本发明属于工业废水回收技术领域，更具体地，涉及一种工业涂装废水回收锌粉的方法与应用。
背景技术：
喷涂作为工业防腐漆最常用涂装方法，涂装效率差别很大，当采用普通空气喷枪时，涂着效率只有30～40％，而高压静电喷涂效率相对较高，也只在80％左右，过喷现象严重。目前大多数采用水帘去除过喷漆雾，因而会带来大量的涂料废水和漆渣。对于溶剂型富锌底漆，以有机溶剂作为分散介质，油漆树脂不溶于水，与水接触后的漆渣(包括锌粉、树脂以及芳烃类、酮类等有机溶剂)，呈胶块团状，很难进行回收及再生，一般由有资质的单位收集处理，处理的方法主要是采取焚烧或填埋，造成资源的浪费和环境的污染。而近年来环保法律政策不断出台，如2015年2月1号，国务院颁布了对全国范围内涂料征收消费税的通知：对施工状态下挥发性有机物(voc)含量超过420克/升(含)的涂料征收4％消费税；2015年7月，北京市、深圳市先后实施了《木质家具制造业大气污染物排放标准》，要求木制家具减少使用油性漆，逐渐替换成水性漆，而且依据标准，2017年后将全面禁止使用油性涂料即油漆喷涂。这些法律政策促进了整个涂料行业向绿色水性化发展，尤其是工业涂料富锌底漆水性化的推广，更是为工业涂料中涂装废水回收利用带来了可能。
对于水性环氧富锌底漆，由于与水的相容性好，使得涂装工艺收集的废水漆渣可以回收利用。2012年我国规定涂料所用的一级锌粉标准：全锌含量>98％，金属锌含量>96％，pb含量<0.2％，zn粒度规格为30μm，最大粒径为45μm，粒度分度30μm以下达到95％以上。水性富锌底漆所用锌粉一般为鳞片状锌粉，颗粒表面光滑整洁、活性好、表面氧化少、粒度分布窄、分散性能好，能够提高底漆的防腐性能，应用于重防腐工业。
水性环氧富锌底漆工业涂装废水在沉降池中沉淀时，由于水性环氧富锌底漆是一个双组份漆，此时锌粉表面上环氧树脂与固化剂发生部分的固化交联，即在锌粉表面上包覆着一层环氧树脂涂层，导致锌粉导电性差，防腐性能降低。环氧树脂漆膜不易溶解，给回收再生锌粉造成了困难。
工业上针对油性富锌底漆中金属锌的回收一般是通过火法冶锌和湿法冶锌工艺来实现，其中湿法冶锌占较大比例。火法冶锌是利用锌的沸点较低为906.97℃这一特性，气态金属锌挥发后通过冷凝得到固态金属锌，从而达到分离的目的。湿法冶锌则是通过浸出和净液等工序制备出含锌的电解液，再通过电解含锌的电解液回收金属锌。但无论是火法还是湿法冶锌都存在着消耗大量的能源以及工艺操作复杂的缺陷，并且都不能直接以金属锌粉的形态加以回收利用。目前，还没有水性富锌底漆工业涂装废水中锌粉回收再生的报道。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种工业涂装废水回收锌粉的方法。该方法通过加热溶剂来处理废锌粉，实现直接从含有环氧富锌的底漆中回收的锌粉。该方法从在线循环收集工业废水中分离含锌粉废漆渣，经溶剂处理溶解水性环氧富锌底漆锌粉表面漆膜树脂等步骤，达到去除锌粉表面包覆的漆膜树脂及与锌粉分离的目的。在不腐蚀锌粉的条件下高效廉价的回收锌粉，可直接以金属锌粉的形态加以回收。
本发明的另一目的在于提供一种上述方法在工业含锌废水中的应用。
本发明上述目的通过以下技术方案予以实现：
一种工业涂装废水回收锌粉的方法，包括如下具体步骤：
s1.自然沉降：对废水进行自然沉降处理，将底部废漆渣经滤布过滤分离，得到含锌粉废漆渣；
s2.漆膜的溶解：将步骤s1中的含锌废漆渣用溶剂处理后，进行加热处理，分解或溶解包覆在锌粉颗粒表面上的漆膜树脂，得到混合物；
s3.过滤分离：将步骤s2中混合物经过滤后得到的固体残留物质，经干燥后即为金属锌粉。
优选地，步骤s1中所述沉降的时间为6～24h。
优选地，步骤s2中所述加热的温度为60～110℃。
优选地，步骤s2中所述含锌废漆渣与溶剂的固液质量体积比为1：(3～8)g/ml。
步骤s2中所述溶剂为能分解环氧树脂固化产物的催化剂或有机溶剂。
优选地，所述催化剂为酚类、有机酸或无机酸中的一种以上；所述有机溶剂为酰胺类、砜类或卤代烷类溶剂中的一种以上。
更为优选地，所述酚类为间甲酚或苯甲酚，所述无机酸为盐酸或硫酸，所述有机酸为甲酸，所述酰胺类为二甲基甲酰胺或二甲基乙酰胺；所述砜类为二甲基亚砜；所述卤代烷类为二氯甲烷。
优选地，步骤s3中所述干燥的温度为100～120℃，所述干燥的时间为30～60min。
上述方法在工业含锌废水中的应用。
优选地，所述工业含锌废水为含有环氧富锌底漆的工业废水。
本发明针对含水废漆渣的特点，废漆渣是从工业含锌废水中过滤出来。工业含锌废水中含有大量漆物颗粒(金属锌粉)、涂料、固化剂和助剂等。锌粉在沉降池中沉淀，此时锌粉表面上环氧树脂与固化剂发生部分的固化交联，即在锌粉表面上包覆着一层漆膜树脂，导致锌粉导电性差，防腐性能降低。所以含水废漆渣中主要由锌粉、未完全固化树脂及极少量的颜填料和助剂组成。将上述含水废漆渣通过溶剂处理液进行加热处理，溶解包覆在锌粉颗粒表面上的漆膜树脂，再经过滤分离，直接以金属锌粉的形态加以回收的目的。
