氯化钙废液生产复合磷酸锌防锈颜料新工艺

廖 欢，吴 良，胡容平，俞于怀，韦礼根，李致宝

（1.广西壮族自治区化工研究院，广西 南宁 530001；2.广西新晶科技有限公司，广西 南宁 530001）

氯化钙废液生产复合磷酸锌防锈颜料新工艺

廖 欢1，吴 良1，胡容平2，俞于怀2，韦礼根2，李致宝1

（1.广西壮族自治区化工研究院，广西 南宁 530001；2.广西新晶科技有限公司，广西 南宁 530001）

以氯化钙废液为原料，生产低成本高效的复合磷酸锌防锈颜料，是一项变废为宝的环保型新工艺，具有广阔的市场前景和社会效益。

磷酸锌 ；氯化钙；氯化钙废液

我国每年副产盐酸在2000 t以上，氨碱法生产纯碱、氯乙酸、氯化石蜡、盐酸萃取磷矿粉制磷酸氢钙、部分有机磷农药与复合肥生产等行业中，都会副产大量的盐酸或者氯化钙废液，国内只有少数企业转卖给附近企业或者制成固体氯化钙，大部分企业普遍的做法是中和后采取直接外排的方式，既造成环境污染，也不符合废弃物再生、资源化的国家政策。

近年来，磷酸锌防锈颜料以其无毒、环保、安全等优点被广泛使用于防腐涂料中。传统使用高含量的氧化锌（比如99%、99.7%含量的氧化锌）与磷酸反应得到，反应式如下：

3ZnO+2H3PO4→Zn3(PO4)2·H2O+2H2O

多年的使用实践表明，该方法原料成本比较高，而且单一的磷酸锌防锈颜料因其化学活性低，总体防锈性能较差。本文以价格低廉的氯化钙废液和60%氧化锌为原料，开发出复合磷酸锌防锈颜料，在初、中、后期均具有优秀防锈性能，具有广阔的市场经济效益和社会效益。

1 原料

氯化钙废液：采用盐酸萃取磷矿粉制磷酸氢钙的母液作为原料，其中氯化钙含量为10%左右，氯化氢含量为5%左右，还有少量的氯化铁、氯化镁。

60%氧化锌，磷酸钠，磷酸氢二钠(均为外购)。

2 实验原理及工艺流程

1) 在氯化钙废液中，投入适量氧化锌，反应式如下：

由于ZnCl2溶解度很大，这时进行过滤，将60%氧化锌中没用的废渣过滤掉，剩下的母液含有氯化锌、氯化钙、少量的氯化铁、氯化镁等。

2) 投入磷酸钠或者磷酸氢二钠，进行复分解反应，主要涉及的反应式如下：

以pH=5～6为终点，得到的固体沉淀即为复合磷酸锌防锈颜料产品，其组成为磷酸锌与磷酸氢钙，还有少量的磷酸铁、磷酸镁生成。

3) 第1)步的废渣用于铺路、筑堤或者烧砖，第2)步产生的高浓度NaCl可直接排到海里或者替代海水作为晒盐的原料，均不会产生二次污染。

3 实验方法

反应器中加入适量的氯化钙母液，加热到40～50℃，在不断搅拌中加入适量的60%氧化锌，反应约2h，期间保持反应体系分散均匀，当反应pH值上升接近中性时，停止搅拌并过滤，得到的清液主要含有氯化钙、氯化锌、少量的氯化铁、氯化镁。所得清液在搅拌下，逐步投入磷酸钠或者磷酸氢二钠，进行复分解反应，加热到接近沸腾，促进反应完全，以pH=5～6为终点，降至室温，离心分离或者压滤出固体沉淀，进行干燥，即可得到复合磷酸锌防锈颜料产品。

4 产品分析与应用

防锈颜料的防锈性能通过制成相应的防锈漆来体现，由于目前国内最优的防锈颜料依然是红丹，因此，复合磷酸锌主要与红丹、磷酸锌来比较。

将红丹、磷酸锌与本文的复合磷酸锌产品分别以酚醛清漆(牌号为C01-1)为基料，加入适量的滑石粉、氧化铁红等为填料，用砂磨机进行分散轧浆。细度合格后，加入催干剂，用松节油调节粘度在40～60s，细度控制在60 μm以下，加入适量防沉剂，配成酚醛防锈漆。 其配方为：酚醛清漆50%，防锈颜料20%，滑石粉10%，氧化铁红10%，催干剂2%，松节油8%。

为便于对比，配方中其它原料添加量不变的情况下，防锈颜料分别采用红丹、磷酸锌与本文得到的复合磷酸锌，按照酚醛防锈漆行业标准ZBG 51090-1987进行实际检测，检测结果见表1。

表1 红丹、磷酸锌、复合磷酸锌酚醛防锈漆的性能指标

表1数据表明，复合磷酸锌防锈颜料应用于防锈漆，耐盐水性达到28d，耐盐雾性达到420h，各项指标与常规防锈颜料红丹、磷酸锌比较接近。除了酚醛防锈漆，复合磷酸锌防锈颜料还适用于现有的各类漆料制作相应防锈漆，其中包括常用的醇酸、环氧树脂，也包括不常用的丙烯酸、聚氨酯、硝基、氟碳树脂等。

5 结论

本复合磷酸锌防锈颜料具有无毒、环保高效的特点，可完全取代红丹、锌铬黄等传统有毒重金属防锈颜料在工业涂料中的使用，而且其生产原料成本低廉，是一项变废为宝的环保型新工艺，具有广阔的市场前景和社会效益。

[1] 陈嘉甫，谭光薰.磷酸盐的生产与应用[M].成都：成都科技大学出版社，1989.

[2] 茅爱新.氨碱法纯碱生产中废液及碱渣的综合利用[J].化学工业与工程技术， 2001(2)：31.

[3] 郭玉川，钮敏，等.氯化钙废液联产碳酸钙及氯化钱技术[J].河北科技大学学报，2003(1)：59.

[4] 郭玉川.盐酸法生产饲料级磷酸氢钙联产碳酸钙及氯化铵[J].无机盐工业，2003(2)：19.

Production of Zinc Phosphate Pigment with Calcium Chloride Waste Solution

LIAO Huan, WU Liang, HU Rong-ping, YU Yu-huai, WEI Li-geng, LI Zhi-bao
(Guangxi Research Institute of Chemical Industry, Nanning 530 001, China)

Applied calcium chloride waste solution as material, the composite zinc phosphate pigment was produced. This process was an environmental protection process, and had good market prospect.

zinc phos phate; calcium chloride; calcium chloride solution

TQ 628

A

1671-9905(2014)06-0003-02

广西自然科学基金(2011GXNSFB018019)

廖欢，工程师，长期从事防锈材料的研制与应用

2014-04-09