基本信息
- 项目名称：
- 绿色水处理剂氢氧化镁制备
- 来源：
- 第十二届“挑战杯”省赛作品
- 小类：
- 能源化工
- 大类：
- 科技发明制作B类
- 简介：
- 氢氧化镁称为“环境友好型”绿色安全水处理剂，作为新兴处理剂有很多优点。本作品针对天然氢氧化镁作为水处理剂的现有缺点设计了一套工艺简洁、成本低廉的氢氧化镁制备方法。制得了粒径较小，产品性质稳定、不发生团聚现象且产品收率达到90%以上的产品。用于印染废水、含镍重金属废水处理效果良好。本设计工艺简单、原料易得，解决了现有氢氧化镁制备过程中能耗高，纯度低，水处理效果不好等缺点，具有良好的市场应用前景。
- 详细介绍：
- 氢氧化镁又称为“环境友好型”绿色安全废水处理剂，作为新兴水处理剂具有缓冲性好、活性大、吸附能力强、腐蚀性小、操作简单、安全、无毒、无害等特点，取代传统水处理剂已经成为必然趋势。本作品针对天然氢氧化镁的颗粒较粗，粒度分布宽，杂质含量高，絮凝效果差等现有缺点设计了一套工艺简洁、成本相对低廉的氢氧化镁制备方法。制得了粒径较小，产品性质稳定、不发生团聚现象的氢氧化镁，产品收率达到90%以上。用于印染废水处理脱色率高于90%，用于含镍重金属废水处理去除率达98%。本设计工艺简单、原料易得，解决了现有应用天然水镁石和卤水法制备的氢氧化镁在制备过程中能耗高，纯度低，粒径范围大，在水处理方面效果不好等缺点，具有良好的市场应用前景。
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作品专业信息
设计、发明的目的和基本思路、创新点、技术关键和主要技术指标
- 氢氧化镁作为“环境友好型”水处理剂在世界范围内被广泛应用于对酸性废水、印染废水等污水的处理。环保级氢氧化镁较之普通天然氢氧化镁具有比表面积大、吸附活性强等特点，在废水处理中能够取得更好的效果。现有工艺中应用天然水镁石和卤水法制备氢氧化镁存在能耗高，所得产品纯度低，粒径范围大，在水处理方面效果不好等缺点。作品旨在设计绿色水处理剂氢氧化镁制备新方案。 利用轻质氧化镁一步水合法，通过单因素试验寻找最适宜反应条件，以及合适的添加剂、分散剂制备出粒径为7000—9000目；水合产物稳定，不发生团聚现象；MgO水化率大于90%；印染废水脱色率大于90%；用于含镍重金属废水处理去除率达98%的环保级氢氧化镁。并将所得产品用于处理含镍等重金属废水及印染废水，观察效果。继续通过实验确定影响废水处理效果的最佳反应条件（如：分析投加量、静置时间等）。 采用氧化镁一步水合工艺，在合适的反应条件及添加剂下制得氢氧化镁，具有工艺简单、原料易得等优点。氧化镁一步水化生成氢氧化镁实质上包含着 与 结合的过程，新产生的氢氧化镁微晶由于非常小，表面能很大，有团聚在一起的趋势，加入适量的分散剂能有效地控制团聚，且可以阻止水和其它离子在胶粒上的吸附。本设计最主要考察碱、镁盐以及分散剂对氢氧化镁粒径和形貌的影响。通过单因素试验，找出能够制得分散度高、粒度小、形貌好的氢氧化镁的最佳反应条件。
科学性、先进性
