用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术
阅读：495发布：2020-10-05
专利汇可以提供用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种用工业级氢 氧 化锂和 硼 酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术，属高纯四硼酸锂的生产技术领域。方法是分别将氢氧化锂和硼酸提纯至99.99%以上，然后在反应槽内制成饱和 水 溶液，常压下加热至沸反应2～2.5小时，冷却后进行液固分离，将固体进行脱水干燥即得；其中工业级氢氧化锂的提纯采用低温溶解、快速过滤、 酸化 提纯、重结晶工艺；工业级硼酸的提纯采用重结晶、 吸附 法。本发明的方法具有工艺简单，流程短，成本低廉，无污染，产出率高的优点，产品的技术 质量 指标全面达到国际先进水平。，下面是用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术专利的具体信息内容。
1.一种用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技 术，其特征是分别将工业级的氢氧化锂和硼酸提纯至≥99.99％的高纯 度，然后按比例加入反应槽内制成饱和水溶液，常压下加热至沸反应 2～2.5小时，冷却后进行液固分离，将固体进行脱水干燥即得；其 中工业级氢氧化锂的提纯步骤依次包括：a)在常压、温度20～30℃ 将氢氧化锂溶解成水溶液并快速过滤得除硅液1；b)将除硅液1加 热，在20～60℃时加入碳酸化提纯试剂，继续加热至沸维持40分钟 至1小时后停止加热，过滤得净化液2；c)将净化液2进行重结晶， 然后固液分离即得高纯度的氢氧化锂；其中工业级硼酸的提纯采用重 结晶、吸附法；所述的氢氧化锂和硼酸的重量比为2.8∶2.5；所述碳 酸化提纯试剂是由80％～86％重量份的碳酸氢铵、10.2％～16.9％重量 份的乙二酸和1.5％～3％重量份的碳酸氢锂组成，加入量以试剂与溶 液体积比计算为2％～7％。
2.根据权利要求1所述的晶体技术，其特征是所述的脱水干燥 条件是：先在温度198～204℃下烘制1～1.5小时，然后在温度233～ 238℃下烘制0.5～1小时。
3.根据权利要求1所述的晶体技术，其特征是所述的氢氧化锂 的提纯步骤a)是在搅拌下溶解10～20分钟，然后静置5～10分钟， 清除表面杂质后快速过滤。
4.根据权利要求1所述的晶体技术，其特征是所述的工业级氢 氧化锂的提纯步骤c)是在常压下加热蒸发，浓缩至1/3或肉眼可见 晶体析出时停止加热；冷却至40℃～60℃进行液固分离；在开始沸 腾时还加入有遮蔽剂。
5.根据权利要求4所述的晶体技术，其特征是所述的遮蔽剂为 EDTA，加入量0.05％～0.25％。
技术领域
本发明涉及高纯四硼酸锂的工业化生产技术，特别是指一种用工业级氢氧化锂和硼酸生 产高纯高清四硼酸锂晶体技术。
背景技术
高纯度、高清晰度单晶材料四硼酸锂(又名焦硼酸锂，分子式Li2B4O7，分子量 169.12，以下简称高纯高清四硼酸锂)，其主含量≥99.99％(含分子水，不含间隙水) 或各类杂质元素或化合物含量在30ppm以下，光学透晰率达95％以上。高纯高清四硼酸 锂是一种新型温度补偿型表面波基片芯片和压电单晶基片材料，在微电子、数码技术、 光电子科技、新型计算机、视频传播，军事科技、航空航天、卫星通讯、国防技术等许 多领域有广泛而重要的应用。与传统材料相比，它具有一系列无可比拟的优势，是取代 目前仍在使用的铌酸锂、钽酸锂等的更新换代产品，四硼酸锂及三硼酸锂等居于国际公 认的最具发展前景的单晶材料之列。
目前，就高纯高清四硼酸锂的生产技术而言，发达国家(日、美、德等)生产此类 产品主要采用“还原、电解、区域熔融、真空蒸馏，真空升华”等工艺技术，虽具有一 定的应用价值，但技术繁锁复杂，工艺流程长，设备昂贵，工艺条件要求十分苛刻(高 温、高压、高强度、耐强度、耐强腐蚀、高真空、高密封等)，生产成本高、污染环境 治理困难，且产品的技术质量指标仍不理想，因而迫切需要加以改造。
