由硼砂生产硼酸

百家论坛钟州从富硼渣中提取硼砂和硼酸的综合性分析蔡长庸姜梦雨战洪仁沈阳化工大学能源与动力工程学院摘要：对于我国硼化工历史和现状以及对富硼渣的组成和 结构特点的考虑，采用硫酸分解一步法提取獨酸和钠化法工业 制取棚砂。

从工业废料富硼渣中提取的硼酸和硼砂，成本低廉，原料丰富，绿色环保。

硼酸与硼砂为工业产品添加剂，可广泛 用于陶瓷，玻璃，冶金等各种行业，著有“工业味精”之称。

且此做法有变废为宝、价格低廉、绿色环保、技术先进的优点。

文中对该技术的综合条件进行了分析。

关键词：富硼渣；硼砂；硼酸一、社会背景据相关资料，调查显示，中国已经探明的硼矿点有63处，保有储量(B2O3)4670.6万t,储量位居世界第四，仅次于土耳 其、美国和俄罗斯。

但是其结构复杂，共生矿物多，常规分离 方法困难。

硼矿主要分为硼镁矿（俗称白硼矿）和硼铁矿（俗 称黑硼矿），现存主要硼资源为硼铁矿。

据统计，至21世纪初 期，具有工业价值的高品位硼镁石矿储量已不足200万t，预计 到2020年硼镁矿资源将被开采殆尽。

但由于硼铁矿的品质较 低，对硼铁矿的开发利用很少。

当前生产硼砂硼酸的主要原料 任是硼镁矿，而我们是基于储量丰富的硼铁矿衍生产物。

富硼渣是硼铁矿高炉炼铁所产生的高炉废渣。

因此由硼铁 矿所产生的富硼渣也相当丰富。

据统计，平均每个产铁锅炉每 年产出富硼渣1500吨，（硼酸与硼砂）的最大优势在于廉价的 原料带来相对低廉的售价。

因此我们的主要市场定位在工业和 农业企业，该类企业对硼酸和硼砂的占有的市场需求量巨大且 要求相对低，不像医药企业对硼酸硼砂有高纯度的要求。

二'景1，技术原理★从富硼渣提出遂安石★用遂安石提取硼酸和硼砂详细说明：★改变富硼淹溶体的冷却条件，以高炉生产的富硼渣为原 料进行试验，在15001C 1200^区间控制冷却速率为0.761C— I t/m in，在1200^ — 900^区间控制冷却速率小于2^，即在 1500T：— 900T；间先急冷，抑制玻璃相形成在1200^ — 900T：区间缓冷确保遂安石析晶并长大。

世上无难事，只要肯攀登硼矿的加工技术目前，中国绝大多数硼矿加工都是以硼镁石为原料生产硼砂和硼酸，然后进一步加工成其他的硼化合物。

1.硼镁矿加工制取硼砂硼砂（Na2B4O7•10H2O）又叫做十水四硼酸钠。

它是硼化工的母体产品。

中国已研制出并已工业化的制取工业硼砂的方法主要有硫酸法、常压碱解法、加压碱解法、酸碱联产法、碳碱法等。

目前绝大多数企业均用碳碱法。

碳碱法的工艺过程是：将硼镁矿粉加入碳酸钠溶液，通入石灰窑气（CO2）进行碳解，过滤、洗水后用于碳解配料，滤液适度蒸发浓缩，冷却结晶，离心分离而得到硼砂。

碳酸法制取硼砂工艺具有流程短、硼砂母液可循环套用、碱的利用率高、B2O3 收率较高、设备和厂房需用量较少、基建投资省等优点，特别是该法可加工低品位硼镁矿，适合中国硼矿资源的特点。

