钠硼解石复合矿制取硼砂新工艺

针对青藏地区钠硼解石复合矿矿型特点，提出两步碱解法制取硼砂的新工艺。经正交试验考察碱用量、碱比例、液固比和反应时间等因素对反应浸出率的影响，确定的优化工艺条件为：n（Na2CO3）：n（NaHCO3）=1：3，液固质量比为3，反应温度95℃，反应时间120min。试验结果：B2O3浸出率为98．89％，收率为93．68％，产品质量符合国家标准。该工艺收率高，耗碱量低，易于工业化。     

钠硼解石复合矿制取硼砂新工艺中试研究

针对青藏地区钠硼解石复合矿矿型特点，提出两步碱解法制取硼砂的新工艺。经中试研究，确定了最佳工艺条件，试验结果：B2O3浸出率为98．93％，收率为90．81％，产品质量符合国家标准。该工艺收率高，耗碱量低，易于工业化。     

采用钠硼解石生产硼酸的工艺研究

由青海大柴旦钠硼解石矿中提取硼酸，找出了最佳工艺条件，即：矿粒细度〈1．7mm，反应温度80～90℃，反应液酸度（pH）2～3，结晶温度20～25℃，反应液中硼酸质量分数15％～16％，蒸发过程镁离子质量分数〈4％，渣带失（以三氧化二硼计）质量分数〈2％。在此条件下对其工艺技术的稳定性、可靠性及适应性进行了研究。结果表明，硼的总收率达85％以上，利用本地资源生产硼酸，投资少，见效快。     

水热法解聚钠硼解石制备硼酸钙

以钠硼解石天然矿粉为原料，经水热解聚和相转化制备出硼酸钙产品。通过化学分析、XRD及TG—DTG分析表明：产品中的物相主要是白硼钙石（4CaO·5B2O3-7H2O）、硬硼钙石（2CaO·3B2O3·5H2O）和羟硼钙石（3CaO·2B2O3·9H2O）。实验确定了适宜的工艺条件，即：反应体系液固体积质量比为2．5mL／g左右；解聚温度120℃；解聚时间8h左右；干燥温度在200℃左右。在此工艺条件下制得的硼酸钙产品的氧化钠质量分数在0．5％以下，很好地满足了无碱玻璃纤维工业对含硼原料的要求。     

硼精矿钠化焙烧-水浸制取硼砂

以硼精矿为原料、Na₂CO₃为钠化剂,在TG-DTA热分析基础上,研究了硼精矿钠化焙烧-水浸制取硼砂过程中Na₂CO₃用量、焙烧温度、焙烧时间、成型压力对B₂O₃浸出率的影响,采用X射线衍射和扫描电镜对硼精矿钠化焙烧产物和硼砂制品的相组成和显微形貌进行了表征分析。结果表明：在5倍Na₂CO₃理论用量、样品成型压力5 MPa、温度850℃、保温3 h最优条件下,硼精矿中主要含硼矿物硼镁石[MgBO₂（OH）]转变为可溶性硼酸钠盐Na₃BO₃和Na₂B₄O₇,实现了硼矿物活化和碱解过程同步完成。焙烧产物经常压水浸,B₂O₃浸出率达91.05%。水浸滤液经除杂、蒸发、浓缩后获得了结晶良好的硼砂制品。     

石灰法分解钠硼解石制备硼酸钙

以钠硼解石天然矿粉为原料,消石灰为分解剂,经分解、过滤、洗涤及干燥制备出硼酸钙(CaO·B2O3·6H2O)产品.实验研究确定了适宜的工艺条件,即硼钙配料比m(B2O3):m(CaO)在1.6:1左右,液固比为3.2:1左右,温度25℃,反应时间5～6 h.在此工艺条件下制得的硼酸钙产品含B2O3 40%～42%、CaO 27%～30%,可以作为玻璃纤维工业的含硼原料使用.     