我国拥有丰富的锂、硼矿产资源，随着电光子高新技术产业的迅猛发展，对新型单 晶材料的需求日益紧迫。但由于历史和体制等原因的束傅，迄今为止，只能实现实验室 少量生产，尚不能实现工业化、规模化生产，而主要依赖进口，这对我国高新技术产业 的发展，带来了严重的障碍和消极影响。
目前，就高纯高清四硼酸锂的生产技术而言，发达国家(日、美、德等)生产此类 产品主要采用“还原、电解、区域熔融、真空蒸馏，真空升华”等工艺技术，虽具有一 定的应用价值，但技术繁锁复杂，工艺流程长，设备昂贵，工艺条件要求十分苛刻(高 温、高压、高强度、耐强度、耐强腐蚀、高真空、高密封等)，生产成本高、污染环境 治理困难，且产品的技术质量指标仍不理想，因而迫切需要加以改造。
我国拥有丰富的锂、硼矿产资源，随着电光子高新技术产业的迅猛发展，对新型单 晶材料的需求日益紧迫。但由于历史和体制等原因的束傅，迄今为止，只能实现实验室 少量生产，尚不能实现工业化、规模化生产，而主要依赖进口，这对我国高新技术产业 的发展，带来了严重的障碍和消极影响。
发明内容
本发明的目的是提供一种工艺简化，流程缩短，成本低廉，操作方便，产出率高， 技术质量指标全面达到国际先进水平，且对环境无污染的一种用工业级氢氧化锂和硼酸生产 高纯高清四硼酸锂晶体技术。以满足国内外光电子高新技术产业的迫切需要，彻底改变以往 国外旧的技术工艺的弊端。
本发明的目的是这样实现的：一种用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂 晶体技术，是分别将工业级的氢氧化锂和硼酸提纯至≥99.99％的高纯度，然后按比例加 入反应槽内制成饱和水溶液，常压下加热至沸反应2～2.5小时，冷却后进行液固分离， 将固体进行脱水干燥即得；其中工业级氢氧化锂的提纯步骤依次包括：a)在常压、温 度20～30℃将氢氧化锂溶解成水溶液并快速过滤得除硅液1；b)将除硅液1加热，在 20～60℃时加入碳酸化提纯试剂，继续加热至沸维持40分钟至1小时后停止加热，过 滤得净化液2；c)将净化液2进行重结晶，然后固液分离即得高纯度的氢氧化锂；其中工 业级硼酸的提纯采用重结晶、吸附法；所述的氢氧化锂和硼酸的重量比为2.8∶2.5；所 述碳酸化提纯试剂是由80％～86％重量份的碳酸氢铵、10.2％～16.9％重量份的乙二酸和 1.5％～3％重量份的碳酸氢锂组成，加入量以试剂与溶液体积比计算为2％～7％。
本发明是在科技理论创新的基础上，进行一系列技术创新的结果，对工业级氢氧化 锂的提纯形成一套以“低温溶解、快速过滤，部分碳酸化及共沉淀，重结晶为主要内容 的新型工艺方法。本发明中的低温溶解，快速过滤，实质上是基于各类元素及化合物的 溶解过程中。在溶液度、溶解速率上的差异及其对外部条件的温度，压力、溶解时间等 敏感度的区别，采用尽可能简捷方便的物理方法，达到除去不溶难溶杂质如二氧化硅 (SiO2)、碳化钙(CaC2)，硅酸盐(如硅酸锂Li2SiO3，硅酸钙CaO·SiO2)等类杂质的目 的，为进一步提纯创造条件。方法是在常压低温下(≤30℃)将工业的氢氧化锂溶于电 导水中，制成饱和溶液(Li≥30g/L)，搅拌5～10分钟使其充分溶解后，静置5～10分 钟后清除表面杂质，然后快速过滤。通过此工序，可使溶液中杂质总量下降70％～80％， 不溶性杂质基本全部除去。
在传统的化学高纯理论中，酸化提纯是一个崭新的甚至陌生的概念。一般认为，所 谓酸化只是碱金属、碱土金属元素化合物提纯中，通过酸化进行中和，产生盐类沉淀， 从而有利于除杂，但由于效率不高，只可作为化学提纯的一种辅助手段。我们通过长期 深入的探索和研究，在酸化提纯领域取得一系列重要发现，大大开拓和深化了酸化提纯 理论的认识，丰富了酸化提纯理论的内容和深度，对发展高纯理论做出了新的贡献。并 率先提出了“部分酸化(包括部分碳酸化、部分磷酸化、部分乙二酸化等)提纯”的理 论及其实施工艺方法。
