编制说明-再生二氧化锆陶瓷材料

一、工作简况

（一）任务来源

本标准提出一种回收含二氧化锆陶瓷废料通过处理生产可循环利用的

再生二氧化锆的方法，可根据用户需求进行设计，实现二氧化锆陶瓷材料残

次品100%的综合利用量，提高二氧化锆废料到再生二氧化锆材料的转化率，

避免废料流入低端领域造成二次能耗和污染，有效保护社会环境，节能减排。

通过技术实施情况反馈，本标准提出的方法相较于已公开的技术方案

具有优越性，对二氧化锆资源的可循环性和市场的稳定性有着决定性的作

用，为应用单位提供制备低成本陶瓷材料的成熟技术。

截止目前，国内及国际尚无发现有此种方法的二氧化锆循环再利用标

准，二氧化锆回收处理行业需要拟定标准规范发展。本标准提出的回收处理

技术及所制可循环利用的再生二氧化锆产品，具备良好的推广适用性，是工

业领域的创新技术产品，能够有效拉动内循环、减少欧美国家对二氧化锆资

源的垄断控制、同时丰富二氧化锆陶瓷工业领域对原材料的需求、促进二氧

化锆陶瓷领域碳减排。

二、工作主要过程

（一）前期准备

（1）本技术在国内经专家团队评审鉴定获得国内领先科技成果，并

于2021年被收录至由工业和信息化部、生态环境部、国家发展和改革委、

科学技术部等四部门联合下发的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技

术设备目录》中、2022年被河南省工信厅收录于绿色低碳典型应用案例示

范、2022年荣获中国循环经济协会技术发明奖；

—2—

（2）本标准的主编单位郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司是本标准

技术产品的专利拥有者，是本标准技术产品的科技成果拥有者，是本技术

产品的研发者，该公司在本领域内已经具备省级工程技术研究平台，具备

在本领域内的研究和推广能力及地位，参编单位为本技术产品的应用单位

和共同研发单位。

（3）通过开展文献及实地调研，发现目前国内缺失二氧化锆陶瓷废

料的回收处理标准，同时缺乏标准性规范生产，对促进二氧化锆回收利用

产生阻碍。

（4）技术投产情况

本标准的主编单位郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司已经建设年产能

6万吨的二氧化锆废旧陶瓷回收处理生产线，利用二氧化锆陶瓷烧结行业

领域产生的残次品或不合格品，将二氧化锆废料再生为二氧化锆材料。工

艺路线为将二氧化锆废料清洗-电熔-研磨-烘干-分散-封装。

项目单位自有氧化锆陶瓷破碎装置包括：1、全自动化粗破、复合

破、提升机、直线筛、返回破碎仓、粒度筛分组合、立式环球磨等多台套

设备组合的自动化连续式破粉碎集成设备；2、利用球型蒸球改造为内部

抛光镀合金耐磨层及内部加装棒式强制搅拌器的大批量球型匀和器；3、

全自动电加热密闭式烧结窑炉。

由于回收的二氧化锆陶瓷是化学共沉淀法生产的致密型结构陶瓷，耐

磨性能非常高，且抗压抗折强度非常高，直接进行破碎将对破碎设备和生

产线造成较大的损伤，同时破碎效率低下，破碎过程中杂质含量较高，对

于此种情况，本技术采取电熔进行工艺路线的执行，第一步：由于化学共

—3—

沉淀法制备的二氧化锆陶瓷其纯度较高，耐磨性较好特点，其成瓷温度约

为1450-1500摄氏度，其弯曲强度达到大于1100兆帕，很难将其有效高效

的破碎，且这种材料无法应用于高温陶瓷领域，鉴于此种情况，本技术采

取将收回的二氧化锆耐磨陶瓷进行2600-2800摄氏度高温熔炼，并进行物

理破碎，得到的一次粉料中氧化锆和氧化铪的含量总和≥92wt%的粗破

料，取出一次粉料加水进行湿法研磨；

1.左图（左下）为自动化的破粉

碎组合生产线，由地下10米深度，包

含鄂破、复合破、提升机、回筛返

回、料仓、环球研磨、粒度筛分等连

续式自动化生产线，具备毫米级——

微米级年产60000吨产能优势。

2.在某些应用领域需要超细微米级粉料的情况下，通过破粉碎系统进

