[發明專利]利用鍍鋅工業廢渣制備鋅鐵尖晶石結晶玻璃

有效

• 申請號: 201710202729.0
• 申請日: 2017-03-30
• 公開（公告）號: CN107098591B
• 公開（公告）日: 2019-10-29
• 發明（設計）人: 王衍升;劉世權
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: C03C10/02
• 分類號: C03C10/02;C03C6/06
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 李茜

本發明公開了一種利用鍍鋅工業廢渣制備鋅鐵尖晶石（Fe₂ZnO₄）結晶玻璃的方法，涉及固體廢棄物利用領域。將鍍鋅工業廢渣、石英砂、鉀長石、石灰石和螢石作為原料，使用熔融法制備結晶玻璃。將原料以5℃/min升高到1450℃保溫2h，熔制成玻璃液，澆筑成型，將成型的玻璃在500℃退火2h。由XRD分析可知制備的玻璃中含有鋅鐵尖晶石晶體，為了提高玻璃的晶相含量，對玻璃進行熱處理，在析晶溫度保溫2h，熱處理的玻璃中的鋅鐵尖晶石含量明顯增加。本發明制備的鋅鐵尖晶石結晶玻璃優選鍍鋅工業廢渣作為原料，生產成本較低，制備方法簡單，沒有廢液產生，解決了鍍鋅工業廢渣的污染問題，變廢為寶，具有經濟和生態效益。

技術領域

本發明涉及固體廢棄物利用技術，是一種利用鍍鋅工業廢渣制備鋅鐵尖晶石玻璃及制備方法。

背景技術

鍍鋅工業廢渣是電鍍鋅工廠產生的廢水處理得到的工業廢渣。在電鍍工產的生產過程中會產生的大量的廢水，這些廢水中含有大量的有害物質，如重金屬離子、氰化物，這些物質都給環境和人類帶來很大的危害。假如電鍍廢水里的有害物質沒有經過有效的處理就排放到水源中，會給環境造成非常大的壓力，給人類的生命健康帶來巨大隱患。鍍鋅工業廢渣是利用化學沉淀法處理工業電鍍廢水得到的工業固體廢棄物。

對于含有重金屬離子的電鍍廢水，可以使用氫氧化鈉、石灰等沉淀劑，使得重金屬離子生成沉淀而消除重金屬有害物質?；瘜W沉淀法簡單而且效果明顯，但是也存在重金屬不能回收利用，需要調劑PH值、產生的濾渣難以處理，使用的沉淀劑量非常大等諸多問題。這種處理方法會產生大量的工業固體廢棄物，這些工業固體的物不能很好地利用，且露天堆放重金屬離子很容易滲透到土壤中，對水體和土壤造成很大的危害。

鋅鐵尖晶石（Fe₂ZnO₄）材料是具有尖晶石結構的軟磁體氧體材料，與同類型的金屬磁性材料相比，它具有電阻率高，渦流損耗小等特點，因其具有高磁導率、低矯頑力和低功率損耗等物理化學性能，被廣泛應用于電子工業，主要用來制造高頻變壓器、感應器、記錄磁頭和噪聲濾波器等。隨著電子工業的飛速發展,對磁性材料性能的要求也越來越高。適用于不同場合的高品質磁性材料的制備研究越來越受到人們的廣泛關注。制備鋅鐵尖晶石材料的方法主要有共沉淀、溶膠-凝膠、水熱法等不同的方法，這些方法都有各自的優點和缺點，這些方法都是以鐵和鋅的化合物在水中反應生成，得到的產物需要經過洗滌得到鋅鐵尖晶石或者他的前驅體，前驅體需要通過燒結得到鋅鐵尖晶石。這些方法程序比較復雜，且需要產生一定的廢液。暫沒有找到利用固體廢棄物使用熔融法制備鋅鐵尖晶石晶體的案例。

發明內容

本方案研究了鍍鋅工業廢渣成分和處理工藝以及鍍鋅工業廢渣的玻璃化問題。

本發明中，所述的“鋅鐵尖晶石結晶玻璃”指的是玻璃原料經高溫熔化、成型冷卻后不用經過進一步的熱處理即可析出鋅鐵尖晶石晶相的玻璃，且經過熱處理后玻璃中鋅鐵尖晶石的含量會提高。

本發明主要是提供一種含鋅鐵尖晶石晶相的結晶玻璃。本發明通過對玻璃中SiO₂、Fe₂O₃、ZnO、CaO 、Na₂O、Al₂O₃這6種組分的含量設計，使玻璃不用經熱處理可以直接析出鋅鐵尖晶石晶相。在玻璃配料中，本發明優選以鍍鋅工業廢渣為原料，使鍍鋅工業廢渣與其他原料組合能夠制備含有鋅鐵尖晶石的結晶玻璃。使用鍍鋅工業廢渣可以有效的利用資源，變廢為寶，減少生產成本。

本專利的具體方案如下：