阅读说明：本技术 一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法 (Method for preparing magnesium-based flame retardant by using magnesium-containing wastewater ) 是由 吕亮 徐继农 王璐明 李建光 王玉林 吕一锋 徐忠明 于 2020-11-24 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法,包括下述步骤：(1)在格氏含镁废水中加入含铝化合物充分搅拌反应0.5-3 h,降低废水溶液的酸性,使pH值达到3-4,过滤不溶物套用于下一批反应；(2)再按一定比例补充加入可溶性铝盐,使铝离子的物质的量为镁离子的物质的量的1/4-1/2,搅拌溶解得镁铝金属盐的混合溶液A；(3)将氢氧化钠和碳酸钠按一定比例配置碱性混合溶液B；(4)将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料,再在60-100℃下晶化3-36 h,离心过滤、洗涤、干燥,得到镁基阻燃剂。本发明充分利用了格氏含镁废水中的镁资源,得到的镁基阻燃剂具有广泛的用途,具有环境友好、资源综合利用等优点,和良好的工业化前景。(The invention discloses a method for preparing a magnesium-based flame retardant by using magnesium-containing wastewater, which comprises the following steps: (1) adding an aluminum-containing compound into the Grignard magnesium-containing wastewater, fully stirring and reacting for 0.5-3 h, reducing the acidity of the wastewater solution to make the pH value reach 3-4, and filtering insoluble substances to be used for the next batch of reaction; (2) then adding soluble aluminum salt according to a certain proportion to make the amount of the aluminum ion substance be 1/4-1/2 of the amount of the magnesium ion substance, stirring and dissolving to obtain a mixed solution A of magnesium aluminum metal salt; (3) preparing an alkaline mixed solution B from sodium hydroxide and sodium carbonate according to a certain proportion; (4) and (3) quickly mixing and coprecipitating the two solutions A and B to prepare magnesium-aluminum composite hydroxide slurry, crystallizing for 3-36 hours at the temperature of 60-100 ℃, and performing centrifugal filtration, washing and drying to obtain the magnesium-based flame retardant. The invention fully utilizes the magnesium resource in the Grignard magnesium-containing wastewater, and the obtained magnesium-based flame retardant has wide application, has the advantages of environmental friendliness, comprehensive utilization of resources and the like, and has good industrialization prospect.)

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法

技术领域

本发明属废水资源化利用领域，具体涉及一种含镁废水中镁资源的综合利用，特别是提供了一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法。

背景技术

格氏反应广泛应用于医药、香料、特种有机硅单体等具有高附加值产品的合成。格氏反应过程中会形成大量含镁废水，废水具有强酸性质，随处倾倒会造成环境污染，大量倾倒会影响土壤酸碱性，改变土壤土质，水质也会有很大改变。该废水含盐量高，同时溶解部分有机物，COD含量高，可生化性低，处理难度大。在格式废水中镁盐含量一般在20%～30%左右，直接排放会造成严重的环境污染，同时导致镁资源的浪费。

目前，针对格氏废水中镁离子资源化利用的研究报道不多，仅局限于浓缩获得镁盐，或加碱进行沉淀分离。CN200410073583公开了通过生成硫酸镁来回收镁离子，此回收过程需要先对大量废水进行浓缩，然后加入浓硫酸生成硫酸镁，需要较高的能耗，同时浓硫酸对设备造成严重的腐蚀。CN101130485公开了通过生成氯化镁来回收镁离子，氯化镁为水溶性盐，需将废水全部蒸干，能耗高，同时所得氯化镁往往中夹带有机杂质，因纯度不高限制了其使用。CN101665258公开了一种格氏废水中回收镁盐的工艺，先用碱金属氢氧化物调废水的pH值，再加入碳酸盐进行沉淀，获得碱式碳酸镁，避免了直接沉淀形成氢氧化镁胶体状沉淀的固液分离困难问题，该工艺碱消耗量大，提镁后的废水中盐浓度并未降低，废水处理难度并未改变，同时所获得的碱式碳酸镁的实际应用面并不广。

从现有报道的研究结果来看，着眼点在于如何将镁离子沉淀或蒸干获得镁盐粗品，没有充分考虑到获得产物的最终用途和产品价值，实际意义不大。如果将格氏废水中的镁离子制成镁铝复合氢氧化物，由于镁铝复合氢氧化物有着广泛的用途，特别是在聚烯烃的阻燃上有很好的特性，随着阻燃剂的无卤化应用推广，镁基阻燃剂市场前景十分巨大。

针对现有技术中存在的技术问题，本发明提供了一种格氏废水中镁资源的高效利用方法，将格氏废水中的镁盐转化为应用广泛的镁基阻燃剂，具有碱消耗量少、成本低廉、产品附加值高的优势，在获得镁基阻燃剂的同时降低了废水中盐浓度、提高了可生化性，可以简便处理达到排放标准。

