基本信息
- 項目名稱：
- 利用硼泥提取氫氧化鎂及染料廢水脫色工藝
- 小類：
- 能源化工
- 大類：
- 科技發(fā)明制作A類
- 簡介：
- 為解決硼泥對環(huán)境造成的污染問題以及充分利用硼泥中的鎂元素,本設計主要研究了如何從硼泥中提取高附加值產品氫氧化鎂，并將提取后的硼泥殘渣改性用于染料廢水的脫色處理。本項目出發(fā)點針對性強，工藝路線新穎合理，環(huán)保節(jié)能。同時將硼泥廢物利用，提高了硼泥中元素附加值。本項目的工業(yè)化將大大緩解我省硼泥大量排放堆積的現狀，對解決我省乃至全國硼泥的污染減排狀況有巨大的理論現實意義，具有很好的推廣前景。
- 詳細介紹：
- 本設計通過合理的工藝條件，從硼泥中的提取了合格的高附加值產品氫氧化鎂，并將提取后的硼泥殘渣改性用于染料廢水的混凝脫色處理。硼泥是硼砂生產過程中的固體廢棄物。為解決硼泥對環(huán)境造成的污染問題以及充分利用硼泥中的鎂元素 ,采用硫酸與硼泥高溫煅燒反 應制備氫氧化鎂產品，同時將制取氫氧化鎂過程中產生硼泥渣用于印染廢水和含鎳重金屬廢水的處理。本項目既解決了硼泥的環(huán)境污染問題，又根據硼泥本身含有的成份特點，將其廢物利用，大大提高了硼泥中元素附加值。項目已成功確定了由硼泥制備符合相關國家標準的氫氧化鎂產品（產品純度大于90%）最佳工藝條件（煅燒溫度、 煅燒時間、 液固比等）以及硼泥殘渣處理印染廢水的最佳工藝條件（最佳投加量、pH、條件沉降時間、最佳攪拌速度和轉速等）。項目出發(fā)點針對性強，方案的工藝路線新穎合理，環(huán)保節(jié)能。本項目的工業(yè)化將大大緩解我省硼泥大量排放堆積的現狀，實現硼泥的再資源化綜合利用，對解決我省乃至全國硼泥的污染減排狀況有巨大的理論現實意義。項目具有很好的推廣前景。項目已申請國家專利1項（專利申請?zhí)枺?01010561705.2）
作品圖片
作品專業(yè)信息
設計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術關鍵和主要技術指標
- 硼泥是以硼礦石或硼鎂礦為原料生產硼砂以及硼酸等硼化工產品過程中排放的固體廢棄物，主要的處理方法是堆積在一定區(qū)域排放，不但占用大量土地，對農田、地下水和大氣環(huán)境產生危害，而且硼泥中大約4O%含量的氧化鎂的排放也造成了鎂資源的浪費。因此尋找合適的方法對硼泥中的鎂加以回收利用，不僅能夠獲得巨大的經濟效益，而且可以改善生態(tài)環(huán)境。 從硼泥中提取氫氧化鎂是通過將硼泥與硫酸混合高溫灼燒的方法。與單純酸浸相比，灼燒的方法可以將更多的鎂提取出來。通過用氫氧化鈉來控制體系pH值使雜質離子生成沉淀過濾除去。在純化浸出液的基礎上，再加入氫氧化鈉制備出氫氧化鎂。同時將制取氫氧化鎂過程中產生的硼泥渣用于印染廢水的脫色處理。 本設計通過合理的工藝條件，不僅從硼泥中提取了合格的高附加值產品氫氧化鎂，而且硼泥殘渣對于染料廢水的脫色處理效果很好。本項目出發(fā)點針對性強，工藝路線新穎合理，環(huán)保節(jié)能。同時將硼泥廢物利用，提高了硼泥中元素附加值。 本工藝的主要技術指標有以下幾點：制備氫氧化鎂高溫煅燒的最佳工藝為最佳煅燒溫度為300℃，最佳煅燒時間為1h，最佳硼泥硫酸固液比為1：1，所得氫氧化鎂的純度為78％ ，鎂的回收率為 56％ 。處理染料廢水的最佳工藝條件為：投藥量0.3～0.6g/L，攪拌速度200～350r/min、攪拌時間2min，沉降時間10～15min，常溫（15～30℃）。在此工藝條件下的直接紅染料廢水的脫色率在98%以上，出水pH在6～9。
科學性、先進性
