CN102887525B

CN102887525B - 硼镁矿制造硼酸的方法

Info

Publication number: CN102887525B
Application number: CN201210336138.XA
Authority: CN
Inventors: 赵传立; 张茂; 宗金宏
Original assignee: Individual
Current assignee: Zhang Mao; Zhao Chuanli; Zong Jinhong
Priority date: 2012-09-06
Filing date: 2012-09-06
Publication date: 2014-12-24
Anticipated expiration: 2032-09-06
Also published as: CN102887525A

Abstract

本发明涉及一种硼镁矿制造硼酸的方法，其技术方案为硼镁矿进行粉碎；加入硫酸进行酸化处理；压滤；结晶；将母液回收蒸发，蒸发到硫酸镁含量为37-39％时，用硫酸调节PH值到1；将配好的料浆倒入浮选机中进行浮选，35-40min后取出泡沫液，返送回酸解槽重新反应生产；放出浮选机中的料浆，进行离心烘干得到硫酸镁。该方法采用不加入浮选剂的浮选技术，具有成本低、效益高、无污染的优点。

Description

硼镁矿制造硼酸的方法

技术领域

本发明涉及一步法生产硼酸的方法，尤其是涉及一种采用硼镁矿制造硼酸的方法。

背景技术

硼酸是重要的基础无机化工原料，其应用领域广泛，主要用于玻璃、陶瓷、化工、医药等行业。现有的一步法生产硼酸的工艺采用硫酸法加工硼矿生产硼酸。用硫酸分解硼镁矿早已被人们广泛研究并实现了工业化，近年来，其应用领域不断扩大，随着我国硼镁矿资源的相对减少，并且我国青海地区的硼镁矿还存在硼酸品位低、生产成本高等一些问题而将这些硼镁矿作为废矿处理，由于这些无法利用的硼镁矿对硼酸生产带来了严重的危机感，使硼化学品的生产原料紧缺，还污染了当地的环境。

硫酸与硼镁矿反应的产物是硼酸和硫酸镁，在其传统的生产工艺中少部分母液在工艺循环中使用，大部分母液排放废弃。母液的大量排放不但浪费母液中的硼酸和硫酸镁资源，而且还造成环境污染。采用蒸发浓缩母液的方法回收硼酸和硫酸镁的混盐，再经过浮选剂浮选得到硼酸和硫酸镁，此方法能耗高、效益低，并且由于浮选步骤中需加入浮选剂而增加成本，不能被普遍采用。

总之，在硼镁矿生产硼酸的过程中，母液处理及硼镁分离问题是影响一步法硼酸收率问题的关键因素，也是一步法工艺长期以来急待解决而尚未解决的技术难题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的不足，提供一种硼镁矿制造硼酸的新方法，该方法在浮选分离过程中不需要浮选剂，而是利用硼镁的相对颗粒度的大小进行浮选分离，这样的工艺流程简单，降低了生产成本，还不会造成对环境的污染，对硼酸化工可持续发展创造了有利条件。

本发明技术方案如下：

(1)硼镁矿进行粉碎；

(2)加入硫酸进行酸化处理；

(3)压滤；

(4)结晶；

(5)将母液回收蒸发，蒸发到硫酸镁含量为37-39％时，用硫酸调节PH值到1；

(6)将配好的料浆倒入浮选机中进行浮选，35-40min后取出泡沫液，返送回酸解槽重新反应生产；

(7)放出浮选机中的料浆，进行离心烘干得到硫酸镁。

本发明的一个优选方案中，步骤(5)中所述的硫酸镁的粒径为2.0-4.0mm。

本发明的一个优选方案中，步骤(6)中采用的是硼镁颗粒度浮选法。

本发明的一个优选方案中，步骤(6)中所述的浮选时间为16min。

本发明的一个优选方案中，步骤(6)中浮选过程中的进气量为9L/min，转速为11r/min，物料的流进速度为0.6m/min。

本发明的一个优选方案中，步骤(1)中硼镁矿进行粉碎12-14目。

本发明的有益效果：

1.硼镁矿中含有大量的氧化钙和氧化镁，因此将硼镁矿进行预酸化处理，将里面所含有的杂质除去，而镁可生产出副产硫酸镁，这在硼酸生产的基础上又加入了一项收入，而且还不需要浮选剂，在硼酸生产中又节省了一项不小的开支；