研究表明，酸化提纯理论绝不仅仅是“中和、沉淀、除杂”这样一个简单的过程。 在对工业级氢氧化锂的酸化提纯过程中，至少将发生如下几类复杂的物理、化学运动过 程：首先，试剂中的碳酸氢铵等遇热分解，不仅易于与含锂离子等形成不溶性碳酸盐(如 Li2CO3、CaCO3、BaCO3、PbCO3)等，同时，由于HCO3 -离子通过氢键形成环聚或多聚作用， 不仅易于化合生成许多种碳酸氢盐类(MHCO3类)，并使其可溶性显著下降，还会形成一 些不溶的碱式碳酸盐(如2PbCO3·Pb(OH)2、CuCO3·Cu(OH)2、(BiO)2CO3等)，在上述 化学过程中，由于离子电荷自由力场的作用和化合反应迅速带来的吸附和包留效应，产 生所谓共沉淀现象及后沉淀现象。此外，值得注意的是在酸根离子的作用下，溶液中可 溶硅离子等还会发生一系列独特而复杂的化学物理反应过程，其中硅离子与锂易形成硅 酸锂，并会形成多种聚合物体，即形成硅酸胶体；硅离子易与氯、氟等离子形成多种混合物， 并与其他多种酸根离子形成一系列结构复杂的多酸物质，由于分子量、比重、溶解度、 分子结构，体积等方面的显著变化，都会为采取新型工艺方法除杂提纯，提供了科学的 前提条件。
本发明中的部分碳酸化及其沉淀，即将上述滤液引入反应槽中加热，至20℃～60℃ 时，最好在40℃～50℃时，加入量以试剂与溶液体积比计算为2％～7％的酸化提纯试剂 (含有80％～86％重量份的碳酸氢铵、10.2％～16.9％重量份的乙二酸和1.5％～3％重量份 的碳酸氢锂)开始化学反应，加热至沸(105℃)后持续40分钟至1小时，使各类反应 进行完全、避免最后产物中CO3 2-增加。此工序中放出一定量氨气，可加以回收利用。停 止加温后趁热进行过滤，过滤温度70℃～90℃，使液固分离。利用部分酸化及共沉淀效应的原 理，可除去绝大部分杂质元素，使产品纯度达到99.9％～99.99％以上。
重结晶工序，其实质是根据物质热力学性质决定的溶质在固液相中的均匀分配定 律，采用简便的加温，冷却手段，在晶体折出过程中，完成使产品纯度达到高纯(≥ 99.99％)的目的。将上道工序产生的热净化液引回反应槽，为了饱和溶液(Li≥32G/L) 在常压下加热至沸时，加入少量遮蔽剂(如EDTA，加入量0.05％～0.25％)，以防止痕量 杂质参与产品重结晶析出。浓缩至近1/3或肉眼可见晶体析出时停止加热进行冷却(必 要时可强制冷却)，当溶液温度降至40℃～60℃时，取出结晶进行分离。
采用本发明工艺方法生产的高纯高清四硼酸锂，其技术质量指标全面达到国际先进 水平，部分关键指标显著优于发达国家的现有产品。由于本工艺全部过程均在常压、中 低温、采用普通不锈钢化工设备中进行，使工艺大为简化缩短，操作方便简捷，产品收 率较高，对环境无污染，其所需设备造价仅为国外约十分之一，生产成本仅为国外同类 产品约三分之一。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的工艺流程示意图
本发明的目的是这样实现的：一种用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂 晶体技术，是分别将工业级的氢氧化锂和硼酸提纯至≥99.99％的高纯度，然后按比例加 入反应槽内制成饱和水溶液，常压下加热至沸反应2～2.5小时，冷却后进行液固分离， 将固体进行脱水干燥即得；其中工业级氢氧化锂的提纯步骤依次包括：a)在常压、温 度20～30℃将氢氧化锂溶解成水溶液并快速过滤得除硅液1；b)将除硅液1加热，在 20～60℃时加入碳酸化提纯试剂，继续加热至沸维持40分钟至1小时后停止加热，过 滤得净化液2；c)将净化液2进行重结晶，然后固液分离即得高纯度的氢氧化锂；其中工 业级硼酸的提纯采用重结晶、吸附法；所述的氢氧化锂和硼酸的重量比为2.8∶2.5；所 述碳酸化提纯试剂是由80％～86％重量份的碳酸氢铵、10.2％～16.9％重量份的乙二酸和 1.5％～3％重量份的碳酸氢锂组成，加入量以试剂与溶液体积比计算为2％～7％。
