專利名稱：利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及鹽化工技術領域，具體地說是涉及一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法。
背景技術：
世界高硼硅酸鹽玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始于20世紀的美國，近一個世紀以來發(fā)展迅速， 已由初期的一兩個產(chǎn)品發(fā)展到目前的一千余個品種，成為材料工程領域的重要產(chǎn)業(yè)之一。 上個世紀90年代以來，我國高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)也獲得了快速的發(fā)展，尤其是2001年以后，我國高硼硅酸鹽玻璃產(chǎn)業(yè)形成了以山東力諾集團為代表的行業(yè)群體。所生產(chǎn)的產(chǎn)品包括照明器材、實驗室器皿、玻璃炊具、太陽能集熱管、醫(yī)療器具、液晶顯示屏、空心玻璃管、藥用玻璃、光學儀器玻璃、太陽能電池等等。高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的產(chǎn)品質(zhì)量有著較高的要求，尤其是對產(chǎn)品中鐵、氯化物、硫酸鹽的含量要求較高，上述指標超標，不僅會影響窯爐使用壽命，還會對玻璃制品的透明度、透光率、堅牢度等造成嚴重影響。就現(xiàn)實情況看，我國高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)所采用的幾乎全部為進口硼酸。據(jù)調(diào)研，我國高硼硅玻璃行業(yè)有使用國產(chǎn)硼酸的愿望，但可惜的是，目前國產(chǎn)硼酸無論在品種上，還是在質(zhì)量上，還沒有哪一家能滿足高硼硅玻璃行業(yè)最起碼的要求。品種與質(zhì)量，是國產(chǎn)硼酸在推廣應用的最大障礙。因此，能生產(chǎn)出自己的高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級的硼酸是國內(nèi)技術人員近年來追求的目標。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法，對提鋰母液綜合回收利用做出了探討，對提高鹽湖資源綜合利用率有積極的意義， 具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，綜合效益好，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。本發(fā)明的方法，具有以下步驟
Cl)提鋰后的鹵水，硼含量為2. 8 3. lg/L,經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到 8. O 9. Og/L左右，過濾除渣后備用；
(2)取過濾后的濃縮鹵水用硫酸進行酸化,酸的用量為控制在反應終點的pH值I.O
I.5左右，同時加入O. 5 1%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70%左右；
(3)酸化液中固液比可到達到2.O 2. 5%，用箱式壓濾機進行壓濾RO水洗滌后，可得主含量為90%的粗硼酸；
(4)壓濾后的母液硼含量為2.8g/L左右，對其進行萃取，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃，反萃取率可達到90%90±2% ；
(5)將反萃液加熱至90°C±2°C，用加熱后的反萃液熱溶粗硼酸，控制到硼酸溶液剛好飽和。熱溶后的硼酸溶液冷結晶6 8小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于 99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法與現(xiàn)有技術相比較有以下有益效果用反萃液作為溶解粗硼酸的溶劑，考慮反萃液中硼酸的含量， 當反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1時溶液剛好飽和，用反萃液溶解粗硼酸有兩個優(yōu)點，一是反萃液為純凈的硼酸溶液，避免了帶入新雜質(zhì)，二是也解決了反萃取硼酸含量低，單獨處理成本高的問題。用熱的反萃液溶解粗硼酸，控制溶解后的溶液硼酸剛好達到飽和。本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，綜合效益好，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。對提高鹽湖資源綜合利用率有積極的意義。


