黃淑梅，陳偉東，王運鋒，何 蕾，郭 薇

(1.西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

(2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及發(fā)展對策

黃淑梅1，陳偉東2，王運鋒1，何 蕾1，郭 薇1

(1.西北有色金屬研究院，陜西 西安 710016)

(2.內(nèi)蒙古工業(yè)大學，內(nèi)蒙古 呼和浩特 010051)

從生產(chǎn)工藝、產(chǎn)能、產(chǎn)量和出口量以及原料供應等方面介紹了我國氧氯化鋯的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀，指出我國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)存在三個方面的問題:工藝技術落后，裝備水平低;“三廢”處理亟待解決;缺乏行之有效的行業(yè)準入制度。分析中國的氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)從技術方面講，應加大科研投入開發(fā)新的提取技術、“三廢”處理技術及新裝備，開發(fā)高附加值的鋯化學制品;從產(chǎn)業(yè)管理方面講，應制定嚴格的行業(yè)準入制度，抑制產(chǎn)能過快增長，積極組織和協(xié)調(diào)氧氯化鋯企業(yè)間的交流與合作，形成良好的秩序，重視鋯產(chǎn)業(yè)鏈中存在的重大技術問題，組織立項研究，推進鋯產(chǎn)業(yè)進步，使鋯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

化學鋯;氧氯化鋯;鋯英砂

0 引言

氧氯化鋯又名氯化鋯酰，其分子式為ZrOCl2·8H2O，分子量322.25，為白色針狀晶體，加熱至150℃失去6個結(jié)晶水，至210℃失去全部結(jié)晶水。溶于水、甲醇、乙醇、醚，不溶于其它有機溶劑，微溶于鹽酸，水溶液呈酸性。

氧氯化鋯作為重要的冶金及化工基礎原料，可用于制備金屬海綿鋯和海綿鉿，經(jīng)后續(xù)加工可用做核電及核軍工應用的堆芯材料［1－6］及化工裝備材料等。還可用于制備氧化鋯、碳酸鋯、硫酸鋯、硫酸氧鋯、硝酸鋯等幾十種鋯化合物，被廣泛應用于陶瓷、玻璃、涂料、造紙等領域。還可直接用于紡織、皮革、橡膠、塑料等行業(yè)，作為助染劑、鞣革劑、添加劑和干燥劑等［7－10］。

氧氯化鋯在化學鋯的系列產(chǎn)品中屬技術含量和附加值較低的初級原料型產(chǎn)品。氧氯化鋯生產(chǎn)為勞動力密集型的高能耗、高污染產(chǎn)業(yè)。20世紀80年代初期，美、法等發(fā)達國家出于環(huán)境污染及勞動力成本的考慮，停止了前期低利、高耗、高污染的氧氯化鋯生產(chǎn)，改從國外采購氧氯化鋯，而保留了后續(xù)污染小、附加值高的深加產(chǎn)品的生產(chǎn)。而此時正值中國向世界開放初期，化學鋯產(chǎn)業(yè)剛剛起步，這為中國化學鋯產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了一個機遇，成為中國鋯化學制品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的轉(zhuǎn)折點，中國氧氯化鋯開始出口。到90年代，獲利企業(yè)迅速擴張，同時又吸引了一部分資本投資氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)，生產(chǎn)廠家進一步增多，產(chǎn)量猛增，使中國成為世界上的氧氯化鋯生產(chǎn)大國，首次出現(xiàn)了供大于求的現(xiàn)象。尤其是近年來，受出口需求增加及國內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)迅猛發(fā)展的拉動，氧氯化鋯行業(yè)以更快的速度發(fā)展，年產(chǎn)量也由10年前的105t左右，增長到2012年的2×105t，生產(chǎn)企業(yè)已有近30家［11－12］。生產(chǎn)的優(yōu)質(zhì)氧氯化鋯產(chǎn)品大量出口到美國、日本、歐洲等國家和地區(qū)，已成為世界上氧氯化鋯產(chǎn)量最大的國家［13－15］。

然而，雖然中國的氧氯化鋯產(chǎn)量和出口貿(mào)易均位居世界第一，但由于生產(chǎn)能力的盲目擴張，以及鋯英砂的供應受制于國外，加之國家抑制通脹，加強房地產(chǎn)調(diào)控，因此國內(nèi)企業(yè)間的競爭十分激烈。本文就中國氧氯化鋯生產(chǎn)現(xiàn)狀、存在問題及未來發(fā)展進行評述。

