一種從含硼鹵水中分離硼的方法
【專利摘要】一種從含硼鹵水中分離硼的方法，包括下述步驟：調(diào)節(jié)含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在1～4之間；將萃取劑與稀釋劑混合得到萃取有機相；將萃取有機相萃取經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，得到含硼有機相；用反萃劑反萃含硼有機相，得到有機相及水相；將水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽。本發(fā)明以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇為萃取劑，以烷烴類為稀釋劑，將萃取劑與稀釋劑混合得到萃取有機相，并將萃取有機相多級萃取經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，從而得到含硼有機相，再用反萃劑反萃含硼有機相，將得到的水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽，實現(xiàn)了含硼鹵水中硼的分離，分離硼效率高。
【專利說明】一種從含硼南水中分離硼的方法
【【技術(shù)領(lǐng)域】】
[0001]本發(fā)明涉及一種分離含硼鹵水中硼的方法，尤其涉及一種從含硼鹵水中分離硼的方法。
【【背景技術(shù)】】[0002]硼酸是一種重要的基礎(chǔ)化工原料，在國民經(jīng)濟建設(shè)中用途極為廣泛。目前，國內(nèi)硼酸年消費量約32萬噸，但是，產(chǎn)量僅能維持在9萬噸左右，硼資源緊缺已威脅相關(guān)行業(yè)發(fā)展。而鹽湖中蘊藏著大量的硼，多以液體礦的形式存在，如何從含硼鹵水中分離出高純度的硼是目前亟待解決的問題。
[0003]目前，含硼鹵水中分離硼的方法主要有:酸化去除法、沉淀法、吸附法、溶劑萃取法等方法。由于溶劑萃取法具有選擇性好、雜質(zhì)分離徹底、硼回收率高等優(yōu)點，在以后的鹽湖鹵水提硼中將有廣闊的應(yīng)用前景。
[0004]專利CN101676206A和CN102295296A中公開了一種以鹽湖提鋰后鹵水為原料，用
2-乙基-1，3-己二醇分別與異辛醇、異戊醇組合的混合醇從鹵水中萃取硼的方法，該方法從萃取劑體積分數(shù)、酸度、相比、萃取時間、萃取溫度、飽和萃取容量、反萃劑濃度、反萃時間等方面加以實驗，獲得了混合醇從鹵水中萃取提硼的最佳工藝條件，但是該方法有機相溶損嚴重。
[0005]專利CN101544378A中公開了含鎂鹵水中低濃度硼酸提取工藝方法。在室溫下，用一元醇和非極性有機溶劑混合而成的有機相作為絡(luò)合萃取劑萃取酸化后的鹵水，得到萃取相，再用水對萃取相進行反萃，硼酸被反萃取到水相中，有機相再生利用，可以將鹵水中硼含量降到20-26mg/L，但無法達到電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求(硼含量不高于lmg/L)o
[0006]專利CN102757062A公開了一種含鎂鹽湖老鹵中萃取提硼的方法，其使用原料中B2O3為1000mg/L~20000mg/L，鎂離子含量為20000mg/L~400000mg/L，著重于萃取劑的選擇，經(jīng)多級逆流萃取后老鹵中硼含量降到30mg/L，硼酸回收率達到95%，但仍然無法達到電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求，且萃取劑脂肪醇在老鹵中有一定水溶性，影響鹵水后續(xù)處理。
【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
[0007]本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于克服現(xiàn)有技術(shù)分離含硼鹵水中硼的分離效率低、有機相溶損高、工藝復(fù)雜的缺陷，提供一種分離硼效率高、有機相溶損低、工藝簡單的從含硼鹵水中分離硼的方法，該方法將水溶液中硼含量降低到lmg/L下，滿足電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求。
[0008]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明采用下述技術(shù)方案:
[0009]一種從含硼鹵水中分離硼的方法，包括下述步驟:
[0010]步驟S1:調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在I~4之間；[0011]步驟S2:將萃取劑與稀釋劑混合得到萃取有機相，其中，所述萃取劑為一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇，所述稀釋劑為烷烴類；
[0012]步驟S3:將所述萃取有機相萃取經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，得到含硼有機相；
[0013]步驟S4:用反萃劑反萃所述含硼有機相，得到有機相及水相，其中，所述反萃劑為去離子水或堿性水溶液；及
[0014]步驟S5:將所述水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽。
[0015]在本實施例中，步驟SI中，所述含硼鹵水為硼酸母液、提鉀后老鹵、鹽湖原鹵水、硫酸鎂母液或硝酸鎂母液中的至少一種。