2.硼酸生产中将母液回收蒸发、结晶、浮选制得副产硫酸镁，而浮选后的硼酸母液又返回进行酸解反应，重新生产硼酸，由于在硼镁矿生产硼酸与硫酸镁过程中母液是完全封闭循环使用，这样就降低了硼酸母液对环境的污染；

3.根据硼镁颗粒度浮选法，是对硼酸生产工艺的进一步完善，浮选之后的硫酸镁中不含有硼酸，与国内硼酸生产相比，此方法浮选的结果是彻底的。

附图说明

图1为本发明硼镁矿制造硼酸的工艺流程图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的方法作进一步详细地说明。

如图1所示，将硼镁矿进行粉碎，在将物料进行酸化处理，然后进行压滤、结晶，再将母液回收蒸发，蒸发到硫酸镁含量为37-39％时，用硫酸调节PH值到1，将配好的料浆倒入浮选机中进行浮选，浮选35至40分钟后取出泡沫液，并将浮选机中的料浆放出来。将泡沫液返送回酸解槽重新反应生产，而放出来的料浆进行离心烘干得到硫酸镁。

样品取自西藏和青海大柴旦地区，在生产中将母液经化学分析得出的相关组成如表1：

含量(％)	硼酸	硫酸镁	钙离子	铁离子
					西藏矿	7-8％	86-97％	0.7-1.1％	0.6-1.1％
青海大柴旦矿	6-9％	83-96％	0.9-1.6％	0.5-1.3％

表1

这些数据表明硼酸母液中含有大量的硫酸镁和硼酸，浮选过程就是要将硼酸和这些东西分离。

实施例1

将硼镁矿进行粉碎12-14目，在将物料进行酸化处理，然后进行压滤、结晶，再将母液回收蒸发，我们将浮选分离前后的母液进行了含量对比，得到以下数据如表2所示；

含量(％)	硼酸	硫酸镁	钙离子	铁离子
					浮选前	6-9％	83-96％	0.9-1.6％	0.5-1.3％
浮选后	7-8％	10-13％	1.1-1.5％	0.7-0.9％

表2

将回收后的母液进行蒸发，当蒸发到一定的浓度时，也就是一定得固液比，我们将母液蒸发到浓度为37-39％时，将料浆放入料罐中自然冷却，温度降到常温时进行浮选分离。在蒸发到一定温度时硫酸镁含量到达35％，在冷却过程中硼镁进行结晶，再将两者进行浮选分离，在浮选中硼酸会形成泡沫液而被分离出来，在硫酸镁含量在37-39％时硼酸的含量也是最高阶段，在此时进行浮选会将硼酸浮选出来，并且浮选结果是最好的。

蒸发到硫酸镁含量为37-39％时，用硫酸调节PH值，为了研究PH值对浮选结果的影响，故将矿料在酸性、中性、碱性三个条件下进行了浮选的试验。当矿料PH值大于1时，矿料中硼酸含量随着PH值的增大而减小，这主要是因为在酸性的条件下，硼镁矿被彻底的酸化，生成硼酸和硫酸镁，由于不用浮选剂，PH值越小硼镁的浮选就会越彻底。在我们硼酸一步法生产中使用的是硫酸，所以硼酸母液为酸性PH值在3左右，再只需用少量的硫酸来调节PH值到1。