本发明是在科技理论创新的基础上，进行一系列技术创新的结果，对工业级氢氧化 锂的提纯形成一套以“低温溶解、快速过滤，部分碳酸化及共沉淀，重结晶为主要内容 的新型工艺方法。本发明中的低温溶解，快速过滤，实质上是基于各类元素及化合物的 溶解过程中。在溶液度、溶解速率上的差异及其对外部条件的温度，压力、溶解时间等 敏感度的区别，采用尽可能简捷方便的物理方法，达到除去不溶难溶杂质如二氧化硅 (SiO2)、碳化钙(CaC2)，硅酸盐(如硅酸锂Li2SiO3，硅酸钙CaO·SiO2)等类杂质的目 的，为进一步提纯创造条件。方法是在常压低温下(≤30℃)将工业的氢氧化锂溶于电 导水中，制成饱和溶液(Li≥30g/L)，搅拌5～10分钟使其充分溶解后，静置5～10分 钟后清除表面杂质，然后快速过滤。通过此工序，可使溶液中杂质总量下降70％～80％， 不溶性杂质基本全部除去。
在传统的化学高纯理论中，酸化提纯是一个崭新的甚至陌生的概念。一般认为，所 谓酸化只是碱金属、碱土金属元素化合物提纯中，通过酸化进行中和，产生盐类沉淀， 从而有利于除杂，但由于效率不高，只可作为化学提纯的一种辅助手段。我们通过长期 深入的探索和研究，在酸化提纯领域取得一系列重要发现，大大开拓和深化了酸化提纯 理论的认识，丰富了酸化提纯理论的内容和深度，对发展高纯理论做出了新的贡献。并 率先提出了“部分酸化(包括部分碳酸化、部分磷酸化、部分乙二酸化等)提纯”的理 论及其实施工艺方法。
研究表明，酸化提纯理论绝不仅仅是“中和、沉淀、除杂”这样一个简单的过程。 在对工业级氢氧化锂的酸化提纯过程中，至少将发生如下几类复杂的物理、化学运动过 程：首先，试剂中的碳酸氢铵等遇热分解，不仅易于与含锂离子等形成不溶性碳酸盐(如 Li2CO3、CaCO3、BaCO3、PbCO3)等，同时，由于HCO3 -离子通过氢键形成环聚或多聚作用， 不仅易于化合生成许多种碳酸氢盐类(MHCO3类)，并使其可溶性显著下降，还会形成一 些不溶的碱式碳酸盐(如2PbCO3·Pb(OH)2、CuCO3·Cu(OH)2、(BiO)2CO3等)，在上述 化学过程中，由于离子电荷自由力场的作用和化合反应迅速带来的吸附和包留效应，产 生所谓共沉淀现象及后沉淀现象。此外，值得注意的是在酸根离子的作用下，溶液中可 溶硅离子等还会发生一系列独特而复杂的化学物理反应过程，其中硅离子与锂易形成硅 酸锂，并会形成多种聚合物体，即形成硅酸胶体；硅离子易与氯、氟等离子形成多种混合物， 并与其他多种酸根离子形成一系列结构复杂的多酸物质，由于分子量、比重、溶解度、 分子结构，体积等方面的显著变化，都会为采取新型工艺方法除杂提纯，提供了科学的 前提条件。
本发明中的部分碳酸化及其沉淀，即将上述滤液引入反应槽中加热，至20℃～60℃ 时，最好在40℃～50℃时，加入量以试剂与溶液体积比计算为2％～7％的酸化提纯试剂 (含有80％～86％重量份的碳酸氢铵、10.2％～16.9％重量份的乙二酸和1.5％～3％重量份 的碳酸氢锂)开始化学反应，加热至沸(105℃)后持续40分钟至1小时，使各类反应 进行完全、避免最后产物中CO3 2-增加。此工序中放出一定量氨气，可加以回收利用。停 止加温后趁热进行过滤，过滤温度70℃～90℃，使液固分离。利用部分酸化及共沉淀效应的原 理，可除去绝大部分杂质元素，使产品纯度达到99.9％～99.99％以上。
重结晶工序，其实质是根据物质热力学性质决定的溶质在固液相中的均匀分配定 律，采用简便的加温，冷却手段，在晶体折出过程中，完成使产品纯度达到高纯(≥ 99.99％)的目的。将上道工序产生的热净化液引回反应槽，为了饱和溶液(Li≥32G/L) 在常压下加热至沸时，加入少量遮蔽剂(如EDTA，加入量0.05％～0.25％)，以防止痕量 杂质参与产品重结晶析出。浓缩至近1/3或肉眼可见晶体析出时停止加热进行冷却(必 要时可强制冷却)，当溶液温度降至40℃～60℃时，取出结晶进行分离。
采用本发明工艺方法生产的高纯高清四硼酸锂，其技术质量指标全面达到国际先进 水平，部分关键指标显著优于发达国家的现有产品。由于本工艺全部过程均在常压、中 低温、采用普通不锈钢化工设备中进行，使工艺大为简化缩短，操作方便简捷，产品收 率较高，对环境无污染，其所需设备造价仅为国外约十分之一，生产成本仅为国外同类 产品约三分之一。
附图说明