由西藏硼镁矿制取硼砂的工艺研究

介绍了用碳酸氢钠分解西藏硼镁矿制取硼砂的方法,提出了该工艺的最佳条件。在最佳条件下,硼镁矿分解率达到９６％以上。     

高炉富硼渣低温钠化焙烧水浸制取硼砂

以Na_2CO_3为钠化剂,对高炉富硼渣采用低温钠化焙烧—水浸方法制取硼砂,考察了焙烧温度、焙烧时间、Na_2CO_3加入量、高炉富硼渣粒度、浸出温度、浸出时间、液固比等对硼浸出率的影响。高炉富硼渣中主要组分为镁橄榄石(Mg_2SiO_4),硼元素主要以玻璃态存在。试验结果表明,低温钠化焙烧过程和水浸过程对硼浸出率有显著影响,这是因为钠化焙烧使硼转化成了可溶性的硼酸钠盐,有利于硼的浸出。试验获得的最佳工艺参数如下:高炉富硼渣颗粒200目通过率为98.56%、Na_2CO_3加入量为理论量的4倍、焙烧温度为700℃、焙烧时间为4h、浸出温度为95℃、水浸时间为2h、液固比为10∶1;在此条件下,硼的一次常压水浸浸出率为71.81%,水浸滤液经除杂、蒸发浓缩后获得了结晶良好的硼砂产品,纯度为96.3%。     

硝酸分解钠硼解石制备硼酸的工艺研究

以玻利维亚钠硼解石矿为原料,采用硝酸酸解硼矿制备硼酸。考察了钠硼解石的洗矿和酸解工艺,结果表明：在洗矿工艺中,控制液固体积质量比为6 mL/g和洗矿时间为20~30 min,氯离子的脱除率达到92.17%;在酸解工艺中,控制硝酸用量为理论用量的90%、液固质量比为5、反应温度为60 ℃和反应时间为40~60 min,硼的浸出率达到98%以上。在上述工艺条件下进行硼酸母液循环研究,结果显示,随着循环次数的增加,虽然母液中的硝酸钙和硝酸钠不断积累,其质量浓度不断增加,但硼酸的质量浓度保持稳定。合适的循环次数有利于硼的回收和母液中硝酸盐浓度的提高,使母液可以用于生产硝酸钠和碳酸钙等附加值高的副产品。     

由硼砂矿制备硼砂的工艺研究

采用水浸-冷结晶工艺由天然硼砂矿制取硼砂产品,研究了浸出温度、液固比、浸出时间、结晶温度和结晶时间等因素对浸出和结晶的影响。最优工艺条件：浸出温度为60 ℃,液固体积质量比为2 mL/g,浸出时间为30 min;结晶温度为0～10 ℃,结晶时间为6 h。在最优条件下,硼浸出率大于98%,硼砂结晶率接近94%,硼回收率约92%。制得的硼砂产品杂质含量低,纯度高,产品质量达到GB/T 537-2009《工业十水合四硼酸二钠》一等品指标要求。     

中国硼砂工业生产的技术创新

论述了具有中国自主知识产权的碳碱法生产硼砂工艺的诞生及演变、完善、发展的过程。碳碱法工艺由于具有许多优越性,已成为中国制造硼砂的唯一方法,在经历小试、中试到实现工业化的历程中及由常用的硼镁矿资源到后备资源--硼铁矿采用这条工艺的加工过程中,均显示出了强大的生命力。讨论了强化碳碱法工艺的途径,如用浓二氧化碳气体碳解,采用添加剂的方法,改进和放大碳解釜的结构等技术措施。     

一种高效节能降耗的碳碱法制造硼砂新工艺

通过对现行的碳碱法制硼砂的工艺过程进行分析,提出碳解过程可分为反应初期、主反应期和反应末期3个阶段。反应初期和末期吸收速率大于反应速率;主反应期开始吸收速率大于反应速率,后期二者相当。针对反应过程的特点,提出了改进碳解反应的核心是提高碳解的二氧化碳压力和适当提高温度,并对现行工艺进行了改进。改进后的工艺技术指标为:硼矿碳解率90%、碳解时间9 h、二氧化碳利用率大于96%、蒸汽消耗(以1 t硼砂计)1 292 kg。改进后的碳碱法工艺与原工艺比,反应时间缩短了1/2,能耗显著减少,二氧化碳减排效果明显,有助于提高环境质量。     

采用二乙醇胺作活化剂的碳碱法生产硼砂

对碳碱法生产硼砂工艺进行了改进,窑气经压缩后先顺次串联通过2台碳解罐,用碳酸氢钠作反应剂,将硼矿粉分解为硼砂。使出口气体中的二氧化碳体积分数保持在18%~19%。由于以碳酸氢钠代替了碳酸钠,和出口气体中的较多的二氧化碳,可使反应时间缩短1/2。碳解罐的出口气体依靠自身的压力,串联通过2座碳酸化塔,在二乙醇胺活化下,将碳酸钠碳酸化为碳酸氢钠,过滤后送入碳解罐中作为反应剂。由于碳酸化塔不需搅拌,因此动力可以节省1/2。通过与变压吸附法相比,每吨硼砂可节省动力19 kW.h。