[0016]在本實施例中，步驟SI中，步驟SI中，調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在I~4之間具體為用鹽酸調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的PH值穩(wěn)定在I~4之間。
[0017]在本實施例中，步驟SI中，步驟S2中，所述萃取劑與稀釋劑按體積百分比在1:4~4:1之間。
[0018]在本實施例中，步驟S2中，步驟S2中，所述一元醇為2-乙己醇、3-甲基丁醇中的至少一種；所述二元醇為2-乙基-1，3-己二醇、2- 丁基-2-乙基-1，3-己二醇、3-甲基-2，4-庚二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2-丁基-2-乙基_1，3-丙二醇、2-甲基_2_壬基-1, 3-丙二醇、2，2- 二芳基 _1，3-丙二醇、2_ 乙基 _2_ 丁基-1, 3_ 丙二醇、2，2，4_ 二甲基-1，3-戊二醇、2-甲基-3-芐基-1，3- 丁二醇、2.2- 二甲基-1-芐基-1，3-丙二醇、2，2，5- 二甲基-1，3_ 己二醇、2，3，5- 二甲基-1，3_ 己二醇、2，3，6- 二甲基 _1，3-庚二醇、2，2，6-三甲基-1，3-庚二醇中的至少一種。
[0019]在本實施例中，步驟S2 中，所述烷烴類為三氯甲烷、三氯乙烷、100#溶劑油、150#溶劑油、200#溶劑油、260#溶劑油、D80溶劑油、航空煤油、磺化煤油、二氯甲烷、石腦油。
[0020]在本實施例中，步驟S3中，所述萃取為離心萃取，離心機轉(zhuǎn)速為1500~12000r/min,所述萃取的條件為:絡(luò)合時間為I~20min,萃取溫度為10~60°C ;萃取時，所述含硼有機相與水相體積比為0.2~5，所述含硼鹵水流速范圍為20~2000L/h。
[0021]在本實施例中，步驟S4中，所述反萃的條件為:反萃時間為I~20min,反萃溫度為10~30°C，離心機轉(zhuǎn)速范圍1500~12000r/min ;反萃時，所述有機相與水相體積比為0.3~3，所述反萃劑流速范圍為80~1000L/h。
[0022]在本實施例中，步驟S4中，所述堿性水溶液為pH為8~14的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
[0023]采用上述技術(shù)方案，本發(fā)明的有益效果在于:
[0024]本發(fā)明上述實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法，以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇作為萃取劑，以烷烴類為稀釋劑，將萃取劑與稀釋劑按一定的體積百分比濃度混合得到萃取有機相，并將萃取有機相多級萃取經(jīng)PH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，從而得到含硼有機相，再用反萃劑反萃含硼有機相，將得到的水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽，實現(xiàn)了含硼鹵水中硼的分離，分離硼效率高。
[0025]另外，本發(fā)明上述實施例還提供了以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇作為萃取劑，采用多級萃取體系，能夠?qū)⒑瘥u水中的雜質(zhì)硼降低到lmg/L以下，可滿足電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求。
[0026]此外，本發(fā)明上述實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法，采用離心萃取，萃取體系的萃取能力變化小，萃取劑容損率低于0.2%，萃取劑可循環(huán)利用，成本低，可適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
【【專利附圖】

【附圖說明】】
[0027]圖1為本發(fā)明實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法的步驟流程圖。
【【具體實施方式】】
[0028]為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及具體實施例，對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解，此處所描述的具體實施例僅僅用以解釋本發(fā)明，并不用于限定本發(fā)明。
[0029]請參閱圖1，圖1為本發(fā)明實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法的步驟流程圖100，從圖1中可見，從含硼鹵水中分離硼的方法包括下述步驟:
[0030]步驟S1:調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在I~4之間；
[0031]在本實施例中，含硼鹵水為硼酸母液、提鉀后老鹵、鹽湖原鹵水、硫酸鎂母液或硝酸鎂母液中的至少一種。上述含硼鹵水中硼離子濃度在100mg/L-600mg/L之間，鎂離子濃度較高，濃度范圍在30000-234000mg/L之間。
[0032]具體地，用鹽酸調(diào)節(jié)含硼鹵水的pH值穩(wěn)定在I~4之間。鹽酸優(yōu)選為30%濃鹽酸或稀鹽酸。