下面结合附图对本发明作进一步地详细说明，但不构成对本发明的任何限制。
图1为本发明的工艺流程示意图
具体实施方式
实施例1
参阅图1所示，本发明的用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术， 氢氧化锂原料采用四川省马尔康某锂业公司，工业一级质量标准，主含量≥58.5％(分子 结晶水未计入)，各元素杂质含量：硅(Si)：400ppm，其余元素杂质除铁(Fe)较低(0.001％) 外，均在60～500ppm之间。将工业级氢氧化锂50kg，纯水约180kg。引入溶解槽A 中，在室温20℃下搅拌20分钟使充分溶解，静置5分钟后清除表面杂质，然后快速 过滤，滤去约占总重量0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入反应器B中开 始加热，当温度达到40℃时，加入5％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸化共沉淀反 应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸(约100～ 105℃)，维持沸腾40分钟，使各类反应进行完全。停止加热后10分钟内趁热过滤， 进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后加入0.05％的 EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见结晶开始析 出时，停止加热，静置冷却，当液温降至40℃时进行过滤分离液固体，滤液返回溶解槽 A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以2.8∶2.5比例 用电导水溶解制成饱和溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应槽D中加热至沸腾(温度约 100℃～108℃)，持续2小时后，进行固液过滤分离；将固体置入真空烘箱中先在温度 198℃下，烘制1.5小时，然后在温度233℃下，烘制约1小时，即得到纯无水四硼酸锂。
实施例2
与实施例1采用相同原料，投料工业级氢氧化锂的约50kg，加入电导水约180kg， 引入溶解槽A中，在室温30℃下搅拌10分钟使充分溶解，静置10分钟后清除表面杂质， 然后快速过滤，滤去约占总重量0.1～0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入 反应器B中开始加热，当温度达到50℃时，加入7％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸 化共沉淀反应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸 (约100～105℃)，维持沸腾1小时，使各类反应进行完全。停止加热后20分钟内趁热 过滤，进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后加 入0.25％的EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见结 晶开始析出时，停止加热，静置冷却，当液温降至60℃时进行过滤分离液固体，滤液返 回溶解槽A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以2.8∶2.5 比例用电导水溶解制成饱含溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应器D中加热至沸 腾(温度约100℃～108℃)，持续2小时后，进行固液过滤分离；将固体置入真空烘箱 中先在温度204℃下，烘制1小时，然后在温度238℃下，烘制约0.5小时，即得到纯 无水四硼酸锂。
实施例3