1 中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀

1.1 生產(chǎn)工藝

制取鋯化合物除少量用斜鋯礦外主要是用鋯英砂。鋯英砂主要成分為Zr(Hf)SiO4，分解鋯英砂除去SiO2和制備氧氯化鋯是制備各種鋯化合物及金屬鋯的第一步。分解鋯英砂制備氧氯化鋯的方法主要有燒結(jié)法、氯化法［16－19］。其中燒結(jié)法為國內(nèi)各大氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)所采用。

1.1.1 燒結(jié)法

燒結(jié)法制備氧氯化鋯的實質(zhì)是用堿分解鋯英砂，再通過酸浸、結(jié)晶獲得ZrOCl2·8H2O，其制備工藝流程如圖1所示。根據(jù)加入堿的種類，燒結(jié)法還可進一步分為氫氧化鈉燒結(jié)法、碳酸鈉燒結(jié)法、碳酸鈣燒結(jié)法和氧化鈣燒結(jié)法。

(1)氫氧化鈉燒結(jié)法

圖1 燒結(jié)法制備氧氯化鋯的工藝流程圖Fig.1 Flow chart of sintering process producing zirconium oxychloride

氫氧化鈉燒結(jié)法是我國最早使用的氧氯化鋯生產(chǎn)方法。它首先是用氫氧化鈉分解鋯英砂，再用硫酸浸出，用氨水沉淀，洗硫酸根，最后再用鹽酸浸出，蒸發(fā)結(jié)晶獲得ZrOCl2·8H2O。因此，又稱為二酸二堿法。該方法中，之所以未直接用鹽酸浸出是因為鹽酸浸出液過濾困難。而該方法也因多了硫酸根洗滌、氨水沉淀兩道工序，導致其工藝流程長、除雜難度大、鋯回收率低、制造成本高。

1985年北京有色金屬研究總院和淄博化工總廠聯(lián)合攻關對二酸二堿法進行改進，僅用鹽酸和氫氧化鈉兩種主要原料生產(chǎn)氧氯化鋯，形成了現(xiàn)在的一酸一堿法。該方法具有工藝流程短，反應控制科學，回收率高，產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，雜質(zhì)含量低等優(yōu)點［20］，是目前我國大型鋯化學制品生產(chǎn)企業(yè)普遍采用的方法。一酸一堿法是將鋯英砂與氫氧化鈉按一定的比例混合，在700℃左右進行燒結(jié)，燒結(jié)約2 h，再用鹽酸浸出，冷卻結(jié)晶得到ZrOCl2·8H2O。燒結(jié)溫度、燒結(jié)時間和分解率均與礦堿配比有關。理想的礦堿物質(zhì)的量比為1∶4，燒結(jié)溫度為700～750℃，燒結(jié)時間為1.5 h，鋯英砂分解率可達98%。

目前，浙江鋯谷公司又在一酸一堿法的基礎上開發(fā)了鋯英砂連續(xù)堿熔新工藝，同時開發(fā)了氯氧化鋯產(chǎn)品洗滌—脫水新技術，并通過對工藝和設備改造，將過濾、洗滌、脫水三個過程聯(lián)合在一個工序完成，在保證鋯英砂分解率達到98%以上情況下，大幅度降低了能耗、“三廢”的排放量和工人的勞動強度，還實現(xiàn)了中性廢水的完全回收利用。

(2)碳酸鈉燒結(jié)法

碳酸鈉燒結(jié)法是用碳酸鈉作為分解劑，將鋯英砂與碳酸鈉按1∶3的物質(zhì)的量比配料混合，在1 100～1 200℃下燒結(jié)2 h，生成鋯酸鈉和正硅酸鈉。加入一定比例的水使大部分碳酸鈉和硅酸鈉進入溶液，進行固液分離后除去碳酸鈉和硅酸鈉。鋯酸鈉不溶解保留在燒結(jié)料中，在燒結(jié)料中加入稀鹽酸調(diào)節(jié)pH值至7左右，進行固液分離，得到含鋯濾餅，即轉(zhuǎn)型料。在轉(zhuǎn)型料中加入高濃度鹽酸，浸出產(chǎn)物ZrOCl2和NaCl，再經(jīng)液固分離得到鋯母液。鋯母液經(jīng)濃縮、結(jié)晶得到ZrOCl2·8H2O。由于碳酸鈉燒結(jié)法制備氧氯化鋯燒結(jié)溫度高、效率低，現(xiàn)已被更先進的工藝代替。

