硼是一种特殊的材料,被广泛应用于各个领域,对现代工业的发展有重要作用。目前随着矿石资源的日益枯竭,盐湖卤水提硼逐渐被人们关注和研究。目前从盐湖卤水中提取硼的方法主要有沉淀法、吸附法、离子交换法和萃取法等。
1、沉淀法
沉淀法适用于含硼较高的体系,主要有加碱沉淀法和加酸沉淀法两种,其作用原理分别是将硼转化为难溶的硼酸盐或硼酸。在弱碱性条件下,硼与金属氧化物反应生成硼酸盐沉淀,称为加碱沉淀法; 由于硼酸在无机酸中溶解度小,通过在溶液中加入盐酸或硫酸将溶液中的硼化合物转化为溶解度较小的硼酸而沉淀析出,称为加酸沉淀法。
2、吸附法
吸附法的原理是利用硼的缺电子特征,从而容易被吸附剂吸附。通常采用的无机吸附剂有Al( OH) 3、Mg( OH) 2 等,但吸附效果受溶液中其他离子的影响较大。
3、离子交换法
离子交换法主要采用的是硼特效树脂,通过其中的邻二羟基官能团与硼络合,将硼与溶液中其他离子分开,再加酸将硼转化为不被树脂吸附的H3BO3,将硼洗脱下来。
4、溶剂萃取法
溶剂萃取法是通过硼酸与羟基官能团发生酯化反应,生成硼酸酯。硼酸酯不溶于水而可以与煤油等有机溶剂混溶,从而达到提取和分离硼的目的。
通过研究发现,我国盐湖卤水多数是含硼量高的氯化物或硫酸盐型卤水,提硼一般是先采用酸化法去除卤水中大部分硼,再通过溶剂萃取法进行提取。近几年我国盐湖卤水萃取提硼的工艺研究主要是脂肪醇萃取剂,其中研究应用最广的是一元脂肪醇和二元脂肪醇。
在盐湖卤水提硼操作过程中,所使用的萃取设备是离心萃取机。天一萃取CWL-M系列新型离心萃取机是新一代快速、高效的液—液萃取分离设备,在同一台机器上同时完成混合与分离过程,结构紧凑,借助转鼓高速旋转产生的离心力加速分层,完成具有比重差的液—液两相的分离。离心萃取机相较于传统的萃取设备,能够快速建立相平衡,容易实现单级或多级串联逆流或错流萃取,因此具有较高的萃取效率,而且机内容积小,萃取剂或洗涤剂耗用少,从而节省溶剂的投资费用。