[發明專利]一種超聲霧化聯合微波氯化焙燒再生廢催化劑制備氯化鋅的裝置和應用方法

有效

• 申請號: 201810332716.X
• 申請日: 2018-04-13
• 公開（公告）號: CN108328645B
• 公開（公告）日: 2023-07-25
• 發明（設計）人: 馬愛元;鄭雪梅;李志;李松;王毅紅;朱山;張志霞;秦丙克
• 申請（專利權）人: 六盤水師范學院
• 主分類號: C01G9/04
• 分類號: C01G9/04;B01J20/34;B01J21/18;B01J21/20;B01J38/02;B01J38/06;B01J38/40
• 代理公司: 昆明潤勤同創知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 53205
• 代理人: 付石健

本發明涉及一種超聲霧化聯合微波氯化焙燒再生廢催化劑制備氯化鋅的裝置和應用方法，屬于非常規冶金設備技術領域。該超聲霧化聯合微波氯化焙燒再生廢催化劑制備氯化鋅的裝置，包括微波控制系統、超聲霧化系統和氯化鋅捕集裝置。本裝置進行失活廢催化劑活性炭再生的同時，回收載醋酸鋅失活廢催化劑中的鋅，并進行熱浸鍍鋅工藝所需助鍍劑中ZnClsubgt;2/subgt;原材料的制備。本方法以載醋酸鋅廢催化劑為原料，經微波預煅燒處理—超聲波輔助微波活化再生—微波氯化焙燒三階段處理，最后實現失活廢催化劑活性炭再生的同時，回收載醋酸鋅失活廢催化劑中的鋅，進行熱浸鍍鋅工藝所需助鍍劑中ZnClsubgt;2/subgt;原材料的制備，對促進我國固體廢棄物資源化再利用的發展具有重要意義。

技術領域

本發明涉及一種超聲霧化聯合微波氯化焙燒再生廢催化劑制備氯化鋅的裝置和應用方法，屬于非常規冶金設備技術領域。

背景技術

熱鍍鋅也稱熱浸鋅和熱浸鍍鋅，是一種有效的金屬防腐方式，主要用于各行業的金屬結構設施上。熱鍍鋅的主要工藝是將除銹后的鋼件浸入500℃左右融化的鋅液中，使鋼構件表面附著鋅層，從而起到防腐的目的。

熱鍍鋅用鋅量占全部鍍鋅耗鋅量的85%以上，其主要的原因是熱鍍鋅成本低廉(比電鍍鋅成本低30%左右)、工藝簡單，并且可以控制鍍層的厚度、韌性和表面狀態。鍍鋅產品具有持久耐用、可靠性好、鍍層的韌性強、全面性保護、省時省力、檢驗簡單方便、可靠性好等優點，因此隨著近年來鋼板的生產和熱鍍鋅技術的發展，熱鍍鋅鋼板的品種和數量都有較大幅度的增加，并廣泛應用于建筑、家電、交通和汽車等多個行業。由于電鍍鋅產能較低、防腐蝕性能差、污染大，是國家取締的重點，而熱鍍鋅由于自身的優點，后期發展空間較大。

熱浸鍍鋅工藝需要助鍍處理以便在工件表面形成平整的活化層。助鍍的主要作用是活化酸洗、漂洗之后的工件表面，以保證浸鍍時工件表面和熔融鋅之間快速、均勻地發生反應，所以，助鍍劑可以被認為是一種精細酸洗液。然而，從熱浸鍍鋅工業化推廣開始，由ZnCl₂、NH₄Cl組成的混合鹽就被用作助鍍劑。助鍍劑槽中的氯化鋅能夠除去鋼鐵件表面的亞鐵鹽及氧化物。氯化鋅對于亞鐵鹽氧化物的溶解作用和水溶液中呈現的強酸性有關。這種弱堿強酸鹽的水溶液甚至對基體鐵也有很強的浸蝕作用。氯化鋅的另一個作用是抑制助鍍劑氯化銨與熔鋅的反應，使其反應速度達到一定值后下降，氯化鋅助鍍劑對于鋼鐵件表面的清潔作用十分明顯。

由于國內鋅精礦資源已經不能滿足冶煉需要，鋅精礦進口量不斷增加。目前，我國鋅精礦對外依存度已超過50%，原料對外依存度不斷上升，導致我國鋅工業的整體競爭力出現下降趨勢，在全球競爭中處于被動地位，這種趨勢不會在短時間內得到有效解決。因此國內很多廠家加強了對含鋅二次資源的綜合利用，以緩解面臨的原料緊缺難題。

化工企業的生產廢料載醋酸鋅廢催化劑含鋅量可達10%左右，具有較高的回收利用價值，亦可作為生產熱浸鍍鋅用氯化鋅產品的資源，同時解決廢棄物環境污染問題。另外，廢催化劑是活性炭長時間吸附有機物及醋酸鋅等各類物質導致孔道堵塞使活性炭的吸附能力下降直至最后失效的產物，而再生后的活性炭具有高度發達孔隙結構和極大比表面積，具有較強的吸附能力，可重復利用。因此，對廢催化劑進行活化再生并進行再利用，同時制備氯化鋅產品，既可以減少不必要的資源浪費，又可以為再生活性炭及氯化鋅產品的利用開辟更多的路徑，創造額外的經濟價值，具有很強的現實與環保意義。

因此，如何經濟有效的高效利用載醋酸鋅失活廢催化劑，同時實現二次鋅資源的回收處理，開發新型處理裝置是當下急需解決的問題。

發明內容