[0033]步驟S2:將萃取劑與稀釋劑混合得到萃取有機相，其中，萃取劑為一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇，稀釋劑為烷烴類；
[0034]在本實施例中，萃取劑與稀釋劑按體積百分比在1:4~4:1之間。
[0035]在本實施例中，一元醇為2-乙己醇、3-甲基丁醇中的至少一種；二元醇為2-乙基-1，3-己二醇、2- 丁基-2-乙基-1，3-己二醇、3-甲基-2，4-庚二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2- 丁基-2-乙基-1，3-丙二醇、2-甲基-2-壬基-1，3-丙二醇、2，2- 二芳基-1，3-丙二醇、2-乙基-2-丁基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2-甲基 _3-芐基 _1，3- 丁二醇、2.2- 二甲基 _1-芐基 _1，3-丙二醇、2，2, 5- 二甲基-1，3-己_.醇、2，3，5-三甲基-1，3-己二醇、2，3，6-三甲基-1，3-庚二醇、2，2，6-三甲基-1，3-庚二醇中的至少一種。
[0036]在本實施例中，烷烴類優(yōu)選為三氯甲烷、三氯乙烷、100#溶劑油、150#溶劑油、200#溶劑油、260#溶劑油、D80溶劑油、航空煤油、磺化煤油、二氯甲烷、石腦油。
[0037]可以理解，選取合適的萃取劑與稀釋劑的尤為重要，本發(fā)明提供的技術(shù)方案以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇作為萃取劑，以烷烴類為稀釋劑，將二者按一定的比例進行混合得到萃取有機相，再用反萃劑反萃含硼有機相，將得到的水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽，實現(xiàn)了含硼鹵水中硼的分離，分離硼效率高。
[0038]步驟S3:將萃取有機相萃取經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，得到含硼有機相；
[0039]在本實施例中，萃取優(yōu)選為離心萃取，離心機轉(zhuǎn)速為1500~12000r/min。
[0040]可以理解，采用離心萃取，萃取體系的萃取能力變化很小，萃取率仍可保持原有萃取效率的99%以上，萃取劑容損率低于0.2%，萃取劑可循環(huán)利用，成本低，適用于工業(yè)化生產(chǎn)。[0041]在本實施例中，萃取的條件為:絡(luò)合時間為I~20min,萃取溫度為10~60°C ;萃取時，含硼有機相與水相體積比為0.2~5，含硼鹵水流速范圍為20~2000L/h。
[0042]在本實施例中,萃取為多級萃取。具體地，以單一醇作為萃取劑時，采用三級或四級萃取體系；以混合醇作為萃取劑時，采用I~2級萃取體系；或以單一醇和混合醇作為萃取劑時，采用1-2級單一醇萃取體系與I級混合醇萃取體系相結(jié)合的方式，都能夠?qū)⒏哝V低硼鹵水中的雜質(zhì)硼降低到lmg/L以下，以滿足電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求。
[0043]可以理解，在萃取過程中，由于水相與有機相不互溶，進行離心攪拌，造成很大的相界面，使兩相充分接觸，硼由水相中經(jīng)過相界面向萃取劑中擴散，經(jīng)l_20min達到相平衡；依據(jù)兩相密度差，通過離心作用會產(chǎn)生分層，以此達到分離的目的。
[0044]步驟S4:用反萃劑反萃含硼有機相,得到有機相及水相,其中，反萃劑為去離子水或堿性水溶液；
[0045]在本實施例中，反萃的條件為:反萃時間為I~20min，反萃溫度為10~30°C，離心機轉(zhuǎn)速范圍1500~12000r/min ;反萃時，有機相與水相體積比為0.3~3，反萃劑流速范圍為 80 ~1000L/h。
[0046]在本實施例中，堿性水溶液為pH為8~14的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
[0047]可以理解，用反萃劑反萃含硼有機相實現(xiàn)了硼與有機相的分離，得到有機相可以再次用于萃取含硼鹵水中的硼，實現(xiàn)了萃取有機相的循環(huán)使用，降低了成本。
[0048]步驟S5:將水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽。
[0049]可以理解，含硼的水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到高純度硼酸或硼酸鹽，實現(xiàn)深度除硼，硼含量有原來的100mg/L~600mg/L間，降到lmg/L以內(nèi)，可滿足鎂溶液濃縮蒸發(fā)生產(chǎn)鎂系列產(chǎn)品的要求；深度除硼后的鹵水溶液經(jīng)濃縮、結(jié)晶，干燥得到高純鎂產(chǎn)品(如氯化鎂或硫酸鎂)，并可以作為電解金屬鎂原料。
[0050]本發(fā)明上述實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法，以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇作為萃取劑，以烷烴類為稀釋劑，將萃取劑與稀釋劑按一定的體積百分比濃度混合得到萃取有機相，并將萃取有機相多級萃取經(jīng)PH值調(diào)節(jié)后的含硼鹵水，從而得到含硼有機相，再用反萃劑反萃含硼有機相，將得到的水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽，實現(xiàn)了含硼鹵水中硼的分離，分離硼效率高。
