專利名稱：一種硼鐵礦生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)含硫母液的處理利用方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬基礎(chǔ)無機(jī)化學(xué)品領(lǐng)域，涉及一種碳?jí)A法加工硼鐵礦生產(chǎn)硼砂時(shí)所產(chǎn)出的含硫母液的處理利用方法，特點(diǎn)是將含硫母液閉路循環(huán)使用，用以返回生產(chǎn)硼砂和硼酸的工序。

背景技術(shù)：
硼鐵礦是我國(guó)已探明的大型硼鐵共生礦床，其中鐵、硼儲(chǔ)量均為大型規(guī)模，是綜合利用價(jià)值較高的礦產(chǎn)資源。由于礦石中含有較多的磁黃鐵礦、黃鐵礦、黃銅礦，因而硫的含量較高，硫在1.0％左右。硼鐵礦經(jīng)選礦后動(dòng)態(tài)煅燒得到硼精粉硫含量在0.3％～0.5％。
十水合四硼酸鈉(俗稱硼砂)是一種用途十分廣泛的化工產(chǎn)品，被稱為硼化物的“母體產(chǎn)品”。目前，工業(yè)上通常采用碳?jí)A法加工硼鐵礦煅燒得到的熟硼精粉生產(chǎn)硼砂，即將熟硼精粉加碳酸鈉和窯氣CO2在一定溫度、壓力下反應(yīng)數(shù)小時(shí)后分離、結(jié)晶、干燥得到硼砂產(chǎn)品，母液返回配料，其工藝流程見附

圖1。因礦石中硫的存在，母液多次循環(huán)后造成硫的累積，不僅會(huì)影響硼砂產(chǎn)品的質(zhì)量，且B2O3的浸出率、收率也會(huì)降低。因此，應(yīng)用硼鐵礦生產(chǎn)硼砂的過程中，為確保產(chǎn)品符合國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)而不能將母液無限次循環(huán)使用。而母液適量排放必將會(huì)造成硫的環(huán)境污染，且母液排放還必將帶來硼的損失，降低B2O3的收率。
采用本發(fā)明所提出的工藝路線，則可以避免母液多次循環(huán)使用造成硫的累積及導(dǎo)致硼砂產(chǎn)品的不合格，以及排放硼砂母液所造成的硫污染及硼損失的問題。本發(fā)明的技術(shù)特點(diǎn)，是將硼砂生產(chǎn)中所產(chǎn)出的母液的部分量轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程中，使硼砂母液中的硼轉(zhuǎn)入到硼酸產(chǎn)品中，而使硼砂母液中的硫帶入到硼酸的副產(chǎn)品硫酸鈉中。見附圖2所示。本工藝過程不僅可行，而且將會(huì)是一種有效的清潔生產(chǎn)典型范例。


發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是克服碳?jí)A法加工硼鐵礦生產(chǎn)硼砂過程中由于硫的累積而造成B2O3的收率低以及產(chǎn)品硼砂不合格的問題，提供一種碳?jí)A法加工硼鐵礦制硼砂產(chǎn)生的母液新的處理利用方法。
本發(fā)明為一種硼鐵礦生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)含硫母液的處理利用方法，其特征在于將碳?jí)A法加工硼鐵礦—含硫0.30-0.50％熟硼精粉，采用配料液固比為1.4—進(jìn)行反應(yīng)制硼砂所產(chǎn)出的含硫硼砂母液，按體積分為兩部分利用 其中一部分硼砂母液，按照總量體積量的1/2～4/5轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)的配料工段，用作硼酸生產(chǎn)過程的原料配料液；不足部分以水補(bǔ)足，然后通過硼酸生產(chǎn)工藝的碳解、分離、蒸發(fā)、酸解工序，將硼砂母液中的硼轉(zhuǎn)化到硼酸產(chǎn)品中得以分離，將所得硼酸母液進(jìn)一步蒸發(fā)、鹽析而使得硼砂母液中的硫轉(zhuǎn)化至硫酸鈉附產(chǎn)品中得以分離； 剩余的另一部分硼砂母液，返回硼砂生產(chǎn)的配料工段，作為硼砂生產(chǎn)過程的原料配料液；最終生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽以SO4計(jì)含量為<0.2％。
