[发明专利]一种电解盐湖卤水提取硼酸的方法

说明书

本发明公开了一种电解盐湖卤水提取硼酸的方法。它是首先对含氯和硼等离子的盐湖水进行蒸发浓缩和过滤处理除去水中的固态杂物；接着利用铂或石墨电解电极，以预处理后的盐湖卤水为电解液，通过直流或者脉冲直流电源在电解电极上施加2.0‑8.0 V的反应电压，在持续搅拌下进行电解，促使卤水中氯离子电解转化为盐酸和次氯酸，进而酸化水中硼转化为硼酸沉淀析出；最后通过过滤操作，干燥后得到硼酸。该方法具有操作简单，绿色环保的特点。

技术领域

本发明属于盐湖资源提取技术领域，具体涉及利用盐湖卤水提取硼酸的方法。

背景技术

硼是重要的工业原料，在玻璃、陶瓷、医药、肥料、纺织等领域具有广泛用途，我国约15%的国产硼是从盐湖中提取制得。当前，从盐湖中提取硼的主要方法有萃取法和酸化沉淀法。其中，萃取法依赖有机萃取剂，大规模从盐湖提硼，成本较高，且易造成二次污染。酸化沉淀法是在盐湖卤水中加盐酸、硫酸等无机酸，将硼转化为难溶的硼酸或者硼酸盐沉淀，得到初级产品，之后再通过无机酸溶解，冷却结晶制得硼酸产品。酸化沉淀法提硼，操作较简便，不需要复杂的设备仪器，是一种正在工业化应用的方法。值得注意的是，酸化沉淀法需往盐湖卤水中添加盐酸或硫酸等无机酸，耗酸量大。同时，为了提高提硼效率，特别是对低浓度(B＜50 mg/L)卤水，需要加入大量其他的辅助沉淀剂，会产生大量需要处理的废渣，使得生产成本增高。

有鉴于此，本发明提出一种电解盐湖卤水提取硼酸的方法，通过该方法可以将盐湖卤水中的Cl^-电解转化为HCl、HClO等无机酸，进而酸化水中硼转化为硼酸沉淀析出，实现低成本环保提取硼酸的目的。

发明内容

针对当前酸化沉淀法提硼需要往卤水中添加大量盐酸、硫酸等无机酸导致的成本及环保问题，本发明一种电解盐湖卤水提取硼酸的方法，以实现低成本环保提硼的目的。本发明的主要原理及依据是：盐湖卤水中除硼外，还含有丰富的Cl⁻、SO₄^2-、K⁺、Na⁺等，这些离子是天然的电解产酸原料。通过电解作用，可以使卤水中的Cl^-电解氧化为Cl₂，Cl₂继而溶解在水中形成HCl、HClO等无机酸；HCl、HClO等可以逐渐酸化卤水，使其中的硼转化为硼酸沉淀析出，实现低成本环保提取水中硼资源的目的。

本发明的技术方案是：一种电解盐湖卤水提取硼酸的方法，依次包括如下步骤：

A、卤水预处理：将含氯和硼等离子的盐湖水进行蒸发浓缩，再过滤处理除去水中的固态杂物，得到电解提取硼酸的卤水原料；

B、电解条件控制：以性质稳定的材料铂、石墨作为电解电极，将预处理后的卤水作为电解液，通过直流或者脉冲直流电源在电极上施加反应电压；搅拌条件下进行电解卤水，促使卤水中氯离子转化为盐酸和次氯酸，进而酸化水中硼转化为硼酸沉淀析出；电解时间视卤水量和水中硼酸沉淀析出情况而定；

C、 产物分离：对电解后的卤水进行硼酸沉淀过滤，干燥后得到硼酸产品。

本发明反应中，氯离子先被电解氧化为氯气，氯气溶于水后形成盐酸和次氯酸，水中的硼再被盐酸和次氯酸酸化，逐渐转化为硼酸沉淀析出。

本发明通过电解作用，可以使卤水中的Cl^-电解氧化为Cl₂，Cl₂继而溶解在水中形成HCl、HClO等无机酸；HCl、HClO等可以逐渐酸化卤水，使其中的硼转化为硼酸沉淀析出，实现低成本环保提取水中硼资源的目的。

附图说明

下面结合附图和实施实例对本发明做进一步的描述：

附图1为本发明搭建的电解盐湖卤水提取硼酸装置示意图；

附图2为实施实例1中提取的硼酸产物红外光谱图；