专利名称：：从盐湖低品位沉积物中富集五水硼砂的方法
技术领域：
：本发明涉及五水硼砂的制备方法。具体而言，本方法涉及一种从青藏高原低品位盐湖沉积物(其中8203含量《15%)中富集五水硼砂的制备方法。属于物理化工工艺
技术领域：
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背景技术：
：建国以来，我国的硼行业一直以辽(宁)吉(林)为主要生产基地。由于资源的不可再生性，导致上述资源产地的资源己面临枯竭。目前，我国的硼砂市场70%是进口土耳其和美国的硼砂。然而，青藏高原拥有盐湖500多个，其中中低品位的硼砂矿(原矿化学成分见下表)储量有几千万吨，因而开发利用中低品位的硼砂矿物，势在必行。主要表现在1、在符合国家矿产开发政策的前提下，通过综合利用资源，不再需要采富弃贫，从而将不可再生的资源合理化、最大化地加以富集利用。2、产品质量稳定，可以达到和超过进口硼砂的质量标准，因而减少或无需再从国外进口硼砂，解决了我国搪瓷、高硼硅酸盐玻璃、高纯硼肥等行业长期依赖进口硼砂的问题。3、产业的开发，可为地方增加财政收入，带动资源所在地农牧民运输、劳务增收。4、富集后的尾矿、泥渣覆盖砂土可用于种植人工草场，从而起到改变生态环境，降低温室效应的作用。5、庞大的资源储量将可持续开发数百年，是一项利国利民、造福子孙的民心项目。
发明内容本发明的目的在于提供一种从青藏高原低品位盐湖沉积物中富集五水硼砂的制备方法。该方法充分利用了硼砂在不同温度下的溶解度差异，以及在不同结晶温度、烘干温度下所得产物不同的原理，其制备工艺简单、成本低，在资源所在地即可直接实施，且制得的产品可供多个行业使用，从而减少或停止了从国外进口五水硼砂。为实现上述发明目的，本发明采用的具体技术方案如下一种从低品位盐湖沉积物中富集五水硼砂的制备方法，其特征在于按如下工艺步骤进行盐湖原矿采运一原矿除钾盐、钠盐一高温溶解一渣浆分离一溶液脱色一降温重结晶一脱水一烘千一计量、包装，各工艺步骤的具体实施方法如下一、盐湖原矿的采运1、对于干盐湖中的硼酸盐原矿采用挖掘机、装载机或翻斗车采运。所述的硼酸盐原矿(其中8203含量《15%)。2、对于湖水下的硼酸盐原矿可按如下两种方法采运(1)采用堵湖断水，水泵将水抽干后，再按干盐湖的方式操作。(2)在船上安装大型吸砂泵，并配以绞刀将固体矿物绞碎后，用砂泵吸、管道运，送原矿进富集工厂。所述富集工厂应尽可能在离采矿区较近处选址，并最大限度地利用落差，以降低运营生产成本。二、原矿除钾盐、钠盐手工挑选出大块硫酸钠、石块后，先用破碎机将原矿破碎成l~60mm的碎块，再用304(TC温水洗涤23次，使钾盐、钠盐的含量降低3555%。降低钾盐、钠盐的浓度是为了保证硼砂结晶时不会析出钾盐或钠盐。三、高温溶解将洗涤后的原矿碎块放入卧式回转溶解器内，按矿水=2~4:l的重量比加入水，以Na2B40计算，浓度为35~52.5%,边搅拌边加温至85~100°C，并保温10~20分钟，待硼砂完全溶解后，再用40~80目的振动筛分离得到含矿泥浆。所述卧式回转溶解器，已由本申请人于2009年4月9日向国家知识产权局申请了实用新型专利，该实用新型专利申请的申请号为"200920080107.6"。四、渣浆分离将上述含矿泥浆送入压搾、板柜或真空式过滤机中，在8510(TC的恒温条件下分离得到含矿溶液及滤饼；其中滤饼用8510(TC的热水洗涤后回收洗液，合并含矿溶液和滤饼洗液，所得母液1转入脱色池进行脱色。