新闻资讯
News
2022-09-13 16:17
制备硼砂的主要方法有:硫酸法、常压碱水解法、加压碱水解法、碳碱法、钠烧常压水浸出法、熔融钠烧常压水浸出法、钠烧常压水浸出法。硫酸法是以硼砂镁矿为原料生产硼酸的主要方法。硫酸法制备硼砂以硼砂镁粉为原料。向硼砂镁粉中加入硫酸分解，反应产物为粗硼酸和硫酸镁。为了制备硼砂，需要将混合产物分离得到粗硼酸。母液中硼酸与硫酸镁的分离主要采用硫酸盐析法、沉淀分离法(固体硼或固体镁)、浮选分离法、萃取回收法等方法。
针对硫酸法中B2O3回收率低、成本高、设备腐蚀严重等问题，提出了碱性水解法。为解决B2O3的污染，要从B2O3含量较高的硼矿石中提取硼砂，母液中残留的B2O3尽量通过母液的循环利用转移到硼砂中。硼砂镁矿碱水解过程中，首先要保证煅烧矿石的质量。生烧和过烧均能显著降低碱水解速率。以硼砂镁矿为实验原料，在一定温度下煅烧、粉碎，然后加入NaOH溶液进行碱水解(碱水解率在70% ~ 80%波动)。过滤洗涤除渣，滤液蒸发浓缩，冷却结晶，溶于水，再用小苏打中和，冷却结晶，分离硼砂。常压碱解的原料与常压碱解矿粉的不同，在加入NaOH溶液到碱性溶液的同时，需要外界一定的温度和压力对体系进行反应，在高温高压的环境下进行反应，过滤洗涤除去残渣，蒸发浓缩，冷却结晶后加水溶解滤液，加入小苏打中和，冷却结晶，分离出硼砂。与图1所示工艺流程相比，压力碱解法制备硼砂只控制碱解过程中的外部条件，控制温度和压力在一定范围内波动。其余实验制备过程与常压碱解法基本一致。这样的改进使原料在更高的温度和压力下能充分反应，提高碱水解速率。碳碱法与碱水解法较大的区别在于，在制备硼砂的过程中，CO2参与了反应，所以反应过程需要在相对封闭的环境中进行。采用Na2CO3和CO2反应剂在压力(0.6 ~ 1.0mpa, 130 ~ 140℃)下与硼粉反应。此时硼以B4O72-的形式进入溶液相，而镁以MgCO3沉淀的形式留在渣中，从而达到硼砂和镁分离的目的。通过控制pH值，镁会形成碳酸镁或碱式碳酸镁沉淀，通过过滤与溶液中的硼分离。压力和温度的升高都能缩短反应时间，加快反应过程。分离硼砂后的母液可直接返回原料。该工艺流程短，排出的渣为弱碱性，不容易污染环境。