专利名称：一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法
技术领域：
本发明涉及工业废料的处理，尤其涉及一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处
理方法。
背景技术：
卤化物(氯系和溴系)和锑氧化物(主要是三氧化二锑)组合形成的卤-锑系阻燃剂，作为一种传统的工艺成熟的添加型阻燃剂，因其阻燃效果明显且价格低廉而被大规模应用至塑料的阻燃，特别是电气上热塑性塑料的阻燃。随着早期使用的含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料已经达到使用寿命，以及大规模的该阻燃塑料即将到达使用寿命，越来越多的该阻燃塑料被淘汰成为工业废料。因此，这些阻燃塑料的再处理日渐成为一个值得关注的问题。目前，对于这些阻燃塑料的处理方法主要有:填埋、焚烧和直接改性后再利用等。然而，这些方法分别具有以下缺陷:(1)金属锑是地球上稀缺的资源，其价格昂贵，直接填埋将导致锑资源的严重浪费；(2)卤化物在焚烧过程中发烟量大并且释放大量有毒和有腐蚀性的气体，对环境造成严重的污染；以及(3)直接将阻燃塑料改性后再利用的方法中，阻燃剂的存在对塑料改性造成一定影响。
发明内容
为解决上述问题，本发明旨在提供一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法。该方法能够变废为宝，综合回收所述阻燃塑料中的锑、卤素和塑料，工艺简单且无污染，具有巨大的社会效益和经济效益。本发明提供了一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，包括以下步骤:(I)清洗破碎:取含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料，清洗，破碎，制得阻燃塑料颗粒;(2)酸浸反应:取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入硫酸溶液进行酸浸，酸浸温度为280 350°C，酸浸反应时间为3 4小时，制得酸浸混合产物，酸浸反应的同时冷凝回收氢卤酸，制得含有氢卤酸的混合溶液；(3)回收塑料:取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置5 10分钟，待分层后将液体层排出，收集塑料层即得回收塑料；(4)回收锑:取步骤(3)中所述液体层，加入碱，回调pH值至1.0 2.0，加入铁粉置换，过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉；(5)回收氢卤酸:取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液,加入双氧水溶液氧化溴化氢，再用四氯化碳萃取其中的溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。步骤(I)中，本发明采用的含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料可以来源于废旧电子电器和废旧建材等，其中含有由卤化 物和锑氧化物组合形成的卤-锑系阻燃剂。优选地，阻燃塑料颗粒的粒径为10 100 μ m。
步骤(2)中，取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入硫酸溶液进行酸浸，同时进行搅拌，使得阻燃塑料颗粒软化。酸浸温度为280 350°C，酸浸反应3 4小时，阻燃塑料颗粒中的无机物得到完全浸出，制得酸浸混合产物，所述无机物包括锑氧化物、钥酸盐、硼酸锌和氢氧化物等。在酸浸过程中，阻燃塑料中的卤化物形成氢卤酸。通过冷凝回收装置回收挥发的氢卤酸，制得含有氢卤酸的混合溶液。优选地，硫酸溶液的浓度为60 98%。优选地，硫酸与阻燃塑料颗粒中所含锑的摩尔数之比为1: 0.05 0.2。优选地，冷凝温度为220 280°C。优选地，含有氢卤酸的混合溶液进一步被净化。具体为通过净化装置(例如装有丙酮的吸收装置)去除少量不溶于水的有机物。步骤(3)中，取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置5 10分钟使得软化后的塑料和混合溶液分层。无机物溶解于硫酸中形成混合溶液即为液体层。将该液体层排出，收集塑料层即得回收塑料。回收塑料改性后可重新利用。步骤(4)中，取步骤(3)中所述液体层，该液体层为含有金属离子的硫酸溶液，含有锑离子和少量的锌离子、钥离子、铝离子和镁离子。加入碱，回调pH值至1.0 2.0。随后加入铁粉置换。过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉。优选地，金属铁与锑的摩尔数之比为I: 0.2 0.9。步骤(5)中，取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液，加入双氧水溶液氧化溴化氢，再用四氯化碳萃取其中的溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。优选地，双氧水的质量分数为15 30%，所述双氧水与溴化氢的摩尔数之比1: 0.6 0.8，在30 50°C反应10 30分钟。
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本发明提供的一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，具有以下有益效果:能够变废为宝，综合回收所述阻燃塑料中的锑、卤素和塑料，工艺简单且无污染，具有巨大的社会效益和经济效益。
图1为本发明实施例的流程示意图。
具体实施例方式以下所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。图1为本发明实施例的流程示意图。实施例一一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，包括以下步骤:(I)清洗破碎取含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料，清洗，破碎，制得粒径为10 100 μ m的阻燃塑料颗粒；(2)酸浸反应取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入浓度为60%的硫酸溶液进行酸浸，硫酸与阻燃塑料颗粒中所含锑的摩尔数之比为1: 0.05，酸浸温度为280°C，酸浸反应时间为4小时，制得酸浸混合产物，酸浸反应的同时冷凝回收氢卤酸，冷凝温度为220 240°C，制得含有氢齒酸的混合溶液；(3)回收塑料:取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置5分钟，待分层后将液体层排出，收集塑料层即得回收塑料；(4)回收锑:取步骤(3)中所述液体层，加入碱，回调pH值至1.0，加入铁粉置换，金属铁与锑的摩尔数之比为1: 0.2，过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉；(5)回收氢卤酸:取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液,加入质量分数为15%的双氧水，所述双氧水与溴化氢的摩尔数之比1: 0.6，在30°C反应30分钟，再用四氯化碳萃取其中的溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。