本发明方法针对水性环氧富锌底漆喷涂工艺，水帘吸收漆雾产生废水过程中除了水以外，主要为金属锌粉以及包覆在锌粉表面上的未完全固化的漆膜树脂，锌粉的比重很大，一般含量在65％～85％之间，甚至可高达90％重量比。所以要高效廉价的回收锌粉，可以溶解包覆在锌粉颗粒表面上的漆膜树脂，而不与锌粉发生反应作为一个突破点。发明一种既能溶解漆膜树脂，而又不与锌粉发生反应的溶剂处理液。该溶剂处理液通过加热溶解包覆在锌粉表面上的漆膜树脂，经过过滤分离，达到直接以金属锌粉的形态加以回收的目的。
由于金属锌粉粒径小、鳞片状，性质活泼，易与酸反应，极易遭到溶剂的腐蚀，在去除树脂的过程中保持金属锌粉外观形貌不发生变化，不影响其优异的防腐性能。因此，去除锌粉体表面上包覆的一层漆膜树脂成为本发明技术的关键点。
与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：
1.本发明采用溶剂处理液溶解包覆在锌粉颗粒表面上的漆膜树脂，去除锌粉表面包覆的漆膜树脂，使漆膜树脂与锌粉分离，在不腐蚀锌粉的条件下，可直接以金属锌粉的形态高效廉价的回收锌粉。避免了高温热解树脂而消耗大量的能源，并且该操作简单，有利于环境保护。
2.本发明方法选用的溶剂处理液都属于低毒类溶剂，加热溶解过程耗时短，能耗低，符合环保要求，适用性广。同时，所用溶剂处理液还可以再生，在一定程度上能够降低回收锌粉的成本。
3.本发明方法的先进性在于对应现代工业涂料发展的必然趋势——“油改水”，该方法能够直接以单质形态回收金属锌粉，操作简单，且溶剂处理液能够回收循环利用，降低成本的同时有利于保护环境。
附图说明
图1为本发明含水废漆渣中金属锌粉的回收工艺流程图。
具体实施方式
下面结合具体实施例进一步说明本发明的内容，但不应理解为对本发明的限制。若未特别指明，实施例中所用的技术手段为本领域技术人员所熟知的常规手段。除非特别说明，本发明采用的试剂、方法和设备为本技术领域常规试剂、方法和设备。
图1为本发明含水废漆渣中金属锌粉的回收工艺流程图。下面结合图1对实施例1和2的工艺流程进一步说明。
实施例1
收集含水性环氧富锌底漆工业涂装废水进行回收处理，废水浓度一般为5％～10％，将含锌废水进行自然沉降处理6～24h，然后待大部分废弃漆渣沉降在底部时，用滤布过滤分离得到含锌废漆渣(a1～a5)。采用单一溶剂对将上述含锌废漆渣a1～a5经过称量后在预置温度条件下(60℃或110℃)浸入每份处理液中。60分钟后，过滤后得到的固体为金属锌粉，在100℃干燥60min，并再次称量，得出固体回收率及锌粉的金属锌含量，结果显示在表1中。
表1单一溶剂对废锌粉固体回收率以及金属锌含量的影响
如表1所示，当废锌粉用单一溶剂进行处理时，a1～a3能使树脂几乎完全溶解，a4～a5只能使树脂部分溶解。二甲基亚砜、二甲基甲酰胺对树脂的溶解效果最好，且处理温度越高，树脂去除效果越好，金属锌的含量越高。处理过后的废锌粉金属锌含量由原来的87.44％提高到94.32％，漆膜树脂基本能够完全去除，同时锌粉外观形貌不发生改变，可以达到锌粉(gb/t6890-2012)国家二级的标准。
实施例2
收集含环氧富锌底漆工业涂装废水进行回收处理，废水浓度一般为5％～10％，将含锌废水进行自然沉降处理6～24h，待大部分废弃漆渣沉降在底部时，用滤布过滤分离得到含锌废漆渣。
采用复配溶剂对将上述含锌废漆渣b1～b4经过称量后在预置温度条件下110℃浸入每份处理液中。60分钟后，过滤后得到的固体为金属锌粉，在120℃干燥30min，并再次称量，得出固体回收率及锌粉的金属锌含量，结果显示在表2中。
表2复配溶剂对废锌粉固体回收率以及金属锌含量的影响
如表2所示，当废锌粉复配溶液进行处理时，b1～b4都能使树脂完全溶解，但b3、b4复配处理液中，都加入了有机酸或无机酸，ph值大约都在1～2之间，而锌粉化学性质活泼，从而导致锌粉与处理液部分发生反应，固体回收率降低。本方法处理过后的废锌粉金属锌含量由原来的87.44％提高到94.38％，漆膜树脂基本能够完全去除，同时锌粉外观形貌不发生改变，可以达到锌粉(gb/t6890-2012)国家二级的标准。该复配溶剂能够溶解废锌粉表面上包覆的漆膜树脂，同时溶剂不腐蚀锌粉，可以达到高效廉价的回收锌粉的目的。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合和简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。