五、溶液脱色在85100'C的恒温条件下，于带色的母液l中加入H202进行脱色，脱色后的母液1中加入以干矿重量计为0.1~0.5%的高分子絮凝剂，以吸附悬浮的杂质；其中，絮凝物在8510trC的恒温条件下经离心分离，滤液回收，滤饼经85~100'C的热水洗涤，回收洗液并与滤液合并作母液2用。然后将经脱色后的母液1与母液2合并，并将浓度控制在240~600g/l，最后再将合并后的母液输入净化器中除去有害杂质和水不溶物。所述高分子絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。所述净化器为多介质过滤器或自动反冲洗过滤器。六、降温重结晶将经净化处理后的母液输入卧式连续卸料结晶器中，并以4060。C的水恒温间接降温至65~70°C，使溶解的硼砂从溶液中重结晶出来。所述卧式连续卸料结晶器，已由本申请人于2009年4月9日向国家知识产权局申请了实用新型专利，该实用新型专利申请的申请号为"200920080108.0"。七、脱水4将结晶器内的结晶硼砂连同结晶母液一起用泵送入螺旋卸料离心分离机，以1200转/分以上的转速，使结晶母液与硼砂分离，所得硼砂游离水含量《10%。八、烘干将分离出的硼砂送入烘干机内烘干。烘干温度控制在100~122°C，并保温10~20分钟，得五水硼砂。九、计量、包装将烘千后的硼砂转入配有风冷式冷却器的集料斗内，冷却后的硼砂通过数控或人工计量分别包装得五水硼砂成品。本发明的有益效果表现在1、本发明制备工艺简单、成本低，在资源所在地即可直接实施，且产品质量稳定，同时还可制得8203含量达66.75%的高品位硼砂，可代替进口的土耳其硼砂和美国硼砂，从而将不可再生的资源合理化、最大化地加以富集利用，且所得产品可供多个行业使用，因而减少或无需从国外进口五水硼砂。2、本发明采用卧式回转溶解器实现硼砂在高温搅拌下的迅速溶解，从而能得到具有更好性能指标的含矿泥浆，更利于渣浆充分分离。3、3、本发明硼砂的得率高达80%以上，从而为硼行业提供了大量的资源来源，解决了我国现有硼资源十分局限的难题。具体实施方式实施例1以西藏秋里南木湖为例，经原矿采运一原矿除钾盐、钠盐一高温溶解一渣浆分离一溶液脱色一降温重结晶一脱水一烘干一计量、包装，得到8203含量达44.53%的五水硼砂，具体工艺步骤如下一、盐湖原矿的采运采用挖掘机、装载机或翻斗车采运原矿。二、原矿除钾盐、钠盐手工挑选出大块硫酸钠、石块后，先用破碎机将原矿破碎成130rnrn的碎块，再用304(TC温水洗涤2次，使钾盐、钠盐的含量降低40%。三、高温溶解将洗涤后的原矿碎块放入卧式回转溶解器内，按矿水=3:l的重量比加入水，以Na2B407计算，浓度为45.7%，边搅拌边加温至85~100°C，保温10分钟后，再用60~80目的振动筛分离得到含矿泥浆。四、渣浆分离将上述含矿泥浆送入压榨式过滤机中，在8510(TC的恒温条件下分离得到含矿溶液及滤饼；其中滤饼用8510(TC的热水洗涤后回收洗液，合并含矿溶液和滤饼洗液，所得母液1转入脱色池进行脱色。五、溶液脱色在85100。C的恒温条件下，于带色的母液l中加入H202进行脱色，脱色后的母液1中加入以干矿重量计为0.1~0.3%的阴离子聚丙烯酰胺絮凝剂，其中，絮凝物在8510(TC的恒温条件下经离心分离，滤液回收，滤饼经8510(TC的热水洗涤，回收洗液并与滤液合并作母液2用。然后将经脱色后的母液1与母液2合并，并将浓度控制在450~600g/l，最后再将合并后的母液输入多介质过滤器中除去有害杂质和水不溶物。所述多介质过滤器由成都达能科技发展实业有限公司生产。六、降温重结晶将经净化处理后的母液输入卧式连续卸料结晶器中，并以406(TC的水恒温间接降温至657(TC，使溶解的硼砂从溶液中重结晶出来。