行初级破碎后会转移至微米粉体研磨生产线进行湿法的研磨生产，粒度

D50值一般可控范围在2000目-0.5μm，对于粒度的测定使用激光粒度仪进

行。

（二）标准编制指导思想

（1）、清洁生产原则

应采用提高资源能源利用率及减少污染物产生的工艺技术与设备设

施，从源头节约资源与能源，减少废弃物的产生与排放。

（2）、安全优先原则

应切实保护环境和产品质量安全，将二氧化锆陶瓷废料处理达到本规

—4—

范相关技术要求后开展资源化利用。

（3）标准编制原则

本标准按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文

件的结构和起草规则》的规定起草。

（4）、科学有效原则

本标准所提工艺流程、技术要求、产品检测、包装运输等均符合科学

有效原则。

（三）标准起草编制过程

2022年2月至2022年4月，郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司成立《再

生二氧化锆陶瓷材料》标准编制组。

2022年4月至2022年5月上旬，标准编制组基于前期试点示范研究成

果，结合国家发布的相关政策文件，编制了《再生二氧化锆陶瓷材

料》草案。

2022年5月24日，中国循环经济协会在北京组织专家召开了《再生二

氧化锆陶瓷材料》团体标准立项评审会，经过中国循环经济协会组织

的专家审查，印发了《关于<再生二氧化锆陶瓷材料>团体标准立项通

知》，完成了标准立项工作。

2023年2-3月完成标准中期评审会。

三、确定中循协标准主要技术内容的论据

（一）标准架构

1范围

2规范性引用文件

3术语和定义

—5—

4回收处理流程

5牌号

6技术要求

7试验方法

8质量评定程序

9包装、标志、运输、储存和质量证明书

（二）范围

本标准规定了二氧化锆废料的术语和定义、牌号、技术要求、试验方法、

质量评定程序、包装、标志、运输、储存和质量证明书。

本标准适用于回收处理含二氧化锆陶瓷废料生产可循环利用部分二氧

化锆制品。

（三）术语和定义

本标准确定了2个术语及其定义。

（1）含二氧化锆陶瓷废料

陶瓷废料中含有二氧化锆成分并可回收处理的部分。

（二）总体要求

本标准提出一种回收含二氧化锆陶瓷废料通过处理生产可循环利用二

氧化锆的方法，明确规定了回收处理工艺要求和产品质量要求、测试要求，

能够规范二氧化锆废料回收处理行业，实现陶瓷材料残次品100%的综合利

用量，避免废料流入低端领域造成二次能耗和污染，有效保护社会环境，节

能减排。并对形成的二氧化锆制品提出明确技术要求，避免质量不达标的二

氧化锆制品流入再利用领域。

—6—

主要试验（验证）的分析、综述报告，技术经济论证，预期的经济效

益

创新点一：首创针对国内存量二氧化锆陶瓷用后废料的集成设备处理

方法，将产生的二氧化锆陶瓷残次品废弃物实现回收利用，较传统分散式

环节处理工艺节约人工80%，节约成本15%，提高产出效率50%。

研究成果：本项目在二氧化锆陶瓷破粉碎领域率先将废料清洁、电

熔、破碎、研磨、烘干、调整稳定剂含量、混合二次粉料、烘干、封装等

工艺的单独设备通过设计组合成为自动化集成设备，实现将产生的二氧化

锆陶瓷残次品废弃物高价值回收再利用。

主要突破：本项目相比传统二氧化锆材料通过锆英砂电熔或化学共沉

淀生产方法，突破性创新了以二氧化锆陶瓷残次品废弃物为原材料，制作

高温应用工况下使用的二氧化锆陶瓷材料的全流程工艺，形成了目前国内

唯一一家专业性、规模化处理和加工废旧二氧化锆陶瓷成为再生二氧化锆

陶瓷材料的产业链条，填补了国内此领域应用的空白。

创新点二：本项目明确并成熟的制定了用后二氧化锆陶瓷的废旧陶瓷

高价值利用工艺路线及突破存量废旧陶瓷的利用瓶颈路径新方法，实现了

稳固可靠的废旧二氧化锆陶瓷循环再利用的规模化利用路径。

研究成果：本项目所叙述的再生二氧化锆陶瓷材料在钢铁领域可以作

为连铸三大件的塞棒添加料与铝碳材质复合使用，在电子器件烧结领域作