本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法有如下附圖
圖I為本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法工藝流程圖2為本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法提鋰母液鹽田灘曬前后化學組成表；
圖3為本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法萃取劑、 相比和反萃取劑組成表；
圖4為本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法成品硼酸化學組成表。具體的實施方法
下面結合附圖和實施例對本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法技術方案作進一步描述。如圖I 一圖4所示，本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法包括以下步驟
(1)鹽湖提鋰母液鹽田灘曬壓濾步驟硼含量為2.8 3.^/1，經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到8. O 9. Og/L ；
(2)硫酸酸化步驟硫酸的用量為控制在反應終點的pH值I.O I. 5，同時加入O. 5 1%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70. 5% ；
(3)壓濾分離步驟酸化液中固液比達到2.O 2. 5%，用箱式壓濾機進行壓濾，用去離
子水
洗滌后可得主含量為90%的粗硼酸；
(4)壓濾后的酸化析硼母液pH值為2.0±0. 2，符合萃取的酸度條件，對其進行常溫萃取，鹵水與萃取的比例為2:1,萃取時間10分鐘,萃取收率可達到85%,對飽和后的萃取劑進行三級反萃，反萃也在常溫下進行，負載萃取劑與反萃劑的比例為2:1,反萃時間為8分鐘， 反萃取率可達到90 ±2% ；
(5)將反萃液加熱至90±2°C，用加熱后的反萃液熱溶酸化壓濾所得粗硼酸，90°C時硼酸的溶解度為30g,熱溶時要將反萃液中硼酸考慮進去，反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1 硼酸溶液剛好飽和；熱溶后的硼酸溶液冷結晶6 8小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。
所述的鹽湖提鋰母液灘曬步驟是將提鋰母液用泵導入鹽田，在日曬下水分自然蒸發(fā)，鹵水中的硼和鋰不斷富集，灘曬至氯化鎂飽和后，硼含量可以達到8. O 9. Og/L達到進入車間要求。所述的壓濾步驟為用箱式壓濾機將灘曬濃縮后鹵水過濾，除去鹵水中的固體懸浮雜質(zhì)和泥沙，鹵水的濁度由過濾前的彡5NTU,降低到過濾后的彡O. 5NTU以下，備用。所述的酸化步驟加料方式為鹵水和硫酸按25 1經(jīng)管道混合器混合進入反應罐， 進料的時間為I小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘，pH值I. O I. 5，反應開始時加入
6.5kg硼酸作為晶種；酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，物料加完后繼續(xù)攪拌反應30分鐘即為反應終點，單個酸化周期為I. 5個小時；10月份至次年4月份鹵水的溫度比較低，需要對鹵水進行加熱，加熱溫度為20 25°C，5月份后天氣轉(zhuǎn)暖，鹵水溫度上升，酸化反應在室溫下進行。所述的冷卻濃密和壓濾分離步驟酸化時由于硫酸稀釋放熱鹵水溫度升高3 5°C，酸化液的最終溫度接近30°C，生成的硼酸部分又返溶到溶液體系當中，有必要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，將25 30°C酸化液降溫至17±2°C;此時的固液比為2. 4%，進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2.98g/L，酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。