实施例二一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，包括以下步骤:(I)清洗破碎:取含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料，清洗，破碎，制得粒径为10 100 μπι的阻燃塑料颗粒；(2)酸浸反应:取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入浓度为98%的硫酸溶液进行酸浸，硫酸与阻燃塑料颗粒中所含锑的摩尔数之比为1: 0.2，酸浸温度为3501:，酸浸反应时间为3小时，制得酸浸混合产物，酸浸反应的同时冷凝回收氢卤酸，冷凝温度为260 280°C，制得含有氢卤酸的混合溶液；(3)回收塑料:取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置10分钟，待分层后将液体层排出，收集塑料层即得回收塑料；(4)回 收锑:取步骤(3)中所述液体层，加入碱，回调pH值至2.0，加入铁粉置换，金属铁与锑的摩尔数之比为1: 0.9，过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉；(5)回收氢卤酸:取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液，加入质量分数为30%的双氧水，所述双氧水与溴化氢的摩尔数之比1: 0.8，在50°C反应10分钟，再用四氯化碳萃取其中的溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。实施例三一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，包括以下步骤:(I)清洗破碎:取含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料，清洗，破碎，制得粒径为10 100 μπι的阻燃塑料颗粒；(2)酸浸反应:取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入浓度为80%的硫酸溶液进行酸浸，硫酸与阻燃塑料颗粒中所含锑的摩尔数之比为1: 0.1，酸浸温度为320°C，酸浸反应时间为3小时，制得酸浸混合产物，酸浸反应的同时冷凝回收氢卤酸，冷凝温度为250 260°C，制得含有氢卤酸的混合溶液，含有氢卤酸的混合溶液进一步通过装有丙酮的吸收装置去除少量不溶于水的有机物；(3)回收塑料:取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置10分钟，待分层后将液体层排出，收集塑料层即得回收塑料；(4)回收锑:取步骤(3)中所述液体层，加入碱，回调pH值至1.5，加入铁粉置换，金属铁与锑的摩尔数之比为1: 0.5，过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉；(5)回收氢卤酸:取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液,加入质量分数为25%的双氧水，所述双氧水与溴化氢的摩尔数之比1: 0.7，在40°C反应20分钟，再用四氯化碳萃取其中的溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。
权利要求
1.一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，其特征在于，包括以下步骤: (1)清洗破碎:取含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料，清洗，破碎，制得阻燃塑料颗粒； (2)酸浸反应:取步骤(I)中所述阻燃塑料颗粒，加入硫酸溶液进行酸浸，酸浸温度为280 350°C，酸浸反应时间为3 4小时，制得酸浸混合产物，酸浸反应的同时冷凝回收氢卤酸，制得含有氢齒酸的混合溶液； (3)回收塑料:取步骤(2)中所述酸浸混合产物，静置5 10分钟，待分层后将液体层排出，收集塑料层即得回收塑料； (4)回收锑:取步骤(3)中所述液体层，加入碱，回调pH值至1.0 2.0，加入铁粉置换，过滤分离固液，取滤渣即得粗锑粉； (5)回收氢卤酸:取步骤(2)中所述含有氢卤酸的混合溶液，加入双氧水溶液氧化溴化氢，再用四氯化碳萃取其中的 溴，分别回收盐酸溶液和溴溶液。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(I)中阻燃塑料颗粒的粒径为10 100 μ mD
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫酸溶液的浓度为60 98%。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中硫酸与阻燃塑料颗粒中所含锑的摩尔数之比为1: 0.05 0.2。
5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中冷凝温度为220 280°C。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(2)中含有氢卤酸的混合溶液进一步被净化。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(4)中铁与锑的摩尔数之比为I: 0.2 0.9。
8.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述步骤(5)中双氧水的质量分数为15 30%，所述双氧水与溴化氢的摩尔数之比1: 0.6 0.8，在30 50°C反应10 30分钟。
全文摘要
本发明提供了一种含卤化物和锑氧化物的阻燃塑料的处理方法，包括清洗破碎、加入硫酸溶液进行酸浸制得酸浸混合产物、回收塑料、回收锑和回收氢卤酸的步骤。该方法能够变废为宝，综合回收所述阻燃塑料中的锑、卤素和塑料，工艺简单且无污染，具有巨大的社会效益和经济效益。
文档编号C22B3/46GK103159978SQ20111041482
公开日2013年6月19日 申请日期2011年12月13日 优先权日2011年12月13日
发明者王勤, 郭苗苗, 闫梨, 苏陶贵 申请人:荆门市格林美新材料有限公司