发明内容

本发明的目的是提供一种含镁废水中镁资源的高效利用方法，将格氏废水中的镁盐转化为镁基阻燃剂方法。

本发明采用的技术方案是：一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（l）在含镁废水中加入含铝化合物充分搅拌反应0.5-3 h，降低废水溶液的酸性，使pH值达到3-4，过滤不溶物套用于下一批反应；

（2）再在步骤（1）得到的滤液中按一定比例加入可溶性铝盐，使铝离子的物质的量为镁离子的物质的量的1/4-1/2，搅拌溶解得镁铝双金属盐的混合溶液A；

（3）将氢氧化钠和碳酸钠按一定比例配置碱性混合溶液B；

（4）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，再在一定温度下晶化一定时间，离心过滤、洗涤、干燥，得到镁基阻燃剂。

所述含铝化合物优选为拟薄水铝石、氢氧化铝、三氧化铝中的一种或两种。

所述可溶性铝盐优选为氯化铝、硝酸铝、硫酸铝、铝酸钠中的一种或两种。

所述溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比优选为2:1-4:1。

所述碱性溶液B中碳酸钠与氢氧化钠的物质的量比优选为0:1-1:1。

所述浆料晶化温度优选为60-100℃。

所述浆料晶化时间优选为3-36 h。

与现有技术相比，本发明具有如下优点：

采用共沉淀法可将含镁废水中的镁盐转化为应用广泛的镁基阻燃剂，具有碱消耗量少、工艺简单、处理成本低、产品附加值高的优势，在获得镁基阻燃剂的同时降低了废水中盐浓度、提高了可生化性，可以简便处理达到排放标准。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明进行进一步详细描述，但本发明的保护范围并不仅限于此。

实施例中采用的含镁废水中Mg²⁺的含量约为3.0mol/L，pH约为-0.48。

实施例1

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）在200ml含镁废水中，加入15.6g氢氧化铝，充分搅拌反应3 h，降低废水溶液的酸性，使pH值达到3-4，过滤出不溶物3.9g套用于下一批反应；

（2）再在步骤（1）得到的滤液中，加入12.07g六水合氯化铝得到混合溶液A，使所得混合溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为3:1；

（3）在200ml水中，加入58.3碳酸钠与22g氢氧化钠配置成碱性混合溶液B；

（4）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，再保持65℃下晶化24小时，离心过滤、洗涤、干燥，得到镁铝比为3的镁基阻燃剂60.2g。

实施例2

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）在200ml含镁废水中，加入15.6g拟薄水铝石，充分搅拌反应3 h，降低废水溶液的酸性，使pH值达到3-4，过滤出不溶物1.56g套用于下一批反应；

（2）再在步骤（1）得到的滤液中，加入45.01g九水合硝酸铝得到混合溶液A，使所得混合溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为2:1；

（3）在200ml水中，加入15.9碳酸钠与36g氢氧化钠配置成碱性混合溶液B；

（4）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，再保持65℃下晶化24小时，离心过滤、洗涤、干燥，得到镁铝比为3的镁基阻燃剂83.7g。

实施例3

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）在200ml格氏废水中，加入7.65g三氧化二铝，充分搅拌反应3 h，降低废水溶液的酸性，使pH值达到3-4，过滤出不溶物3.05g套用于下一批反应；

（2）再在步骤（1）得到的滤液中，加入14.48g六水合氯化铝得到混合溶液A，使所得混合溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为4:1；

（3）在200ml水中，加入30.9碳酸钠与30g氢氧化钠配置成碱性混合溶液B；

（4）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，再保持80℃下晶化16小时，离心过滤、洗涤、干燥，得到镁铝比为4的镁基阻燃剂50.4g。

实施例4

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）在1L含镁废水中，加入62.4g氢氧化铝充分搅拌反应3 h，降低废水溶液的酸性，使pH值达到3-4；

（2）再在步骤（1）得到的滤液中，加入74.36g六水合氯化铝得到混合溶液A，使所得混合溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为3:1；

（3）在1L水中，加入128g氢氧化钠配置成混合溶液B；

（4）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，再保持90℃下晶化12小时，离心过滤、洗涤、干燥，得到镁铝比为3的镁基阻燃剂410.8g。

实施例5

一种利用含镁废水制备镁基阻燃剂的方法，包括以下步骤：

（1）在100L格氏废水中，加入4.68Kg拟薄水铝石和1.23Kg偏铝酸钠，搅拌溶解均匀，得到混合溶液A，所得混合溶液A中Mg²⁺与Al³⁺的摩尔比为4:1；

（2）在100L水中，加入23.2Kg氢氧化钠配置成混合溶液B，备用；

（3）将上述两种溶液A和B快速混合共沉淀制得镁铝复合氢氧化物浆料，保持100℃下晶化6小时，再将反应液过滤，滤饼用纯水洗涤至弱碱性或中性，干燥，得到镁铝比为4的镁基阻燃剂10.2Kg。