- 本設計確定了制備氫氧化鎂高溫煅燒的最佳工藝條件和處理染料廢水的最佳工藝條件，在最佳工藝條件下，所得氫氧化鎂的純度為78% ，鎂的回收率為 56％。直接紅染料廢水的脫色率在98%以上，出水pH在6～9。 本設計采用硫酸作為浸取劑而不是采用鹽酸是因為酸用量為0.75ml時，達到了最大浸出量，繼續(xù)增大用量，浸出率變化不大，基本維持在此值左右，硫酸用量0.75ml時較為合適。而且鹽酸的腐蝕性大于硫酸且易揮發(fā)，會對反應器造成很大的腐蝕。從提高浸出量與經濟效益兩個方面綜合考慮，本設計采用硫酸作為浸取劑。 通過將硼泥與硫酸混合高溫灼燒的方法，將硼泥中的鎂提取出來。與單純酸浸相比，灼燒的方法可以將更多的鎂提取出來。 將提取鎂元素后的硼泥渣用于染料廢水的處理，并與提取鎂元素前的脫色效果進行比較?？梢缘玫脚鹉嗵幚碛∪緩U水效果比去鎂硼泥好，鎂離子在廢水處理中起到了重要作用。
獲獎情況及鑒定結果
- 無
作品所處階段
- 實驗完成階段。本設計確定了制備氫氧化鎂高溫煅燒的最佳工藝條件和處理染料廢水的最佳工藝條件。
技術轉讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 實物圖片：1不同實驗方案的氫氧化鎂產品；2改性后硼泥渣處理染料廢水脫色效果
使用說明,技術特點和優(yōu)勢,適應范圍,推廣前景的技術性說明,市場分析,經濟效益預測
- 技術特點及優(yōu)勢：本設計從硼泥中的提取了合格的高附加值產品氫氧化鎂，并將提取后的硼泥殘渣改性用于染料廢水的混凝脫色處理。實驗過程采用硫酸作為浸取劑而不是采用鹽酸，提高浸出量和經濟效益。設計方案的出發(fā)點針對性強，工藝路線新穎合理，環(huán)保節(jié)能。 適用范圍：產品氫氧化鎂主要作為無機添加型阻燃劑和環(huán)保用品兩方面的用途，提取氫氧化鎂的產品過程中產生的硼泥殘渣主要用于印染廢水的處理。 推廣前景的技術性說明：每噸硼泥可產生經濟效益約900元人民幣，由此可見，設計方案應用前景廣闊，具有巨大的潛在推廣空間。 市場分析和經濟效益預測：硼泥為固體廢棄物，根據工藝計算每噸硼泥中約含30% MgO，按照鎂元素的轉換率90%計算，每噸硼泥可產生約0.3噸氫氧化鎂，改性水處理劑0.6噸；按照目前市場上氫氧化鎂5000元/噸計算，水處理劑效益按照替代聚合氯化鋁水處理劑800元/噸計算，扣除工藝成本每噸硼泥可產生經濟效益約900元人民幣。
同類課題研究水平概述
- 在對硼礦伴生資源及加工廢棄物的綜合利用方面，近年來涌現出了一批成果，這些成果在山東、遼寧地區(qū)得以推廣應用，取得良好的社會效益和經濟效益。 近年來，在綜合利用方面取得的成果有： 1、硼泥制磚工藝： 以硼泥和爐渣為原料，經預處理后在粘合劑的存在下壓模成型，然后采用免燒工藝，以蒸汽熱蒸定型。產品質量符合國家標準。目前，營口廣大實業(yè)公司已形成了年產兩億砌塊的生產能力。 2、硼泥碳化法制備輕質碳酸鎂、氧化鎂工藝： 將經預處理的硼泥經消化、碳解，使其中的MgO轉化為溶解度較大的Mg(HCO3)2，然后經過濾獲重鎂水。將重鎂水熱解獲堿式碳酸鎂沉淀，經漂洗、脫水、煅燒，最終制得輕質氧化鎂。 3、硼泥酸解法制備氧化鎂工藝： 以硫酸為分解劑，使硼泥中的MgCO3轉化為 MgSO4而進入液相，經過濾、精制獲純凈的MgSO4溶液。然后以碳酸氫鹽或碳酸鹽為沉淀劑，與溶液中的Mg2+反應生成堿式碳酸鎂沉淀。再經漂洗、脫水、煅燒制得不同級別的氧化鎂。 堿式碳酸鎂母液經蒸發(fā)可收得副產品硫酸銨或經蒸氨、吸收制得氨水，循環(huán)使用。 4、硼泥復分解法制備碳酸鎂、氧化鎂工藝： 將經預處理的硼泥與硫酸銨溶液反應，生成硫酸鎂，揮發(fā)出氨。氨氣經吸收制得氨水。將來自煅燒系統(tǒng)的二氧化碳氣體冷卻、壓縮進入碳化系統(tǒng)，與氨水反應使轉化為碳酸銨溶液。以所獲碳酸銨溶液與硫酸鎂溶液中的鎂離子反應，生成堿式碳酸鎂沉淀。將沉淀漂洗、脫水、干燥制得堿式碳酸鎂或直接煅燒制得氧化鎂。堿式碳酸鎂母液主要成份為硫酸銨，調整濃度后用于分解硼泥，循環(huán)使用。
