CN111320784A - 循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 - Google Patents
循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111320784A CN111320784A CN202010123268.XA CN202010123268A CN111320784A CN 111320784 A CN111320784 A CN 111320784A CN 202010123268 A CN202010123268 A CN 202010123268A CN 111320784 A CN111320784 A CN 111320784A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- flame retardant
- acidolysis
- magnesium
- solution
- preparing
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K13/00—Use of mixtures of ingredients not covered by one single of the preceding main groups, each of these compounds being essential
- C08K13/04—Ingredients characterised by their shape and organic or inorganic ingredients
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F11/00—Compounds of calcium, strontium, or barium
- C01F11/46—Sulfates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01F—COMPOUNDS OF THE METALS BERYLLIUM, MAGNESIUM, ALUMINIUM, CALCIUM, STRONTIUM, BARIUM, RADIUM, THORIUM, OR OF THE RARE-EARTH METALS
- C01F5/00—Compounds of magnesium
- C01F5/14—Magnesium hydroxide
- C01F5/22—Magnesium hydroxide from magnesium compounds with alkali hydroxides or alkaline- earth oxides or hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K7/00—Use of ingredients characterised by shape
- C08K7/02—Fibres or whiskers
- C08K7/04—Fibres or whiskers inorganic
- C08K7/08—Oxygen-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/10—Inorganic compounds or compositions
- C30B29/46—Sulfur-, selenium- or tellurium-containing compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B29/00—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape
- C30B29/60—Single crystals or homogeneous polycrystalline material with defined structure characterised by the material or by their shape characterised by shape
- C30B29/62—Whiskers or needles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C30—CRYSTAL GROWTH
- C30B—SINGLE-CRYSTAL GROWTH; UNIDIRECTIONAL SOLIDIFICATION OF EUTECTIC MATERIAL OR UNIDIRECTIONAL DEMIXING OF EUTECTOID MATERIAL; REFINING BY ZONE-MELTING OF MATERIAL; PRODUCTION OF A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; SINGLE CRYSTALS OR HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; AFTER-TREATMENT OF SINGLE CRYSTALS OR A HOMOGENEOUS POLYCRYSTALLINE MATERIAL WITH DEFINED STRUCTURE; APPARATUS THEREFOR
- C30B7/00—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions
- C30B7/14—Single-crystal growth from solutions using solvents which are liquid at normal temperature, e.g. aqueous solutions the crystallising materials being formed by chemical reactions in the solution
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08K—Use of inorganic or non-macromolecular organic substances as compounding ingredients
- C08K3/00—Use of inorganic substances as compounding ingredients
- C08K3/18—Oxygen-containing compounds, e.g. metal carbonyls
- C08K3/20—Oxides; Hydroxides
- C08K3/22—Oxides; Hydroxides of metals
- C08K2003/2217—Oxides; Hydroxides of metals of magnesium
- C08K2003/2224—Magnesium hydroxide