七、脱水将结晶器内的结晶硼砂连同结晶母液一起用泵送入螺旋卸料离心分离机，以1200转/分以上的转速，使结晶母液与硼砂分离，所得硼砂游离水含量《10%。八、烘干将分离出的硼砂送入烘干机内烘干。烘干温度控制在120"，并保温10~15分钟，得五水硼砂。九、计量、包装将烘干后的硼砂转入配有风冷式冷却器的集料斗内，冷却后的硼砂通过数控计量分别包装得五水硼砂成品。该五水硼砂成品经中国测试技术研究院检测，其相关测试数据及结果如下<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>实施例2以西藏秋里南木湖为例，经原矿采运一原矿除钾盐、钠盐—高温溶解一渣浆分离一溶液脱色一降温重结晶一脱水一烘干一计量、包装，得到B203含量达47.16%的五水硼砂，具体工艺步骤如下二、盐湖原矿的采运采用挖掘机、装载机或翻斗车采运原矿。二、原矿除钾盐、钠盐手工挑选出大块硫酸钠、石块后，先用破碎机将原矿破碎成3060mrn的碎块，再用304(TC温水洗涤3次，使钾盐、钠盐的含量降低50%。三、高温溶解将洗涤后的原矿碎块放入卧式回转溶解器内，按矿水=2:l的重量比加入水，以Na2B407计算，浓度为50.3%，边搅拌边加温至85~100°C，保温15分钟后，再用40~60目的振动筛分离得到含矿泥浆。四、渣浆分离将上述含矿泥浆送入真空式过滤机中，在85100。C的恒温条件下分离得到含矿溶液及滤饼；其中滤饼用8510(TC的热水洗涤后回收洗液，合并含矿溶液和滤饼洗液，所得母液1转入脱色池进行脱色。五、溶液脱色在8510(TC的恒温条件下，于带色的母液l中加入H202进行脱色，脱色后的母液1中加入以干矿重量计为0.1~0.3%的高分子絮凝剂，其中，絮凝物在85100'C的恒温条件下经离心分离，滤液回收，滤饼经85100。C的热水洗涤，回收洗液并与滤液合并作母液2用。然后将经脱色后的母液l与母液2合并，并将浓度控制在300~500g/l，最后再将合并后的母液输入自动反冲洗过滤器中除去有害杂质和水不溶物。所述自动返冲洗过滤器由北京沃特瑞环境保护技术有限公司生产。六、降温重结晶将经净化处理后的母液输入卧式连续卸料结晶器中，通过温度为4060。C的水恒温间接降温后，溶解的硼砂即可从溶液中重结晶出来。七、脱水将结晶器内的结晶硼砂连同结晶母液一起用泵送入螺旋卸料离心分离机，以1200转/分以上的转速，使结晶母液与硼砂分离，所得硼砂游离水含量《10%。八、烘干将分离出的硼砂送入烘干机内烘干。烘干温度控制在IO(TC，并保温10-15分钟，得五水硼砂。九、计量、包装将烘干后的硼砂转入配有风冷式冷却器的集料斗内，冷却后的硼砂通过数控计量分别包装得五水硼砂成品。该五水硼砂成品经西藏自治区地勘局中心实验室检测，其中8203的测得值为47.16%。实施例3实施本发明的卧式回转溶解器(申请号为"200920080107.6")包括筒身，所述筒身卧式设置，筒身安防在托轮上，驱动机构驱动所述筒身在托轮上作回转运动；所述筒身的一端开有进料口，另一端开有出料口，筒身内壁上布满了导料板和翻转板，多个导料板形成多料板列，多个翻转板形成翻料板列，在筒身上靠近出料口端设置有蒸汽进管，在筒身上靠近进料口端设置有蒸汽出管，所述蒸汽进管和蒸汽出管均固定，并与所述筒身密封连接，在进料口侧设置有检测物料温度的双金属温度计。该溶解器采用卧式结构，采用自身回转的方式翻料和导料，并使物料在溶解器内溶解充分，彻底改变了立式溶解器的工作方式，并且出料口不会堵塞，也就不用专人进筒身内清洗，使用寿命得以延长。