[发明专利]一种从含镁盐湖老卤中萃取提硼的方法

说明书

技术领域

本发明涉及盐湖卤水资源开发与综合利用技术，属于无机盐化工技术领域，具体涉及一种从含镁盐湖老卤中萃取提硼的方法。

背景技术

硼酸是一种重要的基础化工原料，是玻璃纤维、绝缘材料、永磁材料、陶瓷、洗涤剂、农药、阻燃剂等众多化工产品的重要组成物质，对冶金、建材、机械、电子、化工、国防、农业、医药等诸多行业的发展有重要作用。目前，国内硼酸年消费量约32万吨，而产量仅能维持在9万吨左右，硼资源紧缺已威胁相关行业发展，特别是我国固体硼矿资源经过近几十年的开采已日益枯竭。而我国西部盐湖卤水中蕴含着丰富的液体硼矿资源，加上其储量巨大的钾盐、钠盐、镁盐、锂盐等矿产资源，具有重大的开发价值。通常，盐湖卤水经过提钾除钠后排放的老卤中不仅含有大量镁盐，还富集了大量硼酸，若不对其中的硼酸进行脱除或回收，不但影响后续氯化镁产品的质量而且微量硼酸的存在还严重影响氯化镁的电解效率。通过合适的提硼工艺不仅可以直接得到硼产品，缓解我国硼资源紧缺问题，还可以提高镁产品质量，对实现盐湖资源的综合利用，促进盐湖化工的可持续发展都有积极的推动作用。

从盐湖卤水中提取硼酸或硼砂的方法主要有酸化法、沉淀法、吸附法和溶剂萃取法等。中国专利CN 101024502A公开了一种用酸化法从盐湖卤水提硼的方法，以经过盐田法浓缩除去大部分钠、钾后的老卤为原料，加热至40℃～80℃并加入180～250L浓硫酸或浓盐酸，经酸化处理可制取硼酸，硼回收率为87％。虽然酸化法和沉淀法同样具有工艺流程简单且设备投资小的优点，但只适用于硼浓度(按B₂O₃计)＞20g/L的卤水，且硼的回收率较低，提硼后卤水中硼酸残留量高，按B₂O₃计仍高达6～7g/L，不能满足后续提镁工艺对原料中硼酸含量的要求。中国专利申请CN101691229A公开了一种用碳酸氢盐解吸被氢氧化镁沉淀吸附的钾、钠、锂、硼的方法，90％以上被氢氧化镁沉淀吸附的硼被解吸出来，使得硼回收率可提高10％以上。虽然吸附法对硼酸的吸附选择性高且分离效果好，可将B₂O₃降至10mg/L以下，但树脂吸附容量较小，树脂再生需要消耗大量的浓酸，对环境的污染大，生产成本较高，较适用于B₂O₃含量小于500mg/L的脱除，目前仍较难实现工业化应用。

相对而言，溶剂萃取法受溶液中硼酸含量的限制较小，生产设备简单。中国专利CN101544378A公开了一种以一元脂肪醇与非极性有机溶剂的混合溶剂作为萃取剂，从酸化后的含镁卤水中萃取硼酸的方法，得到的萃取相再用水进行反萃取将硼酸反萃到水相中，浓缩蒸发得到硼酸产品，可将原料中8.002g/L的B₂O₃降到30mg/L以下。中国专利申请CN 101318675A也公开了一种以含硼氯化镁饱和液为原料，加入盐酸或硫酸酸化沉淀硼酸，然后用一元混合脂肪醇进行5～10级逆流萃取，再加入水进行5～8级逆流反萃取，可将原料中6～10g/L的B₂O₃降到25mg/L以下，硼酸回收率可达到99％。中国专利申请CN 101538048A公开了一种从含硼氯化镁溶液中提取硼酸的方法，原料经过酸化、过滤、多次萃取、多次反萃、过滤、热熔脱色、过滤去渣、冷结晶过滤、蒸发、冷结晶过滤后得到硼酸产品，萃取剂为仲辛醇与异辛醇按1∶5比例混合复配得主链含C5～10带支链的一元混合脂肪醇，硼的回收率可达95％。以上专利报道的方法所采用的萃取剂为一元醇，对硼酸的萃取性能低，常需要与酸化法联用，或要求更多的理论级数和更高流比才能达到理想的提硼效果，因此对设备要求高且溶剂消耗量大，工业化生产成本高。相对而言，二元脂肪醇特别是1，3-二元脂肪醇具有更优的提硼效果，如中国专利申请CN 101676206A公开了一种以盐湖提锂后卤水为原料，用2-乙基-1，3-己二醇分别与异辛醇、异戊醇组合的混合醇萃取硼酸，当萃取剂体积分数为30％，水相pH为3，相比1∶1，萃取时间10min时能得到最佳工艺条件，B₂O₃最大饱和容量61.4g/L。然而，该申请所采用的1，3-二元脂肪醇2-乙基-1，3-己二醇在水溶液中流失仍较严重，常温下溶解度达到4.18g/L，经济上不适用，从而限制其工业化应用。

发明内容