CN102001675B - 一种核电级高纯硼酸的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种核电级高纯硼酸的制备方法，属于化工技术领域。其特征是以工业硼酸为原料，将其溶于溶剂中，加入助剂反应一定时间后，蒸发结晶，烘干后的中间产物与反应物混合，加热搅拌反应一定时间之后，共沸蒸馏，得到的馏出物与水混合，待反应完全后蒸发结晶，得到产品，经过洗涤，干燥得到产品即为核电级高纯硼酸。整个流程简单易控制，无环境污染，在制造成本、产品性能等方面都展现出显著的竞争优势和利润空间；制备的硼酸纯度达到99.9999％，杂质含量均在1ppm以下，满足核工业的严格要求，可满足在核电工业、光学材料、晶体材料等高科技领域的对硼酸的特殊需求。
Description
技术领域
本发明属于化工技术领域，涉及到一种核电级高纯硼酸的制备方法。
背景技术
硼酸作为中子屏蔽剂在核工业中主要用于控制反应堆内核反应速度，使核反应堆稳定、安全地运行。但是国产硼酸产品中含有较高的Ca2+，Pb2+，Fe3+等杂质会导致在管道内部出现大量沉积物，影响设备正常使用，对金属部件也会造成腐蚀，甚至导致严重的放射性物质的泄漏，因此不能直接应用于核工业。目前我国核工业用核电级高纯硼酸基本依赖进口，开发新的核电级硼酸的生产技术十分必要。国产硼酸生产工艺多为浮选法工艺，存在着铁、钙等金属杂质与硫酸盐等阴离子杂质指标超标的问题，最近我们发明了可以制备光学玻璃专用硼酸方法，但该类硼酸的纯度仍不能满足核工业的要求。本发明针对核电工业对硼酸纯度的要求，提出一套工艺简便，效果显著的核电级高纯硼酸的制备工艺，生产的产品纯度达99.9999％，杂质含量均在1ppm以下，经测试杂质含量达到核电工业用硼酸的要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种核电级高纯硼酸的制备方法，不仅可以满足核电工业需求、也可以满足特种玻璃、晶体材料、光电材料等领域对硼酸纯度的要求。
本发明的技术方案是：以工业硼酸为原料，将其溶于溶剂中，加入助剂反应一定时间后，蒸发结晶，烘干后的中间产物与反应物混合，加热搅拌反应一定时间之后，共沸蒸馏，得到的馏出物与水混合，待反应完全后蒸发结晶，得到产品，经过洗涤，干燥得到产品即为核电级高纯硼酸。
原料、助剂、溶剂和反应物的种类和用量，反应温度、结晶温度和干燥温度如下：
原料为工业硼酸；助剂为双氧水、次氯酸、浓硝酸、稀硝酸等，可选取其中一种或者两种以上；溶剂为C4以下的一元醇、醚、酸、水，可选取其中的一种或者两种以上；反应物是分子式为CxHyO的化合物，可选取其中的一种或者两种以上，其中x为1～9；y为2x+2。原料与助剂的重量配比为100∶0.3～2；原料与反应物的重量配比为1∶3.5～12；反应温度及蒸馏温度为50～200℃；结晶温度为40～60℃，干燥温度为50～100℃。制备的工艺流程如下：
步骤1：将原料溶于溶剂中，待全部溶解后缓慢加入助剂，反应30～60分钟；在70～150℃蒸发结晶，干燥脱水得到中间产物。
步骤2：将步骤1得到中间产物与反应物混合，搅拌回流反应40～120分钟后，蒸馏得到馏出物；
步骤3：将步骤2得到的馏出物与水混合，在40～60℃搅拌反应30分钟～80分钟后，蒸发结晶，离心分离晶体和母液，母液可以循环使用，结晶产物洗涤，真空干燥后得到核电级高纯硼酸产品。
本发明的效果和益处是，整个流程简单易控制，无环境污染，在制造成本、产品性能等方面都展现出显著的竞争优势和利润空间；制备的硼酸纯度达到99.9999％，杂质含量均在1ppm以下，满足核工业的严格要求。
具体实施方式
为更好了解本发明，以下结合技术方案，详细叙述本发明的具体实施方式。
实施例1：将富B10工业硼酸溶于溶剂中，加入一种氧化助剂，反应，过滤，蒸发结晶，将结晶在70℃以下烘干，得到中间产物。取1000g上述中间产物与5L反应物混合，加热搅拌1h，在60℃蒸馏，得到馏出液与水按体积比4∶3混合，反应温度55℃，30min后蒸发结晶，结晶温度50℃，离心分离晶体和母液，将结晶用水洗涤，70℃真空干燥，得到产品纯度99.9999％，其中杂质含量为：Fe 0.00004％，Ca 0.00005％，Na 0.00008％，Sb＜0.000001％，As＜0.000001％，Pb 0.00001％，Si 0.00002％，其余杂质均小于0.000001％。B10含量为19.8％。
实施例2：将普通的工业硼酸溶于溶剂中，加入二种混合氧化助剂，反应，过滤，蒸发结晶，将结晶在70℃以下烘干，得到中间产物。取1000g上述中间产物与6L反应物混合，加热搅拌2h，在120℃蒸馏，得到馏出液与水按体积比1∶1混合，反应温度25℃，60min后蒸发结晶，结晶温度55℃，离心分离晶体和母液，将结晶用水洗涤，100℃真空干燥，得到产品纯度99.9999％，其中杂质含量为：Fe 0.00002％，Ca 0.00006％，Na 0.00009％，Sb 0.00001％，As 0.00001％，Pb 0.00002％，Si 0.00002％，其余杂质均小于0.000001％。
Claims (1)
1.一种核电级高纯硼酸的制备方法,其特征原料、助剂、溶剂和反应物的种类和用量，反应温度、结晶温度和干燥温度如下：
原料为工业硼酸；
助剂为双氧水、次氯酸、浓硝酸、稀硝酸，选取其中一种或者两种以上；
溶剂为C4以下的一元醇、醚、酸、水，选取其中的一种或者两种以上；
反应物是分子式为CxHyO的醇类化合物，选取其中的一种或者两种以上，其中x为1～9；y为2x+2；
原料与助剂的重量配比为100：0.3～2；原料与反应物的重量配比为1：3.5～12；反应温度及蒸馏温度为50～200℃；结晶温度为40～60℃，干燥温度为50～100℃；
制备的工艺流程如下：
步骤1：将原料溶于溶剂中，待全部溶解后缓慢加入助剂，反应30～60分钟；在70～150℃蒸发结晶，干燥脱水得到中间产物；
步骤2：将步骤1得到中间产物与反应物混合，搅拌回流反应40～120分钟后，蒸馏得到馏出物；
步骤3：将步骤2得到的馏出物与水混合，在40～60℃搅拌反应30分钟～80分钟后，蒸发结晶，离心分离晶体和母液，母液循环使用，结晶产物洗涤，真空干燥后得到核电级高纯硼酸产品。
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Citations (2)
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Patent Citations (2)
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|---|---|---|---|---|
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| CN101575100A (zh) * | 2009-06-18 | 2009-11-11 | 大连理工大学 | 一种络合结晶法脱除硼酸中金属杂质的方法 |
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