酸化液中固液比為2. O 2. 5%,使用濃密設備使固液比提高到4 6%，可以增加后續(xù)壓濾分離工序的處理能力。壓濾分離步驟酸化液經(jīng)過濃密后，用箱式壓濾機進行壓濾去離子水洗滌，壓濾后的析硼母液用于萃取，萃取劑組成為體積比25%異辛醇取I. 25L+25%異戊醇取I. 25L +50% 磺化航空煤油取2. 5L,配制5L萃取劑，萃取所得粗硼酸主含量可到達90%。所述的萃取、反萃取步驟酸化析硼母液與萃取劑按2 I比例混合后，攪拌10分鐘，然靜置5分鐘進行分離，分離后在萃取劑加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃取，反萃取總收率可達到90%。所述的冷結晶、分離洗滌和干燥步驟熱溶后的硼酸溶液導入帶夾套的冷結晶罐中，冷卻降溫6 8小時后，用臥式刮刀離心機進行固液分離，用去離子水進行洗滌，洗滌后進入盤式干燥器進行干燥，即得符合要求的硼酸成品。實施例I。本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法包括以下步驟
(1)鹽湖提鋰母液鹽田灘曬壓濾步驟硼含量為2.8g/L，經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到8. Og/L ；
(2)硫酸酸化步驟硫酸的用量為控制在反應終點的pH值I.0，同時加入O. 5%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70. 5% ；
(3)壓濾分離步驟酸化液中固液比達到2.0%，用箱式壓濾機進行壓濾，用去離子水洗滌后可得主含量為90%的粗硼酸；
(4)壓濾后的酸化析硼母液pH值為I.8，符合萃取的酸度條件，對其進行常溫萃取，鹵水與萃取的比例為2:1,萃取時間10分鐘,萃取收率可達到85%,對飽和后的萃取劑進行三
6級反萃，反萃也在常溫下進行，負載萃取劑與反萃劑的比例為2:1,反萃時間為8分鐘,反萃取率可達到88% ；
(5)將反萃液加熱至88°C，用加熱后的反萃液熱溶酸化壓濾所得粗硼酸，90°C時硼酸的溶解度為30g，熱溶時要將反萃液中硼酸考慮進去，反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1硼酸溶液剛好飽和；熱溶后的硼酸溶液冷結晶6小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。所述的鹽湖提鋰母液灘曬步驟是將提鋰母液用泵導入鹽田，在日曬下水分自然蒸發(fā)，鹵水中的硼和鋰不斷富集，灘曬至氯化鎂飽和后，硼含量可以達到8. Og/L達到進入車間要求。所述的壓濾步驟為用箱式壓濾機將灘曬濃縮后鹵水過濾，除去鹵水中的固體懸浮雜質(zhì)和泥沙，鹵水的濁度由過濾前的彡5NTU,降低到過濾后的彡O. 5NTU以下，備用。所述的酸化步驟加料方式為鹵水和硫酸按25 1經(jīng)管道混合器混合進入反應罐， 進料的時間為I小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘，pH值I. 0，反應開始時加入6. 5kg硼酸作為晶種；酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，物料加完后繼續(xù)攪拌反應30分鐘即為反應終點，單個酸化周期為1.5個小時；10月份至次年 4月份鹵水的溫度比較低，需要對鹵水進行加熱，加熱溫度為20°C，5月份后天氣轉(zhuǎn)暖，鹵水溫度上升，酸化反應在室溫下進行。所述的冷卻濃密和壓濾分離步驟酸化時由于硫酸稀釋放熱鹵水溫度升高3°C，酸化液的最終溫度接近30°C，生成的硼酸部分又返溶到溶液體系當中，有必要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，將25°C酸化液降溫至15°C ;此時的固液比為2. 4%， 進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸 41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2. 98g/L,酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。酸化液中固液比為2. 0%,使用濃密設備使固液比提高到4%，可以增加后續(xù)壓濾分離工序的處理能力。