專利名稱：：從鹽湖低品位沉積物中富集五水硼砂的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及五水硼砂的制備方法。具體而言，本方法涉及一種從青藏高原低品位鹽湖沉積物(其中8203含量《15%)中富集五水硼砂的制備方法。屬于物理化工工藝
技術(shù)領(lǐng)域：
。
背景技術(shù)：
：建國以來，我國的硼行業(yè)一直以遼(寧)吉(林)為主要生產(chǎn)基地。由于資源的不可再生性，導(dǎo)致上述資源產(chǎn)地的資源己面臨枯竭。目前，我國的硼砂市場70%是進(jìn)口土耳其和美國的硼砂。然而，青藏高原擁有鹽湖500多個(gè)，其中中低品位的硼砂礦(原礦化學(xué)成分見下表)儲量有幾千萬噸，因而開發(fā)利用中低品位的硼砂礦物，勢在必行。主要表現(xiàn)在1、在符合國家礦產(chǎn)開發(fā)政策的前提下，通過綜合利用資源，不再需要采富棄貧，從而將不可再生的資源合理化、最大化地加以富集利用。2、產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，可以達(dá)到和超過進(jìn)口硼砂的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)，因而減少或無需再從國外進(jìn)口硼砂，解決了我國搪瓷、高硼硅酸鹽玻璃、高純硼肥等行業(yè)長期依賴進(jìn)口硼砂的問題。3、產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，可為地方增加財(cái)政收入，帶動(dòng)資源所在地農(nóng)牧民運(yùn)輸、勞務(wù)增收。4、富集后的尾礦、泥渣覆蓋砂土可用于種植人工草場，從而起到改變生態(tài)環(huán)境，降低溫室效應(yīng)的作用。5、龐大的資源儲量將可持續(xù)開發(fā)數(shù)百年，是一項(xiàng)利國利民、造福子孫的民心項(xiàng)目。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的在于提供一種從青藏高原低品位鹽湖沉積物中富集五水硼砂的制備方法。該方法充分利用了硼砂在不同溫度下的溶解度差異，以及在不同結(jié)晶溫度、烘干溫度下所得產(chǎn)物不同的原理，其制備工藝簡單、成本低，在資源所在地即可直接實(shí)施，且制得的產(chǎn)品可供多個(gè)行業(yè)使用，從而減少或停止了從國外進(jìn)口五水硼砂。為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明采用的具體技術(shù)方案如下一種從低品位鹽湖沉積物中富集五水硼砂的制備方法，其特征在于按如下工藝步驟進(jìn)行鹽湖原礦采運(yùn)一原礦除鉀鹽、鈉鹽一高溫溶解一渣漿分離一溶液脫色一降溫重結(jié)晶一脫水一烘千一計(jì)量、包裝，各工藝步驟的具體實(shí)施方法如下一、鹽湖原礦的采運(yùn)1、對于干鹽湖中的硼酸鹽原礦采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)或翻斗車采運(yùn)。所述的硼酸鹽原礦(其中8203含量《15%)。2、對于湖水下的硼酸鹽原礦可按如下兩種方法采運(yùn)(1)采用堵湖斷水，水泵將水抽干后，再按干鹽湖的方式操作。(2)在船上安裝大型吸砂泵，并配以絞刀將固體礦物絞碎后，用砂泵吸、管道運(yùn)，送原礦進(jìn)富集工廠。所述富集工廠應(yīng)盡可能在離采礦區(qū)較近處選址，并最大限度地利用落差，以降低運(yùn)營生產(chǎn)成本。二、原礦除鉀鹽、鈉鹽手工挑選出大塊硫酸鈉、石塊后，先用破碎機(jī)將原礦破碎成l~60mm的碎塊，再用304(TC溫水洗滌23次，使鉀鹽、鈉鹽的含量降低3555%。降低鉀鹽、鈉鹽的濃度是為了保證硼砂結(jié)晶時(shí)不會析出鉀鹽或鈉鹽。三、高溫溶解將洗滌后的原礦碎塊放入臥式回轉(zhuǎn)溶解器內(nèi)，按礦水=2~4:l的重量比加入水，以Na2B40計(jì)算，濃度為35~52.5%,邊攪拌邊加溫至85~100°C，并保溫10~20分鐘，待硼砂完全溶解后，再用40~80目的振動(dòng)篩分離得到含礦泥漿。