(3)碳酸鈣燒結(jié)法

碳酸鈣燒結(jié)法是將鋯英砂與碳酸鈣按1∶3.6的物質(zhì)的量比配料混合，在1 400～1 500℃下進行燒結(jié)反應，生成鋯酸鈣和正硅酸鈣。在混合料中添加5%的氯化鈣，可使燒結(jié)溫度降到1 000～1 100℃，燒結(jié)4～5 h，分解率可達97%。用5%～10%鹽酸處理，使大部分正硅酸鈣分解，生成膠狀硅酸和鈣鹽隨同溶液被除去，鋯酸鈣不溶解而保留在燒結(jié)料中。再在70～80℃下，用25% ～30%的鹽酸浸燒結(jié)料，鋯以ZrOCl2形式進入溶液。硅酸鈣在酸分解時生成硅膠，為加速其凝聚，可添加一定量的聚丙烯酰胺作為絮凝劑，澄清后將溶液和沉淀物分離。鋯母液經(jīng)過濃縮、分步結(jié)晶，得到ZrOCl2·8H2O。

該方法的燒結(jié)過程是在固態(tài)下進行的，反應速率會受到擴散因素的限制，且燒結(jié)溫度高、效率低、產(chǎn)物處理較為困難。目前工業(yè)上制備氧氯化鋯已經(jīng)很少用到此方法。

(4)氧化鈣燒結(jié)法

氧化鈣燒結(jié)法與碳酸鈣燒結(jié)法基本相同，是將鋯英砂與氧化鈣按1∶(3.9～4.5)的物質(zhì)的量比配料混合，加入5%的氯化鈣助熔劑，在1 000～1 100℃燒結(jié)8～10 h，生成鋯酸鈣和正硅酸鈣，分解率可達94%。后續(xù)過程與碳酸鈣燒結(jié)工藝相同。

該方法的燒結(jié)過程和后續(xù)工序與碳酸鈣燒結(jié)法基本相同，也是在固態(tài)下進行的，反應速率受擴散因素限制，燒結(jié)溫度高，反應周期更長，效率低，產(chǎn)物處理困難。目前工業(yè)上也很少采用該方法生產(chǎn)氧氯化鋯。

1.1.2 氯化法

(1)直接氯化法

直接氯化法即沸騰氯化法，又稱流態(tài)化氯化法，是利用流體的作用將固體顆粒懸浮起來，使固體顆粒具有流體的某些表觀特征，強化了氣－固、液－固、氣－液－固間的接觸，在特定的條件下使鋯英砂轉(zhuǎn)化成ZrCl4。早期只有美國、法國的鋯冶煉廠實現(xiàn)了產(chǎn)業(yè)化生產(chǎn)。我國于20世紀90年代，由錦州鐵合金廠借鑒鈦冶煉工藝中大型流化床制備TiCl4的技術，成功地實現(xiàn)了鋯英砂流態(tài)化氯化制備ZrCl4的工業(yè)化生產(chǎn)，并用于生產(chǎn)氧氯化鋯。

沸騰氯化法制備氧氯化鋯的工藝流程見圖2。該方法是將鋯英砂與碳配合磨細后，直接投入沸騰床式反應爐中，在1 100～1 200℃高溫下反應得到ZrCl4和SiCl4。ZrCl4水解制得氧氯化鋯，SiCl4作為附產(chǎn)品回收可用于制取白炭黑或純硅。沸騰氯化制備四氯化鋯的關鍵設備是氯化爐，它通常被設計為圓柱狀，帶有擴大段、過渡段和沸騰段。其內(nèi)部的沸騰是靠從爐底部通入氯氣的初始速度來創(chuàng)造良好的流態(tài)化條件，從而實現(xiàn)沸騰氯化過程。沸騰氯化法制備氧氯化鋯具有如下特點:①生產(chǎn)連續(xù)、流程短，能耗相對低;②生產(chǎn)易于規(guī)?；妥詣踊?，操作環(huán)境相對較好;③產(chǎn)品質(zhì)量高且穩(wěn)定;④技術含量高，設備復雜。目前主要為海綿鋯生產(chǎn)企業(yè)所采用。

圖2 沸騰氯化法制備氧氯化鋯的工藝流程圖Fig.2 Flow chart of boiling chlorination process producing zirconium oxychloride

(2)碳化氯化法

碳化氯化法分解鋯英砂分為兩步，第一步是在高溫和碳存在的情況下，在電弧爐中使鋯英砂與碳反應生成固態(tài)的碳化鋯和氣態(tài)的一氧化硅，從而將鋯英砂中的SiO2除去;第二步是將碳化鋯在400～450℃下，在固定床氯化爐中氯化后得到ZrCl4。最后將 ZrCl4水解制備 ZrOCl2·8H2O，其工藝流程見圖3。

圖3 碳化法制備氧氯化鋯的工藝流程圖Fig.3 Flow chart of carbonation process producing zirconium oxychloride

該方法由于使用電弧爐除硅，耗電量大，生產(chǎn)1 t氧氯化鋯的電耗達到6 500 kW·h;且氯化工藝對生產(chǎn)條件和設備有特殊的要求，因此應用受到限制，目前已很少使用。

1.2 產(chǎn)能、產(chǎn)量及出口量

中國從20世紀60年代開始生產(chǎn)氧氯化鋯，其生產(chǎn)企業(yè)有上海五一化工廠、上海皮革鞣劑化工廠、淄博化工總廠、衡陽松柏六廠等。生產(chǎn)的氧氯化鋯和經(jīng)轉(zhuǎn)化制得的硫酸鋯被用做皮革鞣劑，或用來制取核級海綿鋯和海綿鉿。20世紀70年代中期，世界上氧化鋯的應用影響了中國，特別是氧化鋯在衛(wèi)生陶瓷領域的應用，促進了中國化學鋯生產(chǎn)的發(fā)展，1978年中國第一家通過NaOH燒結(jié)工藝生產(chǎn)氧化鋯的企業(yè)——宜興化工廠誕生。20世紀80年代初期，由于氧氯化鋯的生產(chǎn)工藝復雜、環(huán)境污染嚴重，為了保護本國的利益，歐美等發(fā)達國家?guī)缀醵纪Ｖ沽搜趼然嗊@樣低利、高耗、高污染的前期產(chǎn)品的生產(chǎn)，而保留了高效、無污染的鋯深加工制品的生產(chǎn)，改從國外采購氧氯化鋯原料，從而促進了中國鋯工業(yè)的發(fā)展。此時正值中國改革開放初期，上海開源化工廠建立了年產(chǎn)能達千噸級的碳酸鈉燒結(jié)法氧氯化鋯生產(chǎn)線，后因燒堿原料供應緊張而改用石灰燒結(jié)法生產(chǎn)。淄博化工總廠為實現(xiàn)氧氯化鋯規(guī)模化生產(chǎn)，與北京有色金屬研究總院聯(lián)合攻關，開發(fā)一酸一堿法生產(chǎn)氧氯化鋯，以取代二酸二堿法。上海大學材料研究中心也對氧氯化鋯生產(chǎn)工藝進行了改進，其研究成果先后在江蘇宜興新興鋯業(yè)、江西晶安高科、河南焦作等大型鋯化學制品生產(chǎn)企業(yè)推廣應用。此階段產(chǎn)能在104t左右，產(chǎn)量約為104t。90年代，南非、澳大利亞鋯英砂進入中國，我國鋯化學制品的生產(chǎn)技術和質(zhì)量有了明顯提升，國外對中國鋯化學制品的需求越來越大，氧氯化鋯企業(yè)迅速增加，氧氯化鋯出口量猛增，尤其是90年代后期，產(chǎn)能擴張更快，達到5×104t左右，首次出現(xiàn)供大于求的局面。進入21世紀后，中國的氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)有了長足進步，到2008年產(chǎn)能超過萬噸的企業(yè)就有8家，總的生產(chǎn)能力在2×105t左右。目前，中國氧氯化鋯企業(yè)有近30家，產(chǎn)能約為3.5×105t。表1給出了我國2005年至2013年氧氯化鋯的產(chǎn)量及出口量。圖4為2012年我國氧氯化鋯出口分布圖［21］。

表1 2005—2013年我國氧氯化鋯的產(chǎn)量及出口量Table 1 China zirconium oxychloride output and export from 2005 to 2013

圖4 中國氧氯化鋯出口分布圖Fig.4 Export distribution of zirconium oxychloride in China

1.3 原料供應

鋯英砂是生產(chǎn)鋯制品的最初原料。中國鋯礦儲量約為907 kt，砂礦主要集中在廣東、海南、廣西和山東，巖礦主要分布在四川、云南、內(nèi)蒙古，占世界總儲量的不到2%，居世界第9位。但全球90%的氧氯化鋯的產(chǎn)能卻在中國。我國氧氯化鋯企業(yè)發(fā)展初期所采用的原料主要是國產(chǎn)鋯英砂，價格比較便宜。由于我國礦源分散、選礦技術落后，不僅礦砂品位不高，而且獨居石分離困難，這給鋯化工生產(chǎn)帶來了極大的影響。到20世紀80年代末90年代初，我國開始進口澳大利亞和南非礦砂。澳大利亞和南非礦砂不僅品位高，而且放射性低，為中國鋯化學制品質(zhì)量的提高和品種的擴大提供了優(yōu)質(zhì)原料。隨著世界鋯化學制品市場的不斷擴大，中國鋯化學制品企業(yè)迅猛發(fā)展，且對國外鋯英砂依賴程度越來越高，同時也促進了國內(nèi)選礦技術的提高。進入21世紀的最初二三年(2000—2003年10月)間，鋯英砂價格基本穩(wěn)定在3 500～3 800元/t，最高不超過4 500元/t。2003年11月開始，鋯英砂價格猛漲，漲幅為150%～300%，到2005年第1季度達到頂峰。中國開始尋求新的礦源，從印尼、越南和東南亞等國進口毛礦，在海南進行重選和加工，緩解了鋯砂供應緊張的局面。海南加工的鋯英砂占到我國鋯英砂總需求量的50%以上。到2007年從26個國家和地區(qū)進口鋯英砂及其精礦4.66×105t，供需基本達到平衡，其中澳大利亞、印尼、南非、越南為主要供應國，占到進口總量的94%左右。由此不難看出，我國對澳大利亞、印尼、南非、越南四國鋯英砂有了很大的依賴性。從2008年到2012年的5年間，中國進口鋯英砂最高達到88.90 t，增幅達90%。從澳大利亞、印尼、南非3個國家進口的鋯英砂量占進口總量的86%，單從澳大利亞的進口量就占總進口量的60%，對這3個國家鋯英砂依賴性非常大［22］。表2給出了2005—2013年中國鋯英砂的產(chǎn)量、進口量、供應量、消耗量及進口量占供應量比。圖5給出了2005年以來氧氯化鋯與鋯英砂的價格走勢［20，23－27］。

表2 2005—2013年中國鋯英砂的產(chǎn)量、進口量、供應量、消耗量及進口量占供應量比Table 2 China zircon sand outputs，improts，supply，consumption and exports from 2005 to 2013

圖5 2007年以來氧氯化鋯與鋯英砂的價格走勢Fig.5 Prices of zirconium oxychloride and zircon sand since 2007

2 中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)存在的主要問題

氧氯化鋯屬高能耗、高污染、高勞動強度、低附加值的初級產(chǎn)品。目前，中國的氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)在世界鋯產(chǎn)業(yè)鏈中有著舉足輕重的地位，氧氯化鋯產(chǎn)量、消費量和出口量均居世界第一，但是產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀堪憂，主要存在以下幾個方面的問題。

(1)工藝技術落后，裝備水平低。我國大多數(shù)企業(yè)采用堿熔燒結(jié)法生產(chǎn)氧氯化鋯［28］，其主要工藝流程大體一致，但管理、裝備、技術力量不同，所表現(xiàn)出的問題也有所不同。突出問題是堿熔燒結(jié)過程不連續(xù)，生產(chǎn)效率低，能源消耗大，自動化水平低，勞動強度大。

(2)“三廢”問題亟待解決。氧氯化鋯生產(chǎn)過程中會產(chǎn)生大量的廢酸、廢堿、廢渣。過去幾年中地方政府為了地方經(jīng)濟的發(fā)展，不重視環(huán)保問題，氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)的環(huán)保成本低。隨著我國環(huán)境污染的日益加劇，國家必定會加大環(huán)保的執(zhí)法力度，環(huán)保違法成本會越來越高，氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)的“三廢”問題必須盡快解決，這是關系到國民健康的大事。

(3)缺乏行之有效的行業(yè)準入制度。在20世紀八九十年代，氧氯化鋯作為我國新興產(chǎn)業(yè)利潤較高，吸引了很多資金涌入該行業(yè)，而國家又沒有建立相應的行業(yè)準入制度，環(huán)保法律法規(guī)執(zhí)行不力，導致氧氯化鋯企業(yè)迅速地由幾家發(fā)展到三四十家，產(chǎn)能也成倍地增長，嚴重過剩，企業(yè)間惡性競爭。中國犧牲環(huán)境和資源換來的產(chǎn)品，卻以微利出口到了國外，行業(yè)秩序混亂。

3 中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)發(fā)展對策與建議

3.1 中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)技術發(fā)展方向

3.1.1 加大科研投入，開發(fā)新技術及新裝備

雖然我國氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)所采用的生產(chǎn)工藝均為堿熔法，工藝流程基本相同，但整體生產(chǎn)技術和裝備水平進步較慢。未來幾年應在這兩個方面重點做好以下工作。

(1)我國氧氯化鋯生產(chǎn)現(xiàn)行工藝早在三四十年前由美國和日本開發(fā)成功，一直沿用至今，該工藝是否合理有待商榷。國家和企業(yè)應共同投入資金，聯(lián)合高校和科研院所持續(xù)開展鋯英砂分解的基礎性研究工作，以探索低污染、低能耗、低成本的鋯英砂分解革命性的新方法。

(2)生產(chǎn)企業(yè)的工程技術人員應重視鋯英砂分解工藝中各個環(huán)節(jié)的優(yōu)化研究工作，如最佳的添加劑、催化劑及最佳添加量，最佳的復合堿成分，降低熔解溫度的可能性等，總之對現(xiàn)行工藝進行改進，提高鋯英砂堿熔生產(chǎn)效率，降低能耗，減少“三廢”的排放量。

(3)繼續(xù)完善鋯英砂連續(xù)堿熔分解工藝，如產(chǎn)品結(jié)晶、除雜、過濾、包裝的連續(xù)化生產(chǎn)技術研究，減少物料轉(zhuǎn)移，抑制酸霧揮發(fā)，改善操作環(huán)境，提高生產(chǎn)效率。開發(fā)與連續(xù)堿熔分解工藝相適應的裝備。國家相關部門及行業(yè)協(xié)會應組織鋯英砂的連續(xù)堿熔分解工藝推廣應用，提升我國化學鋯行業(yè)整體生產(chǎn)水平［25，29］。

(4)氧氯化鋯生產(chǎn)中燒結(jié)工段自動化程度較低，導致煤炭、燃氣、蒸汽等用量較大，能源利用效率較低，應持續(xù)地進行技術改進，降低煤炭、燃氣、蒸汽等用量，降低能源消耗，使企業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

3.1.2 加大科研投入，研究“三廢”處理技術

氧氯化鋯的生產(chǎn)過程中要用堿分解鋯英砂，用酸轉(zhuǎn)化中間產(chǎn)品，必然會產(chǎn)生大量的廢酸、廢堿和廢渣，直接排放或處理不徹底均會對環(huán)境造成嚴重污染，這是目前氧氯化鋯企業(yè)發(fā)展所面臨的關鍵問題。因此，需加大科研投入，重點從以下幾方面研究“三廢”處理技術。

(1)研究廢堿水綜合利用技術，包括利用廢堿水制備水玻璃、偏硅酸鈉等副產(chǎn)品，以及廢堿水除硅、濃縮、回用技術等。

(2)研究廢硅渣綜合治理技術，包括利用廢硅渣生產(chǎn)白炭黑、礦微粉等，以及硅渣中提取回收鋯元素技術。

(3)研究廢酸綜合治理技術，包括從生產(chǎn)氧氯化鋯廢酸中提取回收氧化鈧技術，中性工藝廢水回用技術。

3.1.3 加大科研投入，開發(fā)高附加值產(chǎn)品

氧氯化鋯屬鋯金屬冶金過程的基礎原料和鋯化學制品的中間產(chǎn)品。其生產(chǎn)工藝簡單，產(chǎn)品附加值較低，國外從20世紀80年代就放棄了該產(chǎn)品的生產(chǎn)，改從其它國家購買。而我國則從那時起開始逐步大量生產(chǎn)氧氯化鋯并出口。我國要從根本上扭轉(zhuǎn)鋯產(chǎn)業(yè)這種不利局面，必須加大科研投入，開發(fā)氧氯化鋯深加工產(chǎn)品，延伸鋯英砂加工產(chǎn)業(yè)鏈，以銷售鋯英砂的終極加工產(chǎn)品為目標。新產(chǎn)品開發(fā)應從如下幾方面進行。