为器件的烧结垫板材料使用、在新能源领域可制作用于管式支撑体等，因

其通过本项目的工艺技术调整，其热震性得到良好改善，可应用于多种高

温抗冲刷、抗侵蚀、高温耐磨、高温隔离等领域，对于市场存量巨大的用

—7—

后化学法二氧化锆陶瓷的高价值利用寻找到了一条可重复使用的成熟技术

路线，并大幅的降低了原有锆英砂提纯再稳定工艺得到的二氧化锆制成成

本约35%，特别是在当今锆英砂资源有限，进口价格居高不下的市场环境

下，本项目的实施有效的缓解了超高温应用二氧化锆原料的供应局面。

主要突破：将二氧化锆循环再利用流程实现规范化、并可根据各应用

领域实际需求量身定制相应的工艺路线，发挥二氧化锆陶瓷残次品废弃物

最大价值，极大地拓宽了废旧二氧化锆的应用领域和范围，相比较原有二

氧化锆材料成本工艺路线降幅成本约35%,显著提升了废旧二氧化锆陶瓷的

利用率。

有益效果

本项目制备出的再生二氧化锆陶瓷材料的有益效果在于：将二氧化锆

烧结废料清洁后电熔并粉碎，然后进行研磨，调节锆铪含量后混合，加入

粘结剂和水制得生坯，脱脂处理后烧结成测定样块，检测测定样块的理化

性质，得到合格的再生二氧化锆陶瓷材料，能够将产生的二氧化锆陶瓷残

次品废弃物回收，提高能源利用率，避免浪费；氧化锆和氧化铪的含量总

和大于92wt%。

将二氧化锆陶瓷残次品废弃物通过本项目上述实施例中的清洗、电

熔、粉碎、湿法或干法研磨、粉料烘干、调和稳定剂含量及调整所需氧化

锆和氧化铪总含量大于92wt%等一系列工序，制得的再生二氧化锆陶瓷材

料完全可以成为二氧化锆陶瓷制品的所需材料，烧结出的二氧化锆陶瓷的

稳定化率为15-100%，可满足不同应用领域市场的需求。

通过对二氧化锆陶瓷残次品废弃物回收再加工生产出来的再生二氧化

—8—

锆产品，可以根据使用需求制作成大于80纳米，小于10微米的半稳定型或

全稳定型二氧化锆陶瓷制品所需要的粉料，可广泛应用于二氧化锆耐磨结

构陶瓷或应用于极端环境超高温二氧化锆高温陶瓷复合材料制品的重新制

作，实现了对二氧化锆陶瓷废弃物的重新再利用，对二氧化锆陶瓷烧结行

业领域产生的残次品或不合格品的价值实现最大化的循环利用，降低了国

内二氧化锆烧结陶瓷制品行业的制造成本，节约了能源，响应了国家低碳

环保的政策号召，实用性强，社会利用价值。

社会效益

1.废弃物回收，节约资源

将二氧化锆烧结废料清洁后电熔并粉碎，然后进行研磨，调节锆铪含

量后混合，加入粘结剂和水制得生坯，脱脂处理后烧结成测定样块，检测

测定样块的理化性质，得到合格的再生二氧化锆陶瓷材料，能够将产生的

二氧化锆陶瓷残次品废弃物回收，提高能源利用率，避免浪费；

2.低碳环保，社会利用价值高

通过对二氧化锆陶瓷残次品废弃物回收再加工生产出来的再生二氧化

锆材料，可以根据使用需求制作成大于80纳米，小于10微米的半稳定型或

全稳定型二氧化锆陶瓷制品所需要的粉料，可广泛应用于二氧化锆耐磨结

构陶瓷或应用于极端环境超高温二氧化锆高温陶瓷复合材料制品的重新制

作，广泛应用于新能源、结构陶瓷、高温工业领域，实现了对二氧化锆陶

瓷废弃物的重新再利用，对二氧化锆陶瓷烧结行业领域产生的残次品或不

合格品的价值实现最大化的循环利用，降低了国内二氧化锆烧结陶瓷制品

行业的制造成本，节约了能源，响应了国家低碳环保的政策号召，实用性

—9—

强，社会利用价值高。

3.稳定化率高，满足市场需求

将二氧化锆陶瓷残次品废弃物通过本项目上述实施例中的电熔、机械

粉碎、湿法或干法粒度研磨、粉料烘干、调和稳定剂含量及调整所需氧化

锆和稳定剂总含量等一系列工序，制得的二氧化锆纳米粉完全可以成为二

氧化锆陶瓷制品的所需粉料，烧结出的二氧化锆陶瓷的稳定化率为15-

100%，能够达到市场需求。

—10—

五、采用国际标准的程度及水平的简要说明

无。

六、与现行的法律、法规及国家标准、行业标准的关系

本标准的编写符合国家法律法规的要求，参考了GB/T2997《致密

定形耐火制品体积密度、显气孔率和真气孔率试验方法》、GB/T4984《含