所述臥式回轉(zhuǎn)溶解器，已由本申請人于2009年4月9日向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了實(shí)用新型專利，該實(shí)用新型專利申請的申請?zhí)枮?200920080107.6"。四、渣漿分離將上述含礦泥漿送入壓搾、板柜或真空式過濾機(jī)中，在8510(TC的恒溫條件下分離得到含礦溶液及濾餅；其中濾餅用8510(TC的熱水洗滌后回收洗液，合并含礦溶液和濾餅洗液，所得母液1轉(zhuǎn)入脫色池進(jìn)行脫色。五、溶液脫色在85100'C的恒溫條件下，于帶色的母液l中加入H202進(jìn)行脫色，脫色后的母液1中加入以干礦重量計(jì)為0.1~0.5%的高分子絮凝劑，以吸附懸浮的雜質(zhì)；其中，絮凝物在8510trC的恒溫條件下經(jīng)離心分離，濾液回收，濾餅經(jīng)85~100'C的熱水洗滌，回收洗液并與濾液合并作母液2用。然后將經(jīng)脫色后的母液1與母液2合并，并將濃度控制在240~600g/l，最后再將合并后的母液輸入凈化器中除去有害雜質(zhì)和水不溶物。所述高分子絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺。所述凈化器為多介質(zhì)過濾器或自動(dòng)反沖洗過濾器。六、降溫重結(jié)晶將經(jīng)凈化處理后的母液輸入臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器中，并以4060。C的水恒溫間接降溫至65~70°C，使溶解的硼砂從溶液中重結(jié)晶出來。所述臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器，已由本申請人于2009年4月9日向國家知識產(chǎn)權(quán)局申請了實(shí)用新型專利，該實(shí)用新型專利申請的申請?zhí)枮?200920080108.0"。七、脫水4將結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶硼砂連同結(jié)晶母液一起用泵送入螺旋卸料離心分離機(jī)，以1200轉(zhuǎn)/分以上的轉(zhuǎn)速，使結(jié)晶母液與硼砂分離，所得硼砂游離水含量《10%。八、烘干將分離出的硼砂送入烘干機(jī)內(nèi)烘干。烘干溫度控制在100~122°C，并保溫10~20分鐘，得五水硼砂。九、計(jì)量、包裝將烘千后的硼砂轉(zhuǎn)入配有風(fēng)冷式冷卻器的集料斗內(nèi)，冷卻后的硼砂通過數(shù)控或人工計(jì)量分別包裝得五水硼砂成品。本發(fā)明的有益效果表現(xiàn)在1、本發(fā)明制備工藝簡單、成本低，在資源所在地即可直接實(shí)施，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，同時(shí)還可制得8203含量達(dá)66.75%的高品位硼砂，可代替進(jìn)口的土耳其硼砂和美國硼砂，從而將不可再生的資源合理化、最大化地加以富集利用，且所得產(chǎn)品可供多個(gè)行業(yè)使用，因而減少或無需從國外進(jìn)口五水硼砂。2、本發(fā)明采用臥式回轉(zhuǎn)溶解器實(shí)現(xiàn)硼砂在高溫?cái)嚢柘碌难杆偃芙?，從而能得到具有更好性能指?biāo)的含礦泥漿，更利于渣漿充分分離。3、3、本發(fā)明硼砂的得率高達(dá)80%以上，從而為硼行業(yè)提供了大量的資源來源，解決了我國現(xiàn)有硼資源十分局限的難題。具體實(shí)施方式實(shí)施例1以西藏秋里南木湖為例，經(jīng)原礦采運(yùn)一原礦除鉀鹽、鈉鹽一高溫溶解一渣漿分離一溶液脫色一降溫重結(jié)晶一脫水一烘干一計(jì)量、包裝，得到8203含量達(dá)44.53%的五水硼砂，具體工藝步驟如下一、鹽湖原礦的采運(yùn)采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)或翻斗車采運(yùn)原礦。