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C08—ORGANIC MACROMOLECULAR COMPOUNDS; THEIR PREPARATION OR CHEMICAL WORKING-UP; COMPOSITIONS BASED THEREON
- C08L—COMPOSITIONS OF MACROMOLECULAR COMPOUNDS
- C08L2201/00—Properties
- C08L2201/02—Flame or fire retardant/resistant
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Polymers & Plastics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Medicinal Chemistry (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Compositions Of Macromolecular Compounds (AREA)
- Fireproofing Substances (AREA)
Abstract
本发明提供一种循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,该方法先用硫酸分解磷尾矿得到酸解液A和磷石膏,再将酸解液A陈化,固液分离,得到酸解液B与石膏晶须,然后,将酸解液B与硫酸复配后对磷尾矿进行循环酸浸,得到六水氯化镁,再将六水氯化镁配制的氯化镁溶液氧化除杂后,加入改性剂,并在一定温度下加入碱性沉淀剂,得到改性氢氧化镁与有机阻燃剂复配。本发明在制备过程中,加入改性剂,大大提高了所得氢氧化镁在聚合物中的相容性,将改性的氢氧化镁与有机阻燃剂复配,具有有机无机协同阻燃效应,从而使得所得的复合阻燃剂具有良好的阻燃效果,为磷尾矿的资源化利用提供了一种新途径,且大大提高了磷尾矿产品的附加值。
Description
技术领域
本发明涉及废弃物资源化利用技术领域,特别涉及一种循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法。
背景技术
磷尾矿主要来自于选矿提取精矿以后剩下的尾渣,属工业固体废弃物中的矿业固体废弃物。其矿物主要有白云石、氟磷灰和石英,其CaO含量约为30.0~34.0%,P2O5含量约为4-8.5%,MgO含量约为12-18%。
随着磷矿开采的增加,磷尾矿的数量也在迅速上升。每生产1t磷精矿就会产生0.44t磷尾矿,磷尾矿主要有浮选磷尾矿、磷渣、磷矿泥三类,浮选磷尾矿是磷矿经过浮选过程后产生的固体废弃物,平均MgO含量大于15%,是一种值得再利用的富镁资源。目前这部分尾矿长期堆存在尾矿库中,不仅得不到有效的解决和利用,还会引发一系列环境问题,造成资源浪费的严重现状。氢氧化镁是目前应用较为广泛的聚合物阻燃剂之一,具有无毒、低烟及分解后生成的氧化镁化学性质稳定,不产生二次污染等优点。然而由传统工艺生产的氢氧化镁,团聚现象严重,分散性能差,添加量大,阻燃效率低,导致氢氧化镁作为阻燃剂的应用受到了很大的限制。因此,对氢氧化镁进行表面改性,提高氢氧化镁粉体在聚合物中的相容性是十分重要的。尾矿中含有大量的镁元素,对其回收利用制备阻燃氢氧化镁产品,不仅可解决环境污染、改善生态环境、整治国土,还可为企业创收,因此,对磷尾矿进行综合利用具有巨大经济、社会、环境效益。
发明内容
有鉴于此,本发明旨在提出一种循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,以解决现有磷尾矿资源化利用率低,且产品附加值低的问题。
为达到上述目的,本发明的技术方案是这样实现的:
一种循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,包括以下步骤:
1)将高镁磷尾矿与硫酸混合后,进行酸解反应,待所述酸解反应结束后,抽滤,洗涤,得到酸解液A和磷石膏;
2)将所述酸解液A在常温下陈化一段时间,固液分离,得到酸解液B与石膏晶须;
3)将所述酸解液B与硫酸复配后,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解一定次数后,陈化、抽滤、浓缩,并将浓缩得到的浓缩固体重结晶,得到六水氯化镁;
4)采用所述六水氯化镁配制一定浓度的氯化镁溶液,然后,向所述氯化镁溶液中加入双氧水和氨水,氧化除杂后,加入改性剂,并升温至一定温度,然后,加入碱性沉淀剂,进行沉淀反应,待所述沉淀反应结束后,陈化、抽滤、洗涤、干燥,得到氢氧化镁;
5)将所述氢氧化镁与有机阻燃剂复配,得到复合阻燃剂。
可选地,所述步骤1)中所述硫酸的浓度为1.68-18.4mol/L,且所述硫酸与所述高镁磷尾矿的质量比为(1.01-2)∶1。
可选地,所述步骤1)中所述酸解反应的反应温度为20-60℃,反应时间为10-60min;所述步骤1)中所述抽滤的抽滤温度为20-60℃。
可选地,所述步骤2)中所述陈化的陈化时间为4-10h。
可选地,所述步骤3)中所述循环酸解的循环次数为4-6次,所述浓缩得到的浓缩液的体积为所述抽滤得到的酸化滤液的体积的1/5~1/3。
可选地,所述步骤3)中所述重结晶的重结晶温度为100-150℃,重结晶时间为2-8h。
可选地,所述步骤4)中所述氯化镁溶液的浓度为0.3-1.5mol/L,且所述氯化镁溶液、所述双氧水、所述氨水的体积比为1∶(1/200-1/50)∶(1/9-4/9);所述步骤4)中所述氧化除杂的除杂温度为25-85℃,除杂时间为10-30min。
可选地,所述步骤4)中所述改性剂为硬脂酸钠、聚乙二醇6000、偶联剂、硬脂酸钠和聚乙二醇6000混合物中的一种,且所述改性剂的加入量为所述氢氧化镁的产量的2%-8%;所述步骤4)中加入所述改性剂后的升温温度为50-95℃。
可选地,所述步骤4)中所述碱性沉淀剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种,且所述碱性沉淀剂的浓度为1-3mol/L;所述步骤4)中所述沉淀反应的反应温度为50-95℃。
可选地,所述步骤5)中所述有机阻燃剂为磷-氮系阻燃剂、硼-氮阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中一种,且所述复合阻燃剂中所述有机阻燃剂的添加量为2%-10%。
相对于现有技术,本发明所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法具有以下优势:
1、本发明采用循环酸浸的方法处理高镁磷尾矿以制备氢氧化镁,可大大节约处理成本,并有利于提高高镁磷尾矿中各元素的分离纯度,而且本发明在氢氧化镁制备过程中,加入改性剂,大大提高了所得氢氧化镁在聚合物中的相容性,将改性的氢氧化镁与有机阻燃剂复配,具有有机无机协同阻燃效应,从而使得所得的复合阻燃剂具有良好的阻燃效果,为磷尾矿的资源化利用提供了一种新途径,且大大提高了磷尾矿产品的附加值,解决了磷尾矿造成的环境污染,改善了生态环境,具有巨大经济、社会、环境效益。
2、本发明制备方法简单,可将磷尾矿中钙镁磷三种大量元素进行有效利用,且浓缩所得冷凝液可用于工艺洗水,节约水资源同时达到了精准利用磷尾矿的目的,且本发明有利于企业的减负增收,从而有利于其推广和工业化应用。
附图说明
