[發明專利]一種氣浮聚合物從鹽湖鹵水萃取提硼的方法和裝置

有效

• 申請號: 201410101295.1
• 申請日: 2014-03-18
• 公開（公告）號: CN103896296A
• 公開（公告）日: 2014-07-02
• 發明（設計）人: 黃焜;林潔媛;劉會洲
• 申請（專利權）人: 中國科學院過程工程研究所
• 主分類號: C01B35/02
• 分類號: C01B35/02
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟;侯桂麗

技術領域

本發明屬于鹽湖鹵水提硼技術領域，具體涉及一種氣浮聚合物從鹽湖鹵水萃取提硼的方法和裝置。

背景技術

硼是地殼中重要的稀有元素之一，因其在材料中的絕緣耐溫耐摩阻燃性能較優而被廣泛地應用于國民經濟的各個部門。我國硼資源比較豐富，但是其中可利用或易于加工的硼鎂礦(白硼)僅占國內儲量的6.7%。隨著硼應用領域的不斷擴大，僅僅從硼礦中提取硼遠遠不能滿足市場的需求，因此開發其他可利用的硼資源具有重要意義。我國西部鹽湖中蘊藏著豐富的硼資源。從鹽湖鹵水中提硼可實現鹽湖資源綜合利用、促進鹽湖化工可持續發展。目前，從鹽湖鹵水中提硼的方法有：分步酸化沉淀法、吸附共沉淀法、離子交換法和溶劑萃取法等。其中溶劑萃取法提硼具有選擇性好、產品純度高、回收率高、操作簡便、設備簡單等優點，而且萃取工藝操作成本低、原材料能耗少、無三廢，相比其他方法具有明顯優勢。

從鹽湖鹵水中萃取提硼通常采用醇類有機物為萃取劑，將硼萃入有機相使其與鹵水中其他組分分離。國內外公開報道的萃取提硼方法主要有三種：①用不溶于水的一元醇為有機萃取劑，以物理溶解法萃取稀硼酸水溶液，然后用水反萃取有機相得到硼酸溶液，再進行濃縮析出硼酸；②用1,3-二元醇為有機萃取劑，與硼反應生成中性酯，然后以堿性水溶液分解有機相中的酯得到偏硼酸鈉，最后經酸化處理形成硼酸；③在堿性介質中，硼與鄰苯二酚和水楊醇等的衍生物反應生成絡合硼酸鹽，再用酸解析有機相得到硼酸。己公開的醇類萃硼體系中，一元脂肪醇(如2-乙基己醇)應用廣泛。但是一元脂肪醇與硼酸形成鏈狀酯類，不如二元脂肪醇與硼酸形成的環狀酯類穩定，二元脂肪醇比一元脂肪醇具有更理想的提硼效果和更低的水溶性。目前具有8～9個碳原子的1,3二元醇(如2-乙基-1,3-己二醇)是公認的具有較高硼分配系數的提硼萃取劑。將不同的醇類萃取劑按一定比例混合后得到的有機混合物作為提硼萃取劑也有公開報道，例如將一元醇與一元醇，一元醇與二元醇混合，可同時利用兩者的優點，在提高硼萃取率的同時，降低萃取過程有機萃取劑在鹵水溶液中的溶解損失。專利CN101676206報到了一種用2-乙基-1,3-己二醇分別與異辛醇、異戊醇組合的混合醇從鹽湖提鋰后鹵水中萃取硼的方法。專利US3741731采用水楊醇衍生物與異戊醇混合后溶解在煤油中萃取提硼。

目前從鹽湖鹵水中萃取硼的萃取劑都為有機醇類萃取劑，該類萃取劑的不足之處在于，萃取體系適用的pH范圍不寬。脂肪醇在酸性溶液中有較好的萃取效果，而芳香醇在堿性條件下有更高的分配系數，無法適應鹽湖鹵水在中性、弱酸或弱堿條件下萃取的要求。此外，在實際應用過程中醇類有機物易揮發，對操作人員健康造成威脅。

氣浮萃取是指在油水兩相體系中鼓入氣泡，以氣泡為載體，捕集水相中的目標物質，促進其向油相傳質。專利CN102154563A報道了一種氣浮萃取鹽湖鹵水中鋰的方法，該方法油相采用磷酸三正丁酯的煤油溶液，以三氯化鐵為協萃劑。專利CN102895803A報道了一種在小分子有機醇和無機鹽水溶液組成的雙水相體系中鼓入氣泡，用氣泡為載體，浮選富集和分離水溶液痕量氯霉素。冶金選礦領域也有關于泡沫浮選的公開報道。固體礦物先經破碎磨細成顆粒后分散到水溶液中，然后在水溶液中加入水溶性表面活性劑（亦稱捕收劑）。由于原礦中的各種礦物表面親疏水性不一，表面活性劑可以吸附在具有表面活性的某種礦物的礦粒表面。當礦粒和水的混合溶液中鼓入氣泡時，包覆了表面活性劑的礦粒可被氣泡捕集，隨氣泡上升，從而與其他礦物分離。專利CN101091935報道了一種由60～80%的乙黃藥和20～40%的硫化氨基甲酸酯組合而成的捕收劑，它對閃鋅礦的捕收能力強、選擇性好，經泡沫浮選后可獲得高品位鋅精礦；專利CN101716559A提出一種有機化合物苯甲羥肟酸用于羥硅鈹石類鈹礦浮選，可顯著提高含鈹浮選精礦品位。但是，已有技術中的氣浮萃取方法均不能有效地實現從鹽湖鹵水中萃取提硼。

發明內容

針對已有技術的問題，本發明的目的之一在于提供一種氣浮聚合物從鹽湖鹵水萃取提硼的方法，實現從鹽湖鹵水中提取分離硼。

為了達到上述目的，本發明采用了如下技術方案：

一種氣浮聚合物從鹽湖鹵水萃取提硼的方法，所述方法包括如下步驟：

將含硼鹽湖鹵水與水溶性聚合物水溶液在氣浮萃取柱外側壁U形導流管中混合接觸，使水溶性聚合物分子在鹽湖鹵水中鹽析脫水形成聚合物分子微觀聚集體，所得混合溶液經進料環噴入氣浮萃取柱中，捕集了硼的聚合物分子微觀聚集體在氣泡表面吸附，被上升氣泡帶走，在氣浮萃取柱上端收集產生的泡沫，反萃回收泡沫中的硼。