二、原礦除鉀鹽、鈉鹽手工挑選出大塊硫酸鈉、石塊后，先用破碎機(jī)將原礦破碎成130rnrn的碎塊，再用304(TC溫水洗滌2次，使鉀鹽、鈉鹽的含量降低40%。三、高溫溶解將洗滌后的原礦碎塊放入臥式回轉(zhuǎn)溶解器內(nèi)，按礦水=3:l的重量比加入水，以Na2B407計(jì)算，濃度為45.7%，邊攪拌邊加溫至85~100°C，保溫10分鐘后，再用60~80目的振動(dòng)篩分離得到含礦泥漿。四、渣漿分離將上述含礦泥漿送入壓榨式過濾機(jī)中，在8510(TC的恒溫條件下分離得到含礦溶液及濾餅；其中濾餅用8510(TC的熱水洗滌后回收洗液，合并含礦溶液和濾餅洗液，所得母液1轉(zhuǎn)入脫色池進(jìn)行脫色。五、溶液脫色在85100。C的恒溫條件下，于帶色的母液l中加入H202進(jìn)行脫色，脫色后的母液1中加入以干礦重量計(jì)為0.1~0.3%的陰離子聚丙烯酰胺絮凝劑，其中，絮凝物在8510(TC的恒溫條件下經(jīng)離心分離，濾液回收，濾餅經(jīng)8510(TC的熱水洗滌，回收洗液并與濾液合并作母液2用。然后將經(jīng)脫色后的母液1與母液2合并，并將濃度控制在450~600g/l，最后再將合并后的母液輸入多介質(zhì)過濾器中除去有害雜質(zhì)和水不溶物。所述多介質(zhì)過濾器由成都達(dá)能科技發(fā)展實(shí)業(yè)有限公司生產(chǎn)。六、降溫重結(jié)晶將經(jīng)凈化處理后的母液輸入臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器中，并以406(TC的水恒溫間接降溫至657(TC，使溶解的硼砂從溶液中重結(jié)晶出來。七、脫水將結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶硼砂連同結(jié)晶母液一起用泵送入螺旋卸料離心分離機(jī)，以1200轉(zhuǎn)/分以上的轉(zhuǎn)速，使結(jié)晶母液與硼砂分離，所得硼砂游離水含量《10%。八、烘干將分離出的硼砂送入烘干機(jī)內(nèi)烘干。烘干溫度控制在120"，并保溫10~15分鐘，得五水硼砂。九、計(jì)量、包裝將烘干后的硼砂轉(zhuǎn)入配有風(fēng)冷式冷卻器的集料斗內(nèi)，冷卻后的硼砂通過數(shù)控計(jì)量分別包裝得五水硼砂成品。該五水硼砂成品經(jīng)中國測試技術(shù)研究院檢測，其相關(guān)測試數(shù)據(jù)及結(jié)果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>實(shí)施例2以西藏秋里南木湖為例，經(jīng)原礦采運(yùn)一原礦除鉀鹽、鈉鹽—高溫溶解一渣漿分離一溶液脫色一降溫重結(jié)晶一脫水一烘干一計(jì)量、包裝，得到B203含量達(dá)47.16%的五水硼砂，具體工藝步驟如下二、鹽湖原礦的采運(yùn)采用挖掘機(jī)、裝載機(jī)或翻斗車采運(yùn)原礦。二、原礦除鉀鹽、鈉鹽手工挑選出大塊硫酸鈉、石塊后，先用破碎機(jī)將原礦破碎成3060mrn的碎塊，再用304(TC溫水洗滌3次，使鉀鹽、鈉鹽的含量降低50%。三、高溫溶解將洗滌后的原礦碎塊放入臥式回轉(zhuǎn)溶解器內(nèi)，按礦水=2:l的重量比加入水，以Na2B407計(jì)算，濃度為50.3%，邊攪拌邊加溫至85~100°C，保溫15分鐘后，再用40~60目的振動(dòng)篩分離得到含礦泥漿。四、渣漿分離將上述含礦泥漿送入真空式過濾機(jī)中，在85100。C的恒溫條件下分離得到含礦溶液及濾餅；其中濾餅用8510(TC的熱水洗滌后回收洗液，合并含礦溶液和濾餅洗液，所得母液1轉(zhuǎn)入脫色池進(jìn)行脫色。五、溶液脫色在8510(TC的恒溫條件下，于帶色的母液l中加入H202進(jìn)行脫色，脫色后的母液1中加入以干礦重量計(jì)為0.1~0.3%的高分子絮凝劑，其中，絮凝物在85100'C的恒溫條件下經(jīng)離心分離，濾液回收，濾餅經(jīng)85100。