- 1.设计采用MgO一步水合法，具有工艺简单、原料易得等优点，并解决了现有应用天然水镁石和卤水法制备氢氧能耗高，所得氢氧化镁纯度低，粒径范围大，水处理效果差，利用率低等缺点。 2.我国拥有大量镁资源，菱镁矿资源居世界之首。故应用此法生产水处理剂较现有活性炭、硫酸亚铁等水处理剂具有成本低，取材方便等优点。 3.常规印染废水处理有化学混凝法、生化法、电化学凝聚法和活性炭法等方法。近年来新发展的活性炭吸附、特种树脂吸附虽然对可溶性染料废水具有相当好的处理效果，但在投资、能耗、运转费用较高。近年来国内外开展的对镁盐法的研究表明:氢氧化镁对大多数阴离子染料，脱色效果良好，脱色率达98%以上，且对高浓度反应染料废水处理效果明显优于等量硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁。 4.氢氧化镁比表面积大，吸附力强，易从各种不同的工业废液中吸附并除去对环境造成危害的重金属离子，其处理效果优于现有多数絮凝剂。
获奖情况及鉴定结果
- 暂无
作品所处阶段
- 实验室阶段
技术转让方式
- 专利申请权转让或专利转让
作品可展示的形式
- 实物、产品、图片、样品
使用说明,技术特点和优势,适应范围,推广前景的技术性说明,市场分析,经济效益预测
- 作品以原料易得的轻质氧化镁为原料生产绿色水处理剂氢氧化镁，具有工艺简单、成本低廉的特点；且产品纯度高，粒径范围小，水处理效果优异，与现有水处理剂相比性价比高，具有较强市场竞争力；制备工艺中确定了特殊的碱化剂和分散剂在现有文献中鲜有报道；氢氧化镁生产成本低廉，按照现有生产工艺成本进行核算，生产成本约6000元/吨，按照年生产100吨计算，价格8000元计算，年产值可达80万元人民币，利润20万元。
同类课题研究水平概述
- 美国、日本、欧洲等国家近年来已经开始采用氢氧化镁替代石灰、烧碱、纯碱等废水处理剂，用于工业和生活中的酸性废水的处理。对于一些碱性废水则采用镁盐（氯化镁、硫酸镁）形成氢氧化镁沉淀进行处理。同时，欧美等国还将氢氧化镁和镁盐应用于对工业及生活废水中重金属离子、磷、氮等物质的脱出。应用镁盐处理印染化工废水中的染料和色素及纸浆废液中腐植酸类有色物质等也有较好的报道结果。此外，日本等国还将氢氧化镁用于烟气脱硫等领域。目前世界各国氢氧化镁消耗量逐年增加，美日两国合计生产96万吨/年。 近年来国内外开展了镁盐法的研究，秦蓁等人的研究表明镁盐对大多数阴离子染料，脱色效果良好，最佳pH值为11.5；赵宜江等人采用氢氧化镁对直接灰印染工业废水进行脱色处理，结果表明，氢氧化镁具有良好的脱色效果；郭起海研究氢氧化钙和镁盐处理染料废水具有协同效应，氢氧化镁对高浓度反应染料废水的处理效果优于等量的硫酸亚铁、聚合硫酸铁、聚合氯化铝铁。 郑荣光分别报道了用氢氧化镁处理实验室模拟酸性含铅废水和含铬废水，研究表明，氢氧化镁在中和废水中酸的同时，可以使铅、铬（Ⅲ）离子形成沉淀，并通过氢氧化镁的吸附作用进一步去除废水中的铅、铬（Ⅲ）。 目前氢氧化镁粉的制备体通常采用镁盐与碱反应或者对水镁石粉碎加工，如林慧博等人以氯化镁与氢氧化钠为原料，通过水热法合成了纳米级、片状、粒度均匀的氢氧化镁，同时研究了反应温度、时间、反应物浓度和物料配比等因素对氢氧化镁粒径、形貌的影响；李益成用硫酸镁与氢氧化钠反应得到平均粒径为100nm的氢氧化镁超细粉体；王志强等人在水--乙醇体系下以工业氯化镁和氨水为前驱体，制备出100nm～200nm的氢氧化镁粉体，并研究了水和乙醇的比例对氢氧化镁粒度、形貌的影响；吴会军等人以氯化镁与氢氧化钠为原料，通过水热处理制得高纯微细氢氧化镁等。