锆耐火材料化学分析方法》、GB/T5071《耐火材料真密度试验方法、

GB/T5072耐火材料常温耐压强度试验方法》、GB6566《建筑材料放

射性核素限量》、GB/T7321《定形耐火制品试样制备方法》、GB/T10325

《定形耐火制品验收抽样检验规则》、GB/T10326《定形耐火制品尺寸、

外观及断面的检查方法》、GB/T17617《耐火原料抽样检验规则》、GB/T

18930《耐火材料术语》、GB/T21114《耐火材料X射线荧光光谱化学

分析熔铸玻璃片法》、GB/T26563《电熔氧化锆》、YB/T5142《冶金

矿产品包装、标志、运输、贮存和质量证明书》，与现行国家标准、行业

标准相适应，创新性提出再生二氧化锆陶瓷材料，填补此类标准的空白。

七、重大分歧意见的解决过程、依据和结果

无。

八、贯彻中循协标准的要求和措施建议

本标准为推荐性团体标准，可供含二氧化锆陶瓷废料回收处理再利

用行业参考使用。

九、标准发行范围和数量的建议

建议在循环经济领域推行该标准。

十、其它应予说明的事项。

无。

—11—

中国循环经济协会团体标准

《再生二氧化锆陶瓷材料》

（征求意见稿）

编制说明

2023年3月

一、工作简况

（一）任务来源

本标准提出一种回收含二氧化锆陶瓷废料通过处理生产可循环利用的

再生二氧化锆的方法，可根据用户需求进行设计，实现二氧化锆陶瓷材料残

次品100%的综合利用量，提高二氧化锆废料到再生二氧化锆材料的转化率，

避免废料流入低端领域造成二次能耗和污染，有效保护社会环境，节能减排。

通过技术实施情况反馈，本标准提出的方法相较于已公开的技术方案

具有优越性，对二氧化锆资源的可循环性和市场的稳定性有着决定性的作

用，为应用单位提供制备低成本陶瓷材料的成熟技术。

截止目前，国内及国际尚无发现有此种方法的二氧化锆循环再利用标

准，二氧化锆回收处理行业需要拟定标准规范发展。本标准提出的回收处理

技术及所制可循环利用的再生二氧化锆产品，具备良好的推广适用性，是工

业领域的创新技术产品，能够有效拉动内循环、减少欧美国家对二氧化锆资

源的垄断控制、同时丰富二氧化锆陶瓷工业领域对原材料的需求、促进二氧

化锆陶瓷领域碳减排。

二、工作主要过程

（一）前期准备

（1）本技术在国内经专家团队评审鉴定获得国内领先科技成果，并

于2021年被收录至由工业和信息化部、生态环境部、国家发展和改革委、

科学技术部等四部门联合下发的《国家工业资源综合利用先进适用工艺技

术设备目录》中、2022年被河南省工信厅收录于绿色低碳典型应用案例示

范、2022年荣获中国循环经济协会技术发明奖；

—2—

（2）本标准的主编单位郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司是本标准

技术产品的专利拥有者，是本标准技术产品的科技成果拥有者，是本技术

产品的研发者，该公司在本领域内已经具备省级工程技术研究平台，具备

在本领域内的研究和推广能力及地位，参编单位为本技术产品的应用单位

和共同研发单位。

（3）通过开展文献及实地调研，发现目前国内缺失二氧化锆陶瓷废

料的回收处理标准，同时缺乏标准性规范生产，对促进二氧化锆回收利用

产生阻碍。

（4）技术投产情况

本标准的主编单位郑州方铭高温陶瓷新材料有限公司已经建设年产能

6万吨的二氧化锆废旧陶瓷回收处理生产线，利用二氧化锆陶瓷烧结行业

领域产生的残次品或不合格品，将二氧化锆废料再生为二氧化锆材料。工

艺路线为将二氧化锆废料清洗-电熔-研磨-烘干-分散-封装。

项目单位自有氧化锆陶瓷破碎装置包括：1、全自动化粗破、复合

破、提升机、直线筛、返回破碎仓、粒度筛分组合、立式环球磨等多台套

设备组合的自动化连续式破粉碎集成设备；2、利用球型蒸球改造为内部

抛光镀合金耐磨层及内部加装棒式强制搅拌器的大批量球型匀和器；3、

全自动电加热密闭式烧结窑炉。

由于回收的二氧化锆陶瓷是化学共沉淀法生产的致密型结构陶瓷，耐

磨