壓濾分離步驟酸化液經(jīng)過濃密后，用箱式壓濾機進行壓濾去離子水洗滌，壓濾后的析硼母液用于萃取，萃取劑組成為體積比25%異辛醇取I. 25L+25%異戊醇取I. 25L +50% 磺化航空煤油取2. 5L,配制5L萃取劑，萃取所得粗硼酸主含量可到達90%。所述的萃取、反萃取步驟酸化析硼母液與萃取劑按2 I比例混合后，攪拌10分鐘，然靜置5分鐘進行分離，分離后在萃取劑加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃取，反萃取總收率可達到90%。所述的冷結晶、分離洗滌和干燥步驟熱溶后的硼酸溶液導入帶夾套的冷結晶罐中，冷卻降溫6小時后，用臥式刮刀離心機進行固液分離，用去離子水進行洗滌，洗滌后進入盤式干燥器進行干燥，即得符合要求的硼酸成品。實施例2。本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法包括以下步驟
(I)鹽湖提鋰母液鹽田灘曬壓濾步驟硼含量為3. O g/L,經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到8. 5g/L ；(2)硫酸酸化步驟硫酸的用量為控制在反應終點的pH值I.2，同時加入O. 75%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70. 5% ；
(3)壓濾分離步驟酸化液中固液比達到2.25%，用箱式壓濾機進行壓濾，用去離子水洗滌后可得主含量為90%的粗硼酸；
(4)壓濾后的酸化析硼母液pH值為2.0，符合萃取的酸度條件，對其進行常溫萃取，鹵水與萃取的比例為2:1,萃取時間10分鐘,萃取收率可達到85%,對飽和后的萃取劑進行三級反萃，反萃也在常溫下進行，負載萃取劑與反萃劑的比例為2:1,反萃時間為8分鐘,反萃取率可達到90% ；
(5)將反萃液加熱至90°C，用加熱后的反萃液熱溶酸化壓濾所得粗硼酸，90°C時硼酸的溶解度為30g，熱溶時要將反萃液中硼酸考慮進去，反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1硼酸溶液剛好飽和；熱溶后的硼酸溶液冷結晶7小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。所述的鹽湖提鋰母液灘曬步驟是將提鋰母液用泵導入鹽田，在日曬下水分自然蒸發(fā)，鹵水中的硼和鋰不斷富集，灘曬至氯化鎂飽和后，硼含量可以達到8. 5g/L達到進入車間要求。所述的壓濾步驟為用箱式壓濾機將灘曬濃縮后鹵水過濾，除去鹵水中的固體懸浮雜質(zhì)和泥沙，鹵水的濁度由過濾前的彡5NTU,降低到過濾后的彡O. 5NTU以下，備用。所述的酸化步驟加料方式為鹵水和硫酸按25 1經(jīng)管道混合器混合進入反應罐， 進料的時間為I小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘，pH值I. 25，反應開始時加入6. 5kg硼酸作為晶種；酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，物料加完后繼續(xù)攪拌反應30分鐘即為反應終點，單個酸化周期為I. 5個小時；10月份至次年 4月份鹵水的溫度比較低，需要對鹵水進行加熱，加熱溫度為22. 5°C，5月份后天氣轉(zhuǎn)暖，鹵水溫度上升，酸化反應在室溫下進行。所述的冷卻濃密和壓濾分離步驟酸化時由于硫酸稀釋放熱鹵水溫度升高4°C，酸化液的最終溫度接近30°C，生成的硼酸部分又返溶到溶液體系當中，有必要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，將28°C酸化液降溫至17°C ;此時的固液比為2. 4%， 進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸 41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2. 98g/L,酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。酸化液中固液比為2. 25%,使用濃密設備使固液比提高到5%，可以增加后續(xù)壓濾分離工序的處理能力。壓濾分離步驟酸化液經(jīng)過濃密后，用箱式壓濾機進行壓濾去離子水洗滌，壓濾后的析硼母液用于萃取，萃取劑組成為體積比25%異辛醇取I. 25L+25%異戊醇取I. 25L +50% 磺化航空煤油取2. 5L,配制5L萃取劑，萃取所得粗硼酸主含量可到達90%。