按照本發(fā)明的兩部分硼砂母液處理利用方法，從而實(shí)現(xiàn)了硼砂母液零排放無有硫污染的清潔生產(chǎn)。
本發(fā)明提供的這種硼砂母液處理方法有益效果是 1.母液能夠?qū)崿F(xiàn)零排放，真正做到清潔生產(chǎn) 它是將硼砂生產(chǎn)所產(chǎn)出的母液的部分量轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程中，使母液成為生產(chǎn)硼酸的原料，提高了硼和硫的收率，在實(shí)現(xiàn)了母液的零排放的同時(shí)，避免了硼損失和硫污染；在減少了硼酸生產(chǎn)配料過程中水的投加量的同時(shí)，還可以提高硼酸產(chǎn)品的產(chǎn)量。這樣不僅降低了成本，還能夠?qū)崿F(xiàn)清潔生產(chǎn)的目標(biāo)。
2.硼砂產(chǎn)品合格率高 采用本發(fā)明所述之方法，使得硼砂生產(chǎn)過程中不至因?yàn)檠h(huán)使用母液形成硫的累積而造成B2O3的浸出率降低，通過控制硼砂生產(chǎn)母液中硫的含量，避免對(duì)于硼砂產(chǎn)品質(zhì)量產(chǎn)生影響，從而確保硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽含量合格達(dá)標(biāo)，可以達(dá)到工業(yè)十水合四硼酸鈉的國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB/T537-1997中一等品的硫酸鹽(以SO4計(jì))含量≤0.2％的要求。

具體實(shí)施例方式 實(shí)施例1 使用含硫0.30％的熟硼精粉，采用碳?jí)A法工藝中配料液固比為1.4進(jìn)行反應(yīng)所產(chǎn)出的硼砂母液，采用以下步驟進(jìn)行處理。
首先，將碳解生成的反應(yīng)液經(jīng)過濾后冷卻至約30℃結(jié)晶分離出硼砂，得到硼砂母液。在貯存罐中定量，測(cè)算其體積量。然后，將硼砂母液分為1/2輸送至硼酸生產(chǎn)的配料工段，將剩余硼砂母液返回至硼砂生產(chǎn)的配料工段進(jìn)行循環(huán)使用。則此時(shí)硼砂母液中的1/2的硫轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程中。經(jīng)過硼酸生產(chǎn)工藝的碳解、分離、蒸發(fā)、酸解一系列工序，每噸硼砂產(chǎn)品產(chǎn)生的母液轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程后，硼酸產(chǎn)品增量60.6Kg，硫酸鈉產(chǎn)品增量30～40Kg。
另1/2的硼砂母液返回硼砂工序；生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽(以SO4計(jì))含量為<0.2％。
實(shí)施例2 使用含硫0.40％的熟硼精粉，采用碳?jí)A法工藝中配料液固比為1.4進(jìn)行反應(yīng)所產(chǎn)出的硼砂母液，采用以下步驟進(jìn)行處理。
首先，將碳解生成的反應(yīng)液經(jīng)過濾后冷卻至約30℃結(jié)晶分離出硼砂，得到硼砂母液。在貯存罐中定量，測(cè)算其體積量。然后，將硼砂母液分為2/3輸送至硼酸生產(chǎn)的配料工段，將剩余硼砂母液返回至硼砂生產(chǎn)的配料工段進(jìn)行循環(huán)應(yīng)用。則此時(shí)硼砂母液中的2/3的硫轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程中。經(jīng)過硼酸生產(chǎn)工藝的碳解、分離、蒸發(fā)、酸解一系列工序，每噸硼砂產(chǎn)品產(chǎn)生的母液轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程后，硼酸產(chǎn)品增量89.5Kg，硫酸鈉產(chǎn)品增量55～65Kg。