(1)開發(fā)氧化鋯系列產(chǎn)品，包括氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷和氧化鋯功能陶瓷的粉體、超細粉體的制備技術等。

(2)開發(fā)高純鋯系列產(chǎn)品，包括高純氧氯化鋯、高純碳酸鋯、高純二氧化鋯產(chǎn)品開發(fā)等。

(3)開發(fā)鋯產(chǎn)品新應用技術，包括氧傳感器、壓電陶瓷、燃料電池的應用等，拓寬鋯產(chǎn)品應用技術領域。

3.2 對中國氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)管理的建議

縱觀我國氧氯化鋯的產(chǎn)業(yè)現(xiàn)狀及產(chǎn)業(yè)發(fā)展存在的主要問題，建議政府職能部門和行業(yè)協(xié)會從以下方面著手:①提高行業(yè)準入門檻，制定嚴格的行業(yè)準入制度，抑制產(chǎn)能的過快增長;②積極組織和協(xié)調(diào)氧氯化鋯生產(chǎn)企業(yè)間的交流與合作，形成良好的競爭秩序，使整個行業(yè)健康、有序發(fā)展;③重視鋯產(chǎn)業(yè)鏈中存在的重大技術問題，組織高校和研究單位立項研究，推進鋯產(chǎn)業(yè)進步，使鋯產(chǎn)業(yè)可持續(xù)發(fā)展。

4結(jié)語

國家核電建設的重新啟動，將會給我國鋯鉿產(chǎn)業(yè)發(fā)展帶來新的契機。核電用鋯材需求增加必將會使氧氯化鋯需求增加。綜合分析我國目前的經(jīng)濟形勢和鋯行業(yè)現(xiàn)狀，近一兩年應該是氧氯化鋯行業(yè)的低谷期。圖6給出了2014—2018年氧氯化鋯與鋯英砂的價格走勢預測。氧氯化鋯行業(yè)的各生產(chǎn)企業(yè)應該在低谷期煉好內(nèi)功，完善生產(chǎn)技術，解決“三廢”治理問題，開發(fā)高附加值的鋯系列產(chǎn)品，整頓好行業(yè)秩序，為氧氯化鋯產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展奠定良好的基礎。從整個市場來看，化學鋯需求還是穩(wěn)定的，尤其是核電、化工、陶瓷、汽車等工業(yè)領域需要均有很大的發(fā)展空間，會給氧氯化鋯行業(yè)發(fā)展帶來有利的因素。

圖6 2014—2018年氧氯化鋯及鋯英砂價格走勢預測Fig.6 Forecasts of zirconium oxychloride and zircon sand prices from 2014 to 2018

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Current Situation and Developing Strategy of the Zirconium Oxychloride Industry in China

Huang Shumei1，Chen Weidong2，Wang Yunfeng1，He Lei1，Guo Wei1
(1.Northwest Institute for Nonferrous Metal Research，Xi’an 710016，China)
(2.Inner Mongolia University of Technology，Hohhot 010051，China)

The current situation of zirconium oxychloride industry in China was introduced，including production technology，capacity，yield，export volume，raw material and so on.And the major problems of zirconium oxychloride in China was pointed out as follows:the underdeveloped production technology and the low level of facilities;the pollution caused by the production needed to be resolved;the effective industry access system needed to be established.In order to give impetus to the development of zirconium oxychloride industry in China and maintain sustainable development，China should pay more attention on the aspects of technology and management.For technology，investment in scientific research should be increased，such as develop new extraction technology，three wastes disposal technology，new equipments and high value-added product.For management，in order to control the growth of capacity，the industry access system needed to be established.Besides，organize and coordinate activities with the purpose of strength the exchanges and cooperation between the enterprises.China should pay more attention on the important technology problems.

zirconium chemical product;zirconium oxychloride;zircon

10.13567/j.cnki.issn1009-9964.2014.02.001

2014－02－16

教育部科學技術研究重點項目(211031);內(nèi)蒙古自然科學基金項目(2011MS0709)

黃淑梅(1960—)，女，高級工程師。