将配好的料浆倒入浮选机中进行浮选，在硫酸一步法生产硼酸过程中会有一部分镁盐生产硫酸镁，而生产过程中又用硫酸来调节酸碱性PH，这样的话，整个生产过程为酸性，PH＝1，使得镁盐完全反应生产硫酸镁，由于硼酸和硫酸镁的颗粒度不一样，硼酸的颗粒度较小在通入气体之后会随着气体上浮，形成泡沫液而被辅选出来，返送回酸解槽重新进行生产。硫酸镁是以晶体状结晶，颗粒度比硼酸的大，在通入气体之由于重力的作用下沉，不会被浮选出来，这样的话就将硼酸和硫酸镁完全的分离开来。浮选步骤中没有使用浮选剂，而是利用硼镁的相对颗粒度进行浮选分离，在经过酸化、压滤、结晶、母液回收蒸发之后硼镁的颗粒度不一样。

浮选35至40分钟后取出泡沫液，并将浮选机中的料浆放出来。将泡沫液返送回酸解槽重新反应生产，而放出来的料浆进行离心烘干得到硫酸镁。

实施例2

该实施例与实施例1的区别在于，以35-40分钟作为参考来考察硼酸含量与浮选时间之间的关系，将浮选后浮选出的的母液进行含量测定，在大柴旦矿母液中保持常压、波镁浓度38％、浮选时间16min、PH＝1，结果如表3所示。

复选时间

1min

8min

16min

24min

32min

40min

硼酸含量

0.3％

4.1％

8.6％

5.3％

3.6％

1.2％

钙离子含量

1.6％

0.9％

0.2％

0.6％

1.1％

1.4％

硫酸镁含量

19.8％

11.6％

52％

9.5％

12.8％

17.6％

表3

经过多次的试验发现，刚开始硼酸的含量随时间的延长而增大，当达到一定的时间后，电就是16分钟时，硼酸的含量最高，再随时间的推移硼酸的含量慢慢下降，因此浮选时间为16分钟最佳时间。

实施例3

该实施例与实施例1的区别在于，对母液中结晶的颗粒度进行了进一步研究如表4所示：

波镁浓度

35％

36％

37％

38％

39％

40％

41％

硫酸镁粒径

4.8mm

4.4mm

3.6mm

2.9mm

2.3mm

1.6mm

0.8mm

表4

硫酸镁的波镁浓度越大硫酸镁结晶晶体越多，硫酸镁的颗粒度就小，反之，硫酸镁波镁浓度越小，硫酸镁的结晶晶体越少，硫酸镁的颗粒度就大。经过我们试验研究得出硫酸镁的粒径早2.0-4.0mm时浮选结果最好，硫酸镁的颗粒度相对硼酸来说较大一些，因此在浮选过程中硼酸会上浮形成泡沫液被浮选出来，而硫酸镁留在了浮选机中。

实施例4

该实施例与实施例1的区别在于，对在浮选过程中的进气量、转速和物料流进的速度进行了进一步研究，在实施例1的其他因素确定不变的情况下，通过多次调试进气量、转速和物料流进速度，并最终确定进气量为9L/min，转速为11r/min，物料的流进速度为0.6m/min。

实验结果表明，在浮选过程中不添加浮选剂而利用硼镁的相对颗粒度进行浮选，在蒸发时要利用波镁浓度来控制硫酸镁的结晶颗粒大小，在波镁浓度达到37-39％时硫酸镁的颗粒相对于硼酸来说大0.005mm，这时浮选的话会将硼酸与硫酸镁完全分离。

Claims

1.一种硼镁矿制造硼酸的方法，其特征在于，其制造方法为：

(1)硼镁矿进行粉碎；

(2)加入硫酸进行酸化处理；

(3)压滤；

(4)结晶；

(6)将配好的料浆倒入浮选机中进行浮选，16min后取出泡沫液，返送回酸解槽重新反应生产；

(7)放出浮选机中的料浆，进行离心烘干得到硫酸镁；

步骤(5)中所述的硫酸镁的粒径为2.0-4.0mm；

步骤(6)中采用的是硼镁颗粒度浮选法；

步骤(6)中浮选过程中的进气量为9L/min，转速为11r/min，物料的流进速度为0.6m/min；

步骤(1)中硼镁矿进行粉碎12-14目。