[发明专利]一种含卤材料催化脱卤的方法

说明书

本发明公开一种含卤材料催化脱卤的新方法。该方法是将含卤材料破碎后加入到反应容器，再加入水、催化剂，搅拌均匀后在反应温度100～300℃下反应10～24h，反应结束后，含卤材料脱卤率可达80﹪以上；其中催化剂为水滑石、水滑石煅烧物或水滑石合成原料。本发明在水热环境下实现脱卤，对设备要求较低，催化剂用量少，操作易于控制，具有脱卤效率高、成本低、不产生二次污染等优点，便于卤素的回收和脱卤后含卤材料的处理处置或资源化，可广泛应用于聚氨酯泡沫塑料、电器塑料外壳、废电路板、废线路板、聚氯乙烯、聚苯乙烯和聚烯烃等废旧电子塑料和其他含卤塑料。

技术领域

本发明属于环保领域，特别涉及一种含卤材料催化脱卤的新方法。

背景技术

塑料制品约占固体废弃物总量的30～40﹪，而大多数塑料制品中通常添加有不同用量和类型的卤素以满足不同的用途。例如，为降低生产成本，提高产品的燃点，往往在PVC制品中添加有氯。为使塑料产品具有阻燃效果，大约30﹪的电子电气产品塑料使用了阻燃添加剂，其中约12﹪使用的是溴系阻燃剂。卤素在不同类型的塑料制品中起着独特的作用，但与此同时，卤素的存在也给含卤材料的处理处置以及资源化利用带来困难。作为添加型阻燃剂，PBDEs等在电子废物回收、利用和处置过程中很容易脱离出来进入环境，从而对人体健康和生态环境构成威胁。

含卤材料的处理处置通常有填埋、焚烧和再利用三种方式。填埋投资少、操作简单，但卤素的存在使得低水平的填埋方案不可行，且浪费土地资源。焚烧可省去废旧塑料的前期分离工作，但设备投资大，成本高，且若控制不当，焚烧过程中还会产生二噁英、多氯联苯等污染物。对于再利用，由于废旧塑料中往往有多种材料杂质混在一起，组分复杂，识别分离困难。塑料热裂解因可产生煤油、柴油和汽油等液体燃料或气体产物而受到关注，但此方法面临脱卤的难题。因此，如何有效脱卤成为含卤材料资源化利用的关键。

根据含卤材料脱卤过程中材料发生的变化，可分为破坏性和非破坏性脱卤两种方式。破坏性脱卤一般要借助材料本身的分解来实现，非破坏性脱卤则是在不改变材料大分子主链结构的前提下采用溶剂萃取脱卤，主要包括超声萃取、超临界萃取、微波和索氏萃取。破坏性脱卤主要包括热分解脱卤、水解脱卤、化学还原脱卤和真空热解脱卤。由于含卤材料的复杂性和卤素的多样性，各种脱卤技术仍处于初级的理论研究阶段，离工业技术的应用还有很大的差距。因此，开发高效清洁、工艺简单的含卤材料脱卤技术有着重要的现实意义和理论价值。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种含卤材料催化脱卤的新方法，该方法脱卤效率高、能耗低，并且脱卤过程中不会产生二次污染物，便于卤素的回收和脱卤后含卤材料的处理处置或资源化利用。

本发明的一种含卤材料催化脱卤的新方法，具体工艺步骤为：含卤材料破碎后，依次加入水、催化剂加入到反应容器，搅拌均匀后在反应温度 100～300℃下反应10～24h，反应结束后，含卤材料脱卤率可达80﹪以上；其中含卤材料与水的照质量比为0.05～0.2:1，催化剂与含卤材料的质量比为0.01～2.5：1。

所述的含卤材料包括但不限于含有卤元素的聚氨酯泡沫塑料、电器塑料外壳、废电路板、废线路板、聚氯乙烯、聚苯乙烯、聚烯烃等中的一种。

所述的催化剂为水滑石、水滑石煅烧物或水滑石合成原料；其中水滑石包括但不限于镁铝二元水滑石、镁铁二元水滑石、铁镁铝三元水滑石、镍钴铝三元水滑石、铜钴镁铝多元水滑石、锌镍镁铝多元水滑石中的一种，水滑石煅烧物为水滑石在400～800℃煅烧后的产物，水滑石合成原料包括但不限于碳酸钠、氢氧化铝、氧化镁、氢氧化钠、硝酸铝、硝酸镁、硝酸镍、硫酸铜、氯化铝中的一种或多种。