CN101507968B

CN101507968B - 搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法

Info

Publication number: CN101507968B
Application number: CN2009100683002A
Authority: CN
Inventors: 王富民; 郭焕祖; 张旭斌; 蔡旺峰; 辛峰
Original assignee: Tianjin University
Current assignee: Tianjin University
Priority date: 2009-03-30
Filing date: 2009-03-30
Publication date: 2010-08-11
Anticipated expiration: 2029-03-30
Also published as: CN101507968A

Abstract

本发明公开了一种搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：将反应釜中放入氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.7～0.8MPa后停止通水蒸汽，间接加热，反应，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；坯件经水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将溶液1过滤，滤液用酸中和，得到溶液2；向溶液2中加入硅溶胶母液，得到溶液3；向溶液3中加入盐酸水溶液，得到溶液4；在70℃～80℃，反应，调节pH，陈化，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。本发明的方法，提高了搪瓷坯件的回收率，同时对瓷釉中的二氧化硅进行再利用，即达到了节约资源的目的，同时消除了原工艺废碱液的排放问题。

Description

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法

技术领域

本发明属于搪瓷制造领域，特别是涉及搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法。

背景技术

搪瓷制备工艺包含很多工序，瓷釉层的质量取决于很多因素，即使对每个生产工段严格控制也不能完全避免瓷釉生产中出现残次品，也就是有缺陷的搪瓷制品。对于这些产品，要完全去除搪瓷坯件表面的瓷釉才能重新涂搪。目前主要的瓷釉去除方法有机械方法和化学方法。实际应用中一般是配合使用，开始用机械法除去一部分瓷釉，然后再用化学方法进行处理。

机械方法主要是用手锤和凿子先进行简单预处理，然后进行喷砂处理。这种方法除瓷极不均匀，制品壁最薄的部位极易受到损坏，并且容易导致坯件变形，导致坯件报废，无法回收再利用。在击落瓷釉时，制品往往被油污和铁锈所污染，所以在再次涂搪前需将坯件进行焙烧而去污。

化学方法主要包括酸液处理法和融碱处理法。SiO₂作为瓷釉的网络形成剂，即基体剂，搪瓷主要成分的含量见下表。

搪瓷的主要成分(重量％)

SiO<sub>2</sub>	30～70	TiO<sub>2</sub>	0～10
SiO<sub>2</sub>	30～70	TiO<sub>2</sub>	0～10	B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	0～20	PbO	0～60
Na<sub>2</sub>O(K<sub>2</sub>O)	12～30	ZnO	0～15	B<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	0～20	PbO	0～60
Na<sub>2</sub>O(K<sub>2</sub>O)	12～30	ZnO	0～15	F	0～15	BaO	0～15
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	0～12	MgO	0～3	F	0～15	BaO	0～15
Al<sub>2</sub>O<sub>3</sub>	0～12	MgO	0～3	CaO	0～10	ZrO<sub>2</sub>	0～10

酸液法主要利用酸液中的氢氟酸与瓷釉中的二氧化硅进行剧烈的反应，除瓷时间需6～8小时。操作过程中会产生HF，H₂S等有害气体，除瓷不均匀时制品金属也可能溶解在酸液中。

融碱法是较为有效的方法。瓷釉中的SiO₂可与NaOH反应，氢氧化钠熔融物在500℃能够在几分钟内完全去除瓷层。将制品装入盛有熔碱的钢槽中，处理后从熔融物中取出并放在热水槽中洗涤，然后长时间保持在冷水中除去残余的碱。熔融物要定期的清除沉渣。过程操作简单有效，但成本高，沉渣难于清理，过程产生的低浓度碱液处理困难。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术中的不足，提供一种搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法。

本发明的技术方案概述如下：

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：

将反应釜中放入质量比为0.35～0.50∶1的质量浓度为40％～60％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.7～0.8MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在150℃～160℃，反应3～5小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经5℃～20℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用酸中和至pH为9.0～10.5，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的5％～15％的pH为9.0～10.5的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为7.5％～8.5％；向溶液3中加入质量百分浓度为8％～12％的盐酸水溶液，使pH为9.0～10.5得到溶液4；所述溶液4在70℃～80℃，反应1.0～3.0小时，调节pH为3.5～4.5，陈化0.5～1小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