所述的萃取、反萃取步驟酸化析硼母液與萃取劑按2 I比例混合后，攪拌10分鐘，然靜置5分鐘進行分離，分離后在萃取劑加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃取，反萃取總收率可達到90%。所述的冷結晶、分離洗滌和干燥步驟熱溶后的硼酸溶液導入帶夾套的冷結晶罐中，冷卻降溫7小時后，用臥式刮刀離心機進行固液分離，用去離子水進行洗滌，洗滌后進入盤式干燥器進行干燥，即得符合要求的硼酸成品。實施例3。本發(fā)明一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法包括以下步驟
(1)鹽湖提鋰母液鹽田灘曬壓濾步驟硼含量為3.lg/L，經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到9. Og/L ；
(2)硫酸酸化步驟硫酸的用量為控制在反應終點的pH值I.5，同時加入1%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70. 5% ；
(3)壓濾分離步驟酸化液中固液比達到2.5%，用箱式壓濾機進行壓濾，用去離子水洗滌后可得主含量為90%的粗硼酸；
(4)壓濾后的酸化析硼母液pH值為2.2，符合萃取的酸度條件，對其進行常溫萃取，鹵水與萃取的比例為2:1,萃取時間10分鐘,萃取收率可達到85%,對飽和后的萃取劑進行三級反萃，反萃也在常溫下進行，負載萃取劑與反萃劑的比例為2:1,反萃時間為8分鐘,反萃取率可達到92% ；
(5)將反萃液加熱至92°C，用加熱后的反萃液熱溶酸化壓濾所得粗硼酸，90°C時硼酸的溶解度為30g，熱溶時要將反萃液中硼酸考慮進去，反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1硼酸溶液剛好飽和；熱溶后的硼酸溶液冷結晶8小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。所述的鹽湖提鋰母液灘曬步驟是將提鋰母液用泵導入鹽田，在日曬下水分自然蒸發(fā)，鹵水中的硼和鋰不斷富集，灘曬至氯化鎂飽和后，硼含量可以達到9. Og/L達到進入車間要求。所述的壓濾步驟為用箱式壓濾機將灘曬濃縮后鹵水過濾，除去鹵水中的固體懸浮雜質(zhì)和泥沙，鹵水的濁度由過濾前的彡5NTU,降低到過濾后的彡O. 5NTU以下，備用。所述的酸化步驟加料方式為鹵水和硫酸按25 1經(jīng)管道混合器混合進入反應罐， 進料的時間為I小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘，pH值I. 5，反應開始時加入6. 5kg硼酸作為晶種；酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，物料加完后繼續(xù)攪拌反應30分鐘即為反應終點，單個酸化周期為1.5個小時；10月份至次年 4月份鹵水的溫度比較低，需要對鹵水進行加熱，加熱溫度為25°C，5月份后天氣轉(zhuǎn)暖，鹵水溫度上升，酸化反應在室溫下進行。所述的冷卻濃密和壓濾分離步驟酸化時由于硫酸稀釋放熱鹵水溫度升高5°C，酸化液的最終溫度接近30°C，生成的硼酸部分又返溶到溶液體系當中，有必要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，將30°C酸化液降溫至19°C ;此時的固液比為2. 4%， 進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸 41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2. 98g/L,酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。酸化液中固液比為2. 5%,使用濃密設備使固液比提高到6%，可以增加后續(xù)壓濾分離工序的處理能力。壓濾分離步驟酸化液經(jīng)過濃密后，用箱式壓濾機進行壓濾去離子水洗滌，壓濾后的析硼母液用于萃取，萃取劑組成為體積比25%異辛醇取I. 25L+25%異戊醇取I. 25L +50%磺化航空煤油取2. 5L,配制5L萃取劑，萃取所得粗硼酸主含量可到達90%。所述的萃取、反萃取步驟酸化析硼母液與萃取劑按2 I比例混合后，攪拌10分鐘，然靜置5分鐘進行分離，分離后在萃取劑加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃取，反萃取總收率可達到90%。