[发明专利]一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法

说明书

本发明涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备技术领域。该超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置，包括微波控制系统、超声雾化系统和氯化锌捕集装置。本装置进行失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，并进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnClsubgt;2/subgt;原材料的制备。本方法以载醋酸锌废催化剂为原料，经微波预煅烧处理—超声波辅助微波活化再生—微波氯化焙烧三阶段处理，最后实现失活废催化剂活性炭再生的同时，回收载醋酸锌失活废催化剂中的锌，进行热浸镀锌工艺所需助镀剂中ZnClsubgt;2/subgt;原材料的制备，对促进我国固体废弃物资源化再利用的发展具有重要意义。

技术领域

本发明涉及一种超声雾化联合微波氯化焙烧再生废催化剂制备氯化锌的装置和应用方法，属于非常规冶金设备技术领域。

背景技术

热镀锌也称热浸锌和热浸镀锌，是一种有效的金属防腐方式，主要用于各行业的金属结构设施上。热镀锌的主要工艺是将除锈后的钢件浸入500℃左右融化的锌液中，使钢构件表面附着锌层，从而起到防腐的目的。

热镀锌用锌量占全部镀锌耗锌量的85%以上，其主要的原因是热镀锌成本低廉(比电镀锌成本低30%左右)、工艺简单，并且可以控制镀层的厚度、韧性和表面状态。镀锌产品具有持久耐用、可靠性好、镀层的韧性强、全面性保护、省时省力、检验简单方便、可靠性好等优点，因此随着近年来钢板的生产和热镀锌技术的发展，热镀锌钢板的品种和数量都有较大幅度的增加，并广泛应用于建筑、家电、交通和汽车等多个行业。由于电镀锌产能较低、防腐蚀性能差、污染大，是国家取缔的重点，而热镀锌由于自身的优点，后期发展空间较大。

热浸镀锌工艺需要助镀处理以便在工件表面形成平整的活化层。助镀的主要作用是活化酸洗、漂洗之后的工件表面，以保证浸镀时工件表面和熔融锌之间快速、均匀地发生反应，所以，助镀剂可以被认为是一种精细酸洗液。然而，从热浸镀锌工业化推广开始，由ZnCl₂、NH₄Cl组成的混合盐就被用作助镀剂。助镀剂槽中的氯化锌能够除去钢铁件表面的亚铁盐及氧化物。氯化锌对于亚铁盐氧化物的溶解作用和水溶液中呈现的强酸性有关。这种弱碱强酸盐的水溶液甚至对基体铁也有很强的浸蚀作用。氯化锌的另一个作用是抑制助镀剂氯化铵与熔锌的反应，使其反应速度达到一定值后下降，氯化锌助镀剂对于钢铁件表面的清洁作用十分明显。

由于国内锌精矿资源已经不能满足冶炼需要，锌精矿进口量不断增加。目前，我国锌精矿对外依存度已超过50%，原料对外依存度不断上升，导致我国锌工业的整体竞争力出现下降趋势，在全球竞争中处于被动地位，这种趋势不会在短时间内得到有效解决。因此国内很多厂家加强了对含锌二次资源的综合利用，以缓解面临的原料紧缺难题。

化工企业的生产废料载醋酸锌废催化剂含锌量可达10%左右，具有较高的回收利用价值，亦可作为生产热浸镀锌用氯化锌产品的资源，同时解决废弃物环境污染问题。另外，废催化剂是活性炭长时间吸附有机物及醋酸锌等各类物质导致孔道堵塞使活性炭的吸附能力下降直至最后失效的产物，而再生后的活性炭具有高度发达孔隙结构和极大比表面积，具有较强的吸附能力，可重复利用。因此，对废催化剂进行活化再生并进行再利用，同时制备氯化锌产品，既可以减少不必要的资源浪费，又可以为再生活性炭及氯化锌产品的利用开辟更多的路径，创造额外的经济价值，具有很强的现实与环保意义。

因此，如何经济有效的高效利用载醋酸锌失活废催化剂，同时实现二次锌资源的回收处理，开发新型处理装置是当下急需解决的问题。

发明内容