构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解,本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明,并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
图1为本发明循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的工艺流程图;
图2为本发明循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂中循环酸浸高镁磷尾矿的工艺流程图。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
下面将结合附图和实施例来详细说明本发明。
实施例1
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化5h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须,即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的1/5,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到120℃,反应8h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取122g六水氯化镁固体配制1.2mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁4%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照1∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加200ml浓度为1.2mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为复配阻燃剂与环氧树脂总量的20%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为6%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到31.5%。
实施例2
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化4h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的1/4,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到140℃,反应5h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取101.5g六水氯化镁固体配制1mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁6%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照1∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加200ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为为复配阻燃剂与环氧树脂总量的20%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为3%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到31.6%。
实施例3
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化6h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的2/7,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到135℃,反应6h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取30.45g六水氯化镁固体配制0.3mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁8%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照2∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加60ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为复配阻燃剂与环氧树脂总量的15%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为5%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到30.9%。
实施例4
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化10h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的1/3,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到142℃,反应6.5h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取152g六水氯化镁固体配制1.5mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁8%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照1∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加200ml浓度为1.5mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为复配阻燃剂与环氧树脂总量的6%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为2%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到28.7%。
实施例5
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化9h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的1/5,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到138℃,反应6.8h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取91.35g六水氯化镁固体配制0.9mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁2%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照1∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加180ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为复配阻燃剂与环氧树脂总量的6%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为1%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到28.2%。
实施例6
结合图1和图2所示,本实施例的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,具体包括以下步骤:
1)量取144mL质量分数为98%(18.4mol/L)的浓硫酸置于干净的三口烧瓶中,称取高镁磷尾矿粉体261.8g,逐渐将高镁磷尾矿加入三口烧瓶,高镁磷尾矿加入完毕后,打开冷凝水,开动搅拌,50℃下回流35min,进行酸解反应,待酸解反应结束后,60℃保温抽滤,用140mL蒸馏水洗涤抽滤得到的磷石膏两次,并将一次水洗液和抽滤得到的酸解滤液混合,得到酸解液A和磷石膏;
2)将酸解液A倒入干燥的烧杯中,常温下陈化7.5h,抽滤,以进行固液分离,用30mL蒸馏水洗涤固液分离得到的石膏晶须一次,并将石膏晶须一次水洗液和固液分离得到的酸化滤液混合,得到酸解液B与石膏晶须;
3)向酸解液B中补加140mL硫酸,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解6次后,陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须即重复步骤1)和步骤2)得到的酸解液在补加140mL硫酸,进行高镁磷尾矿的循环酸解时,每次酸解的酸解液收集起来后,进行陈化、抽滤,得到酸化滤液C和石膏晶须;
4)将酸化滤液C置于干燥的烧杯中,开启搅拌,加热浓缩到原体积的1/4,溶液中有淡黄色固体析出,将浓缩得到的浓缩固体置于干燥的烧杯中,加500ml水,加热到150℃,反应4.5h,以使重结晶反应充分进行,此时,溶液中有白色固体析出,即为六水氯化镁;
5)称取50.75g六水氯化镁固体配制0.5mol/L的氯化镁溶液,取100ml氯化镁溶液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入0.5ml双氧水,加热至70℃后,再加入0.2ml氨水,继续反应15min,以使氧化除杂反应充分进行,随后,抽滤,以将反应得到的杂质分离,将抽滤得到滤液置于干燥的三口烧瓶中,开启搅拌,加入产物氢氧化镁3%(质量分数)的改性剂,其中,改性剂为硬脂酸钠和聚乙二醇6000按照2∶1的质量比组成的混合物,并升温至70℃,然后,逐滴滴加100ml浓度为1mol/L的氢氧化钠溶液,反应1.5h,以使沉淀反应充分进行,随后,陈化至室温,抽滤,并用蒸馏水和乙醇分别洗涤三次后,烘干,得到氢氧化镁;
6)将氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配,得到复配阻燃剂。
以环氧树脂(EP)为基材,本实施例的氢氧化镁与有机阻燃剂(DHBAP)复配作为复配阻燃剂,当复配阻燃剂添加量为复配阻燃剂与环氧树脂总量的2%(质量分数),复配阻燃剂中有机阻燃剂添加量为10%(质量分数)时,MH/DHBAP/EP复合材料的极限氧指数(LOI)达到31.2%。
以上仅为本发明的较佳实施例而已,并不用以限制本发明,凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)将高镁磷尾矿与硫酸混合后,进行酸解反应,待所述酸解反应结束后,抽滤,洗涤,得到酸解液A和磷石膏;
2)将所述酸解液A在常温下陈化一段时间,固液分离,得到酸解液B与石膏晶须;
3)将所述酸解液B与硫酸复配后,重复步骤1)和步骤2),进行高镁磷尾矿的循环酸解,循环酸解一定次数后,陈化、抽滤、浓缩,并将浓缩得到的浓缩固体重结晶,得到六水氯化镁;
4)采用所述六水氯化镁配制一定浓度的氯化镁溶液,然后,向所述氯化镁溶液中加入双氧水和氨水,氧化除杂后,加入改性剂,并升温至一定温度,然后,加入碱性沉淀剂,进行沉淀反应,待所述沉淀反应结束后,陈化、抽滤、洗涤、干燥,得到氢氧化镁;
5)将所述氢氧化镁与有机阻燃剂复配,得到复合阻燃剂。
2.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤1)中所述硫酸的浓度为1.68-18.4mol/L,且所述硫酸与所述高镁磷尾矿的质量比为(1.01-2)∶1。
3.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤1)中所述酸解反应的反应温度为20-60℃,反应时间为10-60min;所述步骤1)中所述抽滤的抽滤温度为20-60℃。
4.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤2)中所述陈化的陈化时间为4-10h。
5.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤3)中所述循环酸解的循环次数为4-6次,所述浓缩得到的浓缩液的体积为所述抽滤得到的酸化滤液的体积的1/5~1/3。
6.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤3)中所述重结晶的重结晶温度为100-150℃,重结晶时间为2-8h。
7.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤4)中所述氯化镁溶液的浓度为0.3-1.5mol/L,且所述氯化镁溶液、所述双氧水、所述氨水的体积比为1∶(1/200-1/50)∶(1/9-4/9);所述步骤4)中所述氧化除杂的除杂温度为25-85℃,除杂时间为10-30min。
8.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤4)中所述改性剂为硬脂酸钠、聚乙二醇6000、偶联剂、硬脂酸钠和聚乙二醇6000混合物中的一种,且所述改性剂的加入量为所述氢氧化镁的产量的2%-8%;所述步骤4)中加入所述改性剂后的升温温度为50-95℃。
9.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤4)中所述碱性沉淀剂为氨水、氢氧化钠、氢氧化钾中的一种,且所述碱性沉淀剂的浓度为1-3mol/L;所述步骤4)中所述沉淀反应的反应温度为50-95℃。
10.根据权利要求1所述的循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法,其特征在于,所述步骤5)中所述有机阻燃剂为磷-氮系阻燃剂、硼-氮阻燃剂、磷系阻燃剂、氮系阻燃剂中一种,且所述复合阻燃剂中所述有机阻燃剂的添加量为2%-10%。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010123268.XA CN111320784A (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN202010123268.XA CN111320784A (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN111320784A true CN111320784A (zh) | 2020-06-23 |