所述的冷結晶、分離洗滌和干燥步驟熱溶后的硼酸溶液導入帶夾套的冷結晶罐中，冷卻降溫8小時后，用臥式刮刀離心機進行固液分離，用去離子水進行洗滌，洗滌后進入盤式干燥器進行干燥，即得符合要求的硼酸成品。本發(fā)明方法鹽湖提鋰母液硼含量為3. Og/L,取200m3提鋰母液，用泵導入防滲漏鹽田，經(jīng)過為期6個月的灘曬濃縮后，硼含量可以達到了 8. Og/L，共產(chǎn)出濃縮后富硼母液 65m3，鹽田收率為86. 7%，13. 3%的鹵水在濃縮過程中滲漏損失了。對上述濃縮富硼鹵水進行壓濾，除去鹵水中的泥沙和懸浮物，過濾前鹵水的池度為6. 2NTU,過濾后的鹵水的池度為O. 4NTU。取過濾后鹵水Im3,在室溫下用硫酸進行酸化，選擇管道混合器混合進料方式，進料時間為I個小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘， 此時的PH值I. 3，反應開始時加入6. 5kg硼酸作為晶種。酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，生成的硼酸部分又返溶了，需要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，降溫至17°C左右，此時的固液比為2. 4%，進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2.98g/L，酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。取上述析硼母液10L，進行萃取和反萃取試驗。萃取劑組成為25%異辛醇+25%異戊醇+50%航空煤油(體積比)，配制5L萃取劑， 取I. 25L異辛醇、I. 25L異戊醇和2. 5L磺化煤油混勻后即為萃取劑。反萃取劑為pH值為 1.5的去離子水，配制IOL的反萃取劑待用。萃取相比為鹵水比萃取劑2:1，取上述析硼母液IOL與配制好的萃取劑混合，攪拌10分鐘后，靜止5分鐘后溶液已明顯分層，進行兩相分離，分離后在萃取劑中加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取率為85%。對飽和后的有機相進行兩級反萃取，反萃相比為有機相比萃取劑2:1,萃取劑的量均為2. 5L。經(jīng)過三級反萃后，制得硼含量為3. 03g/L (折合硼酸含量為17. 33g/L)的反萃液7. 5L,反萃總收率為 90. 25%。取上述所得的反萃液7. 5L于帶夾套的反應罐中，加熱至90°C，在不斷攪拌的條件下加入上述主含量為90%的粗硼酸2. 67kg,硼酸溶液接近飽和，夾套中通入冷卻水，調(diào)節(jié)冷卻水的流量，冷卻時間控制在6個小時左右，冷卻溫度降至17°C左右，進行分離、洗滌和干燥，得成品硼酸2. 34kg。
權利要求
1.一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法，其特征在于包括以下步驟(1)鹽湖提鋰母液鹽田灘曬壓濾步驟硼含量為2.8 3.lg/L，經(jīng)鹽田灘曬濃縮后，硼含量可以達到8. O 9. Og/L ；(2)硫酸酸化步驟硫酸的用量為控制在反應終點的pH值I.O I. 5，同時加入O. 5 1%的硼酸晶種，酸化轉(zhuǎn)化率可達到70. 5% ；(3)壓濾分離步驟酸化液中固液比達到2.O 2. 5%，用箱式壓濾機進行壓濾，用去離子水洗滌后可得主含量為90%的粗硼酸；(4)壓濾后的酸化析硼母液pH值為2.0±0. 2，符合萃取的酸度條件，對其進行常溫萃取，鹵水與萃取的比例為2:1,萃取時間10分鐘,萃取收率可達到85%,對飽和后的萃取劑進行三級反萃，反萃也在常溫下進行，負載萃取劑與反萃劑的比例為2:1,反萃時間為8分鐘, 反萃取率可達到90 ±2% ；(5)將反萃液加熱至90±2°C，用加熱后的反萃液熱溶酸化壓濾所得粗硼酸，90°C時硼酸的溶解度為30g,熱溶時要將反萃液中硼酸考慮進去，反萃液與粗硼酸的比例為2. 28:1 硼酸溶液剛好飽和；熱溶后的硼酸溶液冷結晶6 8小時，離心分離、洗滌干燥后可得主含量大于等于99. 8%，雜質(zhì)含量符合高硼硅酸鹽玻璃級行業(yè)的高純硼酸。
2.根據(jù)權利要求I所述的利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法， 其特征在于所述的鹽湖提鋰母液灘曬步驟是將提鋰母液用泵導入鹽田，在日曬下水分自然蒸發(fā)，鹵水中的硼和鋰不斷富集，灘曬至氯化鎂飽和后，硼含量可以達到8. O 9. Og/L達到進入車間要求。
