[发明专利]一种盐湖卤水中硼资源的利用方法

说明书

本发明属于盐湖卤水资源利用技术领域，提供了一种盐湖卤水中硼资源的利用方法，主要包括以卤水中的镁为原料，加入铝源和沉淀剂，将镁铝沉淀的同时硼阴离子进入层间，得到硼酸根插层的富硼镁基层状双金属氢氧化物（MgAl‑B‑LDHs），过滤洗涤，可干燥后直接作为高抑烟阻燃剂添加至阻燃PP复合材料中，也可与碳酸钠溶液进行离子交换，层间阴离子硼酸根得到富集，提取硼酸；而卤水中的锂离子存留在滤液中，用锂离子印迹聚合物富集提锂。本发明的优点在于，可充分利用盐湖卤水中镁、硼资源，所得富硼镁基LDHs，对阻燃PP复合材料的抑烟阻燃有良好的效果。本发明工艺流程短，操作简单，在镁硼充分利用的同时实现了锂的分离富集。

技术领域

本发明属于盐湖卤水资源利用技术领域，特别是提供了一种盐湖卤水中硼资源的利用方法。

背景技术

盐湖卤水中蕴含着丰富的钾、锂、硼、镁等资源。我国钾资源的利用已达到相当规模，仅青海盐湖工业集团就拥有230万吨钾肥生产能力，但提钾后老卤中的锂、镁、硼等，并没有得到充分利用。目前对盐湖卤水资源利用，更多的是针对某单一资源的富集分离，特别是锂的提取，而对镁、硼资源的利用研究相对较少。

锂在储能材料和清洁核能开发中具有重要的战略地位，在高能电池、航空航天、核能发电等领域有着广泛应用，锂电池渐渐成为了电池行业的中流砥柱。锂的化合物如LiCl、Li₂CO₃、LiH和有机锂化物，广泛用于电池、瓷器、制冷机器等工业范畴。

盐湖卤水中往往还含有大量的硼资源，在提锂过程中将其有效分离也是盐湖资源综合利用必不可少的环节。硼及其化合物在玻璃、陶瓷、冶金、原子能、皮革和颜料、日化医药、农业肥料等领域以及国防和其他化工行业均有广泛的应用。此外，在新材料领域，如非线性光学材料、激光材料、永磁材料、阻燃材料等也有良好的表现。

目前对镁资源的利用主要集中在初级镁化合物（氢氧化镁、氧化镁、碳酸镁等）、镁建筑材料、镁耐火材料、镁及镁合金等，附加值不高。高值镁基功能材料的产能相对较低，但未来5-10年产能和需求有很大增幅。

本发明利用外加铝源与卤水中镁离子共沉淀为镁基层状双金属氢氧化物（MgAl-LDHs），卤水中的硼阴离子插层进入层间，由于卤水中硼的存在形式的多样性，主要由B(OH)₄^-、B₂O₄^2-和多聚体形式存在，对于多聚硼阴离子而言，离子体积相对较大，通过调变溶液pH将多聚硼离子先转变为B₂O₄^2-和B(OH)₄^-离子，再调变Mg/Al比，间接调控层间距、实现硼的高效插层，制得富硼镁基LDHs，母液中硼离子含量几乎检测不到。将所得富硼镁基LDHs在阻燃PP复合材料加工中，具有高抑烟阻燃性能。

发明内容

本发明的目的在于提供一种盐湖卤水中硼资源的利用方法。该方法以卤水中的镁为原料，通过外加铝源，用碱沉淀，使镁铝快速沉淀，硼阴离子进入层间，得到富硼镁基LDHs，过滤洗涤，可干燥后直接作为高抑烟阻燃剂添加至阻燃PP复合材料中；或与碳酸钠溶液进行离子交换，层间阴离子硼酸根交换至溶液中得到浓溶液，酸化后得到硼酸；而卤水中的锂离子存留在滤液中，用锂离子印迹聚合物富集提锂。该方法工艺简单、安全，生产周期短，具有较好的工业应用前景。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

在盐湖卤水中，加入铝源，用碱作沉淀剂，使镁快速沉淀，硼阴离子进入层间，得到硼酸根插层的镁基LDHs，过滤洗涤，可干燥后直接作为高抑烟阻燃剂添加至阻燃PP复合材料中；或与碳酸钠溶液进行离子交换，层间阴离子硼酸根交换至溶液中得到浓溶液，酸化后得到硼酸；而卤水中的锂离子存留在滤液中，用锂离子印迹聚合物富集提锂。

具体步骤如下：

（1）抑烟阻燃剂制备