因此，是目前广泛使用的方法。

2.工业硼酸的生产方法硼酸（H3BO3）是生产硼化学品的母体。

其制法随原料品种不同而异。

中国目前主要生产硼酸的方法有硫酸法、硼砂硫酸酸化法、碳铵法、多硼酸钠法等。

（1）硫酸法制取工业硼酸这种方法是中国大多数厂家采用的生产硼酸的方法。

其工艺流程是：硼矿石经粗碎，磨到一定细度后，按一定的配料比依次将清水、洗水、矿粉和硫酸投入酸解反应器中。

料浆在一定反应温度下搅拌一定时间后，趁热过滤得硼酸及硫酸镁混合液，经冷却硼酸结晶析出，再经分离、干燥可得成品。

（2）硼砂硫酸酸化法制取工业硼酸目前，国内部分工厂（如营口化工厂等）采用此法生产硼酸。

该法的工艺流程是：将硼砂在溶解槽中加水和母液溶解配成一定浓度的溶液，经控制过滤，除去不溶物。

滤液送至中和槽，在规定的温度下加硫酸中和。

反应完成液再进行冷却、结晶、分。

高纯硼酸的制备及其影响因素龚殿婷;李凤华;樊占国;姜涛【摘要】以分析纯硼砂为原料,通过对传统的硼酸制备方法加以改进,采用氯化氢气体代替盐酸溶液中和硼砂,从而减少杂质的引入.结合离子交换吸附树脂法与重结晶法,制备出纯度达到99.99%的高纯硼酸.考察制备过程中相关因素对硼酸成品纯度与结晶率的影响.得到中和反应最佳工艺条件为:加酸温度90 ℃,pH 3～4,结晶温度8 ℃,结晶时间8 h;离子交换吸附最佳工艺条件为:阴离子与阳离子体积比3:1,溶液流速8～10 mL/min;重结晶最佳工艺条件为:硼酸溶液中硼酸质量分数为28.5%～31.0%,结晶温度10 ℃,采用慢速搅拌结晶15 h.硼酸晶体呈细小颗粒状,其Fe,Cl-和SO42-杂质含量符合高纯硼酸中的杂质含量指标.【期刊名称】《中南大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2010(041)005【总页数】5页(P1756-1760)【关键词】高纯硼酸;酸化;重结晶;离子交换【作者】龚殿婷;李凤华;樊占国;姜涛【作者单位】辽宁石油化工大学,职业技术学院,辽宁,抚顺,113001;东北大学,材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004;东北大学,材料与冶金学院,辽宁,沈阳,110004【正文语种】中文【中图分类】TQ016.1硼酸是一种多功能的化工原料，在国民经济及工农业生产发展中占有重要的地位。

由于传统制备工艺与低品位硼资源的限制，高纯硼酸在国内不易获得，主要依赖于进口。

近年来，大量的进口高纯硼酸进入我国市场，与国内产品相比，国外硼酸各项指标均远远高于国内产品的同类指标。

高纯硼酸用作高纯试剂及生产各种高纯硼酸盐晶体原料，在高科技领域中应用较广。

在核工业中，大都使用核级天然硼酸代替同位素10B作为中子慢化剂、捕集剂和冷却剂，并且用量很大[1]。

硼砂的酸化中和法技术成熟，是国内外传统的硼酸生产方法[2−3]，但传统工艺制备的硼酸成品中杂质含量较高，硼酸的纯度只能达到试剂标准，远远不能满足于国防科技中核级硼酸对纯度和杂质指标的要求。

1 前言硼酸在搪瓷、陶瓷业中，用以增强搪瓷产品的光泽和坚牢度，也是釉药和颜料的成份之一。

在医药工业、冶金工业中作添加剂、助溶剂，特别是硼钢具有高硬度和良好的轧延性，以代替镍钢。

硼酸有防腐性，可做防腐剂，如木材防腐。

在金属焊接、皮革、照相等行业以及染料、耐热防火织物、人造宝石、电容器、化妆品的制造方面都用到它，还可作杀虫剂和催化剂用。

在农业上作含硼微量元素肥料，对许多作物有肥效，可提高油菜籽的含油率。

由硼酸可制造多种硼化物，广泛用于国防和其他工业部门和科研单位，国内硼酸主要有工业I级和Ⅱ级(区别在于杂质含量)，而国外硼酸制定了多种产品标准和规格，在纯度上分为电子级、电容级、原子级、光谱级、工业级、食品级、医药级等。

硼酸是一种多功能的重要无机化工基本原料，在国民经济及工农业生产发展中占有重要的地位。

硼酸的生产概况目前，世界硼矿探明储量约为l70 000 kt，远景储量470 000 kt。

储量较多的国家依次为土耳其、美国、俄罗斯、中国和哈萨克斯坦，五国储量合计约占世界总量的90%[1]。

土耳其是世界硼资源最丰富的国家，硼矿储量占世界的60% [2]。

中国硼矿主要分布于辽宁、青海以及西藏自治区。

西藏矿虽然含硼量较高，加工也容易，但由于交通不便，很难满足我国东部工业发展的需求。

辽宁省硼矿探明储量26 772 kt(折B2O3)，占国内探明储量的57.32%，居全国第一位，其中硼镁型矿石4 922 kt，主要集中在凤城、宽甸和大石桥地区。

青海省柴达木盆地储藏着丰富的硼矿资源，是我国重要的硼资源宝库，硼储量占全国储量的29.8%，居全国第二位。

制取硼酸的含硼矿物主要是斜方硼砂和天然硼砂、钠硼解石、硬硼钙石、白硼钙石、纤维硼镁石，以及从含硼卤水中提取的硼酸。

由于各国硼矿资源不同，其生产硼酸的方法也不尽相同，但以酸法为主。

如美国、土耳其和俄罗斯多采用传统的硫酸法，所用原料含B2O3.一般都在25%以上，杂质少，易加工，成本低，硼酸的纯度比较高。