与实施例1采用相同原料，投料工业级氢氧化锂的约50kg，加入电导水约180kg， 引入溶解槽A中，在室温25℃下搅拌15分钟使充分溶解，静置8分钟后清除表面杂质， 然后快速过滤，滤去约占总重量0.1～0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入 反应器B中开始加热，当温度达到45℃时，加入4％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸 化共沉淀反应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸 (约100～105℃)，维持沸腾50分钟，使各类反应进行完全。停止加热后15分钟内趁 热过滤，进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后 加入0.15％的EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见 结晶开始析出时，停止加热，静置冷却，当液温降至50℃时进行过滤分离液固体，滤 液返回溶解槽A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以 2.8∶2.5比例用电导水溶解制成饱含溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应器D中 加热至沸腾(温度约100℃～108℃)，持续2.5小时后，进行固液过滤分离；将固体置 入真空烘箱中先在温度200℃下，烘制1.2小时，然后在温度235℃下，烘制约1小时， 即得到纯无水四硼酸锂。
经分析测试上述实施例最后产品，技术质量指标均满足下述指标：
名称：四硼酸锂(焦硼酸锂)
分子式：Li2B4P7
分子量：169.12
比重：2.44
摩尔比(B2O/Li2O)：1.97
外观：白色粉末或微晶体
熔点：917℃
溶解热：28.87kCa/mol
温度反应系数：＜0.00001(几乎为零)
介电常数：8.9
压电系数：0.928
热膨胀系数：11.1
透射系数：95％
迟滞反应系数：0
物理加工性能：优
主含量：99.99％
Si：≤1×10-4％
Pb：≤1×10-4％
Ni：≤1×10-4％
K：≤2×10-4％
Mg：≤2×10-3％
Fe：≤4×10-4％
Cu：≤2×10-5％。
参阅图1所示，本发明的用工业级氢氧化锂和硼酸生产高纯高清四硼酸锂晶体技术， 氢氧化锂原料采用四川省马尔康某锂业公司，工业一级质量标准，主含量≥58.5％(分子 结晶水未计入)，各元素杂质含量：硅(Si)：400ppm，其余元素杂质除铁(Fe)较低(0.001％) 外，均在60～500ppm之间。将工业级氢氧化锂50kg，纯水约180kg。引入溶解槽A 中，在室温20℃下搅拌20分钟使充分溶解，静置5分钟后清除表面杂质，然后快速 过滤，滤去约占总重量0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入反应器B中开 始加热，当温度达到40℃时，加入5％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸化共沉淀反 应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸(约100～ 105℃)，维持沸腾40分钟，使各类反应进行完全。停止加热后10分钟内趁热过滤， 进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后加入0.05％的 EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见结晶开始析 出时，停止加热，静置冷却，当液温降至40℃时进行过滤分离液固体，滤液返回溶解槽 A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以2.8∶2.5比例 用电导水溶解制成饱和溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应槽D中加热至沸腾(温度约 100℃～108℃)，持续2小时后，进行固液过滤分离；将固体置入真空烘箱中先在温度 198℃下，烘制1.5小时，然后在温度233℃下，烘制约1小时，即得到纯无水四硼酸锂。