所述搪瓷的坯件材质为铜、铸铁、不锈钢、金或银。

本发明的搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，通过用浓氢氧化钠溶液加压高温处理搪瓷残次品，使得搪瓷残次品的瓷釉层从坯件表面完全去除，然后将过程中产生的硅酸钠溶液和剩余的氢氧化钠溶液用盐酸处理生产沉淀出二氧化硅。提高了搪瓷坯件的回收率，同时对瓷釉中的二氧化硅进行再利用，即达到了节约资源的目的，同时消除了原工艺废碱液的排放问题。

附图说明

图1为本发明搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图实施例对本发明作进一步的说明

实施例1

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：(见图1)

将搪瓷次品放入反应釜中，加入50％的氢氧化钠溶液，然后通入水蒸汽加压至0.7MPa后停止通气；间接加热，在150℃反应时间4小时；反应结束后取出搪瓷残次品的坯件，坯件经5℃水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将反应釜内溶液过滤打入中和反应釜内，然后加入10％的工业盐酸中和，使pH在9.0～10.5左右；

然后加入硅溶胶母液，硅溶胶母液pH为9.0～10.5，用量约为反应釜内溶液体积的10％，再向中和反应釜内加入10％的盐酸，使为pH为9.0～10.5；沉淀反应时间为2.0小时，温度控制在75℃；反应结束后继续加入10％的盐酸，使pH为3.5～4.5，陈化1.0小时，温度控制在75℃；将上述过程产生沉淀物通入漂洗池经漂洗，过滤，焙烧干燥，然后用冲击磨粉碎，旋风分离机分离得到产品二氧化硅；漂洗池母液可重复使用洗涤沉淀物，达到一定浓度后富集浓缩，生产工业NaCl。

实施例2

将反应釜中放入质量比为0.40∶1的质量浓度为50％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，搪瓷的坯件材质为铜，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.8MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在155℃，反应4小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经5℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用酸中和至pH为9.0，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的10％的pH为9.0的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为7.5％；向溶液3中加入质量百分浓度为10％的盐酸水溶液，使pH为9.0得到溶液4；所述溶液4在75℃，反应2.0小时，调节pH为3.5，陈化0.6小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

实施例3

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：

将反应釜中放入质量比为0.35∶1的质量浓度为60％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，搪瓷的坯件材质为铸铁，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.7MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在150℃，反应5小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经8℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用酸中和至pH为10.5，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的5％的pH为10.5的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为8.5％；向溶液3中加入质量百分浓度为12％的盐酸水溶液，使pH为10.5得到溶液4；所述溶液4在70℃，反应3.0小时，调节pH为4.5，陈化1小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

实施例4

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：

将反应釜中放入质量比为0.50∶1的质量浓度为40％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，搪瓷的坯件材质为不锈钢，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.8MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在160℃，反应3小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经10℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用酸中和至pH为10.0，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的15％的pH为10.0的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为8.0％；向溶液3中加入质量百分浓度为8％的盐酸水溶液，使pH为10.0得到溶液4；所述溶液4在80℃，反应1.0小时，调节pH为3.0，陈化0.5小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

实施例5

搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，包括如下步骤：

将反应釜中放入质量比为0.45∶1的质量浓度为45％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，搪瓷的坯件材质为金(或银)，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.7MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在155℃，反应4小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经20℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用酸中和至pH为9.0～10.5，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的12％的pH为9.0～10.5的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为7.8％；向溶液3中加入质量百分浓度为9％的盐酸水溶液，使pH为9.0～10.5得到溶液4；所述溶液4在75℃，反应1.5小时，调节pH为3.5～4.5，陈化1小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

实施例6

对一日用白色铸铁搪瓷件去釉实例：对于日用器具，要求釉质无毒并且有良好的装饰效果，赋予制品白度、光泽度、色彩等美丽外貌。这类搪瓷要求较高，加工复杂，次品率相对其他制品较高。本类一种搪瓷件瓷釉配方如下：

白色铸铁瓷釉配方(重量份)