3.根據(jù)權利要求I所述的利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法， 其特征在于所述的壓濾步驟為用箱式壓濾機將灘曬濃縮后鹵水過濾，除去鹵水中的固體懸浮雜質(zhì)和泥沙，鹵水的濁度由過濾前的彡5NTU,降低到過濾后的彡O. 5NTU以下，備用。
4.根據(jù)權利要求I所述的利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法， 其特征在于所述的酸化步驟加料方式為鹵水和硫酸按25 1經(jīng)管道混合器混合進入反應罐，進料的時間為I小時，進料結束后繼續(xù)攪拌30分鐘，pH值I. O I. 5，反應開始時加入 6. 5kg硼酸作為晶種；酸化后由于硫酸稀釋放熱使鹵水溫度上升了 5°C，鹵水的溫度達到了 30°C，物料加完后繼續(xù)攪拌反應30分鐘即為反應終點，單個酸化周期為I. 5個小時；10月份至次年4月份鹵水的溫度比較低，需要對鹵水進行加熱，加熱溫度為20 25°C，5月份后天氣轉(zhuǎn)暖，鹵水溫度上升，酸化反應在室溫下進行。
5.根據(jù)權利要求I所述的利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法， 其特征在于，所述的冷卻濃密和壓濾分離步驟酸化時由于硫酸稀釋放熱鹵水溫度升高3 5°C，酸化液的最終溫度接近30°C，生成的硼酸部分又返溶到溶液體系當中，有必要對酸化液進行降溫，用列管換熱器對酸化液進行降溫，將25 30°C酸化液降溫至17±2°C;此時的固液比為2. 4%，進過濃密設備后，固液比達到了 4. 5%，對濃密后的酸化液進行壓濾，得主含量為75%粗硼酸41. 03kg，得壓濾后的析硼母液O. 9 m3，測定硼含量為2.98g/L，酸化時的酸化率為70%，但在降溫、濃密和壓濾工序中硼的損失率為5%。
6.根據(jù)權利要求I所述的利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法， 其特征在于，酸化液中固液比為2. O 2. 5%,使用濃密設備使固液比提高到4 6%，可以增加后續(xù)壓濾分離工序的處理能力。
7.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，壓濾分離步驟酸化液經(jīng)過濃密后，用箱式壓濾機進行壓濾去離子水洗滌，壓濾后的析硼母液用于萃取，萃取劑組成為體積比25%異辛醇取I. 25L+25%異戊醇取I. 25L +50%磺化航空煤油取2. 5L,配制5L萃取劑，萃取所得粗硼酸主含量可到達90%。
8.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的萃取、反萃取步驟酸化析硼母液與萃取劑按2 I比例混合后，攪拌10分鐘，然靜置5分鐘進行分離，分離后在萃取劑加入新鮮析硼母液，直至萃取劑飽和，單次萃取收率可達到85% ;對飽和后的萃取劑進行三級反萃取，反萃取總收率可達到90%。
9.根據(jù)權利要求I所述的方法，其特征在于，所述的冷結晶、分離洗滌和干燥步驟熱溶后的硼酸溶液導入帶夾套的冷結晶罐中，冷卻降溫6 8小時后，用臥式刮刀離心機進行固液分離，用去離子水進行洗滌，洗滌后進入盤式干燥器進行干燥，即得符合要求的硼酸成品O
全文摘要
本發(fā)明涉及一種利用鹽湖提鋰母液制取高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)級硼酸的方法，其基本工序為鹽湖提鋰母液鹽田灘曬濃縮后，進過壓濾除渣，硫酸酸化，酸化液冷卻降溫濃密后壓濾制得粗硼酸，酸化析硼母液進行萃取和三級反萃取，反萃液熱溶粗硼酸后冷結晶，最后進行離心分離、洗滌干燥包裝即得硼酸成品。本技術解決了鹽湖提鋰母液回收利用問題，為提高鹽湖資源硼的綜合回收率提供了一種新的方法，本技術具有工藝簡單，生產(chǎn)成本低，產(chǎn)品質(zhì)量好，綜合效益好，易于工業(yè)化生產(chǎn)的特點。
文檔編號C01B35/10GK102602953SQ20121010554
公開日2012年7月25日 申請日期2012年4月12日 優(yōu)先權日2012年4月12日
發(fā)明者劉國旺, 周曉軍, 唐發(fā)滿, 李健, 李增榮, 李鄭軍, 申朝貴, 祁臻峰, 薛芳英, 賈發(fā)云, 趙穎, 馬軍, 馬蕊瑞, 黎永娟 申請人:青海鋰業(yè)有限公司