实施例2
与实施例1采用相同原料，投料工业级氢氧化锂的约50kg，加入电导水约180kg， 引入溶解槽A中，在室温30℃下搅拌10分钟使充分溶解，静置10分钟后清除表面杂质， 然后快速过滤，滤去约占总重量0.1～0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入 反应器B中开始加热，当温度达到50℃时，加入7％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸 化共沉淀反应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸 (约100～105℃)，维持沸腾1小时，使各类反应进行完全。停止加热后20分钟内趁热 过滤，进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后加 入0.25％的EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见结 晶开始析出时，停止加热，静置冷却，当液温降至60℃时进行过滤分离液固体，滤液返 回溶解槽A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以2.8∶2.5 比例用电导水溶解制成饱含溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应器D中加热至沸 腾(温度约100℃～108℃)，持续2小时后，进行固液过滤分离；将固体置入真空烘箱 中先在温度204℃下，烘制1小时，然后在温度238℃下，烘制约0.5小时，即得到纯 无水四硼酸锂。
实施例3
与实施例1采用相同原料，投料工业级氢氧化锂的约50kg，加入电导水约180kg， 引入溶解槽A中，在室温25℃下搅拌15分钟使充分溶解，静置8分钟后清除表面杂质， 然后快速过滤，滤去约占总重量0.1～0.2％不溶性沉渣，得除硅液1，将除硅液1注入 反应器B中开始加热，当温度达到45℃时，加入4％的碳酸化提纯试剂，进行部分碳酸 化共沉淀反应。反应过程中放出氨气及氢气，及时用通风设备排出回收，继续加热至沸 (约100～105℃)，维持沸腾50分钟，使各类反应进行完全。停止加热后15分钟内趁 热过滤，进行液固分离得净化液2，将净化液2引入反应器C中进行蒸发，加热至沸后 加入0.15％的EDTA作为遮蔽剂，继续沸腾至溶液浓缩至原体积约1/3，或肉眼观察可见 结晶开始析出时，停止加热，静置冷却，当液温降至50℃时进行过滤分离液固体，滤 液返回溶解槽A内回收利用，所得固体产品与按重结晶、吸附法提纯的硼酸(H3BO3)以 2.8∶2.5比例用电导水溶解制成饱含溶液(固液比约为2.8％～3.3％)，引入反应器D中 加热至沸腾(温度约100℃～108℃)，持续2.5小时后，进行固液过滤分离；将固体置 入真空烘箱中先在温度200℃下，烘制1.2小时，然后在温度235℃下，烘制约1小时， 即得到纯无水四硼酸锂。
经分析测试上述实施例最后产品，技术质量指标均满足下述指标：
名称：四硼酸锂(焦硼酸锂)
分子式：Li2B4P7
分子量：169.12
比重：2.44
摩尔比(B2O/Li2O)：1.97
外观：白色粉末或微晶体
熔点：917℃
溶解热：28.87kCa/mol
温度反应系数：＜0.00001(几乎为零)
介电常数：8.9
压电系数：0.928
热膨胀系数：11.1
透射系数：95％
迟滞反应系数：0
物理加工性能：优
主含量：99.99％
Si：≤1×10-4％
Pb：≤1×10-4％
Ni：≤1×10-4％
K：≤2×10-4％
Mg：≤2×10-3％
Fe：≤4×10-4％
Cu：≤2×10-5％。
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