富硼渣常壓堿浸及浸出液凈化結(jié)晶硼砂的研究.pdf

1、我國的硼資源比較豐富，大多硼礦資源集中分布在遼寧省，主要以硼鐵礦和硼鎂礦的形式存在。其中，硼鎂礦是目前生產(chǎn)硼酸和硼砂的主要原材料。然而隨著遼寧地區(qū)硼礦資源的不斷開采，儲量日益減少，平均品位也急劇下降。所以加強(qiáng)硼礦資源的綜合利用，則是解決硼資源短缺的關(guān)鍵。硼鐵礦經(jīng)高爐熔態(tài)還原后，實(shí)現(xiàn)了硼、鐵的分離，得到含硼生鐵和富硼渣，富硼渣這種人造礦物的B2O3品位可以高達(dá)12％～17％，與焙燒后的硼鎂礦相似，可以代替硼鎂礦作為硼工業(yè)的原料。
　

2、　根據(jù)B-H2O體系電位-pH圖，分析硼離子在液相水溶液中的穩(wěn)定存在形式，并結(jié)合堿解反應(yīng)原理，實(shí)驗(yàn)研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時(shí)間、液固比、堿量、攪拌速度等因素對富硼渣中硼的浸出規(guī)律的影響，確定了富硼渣常壓堿浸實(shí)驗(yàn)的最佳工藝條件。常壓堿解法浸出品位為14.01％富硼渣的最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度為95℃，反應(yīng)時(shí)間為5h，液固比為3∶1，堿量為1.2∶1，攪拌速度為200r/min，在此條件下B2O3的浸出率為49.55％。并在此基礎(chǔ)上探索此法對于

3、較低品位的富硼渣的浸出規(guī)律，得出品位為11.91％富硼渣的常壓堿解最佳工藝條件為:反應(yīng)溫度為100℃，反應(yīng)時(shí)間為6h，液固比為3∶1，堿量為1.4∶1，攪拌速度為200r/min，在此條件下B2O3浸出率為51.43％。比較不同品位的富硼渣常壓堿浸率的結(jié)果表明，隨著礦石品位的降低，反應(yīng)時(shí)間、反應(yīng)溫度、堿量等消耗均略有增加，B2O3浸出率的變化不大，基本在50％左右。所以，常壓堿解法對品位在12％～14％的富硼渣的B2O3浸出率影響不大。

4、
　　在堿浸過程中，富硼渣中的Ca2+、Si4+雜質(zhì)同時(shí)也被浸出，隨硼離子一起進(jìn)入液相的浸出液中。實(shí)驗(yàn)研究了浸出液中Ca2+、Si4+雜質(zhì)的去除工藝，確定最佳工藝條件:向浸出液中加入3g NaHCO3，此時(shí)，含硼浸出液中的Ca2+幾乎完全被去除，并且溶液中的偏硼酸根陰離子(H2BO3-)全部轉(zhuǎn)化為多硼酸根離子(B4O72-);再將浸出液的pH值調(diào)節(jié)到9.0時(shí)，Si4+的去除率可高達(dá)99％，因此實(shí)現(xiàn)“一步法”去除雜質(zhì)的目的，為制取純

5、度較高的硼砂提供理論和技術(shù)支持。在結(jié)晶實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)研究了結(jié)晶溫度、降溫方式、結(jié)晶時(shí)間等因素對硼砂結(jié)晶率的影響規(guī)律，并確定了硼砂結(jié)晶的最佳工藝參數(shù):結(jié)晶溫度為5℃，結(jié)晶時(shí)間為12h，結(jié)合兩段式冷卻法，可以使結(jié)晶率達(dá)到73％，并且晶體顆粒均勻，晶體生長良好，純度可達(dá)到97％以上，符合國家硼砂質(zhì)量二級標(biāo)準(zhǔn)(GB/T537-2009)。
　　與碳堿法相比，常壓堿解法制取硼砂具有反應(yīng)時(shí)間短、不需要高壓條件、不需要通入氣體、設(shè)備簡單、安全且易