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2025年碳酸锆行业技术分析：国内碳酸锆生产多采用两步法工艺

在2025年碳酸锆行业的进展进程中，生产技术的创新与优化成为提升产业竞争力的关键。目前国内碳酸锆生产多采纳两步法工艺，虽氧化锆回收率超90%，但碱式硫酸锆和碳酸锆粗品洗涤时产生大量工业废水，每生产1吨产品废水超15吨，且含ZrO?超过4g/L，废水处理与资源回收利用成为行业亟待解决的重要课题。

一、碳酸锆生产废水处理试验原理与预备

碳酸锆生产废水成分简单，主要含有H?、Na?、Cl?、ZrO2?、SO?2?等。利用氢氧化钠水溶液处理该废水，基于一系列化学反应实现资源回收与废水净化。HCl与NaOH反应生成NaCl和H?O;ZrOCl?、ZrOSO?分别与2倍物质的量的NaOH反应，生成NaCl、Na?SO?和ZrO(OH)?沉淀。反应结束后，通过板框压滤机进行固液分别，固相经空压吹扫，可获得氧化锆含量20%以上的锆泥(氢氧化锆酰)。

《2025-2030年全球及中国碳酸锆行业市场现状调研及进展前景分析报告》指出，试验原料包括pH值1.52、ZrO?含量5.3g/L的碳酸锆生产废水、2%的氢氧化钠水溶液以及AR级浓硫酸。试验设备有3m×1.5m×1.2m方形PP塑料槽(配备曝气管)、5m2板框压滤机、10m3/h陶瓷泵、PHS-3C型pH计、3000mL烧杯和磁力搅拌器等，测试工作由企业内部测试中心完成。

二、碳酸锆生产废水处理及资源回收试验方法

(一)锆泥回收及利用

向塑料槽中注入2000L生产废水，开启曝气，缓慢加入氢氧化钠水溶液，调整废水pH值至合适范围，持续曝气搅拌10min后关闭曝气，自然沉降30min，再用陶瓷泵将废水打入压滤机压滤。压滤完成后，开启空压吹扫1h，尽量排净压滤机中的水分，卸板后得到锆泥。将锆泥按肯定比例溶解于氧氯化锆水溶液，可返回碳酸锆生产流程。

(二)制备硫酸锆

取1000g上述锆泥置于烧杯中，根据ZrO?与H?SO?摩尔比1:2加入浓硫酸，搅拌使其溶解，待自然冷却至39.5℃后，进行抽滤并离心20min，利用硫酸锆在不同浓度硫酸中溶解度的差异(39.5℃时，硫酸浓度从31.2%到72.9%变化，ZrO?溶解度从19.5g到2g不等)，析出硫酸锆产品。

三、碳酸锆生产废水处理试验结果与分析

(一)生产废水处理工艺条件

将废水体系pH值分别调整至5.5、6.5、7.5、8.5进行试验。由于锆酰离子在pH值为2时已沉淀完全，试验中锆酰离子全部转化为氢氧化锆酰，但因压滤机滤布孔径为10μm，氢氧化锆酰易穿过滤布，导致氧化锆回收率无法达到100%。从二次废水SS值检测结果来看，过滤效果良好，且各项指标均符合锆行业生产废水国家一级排放标准(GB8978-96)。综合考虑排放要求与回收成本，废水最佳处理工艺条件为调整pH值至6.5-7。

(二)返回碳酸锆生产

虽然锆泥中含有较高的硫酸根、氧化钠、氧化铁等杂质，不能直接用于碳酸锆中间生产过程，但在配置氧氯化锆水溶液时，按重量比氧氯化锆∶锆泥等于50的比例加入锆泥，可使其溶解于氧氯化锆水溶液中，实现锆泥在碳酸锆生产中的合理利用。

(三)制备硫酸锆

试验制备的硫酸锆检测结果显示，其Fe?O?含量达到工业硫酸锆行业合格品要求(HG/T3786-2022)，部分指标甚至达到优等品标准。相较于以锆英砂或氧氯化锆为主要原材料制备硫酸锆，使用该方法所得锆泥制备硫酸锆，具有经济牢靠、生产流程短、产品质量稳定的优势。

四、总结

通过对碳酸锆生产废水利用氢氧化钠水溶液处理技术的讨论，胜利找到了一套有效的废水处理与资源回收利用方案。将碳酸锆生产废水用2%稀碱液调整pH值至6.5-7，既能获得质量较好的锆泥，又能使二次废水达到国家一级排放标准。所得锆泥可用于生产碳酸锆和制备硫酸锆等产品，不仅削减了废水排放对环境造成的压力，还实现了资源的循环利用，为碳酸锆行业带来了良好的经济效益和环境效益，对推动碳酸锆行业绿色可持续进展具有重要意义。

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