经过计算得釉层中含二氧化硅质量分数约为37.4％。一吨该搪瓷品的瓷釉重量为340千克左右。设计一次处理本类搪瓷制品一吨，理论要用50％氢氧化钠碱液340千克，按碱液过量20％计算需碱液407千克，体积为267升。用10％盐酸中和并将溶液PH调整到3.5～4.5，理论要10％工业盐酸1.86吨，体积为1.77立方米。硅溶胶母液加入量为70升。理论Na₂SiO₃产量为127.5千克。

将一吨搪瓷次品放入反应釜中，然后加入50％的氢氧化钠溶液267升，然后通入水蒸汽加压至0.7～0.8MPa后停止通气，然后用蒸汽加热保温在150℃～160℃，反应时间约为4小时；

反应结束后将釜内溶液经过滤打入中和反应釜，然后加入10％的工业盐酸约440升，使pH在9.0～10.5左右；然后慢慢加入硅溶胶母液70升，再向中和反应釜内加入10％的约盐酸1.30m³，使pH在9.0～10.5，沉淀反应时间约为2.0小时，温度控制在70℃～80℃。反应结束后，加入盐酸调整pH为3.5～4.5，陈化1小时，温度控制在70℃～80℃。将铸件从反应釜内取出，然后用深井水猝冷，搪瓷件表面的瓷釉层大部分已经脱落，残余部分经打砂处理即可除去瓷层，然后将铸件洗涤、干燥后入库存放。

将洗涤铸件后的含有微量碱的水过滤后通入清洗池，清洗絮凝沉淀物，碱液也会与盐酸中和；将沉淀物洗涤后送入焙烧炉中进行干燥，然后用冲击磨粉碎，旋风分离机分离得到产品二氧化硅；该产品应按照HG/T 3062～3072-1999中沉淀水合二氧化硅行业标准检测。漂洗池中母液循环利用一段时间后NaCl浓度较高，将母液富集后可加热浓缩制取工业NaCl。

本发明的方法用浓氢氧化钠溶液溶解瓷釉中的二氧化硅，将得到的水玻璃溶液和残余的氢氧化钠溶液用工业盐酸处理来制取二氧化硅，不仅解决了废碱液的排放问题，也充分利用了釉质。同时用洗涤铸件后含有微量氢氧化钠的水加入漂洗池中，中和漂洗池中的微量盐酸，并将得到的母液重复利用来漂洗沉淀的二氧化硅，充分利用水资源并较好的解决了环保问题。

本发明的方法处理搪瓷残次品，搪瓷坯件回收率可达90％以上，大大高于机械喷砂法回收率，同时解决了薄壁搪瓷件无法用机械喷砂法回收处理的问题并减少了喷砂处理后还需要对铸件进行除油除铁锈处理的工艺环节。

Claims

1.搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，其特征是包括如下步骤：

将反应釜中放入质量比为0.35～0.50∶1的质量浓度为40％～60％的氢氧化钠水溶液和搪瓷残次品，通入水蒸汽直接加热，压力达到0.7～0.8MPa后停止通水蒸汽，间接加热，在150℃～160℃，反应3～5小时，取出搪瓷残次品的坯件，得到溶液1；所述坯件经5℃～20℃的水猝冷，打砂处理除去瓷层，水洗、干燥后重新涂搪使用；将所述溶液1过滤，滤液用盐酸中和至pH为9.0～10.5，得到溶液2；向所述溶液2中加入溶液2体积的5％～15％的pH为9.0～10.5的硅溶胶母液，得到溶液3，所述硅溶胶母液用模数2.4的硅酸钠制得，其中SiO₂质量浓度为7.5％～8.5％；向溶液3中加入质量百分浓度为8％～12％的盐酸水溶液，使pH为9.0～10.5得到溶液4；所述溶液4在70℃～80℃，反应1.0～3.0小时，调节pH为3.5～4.5，陈化0.5～1小时，将沉淀物洗涤，干燥得到二氧化硅。

2.根据权利要求1所述的搪瓷残次品的瓷釉去除及回收方法，其特征是所述搪瓷的坯件材质为铜、铸铁、不锈钢、金或银。