C的熱水洗滌，回收洗液并與濾液合并作母液2用。然后將經(jīng)脫色后的母液l與母液2合并，并將濃度控制在300~500g/l，最后再將合并后的母液輸入自動(dòng)反沖洗過濾器中除去有害雜質(zhì)和水不溶物。所述自動(dòng)返沖洗過濾器由北京沃特瑞環(huán)境保護(hù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)。六、降溫重結(jié)晶將經(jīng)凈化處理后的母液輸入臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器中，通過溫度為4060。C的水恒溫間接降溫后，溶解的硼砂即可從溶液中重結(jié)晶出來。七、脫水將結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶硼砂連同結(jié)晶母液一起用泵送入螺旋卸料離心分離機(jī)，以1200轉(zhuǎn)/分以上的轉(zhuǎn)速，使結(jié)晶母液與硼砂分離，所得硼砂游離水含量《10%。八、烘干將分離出的硼砂送入烘干機(jī)內(nèi)烘干。烘干溫度控制在IO(TC，并保溫10-15分鐘，得五水硼砂。九、計(jì)量、包裝將烘干后的硼砂轉(zhuǎn)入配有風(fēng)冷式冷卻器的集料斗內(nèi)，冷卻后的硼砂通過數(shù)控計(jì)量分別包裝得五水硼砂成品。該五水硼砂成品經(jīng)西藏自治區(qū)地勘局中心實(shí)驗(yàn)室檢測，其中8203的測得值為47.16%。實(shí)施例3實(shí)施本發(fā)明的臥式回轉(zhuǎn)溶解器(申請?zhí)枮?200920080107.6")包括筒身，所述筒身臥式設(shè)置，筒身安防在托輪上，驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述筒身在托輪上作回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)；所述筒身的一端開有進(jìn)料口，另一端開有出料口，筒身內(nèi)壁上布滿了導(dǎo)料板和翻轉(zhuǎn)板，多個(gè)導(dǎo)料板形成多料板列，多個(gè)翻轉(zhuǎn)板形成翻料板列，在筒身上靠近出料口端設(shè)置有蒸汽進(jìn)管，在筒身上靠近進(jìn)料口端設(shè)置有蒸汽出管，所述蒸汽進(jìn)管和蒸汽出管均固定，并與所述筒身密封連接，在進(jìn)料口側(cè)設(shè)置有檢測物料溫度的雙金屬溫度計(jì)。該溶解器采用臥式結(jié)構(gòu)，采用自身回轉(zhuǎn)的方式翻料和導(dǎo)料，并使物料在溶解器內(nèi)溶解充分，徹底改變了立式溶解器的工作方式，并且出料口不會堵塞，也就不用專人進(jìn)筒身內(nèi)清洗，使用壽命得以延長。實(shí)施例4實(shí)施本發(fā)明的臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器(申請?zhí)枮?200920080108.0")，包括臥式水箱，水箱上開有冷卻水進(jìn)口和冷卻水出口，在水箱內(nèi)設(shè)置有一根以上的物料管，物料管一端設(shè)置有進(jìn)料口，另一端設(shè)置有出料口，物料管中設(shè)置有將物料管中高溫物料從進(jìn)料口推向出料口的螺旋推進(jìn)器，所述螺旋推進(jìn)器經(jīng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)，物料管靠近出料口側(cè)設(shè)置有雙金屬溫度計(jì)。該結(jié)晶器釆用臥式結(jié)構(gòu)，能同時(shí)對多根物料管內(nèi)的高溫物料進(jìn)行結(jié)晶處理，并且冷卻水能直接與物料管外壁接觸，熱交換效率高得以顯著提高，一次性結(jié)晶物料量也顯著增長，降低了生產(chǎn)成本。