Family
ID=71163465
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN202010123268.XA Pending CN111320784A (zh) | 2020-02-27 | 2020-02-27 | 循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN111320784A (zh) |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104528778A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-22 | 武汉工程大学 | 一种以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺 |
CN110229482A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-13 | 横店集团得邦工程塑料有限公司 | 一种高性能增强阻燃pbt材料及其制备方法 |
CN110451473A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-15 | 武汉工程大学 | 一种循环酸浸高镁磷尾矿的综合利用方法 |
CN110467171A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-19 | 武汉工程大学 | 一种循环酸浸高镁磷尾矿的资源化处理方法 |
CN110467172A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-19 | 武汉工程大学 | 循环酸浸高镁磷尾矿制备氯磷酸钙和氢氧化镁的方法 |
-
2020
- 2020-02-27 CN CN202010123268.XA patent/CN111320784A/zh active Pending
Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104528778A (zh) * | 2014-12-25 | 2015-04-22 | 武汉工程大学 | 一种以磷尾矿为原料生产原位改性纳米氢氧化镁的工艺 |
CN110229482A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-09-13 | 横店集团得邦工程塑料有限公司 | 一种高性能增强阻燃pbt材料及其制备方法 |
CN110451473A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-15 | 武汉工程大学 | 一种循环酸浸高镁磷尾矿的综合利用方法 |
CN110467171A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-19 | 武汉工程大学 | 一种循环酸浸高镁磷尾矿的资源化处理方法 |
CN110467172A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-11-19 | 武汉工程大学 | 循环酸浸高镁磷尾矿制备氯磷酸钙和氢氧化镁的方法 |
Non-Patent Citations (2)
Title |
---|
吴梦: ""磷尾矿制备原位改性氢氧化镁及其填充聚丙烯的性能研究"", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库(工程科技I辑)》 * |
第3期: ""磷尾矿制备氢氧化镁阻燃剂的试验研究"", 《非金属矿》 * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN104495899B (zh) | 一种电石渣与粉煤灰协同资源化利用的方法 | |
CN101774556B (zh) | 盐酸分解中低品位磷矿制备工业级和食品级磷酸的方法 | |
CN103922372B (zh) | 间接硫酸法回收高镁磷尾矿中磷并制备硫酸镁的方法 | |
CN105238929B (zh) | 一种废旧钕铁硼永磁材料中稀土的回收与利用 | |
CN104004919B (zh) | 一种电解锰生产中废渣的环保循环再利用工艺 | |
CN103288118A (zh) | 工业副产石膏离解及结晶生长硫酸钙晶须的方法 | |
CN102115822A (zh) | 从荧光粉、抛光粉废料中回收稀土氧化物的方法 | |
CN107546436A (zh) | 一种从磷酸铁锂中回收锂的方法及富锂溶液 | |
CN103601222B (zh) | 一种高纯度氟铍酸铵的制备方法及其应用 | |
CN112522512A (zh) | 一种利用锌冶炼厂有机钴渣制备电池级硫酸钴的方法 | |
CN101318625B (zh) | 一种从湿法磷酸生产的稀磷酸中回收碘的方法 | |
CN105369359A (zh) | 一种硫酸钙晶须的制备方法 | |
CN111218033A (zh) | 利用磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 | |
CN111320784A (zh) | 循环酸浸磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 | |
CN111304749A (zh) | 循环酸浸磷尾矿制备石膏晶须及复合阻燃剂的方法 | |
CN111205508A (zh) | 盐酸循环酸浸高镁磷尾矿制备复合阻燃剂的方法 | |
CN111302376A (zh) | 利用盐酸酸解高镁磷尾矿制备阻燃剂的方法 | |
CN111252750A (zh) | 由磷铝矿渣制备磷酸铁和氧化铝的方法 | |
CN111302375A (zh) | 以磷尾矿为原料制备石膏晶须及复合阻燃剂的方法 | |
CN113697834B (zh) | 提钛渣制备弗里德尔盐的方法和弗里德尔盐 | |
CN1974409A (zh) | 用石煤矿提取五氧化二钒的方法 | |
CN106829900A (zh) | 电石渣用于湿法磷酸脱硫的方法 | |
CN1830805A (zh) | 利用废铅蓄电池板栅和连接件制备三盐基硫酸铅的方法 | |
CN114368755B (zh) | 利用黄磷废副生产沉淀白炭黑和轻质碳酸钙的工艺 | |
CN112194155B (zh) | 一种采用卤水-电石渣法生产高纯氧化镁的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200623 |
|
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |