阅读说明：本技术 用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法 (Method for preparing basic magnesium carbonate by using high sodium-magnesium ratio sodium sulfate industrial wastewater ) 是由 刘志启 闫东强 赵鹏程 周自圆 李娜 胡丽娟 于 2021-09-29 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法,属于碱式碳酸镁制备方法领域。该方法是利用高钠镁比硫酸钠工业废水与碳酸钠溶液进行沉淀反应,待反应结束后进行过滤、洗涤,过滤滤渣在温度为80-110℃干燥5-10h即可得到形貌为花瓣状的碱式碳酸镁。本发明解决了高钠镁比的工业废水的绿色资源化利用,具有净化除镁回收高纯度硫酸钠同时制备使用价值高的碱式碳酸镁的特点,该工艺流程简单,生产成本低,无需任何有机添加剂,只要碳酸钠参与沉淀就可以制备形貌规整的花球状碱式碳酸镁。(The invention discloses a method for preparing basic magnesium carbonate from high-sodium-magnesium-ratio sodium sulfate industrial wastewater, belonging to the field of basic magnesium carbonate preparation methods. The method comprises the steps of carrying out precipitation reaction on high-sodium-magnesium-ratio sodium sulfate industrial wastewater and a sodium carbonate solution, filtering and washing after the reaction is finished, and drying filter residues for 5-10 hours at the temperature of 80-110 ℃ to obtain the petal-shaped basic magnesium carbonate. The method solves the problem of green resource utilization of industrial wastewater with high sodium-magnesium ratio, has the characteristics of purifying, removing magnesium, recovering high-purity sodium sulfate and preparing basic magnesium carbonate with high use value, has simple process flow and low production cost, does not need any organic additive, and can prepare the flower-ball-shaped basic magnesium carbonate with regular appearance as long as sodium carbonate participates in precipitation.)

用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法

技术领域

本发明涉及碱式碳酸镁制备方法领域，具体是一种用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法。

背景技术

随着我国近年来环保标准的提高，工业废液的绿色资源化利用得到了较大的发展。高钠镁比工业废水主要来源于印染、炼化、制药、制盐等企业生产过程中产生的排水，具有高含量的硫酸钠低含量硫酸镁的特点。如果不处理直接蒸发结晶会导致硫酸钠纯度太低，并且其中镁资源无法综合利用，会造成资源的严重浪费。若直接排放会对土壤以及水质造成严重的污染。

碱式碳酸镁作为一个无机材料，具有无毒，无味，无腐蚀性，白色稀松，分解温度高等特性。在阻燃，环保，医用，食品，橡胶制品等领域都有着非常重要的用途。碱式碳酸镁不仅可以作为化工原料来制备新的产品，而且在化学工程领域本身就是一种十分重要的无机产品。它的用途大致可以归纳为以下三方面：运用于食品的添加剂与各种化工产品的改良剂；运用于药品的制备以及作为辅助药物用于临床治疗；还可以利用绝热性与耐高温性作为防火保温材料及作为制取镁系列化工产品。碱式碳酸镁由片状微晶组装而成,可形成球状、玫瑰状、管状等形貌。

宋兴福等人的专利（CN IO1830489 A）是将氯化镁溶液和碳酸钠溶液按一定比例反应得到棒状三水碳酸镁前驱物，再将得到的棒状三水碳酸镁前驱物热水溶解后保温陈化一定时间后过滤，烘干将得到玫瑰花瓣状的碱式碳酸镁。

邓波等人的专利（CN 109437262 B）是将碳酸钠溶液和六合氯化镁溶液高速混合均匀后至于烘箱中熟化一定时间后得到微纳米碱式碳酸镁阻燃剂。

发明内容

本发明的目的是提供一种用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法，以解决现有技术存在的对高钠镁比硫酸钠工业废水绿色资源化利用的问题。

为了达到上述目的，本发明所采用的技术方案为：

用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法，包括以下步骤：

步骤1、取一定量的高钠镁比硫酸钠工业废水于反应器中，在恒定温度25-100℃，并且持续搅拌，将0.5-3.5mol/L的碳酸钠溶液加入到高钠镁比硫酸钠工业废水进行沉淀反应；待反应30-120min后结束反应。

步骤2、待反应结束后对反应液过滤，过滤后得到滤液测镁含量，滤液为高纯度的饱和硫酸钠溶液，滤渣经多次水洗后在温度90-105℃下干燥2-5h即可得到碱式碳酸镁。

进一步的，步骤1所述高钠镁比硫酸钠工业废水中，硫酸镁含量为0.1-0.2mol/L，钠镁比为20-40。

进一步的，步骤1所述的在恒定温度25-100℃。

进一步的，步骤1中碳酸钠溶液的浓度为0.5-3.5mol/L。

进一步的，步骤1中加入碳酸钠溶液的物质的量与镁的物质的量之比为n(Mg²⁺)：n(CO₃ ^2-)=1:1.8-1:3.0。

进一步的，步骤1中搅拌速度为200-600r/min。

进一步的，步骤2中得到的滤液为高纯度的饱和硫酸钠溶液。

进一步的，步骤2滤渣在温度80-110℃下干燥5-10h。

进一步的，烘干后得到碱式碳酸镁形貌为花瓣状。

本发明中，以碳酸钠溶液中的碳酸钠作为沉淀剂，通过高钠镁比硫酸钠工业废水与强碱（碳酸钠）之间的沉淀反应，使高钠镁比硫酸钠工业废水中的镁离子与碳酸根离子以及水发生反应，生成碱式碳酸镁沉淀物，化学反应式如下：

5MgSO₄+6Na₂CO₃+6H₂O=Mg₅(OH)₂(CO₃)₄·4H₂O↓+2NaHCO₃+5Na₂SO₄

与现有技术相比，本发明的优点为：本发明利用高钠镁比硫酸钠工业废水净化除镁得到高纯度饱和硫酸钠溶液的同时可以制备碱式碳酸镁。本发明在制备碱式碳酸镁只需要加入碳酸钠，无需加入其它试剂，不需要在高温环境下熟化；本发明制备的碱式碳酸镁只要将碳酸钠溶液加入到高钠镁比硫酸钠工业废水沉淀就可得到花瓣状的碱式碳酸镁，不需要先制备前驱体，具有工艺简单，原料廉价易得，符合国家倡导的绿色化学的主旨。

附图说明

图1为本发明实施例加入碳酸钠的物质的量与含镁的物质的量之比为n(Mg²⁺)：n()=1:1.8-1:3.0时滤液中镁的含量图。

图2为本发明实施例1产品的X-射线衍射谱图。

图3为本发明实施例1产品的扫描电镜图。

图4为本发明实施例2产品的X-射线衍射谱图。

图5为本发明实施例2产品的扫描电镜图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。

实施例1

用高钠镁比硫酸钠工业废水制备碱式碳酸镁的方法包括以下步骤：

步骤1、量取150ml的含镁离子浓度为0.1mol/L、钠离子浓度为3mol/L的高钠镁比硫酸钠工业废水于烧杯中，在恒定温度60℃，搅拌速度300r/min，将30ml0.5mol/L的碳酸钠溶液缓慢的滴加到所述工业废液中沉淀反应1h。

步骤2、待反应结束后进行反应液过滤，滤液测其镁含量，滤渣多次水洗。将洗涤后的滤渣放在温度为85℃的环境下干燥6h后即可得到花瓣状碱式碳酸镁。

实施例2

步骤1、量取150ml的含镁离子浓度为0.1mol/L、钠离子浓度为3mol/L的高钠镁比硫酸钠工业废水于烧杯中，在恒定温度60℃，搅拌速度300r/min，将45ml 0.5mol/L的碳酸钠溶液缓慢的滴加到所述工业废液中沉淀反应1h。

步骤2、待反应结束后进行反应液过滤，滤液测其镁含量，滤渣多次水洗。将洗涤后的滤渣放在温度为85℃的环境下干燥6h后即可得到花瓣状碱式碳酸镁。

图1中通过电感耦合等离子体光谱发生仪分析可以得出，当加入的沉淀剂逐渐增 加，其原溶液中的镁含量逐渐降低，当n(Mg²⁺)：n()=1:0.9-1:2.1时，溶液中的镁含量 为0-10ppm.这说明用本工艺可以除尽高钠镁比硫酸钠工业废液中的镁。

图2、图4中通过X-射线衍射谱图分析可以得出，实施例1、2制备的样品与碱式碳酸镁的标准卡片一致，说明用上述方法得到的产物与前面本申请的产物一致。

图3、图5中通过在放大倍数为3千倍的扫描电镜图可以看出，实施例1、2产物为规则花球状形状，说明用上述方法得到的产物与前面本申请的形貌一致。

本发明所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行的描述，并非对本发明构思和范围进行限定，在不脱离本发明设计思想的前提下，本领域中工程技术人员对本发明的技术方案作出的各种变型和改进，均应落入本发明的保护范围，本发明请求保护的技术内容，已经全部记载在权利要求书中。