實(shí)施例5本發(fā)明所述自動(dòng)返沖洗過濾器由北京沃特瑞環(huán)境保護(hù)技術(shù)有限公司生產(chǎn)。其各項(xiàng)技術(shù)、性能及應(yīng)用指標(biāo)如下應(yīng)用范圍適用于各行業(yè)的各種水系統(tǒng)過濾環(huán)節(jié)，可以取代砂濾設(shè)備。技術(shù)條件進(jìn)水懸浮物《150毫克/升，出水懸浮物》5毫克/升，雜質(zhì)粒徑》15微米，水溫65'C，含油《20毫克/升，最低管線壓力0.3MPa，工作壓力可達(dá)2.5MPa。產(chǎn)品特點(diǎn)排污不影響供水，不用任何外來能源，靠設(shè)備自身壓差實(shí)現(xiàn)自動(dòng)反沖洗，體積小不占地。權(quán)利要求1、一種從低品位鹽湖沉積物中富集五水硼砂的制備方法，其特征在于按如下工藝步驟進(jìn)行鹽湖原礦采運(yùn)→原礦除鉀鹽、鈉鹽→高溫溶解→渣漿分離→溶液脫色→降溫重結(jié)晶→脫水→烘干→計(jì)量、包裝得成品，其中原礦除鉀鹽、鈉鹽是指將原礦破碎成1～60mm的碎塊，再用30～40℃溫水洗滌2～3次，使鉀鹽、鈉鹽的含量降低35～55％；高溫溶解是指將洗滌后的原礦碎塊放入申請?zhí)枮椤?00920080107.6”的臥式回轉(zhuǎn)溶解器內(nèi)，按礦∶水＝2～4∶1的重量比加入水，以Na2B4O7計(jì)算，濃度為35～52.5％，邊攪拌邊加溫至85～100℃，并保溫10～20分鐘，待硼砂完全溶解后，再用40～80目的振動(dòng)篩分離得到含礦泥漿；渣漿分離是指將上述含礦泥漿于85～100℃的恒溫條件下分離得到含礦溶液及濾餅，其中濾餅用85～100℃的熱水洗滌后回收洗液，合并含礦溶液和濾餅洗液得母液1；溶液脫色是指在85～100℃的恒溫條件下，于帶色的母液1中加入H2O2，經(jīng)脫色后再加入高分子絮凝劑，其中，絮凝物在85～100℃的恒溫條件下經(jīng)離心分離，濾液及濾餅洗液合并作母液2用，然后再將經(jīng)脫色后的母液1與母液2合并后輸入凈化器中；降溫重結(jié)晶是指將經(jīng)凈化處理后的母液輸入申請?zhí)枮椤?00920080108.0”的臥式連續(xù)卸料結(jié)晶器中，并以40～60℃的水恒溫間接降溫至65～70℃，使溶解的硼砂從溶液中重結(jié)晶出來；脫水是指將結(jié)晶器內(nèi)的結(jié)晶硼砂連同結(jié)晶母液一起用泵送入螺旋卸料離心分離機(jī)，以1200轉(zhuǎn)/分以上的轉(zhuǎn)速，使結(jié)晶母液與硼砂分離，所得硼砂游離水含量≤10％。2、根據(jù)權(quán)利要求1所述的五水硼砂的制備方法，其特征在于在溶液脫水步驟中，所述的高分子絮凝劑為陰離子聚丙烯酰胺。3、根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的五水硼砂的制備方法，其特征在于所述高分子絮凝劑在母液l中的加入量，以干礦重量計(jì)為0.1~0.5%。4、根據(jù)權(quán)利要求1所述的五水硼砂的制備方法，其特征在于在所述烘干步驟中，烘干溫度控制在100122。C，并保溫1020分鐘，得五水硼砂。全文摘要本發(fā)明公開了一種從青藏高原鹽湖低品位沉積物中富集五水硼砂的制備方法，按如下工藝步驟進(jìn)行鹽湖原礦采運(yùn)→原礦除鉀鹽、鈉鹽→高溫溶解→渣漿分離→溶液脫色→降溫重結(jié)晶→脫水→烘干→計(jì)量、包裝得成品。本發(fā)明制備工藝簡單、成本低，在資源產(chǎn)地即可直接實(shí)施，且產(chǎn)品質(zhì)量穩(wěn)定，硼砂的得率高達(dá)80％以上，從而使不可再生的資源合理化、最大化地加以富集利用，且產(chǎn)品可用于多個(gè)行業(yè)，解決了我國現(xiàn)有硼資源十分局限的難題。文檔編號C01B35/12GK101597068SQ200910149568公開日2009年12月9日申請日期2009年6月26日優(yōu)先權(quán)日2009年4月9日發(fā)明者莽丁,嚴(yán)笳化,明劉申請人:嚴(yán)笳化;丁莽;劉明