用钠硼解石制造硼酸钙的方法
专利汇可以提供用钠硼解石制造硼酸钙的方法专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供了一种用钠 硼 解石制造硼酸 钙 的方法，该方法是用钠硼解石矿粉为原料，以 盐酸 和石灰为分解剂，以钠硼解石中的Na2O含量，按Na2O∶CaO∶HCl＝1∶0.9－1.6∶0.9－1.1的摩尔比，配入分解反应所需的CaO和HCl量，在 温度 ＜50℃，搅拌下，反应2－9小时，pH＝9－13，产物经过滤、洗涤和干燥，可制得含B2O339.0－42.5％、Na2O＜0.5％的硼酸钙产品，在不 回收利用 浓缩液的条件下，一次性硼的收率高达96－99.2％。，下面是用钠硼解石制造硼酸钙的方法专利的具体信息内容。
1、一种用石灰分解钠硼解石制造硼酸钙的方法，其特征在于本方法是用含B2O3 37-42.0％，粒度为60-200目的钠硼解石矿粉为原料，以盐酸和石灰为分解剂，按钠硼 解石中Na2O、石灰中的CaO和盐酸中的氯化氢摩尔比Na2O∶CaO∶HCl＝1∶0.9-1.6∶0.9-1.1 配料，反应温度＜50℃，搅拌下，pH＝9-13进行反应2-9小时，反应产物经过滤、洗涤 和干燥，得到含B2O339.0-42.5％、Na2O＜0.5％的硼酸钙；含NaCl60-150g/L、B2O3＜12g/L pH＝9-13的硼钙母液，经蒸发浓缩，分离出NaCl固体后，含B2O3高的浓缩液可返回 利用；即使在不返回利用的条件下，硼的收率仍可达到96-99.2％。
2、按照权利要求1所述硼酸钙的制备方法，其特征在于所用的分解剂还可以是盐 酸与熟石灰Ca(OH)2粉料或石灰乳。
3、按照权利要求1所述硼酸钙的制造方法，其特征在于干燥硼酸钙滤饼是用旋转 闪蒸干燥机或中空浆叶搅拌式干燥机，干燥的条件为：干燥物料的温度120-180℃，干 燥时间≤3小时。
技术领域 本发明涉及一种用钠硼解石为原料，以盐酸和石灰为分解剂制造硼酸钙 的方法。
背景技术 钠硼解石是重要的硼矿物资源，是制造硼砂和硼酸的原料，也应用于玻 璃和陶瓷工业中，由于其含有相当数量的碱金属元素(Na2O含量在6-7.5％)，限制了 它在无碱玻璃中的应用。
由钠硼解石制造硼酸钙的方法也有一些报导，例如：
1991年，意大利库劳比公司在中国申请的专利91104633.X，该技术的反应原理是： 2[Na2O・2CaO・5B2O3・16H2O]+NaOH→2.5[Na2B4O7・10H2O]++4CaO・5B2O3・7H2O
反应条件：温度120-200℃，压力2-16巴，B2O3/CaO＝1-1.25，pH＝11-12。 该方法是以生产硼酸钠和硼酸钙为目的，理论上硼酸钙产品中硼产率只有50％。
此法缺点是①硼酸钙产品中硼的产率低；②反应条件比较苛刻。
1992年雷振玺申请的中国专利技术92110544.4，其特点是用碳酸化氨水分解钠硼解 石，矿粉中的钙转变成碳酸钙沉淀，液相为硼酸铵和硼酸钠溶液。过滤去碳酸钙和不反 应的杂质，含铵、钠的硼酸盐溶液用硝酸钙和氢氧化钙溶液处理，生成硼酸钙沉淀和钠、 铵的硝酸盐和氢氧化铵溶液。经过过滤分离，固体物料再经烘干，即得到硼酸钙产品， 滤液经过蒸发浓缩，冷却结晶，分离出固体硝酸钠，母液含硝酸铵送回去制造硝酸钙溶 液。
此法缺点是生产过程过于复杂，投资和操作费用高。
本发明的目的是以一种生产过程简单和操作条件较缓和的方法来分解钠硼解石，并 使其中的硼全部转变为硼酸钙，而且硼酸钙的产率高。
发明内容 本发明是用含B2O3 37-42％、粒度为60-200目的钠硼解石矿粉为原 料，以盐酸和石灰为分解剂，按钠硼解石中的Na2O、石灰中的CaO和盐酸中的氯化氢摩 尔比Na2O∶CaO∶HCl为1∶0.9-1.6∶0.9-1.1配料，反应温度＜50℃，搅拌下，pH＝9- 13进行反应2-9小时，反应产物经过滤、洗涤和干燥，得到含B2O339.0-42.5％、Na2O＜0.5％ 的硼酸钙。
含NaCl 60-150g/L、B2O3＜12g/L、pH＝9-13的硼钙母液，经蒸发浓缩，分离出 NaCl固体后，含B2O3高的浓缩液可返回利用。
分解剂除生石灰外，还可以是盐酸和熟石灰Ca(OH)2粉料或石灰乳。
本发明的技术原理是以盐酸和氧化钙为分解剂，按下列反应式分解钠硼解石：
Na2O・2CaO・5B2O3・16H2O+2HCl+2Ca(OH)2→2CaO・B2O3・6H2O↓+2CaO・3B2O3・9H2O↓+2NaCl
若加入的氧化钙适量超过，则还可进一步反应为：
Na2O・2CaO・5B2O3・16H2O+2HCl+3Ca(OH)2→5CaO・B2O3・6H2O↓+2NaCl
