=30.76，b*=49.64。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 硫酸镉按1.0:1.5:1.0：1.0:0.15的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水洗， 抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂按100：3混合后高温煅烧，将刚制得的色料酸泡，水 洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3%的对比例制得的 橙色粉末，然后在高温下烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*=68.59，a*= 27.28，b*=50.59。
从本实施例与对比例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例用含镉废水代 替硫酸镉进行陶瓷色料的制备，得到的陶瓷色料发色良好。
实施例二
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.7：1.3：2.5溶于水配制 成质量浓度12%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.5：0.3溶于水配制成质量浓度18%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂及1重量份的硒粉 混合均匀，在1000℃的温度下煅烧，得到煅烧物，将50重量份的煅烧物与30重 量份的浓度为55%的硫酸混合，浸泡38小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90 为22～28μm，再干燥，得到橙色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温烧结进 行发色，然后用色差仪检测得：L*=60.10，a*=35.81，b*=41.27。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 硫酸镉按1.7:2.5:1.3：1.5:0.3的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水洗， 抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂、硒粉按100：3：1混合后高温煅烧，将刚制得的色料 酸泡，水洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3%的对比 例制得的橙色粉末，在高温下烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*=64.17， a*=29.78，b*=47.21。
从本实施例与对照例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例用含镉废水代 替硫酸镉进行陶瓷色料的制备，得到的陶瓷色料发色良好。
实施例三
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.71：1.31：2.51溶于水 配制成质量浓度为13%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.51：0.3溶于水配制成质量浓度22%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂混合均匀，在1000℃ 的温度下煅烧，得到煅烧物，将48重量份的煅烧物与35重量份的浓度为48%的 硫酸混合，浸泡33小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90为22～28μm，再干 燥，得到黄白色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温下烧结 进行发色，然后用色差仪检测得：L*=70.41，a*=19.42，b*=28.74。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 含镉废水按1.7：1.3：2.5：1.5：0.3的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水 洗，抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂、按100：3混合后在1000℃的温度下煅烧，将刚制得 的色料酸泡，水洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3% 的对比例制得的橙黄色粉末，在高温烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*= 65.01，a*=28.98，b*=46.17。
从本实施例与对照例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例用超过本发明 比例范围的硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆的添加比例进行陶瓷色料的 制备，先得到的色素泛白，使得制备所得的陶瓷色料发色偏差，颜色偏浅，红度 及黄度不够。
实验例四
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.0：1.31：2.51溶于水配 制成质量浓度为16%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.51：0.31溶于水配制成质量浓度为22%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂混合均匀，在1000℃ 的温度下煅烧，得到煅烧物，将52重量份的煅烧物与31重量份的浓度为45% 的硫酸混合，浸泡33小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90为22～28μm，再 干燥，得到黄白色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温烧结进 行发色，然后用色差仪检测得：L*=73.41，a*=10.17，b*=20.32。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 含镉废水按1.0：1.0：1.5：1.0：0.15的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水 洗，抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂、按100：3混合后在1000℃的温度下煅烧，将刚制得 的色料酸泡，水洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3% 的对比例制得的橙黄色粉末，在高温烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*= 67.27，a*=26.44，b*=49.76。
从本实施例与对照例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例用超过本发明 比例范围的氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、含镉废水的添加比例进行陶瓷色料 的制备时，先得到的色素呈浅黄色并带大量白色杂色，令到制备所得的陶瓷色料 发色变差，颜色极浅，体现红度及黄度远远不够。
实验例五
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.3：1.25：2.0溶于水配 制成质量浓度为9%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.4：0.18溶于水配制成质量浓度为27%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂混合均匀，在1050℃ 的温度下煅烧，得到煅烧物，将46重量份的煅烧物与27重量份的浓度为46%的 硫酸混合，浸泡23小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90为22～28μm，再干 燥，得到橙色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温下烧结 进行发色，然后用色差仪检测得：L*=66.03，a*=30.41，b*=51.04。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 硫酸镉按1.0:1.5:1.0：1.0:0.2的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水洗， 抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂、按100：3混合后高温煅烧，将刚制得的色料酸泡， 水洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3%的对比例制得 的黄色粉末，在高温烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*=67.19，a*=28.35， b*=54.33。
从本实施例与对照例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例用含镉废水代 替硫酸镉进行陶瓷色料的制备，得到的陶瓷色料发色良好。
实施例六
本实施例中的回用含镉废水制备锆镉硒系列色料的工艺，包括如下步骤：
1)将硫化钠与五水偏硅酸钠及氢氧化钠按摩尔比1.2：1.2：1.7溶于水配制 成质量浓度为14%的A溶液;
2)用原子分光光度计检测含镉废水的镉含量，将氯氧化锆与含镉废水按摩 尔比1.3：0.2溶于水配制成质量浓度为23%的B溶液;
3)搅拌A溶液，同时用B溶液滴定进行中和反应，直至PH值为7.5-8.5 即完成反应;
4)反应完成后将沉淀物进行压滤，再干燥至含水率小于4%;
5)将干燥物进行粉碎，使细度为400～500目;
6)将100重量份的粉碎后的干燥物与3重量份的矿化剂混合均匀，在1050℃ 的温度下煅烧，得到煅烧物，将55重量份的煅烧物与28重量份的浓度为52%的 硫酸混合，浸泡20小时，水洗至中性，然后研磨至细度D90为22～28μm，再干 燥，得到橙色陶瓷色料。
向基础釉中加入质量分数为3%的本实施例制得的陶瓷色料，在高温烧结进 行发色，然后用色差仪检测得：L*=65.17，a*=29.13，b*=52.25。
对照例
在反应器中加入自来水，然后将硫化钠、氢氧化钠、偏硅酸钠、氯氧化锆、 含镉废水按1.1：1.2：1.7：1.3：0.2的比例混合反应，反应结束后将沉淀物A水 洗，抽滤，干燥。
把沉淀物A、矿化剂、按100：3混合后在1000℃的温度下煅烧，将刚制得 的色料酸泡，水洗，干燥，粉碎得到黄色粉末。向基础釉中加入质量分数为3% 的对比例制得的黄色粉末，在高温烧结进行发色，然后用色差仪检测得L*=67.81， a*=26.22，b*=48.76。
从本实施例与对照例制得的陶瓷色料发色数据来看，本实施例中提高煅烧温 度给原料提供了更高的反应活化能，使得它们反应更充分，包裹更为完全，使陶 瓷色料的发色能力更好。
以上仅是本发明的优选实施方式，应当指出的是，上述优选实施方式不应视为 对本发明的限制，本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。对于本技 术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明的精神和范围内，还可以做出若干改 进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。