[0051]另外，本發(fā)明上述實施例還提供了以一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇作為萃取劑，采用多級萃取體系，能夠?qū)⒑瘥u水中的雜質(zhì)硼降低到lmg/L以下，可滿足電解制備金屬鎂過程中對硼含量的要求。
[0052]此外，本發(fā)明上述實施例提供的從含硼鹵水中分離硼的方法，采用離心萃取，萃取體系的萃取能力變化小，萃取劑容損率低于0.2%，萃取劑可循環(huán)利用，成本低，可適用于工業(yè)化生產(chǎn)。
[0053]以下通過實施例進一步闡述本發(fā)明，這些實施例僅用于舉例說明的目的，并沒有限制本發(fā)明的范圍。除注明的具體條件外，實施例中的試驗方法均按照常規(guī)條件進行。
[0054]實施例1
[0055]采用本發(fā)明所提供的方法從含硼鹵水中分離硼，其中，含硼鹵水為鹽湖原鹵水，其離子組成為:
[0056]
【權(quán)利要求】
1.一種從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，包括下述步驟: 步驟S1:調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在I~4之間； 步驟S2:將萃取劑與稀釋劑混合得到萃取有機相，其中，所述萃取劑為一元醇、二元醇或由一元醇及二元醇組成的混合醇，所述稀釋劑為烷烴類； 步驟S3:將所述萃取有機相萃取經(jīng)pH值調(diào)節(jié)后的含硼齒水，得到含硼有機相； 步驟S4:用反萃劑反萃所述含硼有機相，得到有機相及水相，其中，所述反萃劑為去離子水或堿性水溶液；及 步驟S5:將所述水相經(jīng)蒸發(fā)、濃縮、結(jié)晶后得到硼酸或硼酸鹽。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟SI中，所述含硼鹵水為硼酸母液、提鉀后老鹵、鹽湖原鹵水、硫酸鎂母液或硝酸鎂母液中的至少一種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟SI中，調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值調(diào)節(jié)在I~4之間具體為用鹽酸調(diào)節(jié)所述含硼鹵水的pH值穩(wěn)定在I~4之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S2中，所述萃取劑與稀釋劑按體積百分比在1:4~4:1之間。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S2中，所述一元醇為2-乙己醇、3-甲基丁醇中的至少一種；所述二元醇為2-乙基-1，3-己二醇、2-丁基-2-乙基-1，3-己二醇、3-甲基-2，4-庚二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2-丁基-2_乙基-1，3-丙二醇、2_甲基_2_壬基-1，3-丙二醇、2，2- 二芳基_1，3-丙二醇、2_乙基-2- 丁基-1，3-丙二醇、2，2，4-三甲基-1，3-戊二醇、2-甲基-3-芐基-1，3- 丁二醇、2.2- 二甲基 _1-芐基 _1，3-丙二醇、2，2, 5- 二甲基-1，3-己二醇、2，3, 5- 二甲基-1，3-己二醇、2，3，6-三甲基-1，3-庚二醇、2，2，6-三甲基-1，3-庚二醇中的至少一種。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S2中，所述烷烴類為三氯甲烷、三氯乙烷、100#溶劑油、150#溶劑油、200#溶劑油、260#溶劑油、D80溶劑油、航空煤油、磺化煤油、二氯甲烷、石腦油。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S3中，所述萃取為離心萃取，離心機轉(zhuǎn)速為1500~12000r/min ;所述萃取的條件為:絡(luò)合時間為I~20min，萃取溫度為10~60°C;萃取時，所述含硼有機相與水相體積比為0.2~5，所述含硼鹵水流速范圍為20~2000L/h。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S4中，所述反萃的條件為:反萃時間為I~20min,反萃溫度為10~30°C,離心機轉(zhuǎn)速范圍1500~12000r/min ;反萃時,所述有機相與水相體積比為0.3~3,所述反萃劑流速范圍為80~1000L/h。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的從含硼鹵水中分離硼的方法，其特征在于，步驟S4中，所述堿性水溶液為pH為8~14的氫氧化鈉或氫氧化鉀水溶液。
【文檔編號】C01B35/10GK103482643SQ201310453067
【公開日】2014年1月1日 申請日期:2013年9月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月27日
【發(fā)明者】李法強, 王敏, 彭正軍, 時歷杰, 祝增虎, 康為清, 諸葛芹 申請人:中國科學(xué)院青海鹽湖研究所