1/3的硼砂母液返回硼砂工序，生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽(以SO4計(jì))含量為<0.2％。
實(shí)施例3 使用含硫0.50％的熟硼精粉，采用碳?jí)A法工藝中配料液固比為1.4進(jìn)行反應(yīng)所產(chǎn)生的母液，采用以下步驟進(jìn)行處理。
首先，將碳解生成的反應(yīng)液經(jīng)過濾后冷卻至約30℃結(jié)晶分離出硼砂，得到硼砂母液。在貯存罐中定量，測(cè)算其體積量。然后，將硼砂母液分為4/5輸送至硼酸生產(chǎn)的配料工段，將剩余硼砂母液返回至硼砂生產(chǎn)的配料工段進(jìn)行循環(huán)使用。則此時(shí)硼砂母液中的4/5的硫轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程中。經(jīng)過一系列工序，每噸硼砂產(chǎn)品產(chǎn)生的母液轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)過程后，硼酸產(chǎn)品增量107.5Kg，硫酸鈉產(chǎn)品增量105～115Kg。
1/5的硼砂母液返回硼砂工序，生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽(以SO4計(jì))含量為<0.2％。
權(quán)利要求
1、一種硼鐵礦生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)含硫母液的處理利用方法，其特征在于
將碳?jí)A法加工硼鐵礦—含硫0.30-0.50％熟硼精粉，采用配料液固比為1.4—進(jìn)行反應(yīng)制硼砂所產(chǎn)出的含硫硼砂母液，按體積分為兩部分利用
其中一部分硼砂母液，按照總量體積量的1/2～4/5轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)的配料工段，用作硼酸生產(chǎn)過程的原料配料液；不足部分以水補(bǔ)足，然后通過硼酸生產(chǎn)工藝的碳解、分離、蒸發(fā)、酸解工序，將硼砂母液中的硼轉(zhuǎn)化到硼酸產(chǎn)品中得以分離，將所得硼酸母液進(jìn)一步蒸發(fā)、鹽析而使得硼砂母液中的硫轉(zhuǎn)化至硫酸鈉附產(chǎn)品中得以分離；
剩余的另一部分硼砂母液，返回硼砂生產(chǎn)的配料工段，作為硼砂生產(chǎn)過程的原料配料液；最終生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽以SO4計(jì)含量為<0.2％。
全文摘要
一種硼鐵礦生產(chǎn)硼砂所產(chǎn)含硫母液的處理利用方法，其特征在于將碳?jí)A法加工硼鐵礦進(jìn)行反應(yīng)制硼砂所產(chǎn)出的含硫硼砂母液，按體積分為兩部分利用其中一部分硼砂母液，轉(zhuǎn)移至硼酸生產(chǎn)的配料工段，用作硼酸生產(chǎn)過程的原料配料液；然后通過硼酸生產(chǎn)工藝的碳解、分離、蒸發(fā)、酸解工序，將硼砂母液中的硼轉(zhuǎn)化到硼酸產(chǎn)品中得以分離，將所得硼酸母液進(jìn)一步蒸發(fā)、鹽析而使得硼砂母液中的硫轉(zhuǎn)化至硫酸鈉附產(chǎn)品中得以分離；剩余的另一部分硼砂母液，返回硼砂生產(chǎn)的配料工段，作為原料配料液；最終生產(chǎn)的硼砂產(chǎn)品中硫酸鹽以SO4計(jì)含量為＜0.2％。按照本發(fā)明的兩部分硼砂母液處理利用方法，從而實(shí)現(xiàn)了硼砂母液零排放無有硫污染的清潔生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01B35/10GK101428925SQ20081023964
公開日2009年5月13日 申請(qǐng)日期2008年12月15日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月15日
發(fā)明者潔 王, 于長(zhǎng)水, 董廣前, 宋海燕, 峰 安, 曹宏偉, 周弘強(qiáng) 申請(qǐng)人:中國(guó)海洋石油總公司, 中海油天津化工研究設(shè)計(jì)院