本发明硼酸钙的生产过程如下：
分解反应：在敞口或有封头的带搅拌装置的反应罐中，按液固比2-8∶1装入除化灰 机用的以外全部硼钙洗液和部分硼钙母液，然后按钠硼解石中氧化钠量依Na2O∶CaO∶ HCl＝1∶0.9-1.6∶0.9-1.1(摩尔)比例。在搅拌条件下加入钠硼解石矿粉，石灰和盐酸。 反应温度＜50℃，反应时间2-9小时。反应的pH＝9-13，调节加入的氧化钙量即可获 得B2O3∶CaO＝1∶0.8-1.1(摩尔比)的产品。
压滤与洗涤：分解反应结束后，将反应罐中的料浆压送至压滤机，保持压力为 0.3-0.6MPa过滤。滤液流入硼钙母液槽中。滤液滤净后，用1.0-2.5倍硼矿粉量的清水 洗滤饼。洗水流入硼钙洗液槽中，以备返回配料和制备石灰乳用。洗液流净后，用 0.3-0.6MPa的压缩空气吹除滤饼中的水份。待无液滴吹出为止。
滤饼干燥：自压滤机卸出的湿滤饼，可用旋转闪蒸干燥机或中空浆叶搅拌式干燥机 干燥。干燥条件为物料温度120-180℃，物料停留时间小于或等于3小时，根据用户对 产品的要求和所用干燥机的型式，调整干燥条件，即可制得含B2O3 39.0-42.5％的硼酸 钙产品。
母液处理：硼钙母液中含NaCl 60-150g/L、B2O3 1-8g/L，可以通过蒸发浓缩高温下分 离析出的氯化钠，液体再返回硼钙配料；或者用盐酸，中和，调整pH＝6-9，合乎环保 工业污水排放标准后排放。
附图说明
图1为用盐酸和石灰分解剂与钠硼解石制造硼酸钙的生产过程示意图：
其中：1-分解反应；2-过滤与洗涤；3-产品干燥；4-母液处理。
A-盐酸，B-石灰，C-钠硼解石矿粉，D-硼酸钙产品，E-清水，
F-洗液，G-母液，H-制石灰乳。
本发明用钠硼解石制硼酸钙方法的特点：
1、用盐酸与石灰、消石灰或石灰乳作为分解剂，分解含B2O3 37-42％的钠硼解石 矿粉制造硼酸钙，获得的产品硼酸钙含B2O3 41.0-41.5％，硼的收率高达96-99.2％。
2、本方法的分解反应条件缓和，分解温度＜50℃。
3、本方法由于使用了盐酸，使硼钙母液中含NaCl 60-150g/L，经浓缩离析出的氯化 钠可作为副产品。加盐酸中和至pH＝6-9，可达到环保标准排放。
具体实施方式
在一敞口带搅拌的反应罐中，加入硼钙洗液0.8m3和硼钙母液2.2m3开动搅拌机， 投入钠硼解石(含B2O3 38.7％、CaO 12.45％和Na2O 6.89％)矿粉(粒度90％通过160 目)。搅拌均匀后，加入含HCl 31.5％的盐酸257kg和含CaO 160g/L的石灰乳0.92m3。 维持反应温度32℃，反应至pH达到11；时间6小时，即停止反应。将反应罐中物料压 送至压滤机，保持过滤压力0.4MPa，滤液流入硼钙母液槽。待滤液滤净后，用1.8m3 清水洗硼钙滤饼、洗液流入硼钙洗液槽(以备配制石灰乳和返回反应罐配料使用)。待 洗液滴净后，用0.4MPa压缩空气吹除滤饼中的水份，待水滴吹净后，即可卸料。卸出 湿的滤饼1670kg，滤饼送往旋转闪蒸干燥机干燥，保持出料温度165℃，即可制得合格 产品硼酸钙(其含B2O3 41.5％、CaO 29.3％和Na2O 0.2％)925kg，硼收率99.2％。
硼钙母液含NaCl 102g/L、B2O3 2.45g/L，除返回配料外，其余的(1.27m3)送往氯化 钠回收工序处理。
实施例2
在一敞口带搅拌的反应罐中，加入全部硼钙洗液和硼钙母液2.3m3，开动搅拌器， 加入含B2O3 37.5％、GaO 12.1％、Na2O 6.68％，粒度90％通过160目的钠硼解石矿粉 1000kg。搅拌均匀后，加入含活性CaO 71％的消石灰170kg和含HCl 31％的盐酸253.7kg。 反应温度35℃。反应时间5小时，pH达到9.8，结束反应。将反应罐料浆压送至板框压滤 机压滤，压力0.4MPa，滤液流入硼钙母液槽，待母液全部滤出后，用清水1.7m3洗涤硼钙 滤饼，洗液流入硼钙洗液槽，洗涤结束后，用0.4MPa压缩空气吹除滤饼中的水份，待吹 净后，即可卸出滤饼，得到湿滤饼重量：1547kg。湿滤饼送往干燥工序，用中空浆叶搅拌 式干燥机干燥，保持物料干燥温度130℃，时间1.5小时。干燥后硼钙产品含B2O3 41.0％、 CaO 28.15％、Na2O 0.19％。重量894kg，硼收率97.74％。
硼钙母液含B2O3 100g/L、Na2O 6.5g/L，除返回配料外，余下1.26m3送往氯化钠回收 工序处理。
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