实施例4实施本发明的卧式连续卸料结晶器(申请号为"200920080108.0")，包括卧式水箱，水箱上开有冷却水进口和冷却水出口，在水箱内设置有一根以上的物料管，物料管一端设置有进料口，另一端设置有出料口，物料管中设置有将物料管中高温物料从进料口推向出料口的螺旋推进器，所述螺旋推进器经驱动机构驱动旋转，物料管靠近出料口侧设置有双金属温度计。该结晶器釆用卧式结构，能同时对多根物料管内的高温物料进行结晶处理，并且冷却水能直接与物料管外壁接触，热交换效率高得以显著提高，一次性结晶物料量也显著增长，降低了生产成本。实施例5本发明所述自动返冲洗过滤器由北京沃特瑞环境保护技术有限公司生产。其各项技术、性能及应用指标如下应用范围适用于各行业的各种水系统过滤环节，可以取代砂滤设备。技术条件进水悬浮物《150毫克/升，出水悬浮物》5毫克/升，杂质粒径》15微米，水温65'C，含油《20毫克/升，最低管线压力0.3MPa，工作压力可达2.5MPa。产品特点排污不影响供水，不用任何外来能源，靠设备自身压差实现自动反冲洗，体积小不占地。权利要求1、一种从低品位盐湖沉积物中富集五水硼砂的制备方法，其特征在于按如下工艺步骤进行盐湖原矿采运→原矿除钾盐、钠盐→高温溶解→渣浆分离→溶液脱色→降温重结晶→脱水→烘干→计量、包装得成品，其中原矿除钾盐、钠盐是指将原矿破碎成1～60mm的碎块，再用30～40℃温水洗涤2～3次，使钾盐、钠盐的含量降低35～55％；高温溶解是指将洗涤后的原矿碎块放入申请号为“200920080107.6”的卧式回转溶解器内，按矿∶水＝2～4∶1的重量比加入水，以Na2B4O7计算，浓度为35～52.5％，边搅拌边加温至85～100℃，并保温10～20分钟，待硼砂完全溶解后，再用40～80目的振动筛分离得到含矿泥浆；渣浆分离是指将上述含矿泥浆于85～100℃的恒温条件下分离得到含矿溶液及滤饼，其中滤饼用85～100℃的热水洗涤后回收洗液，合并含矿溶液和滤饼洗液得母液1；溶液脱色是指在85～100℃的恒温条件下，于带色的母液1中加入H2O2，经脱色后再加入高分子絮凝剂，其中，絮凝物在85～100℃的恒温条件下经离心分离，滤液及滤饼洗液合并作母液2用，然后再将经脱色后的母液1与母液2合并后输入净化器中；降温重结晶是指将经净化处理后的母液输入申请号为“200920080108.0”的卧式连续卸料结晶器中，并以40～60℃的水恒温间接降温至65～70℃，使溶解的硼砂从溶液中重结晶出来；脱水是指将结晶器内的结晶硼砂连同结晶母液一起用泵送入螺旋卸料离心分离机，以1200转/分以上的转速，使结晶母液与硼砂分离，所得硼砂游离水含量≤10％。2、根据权利要求1所述的五水硼砂的制备方法，其特征在于在溶液脱水步骤中，所述的高分子絮凝剂为阴离子聚丙烯酰胺。3、根据权利要求1或2所述的五水硼砂的制备方法，其特征在于所述高分子絮凝剂在母液l中的加入量，以干矿重量计为0.1~0.5%。4、根据权利要求1所述的五水硼砂的制备方法，其特征在于在所述烘干步骤中，烘干温度控制在100122。C，并保温1020分钟，得五水硼砂。全文摘要本发明公开了一种从青藏高原盐湖低品位沉积物中富集五水硼砂的制备方法，按如下工艺步骤进行盐湖原矿采运→原矿除钾盐、钠盐→高温溶解→渣浆分离→溶液脱色→降温重结晶→脱水→烘干→计量、包装得成品。本发明制备工艺简单、成本低，在资源产地即可直接实施，且产品质量稳定，硼砂的得率高达80％以上，从而使不可再生的资源合理化、最大化地加以富集利用，且产品可用于多个行业，解决了我国现有硼资源十分局限的难题。文档编号C01B35/12GK101597068SQ200910149568公开日2009年12月9日申请日期2009年6月26日优先权日2009年4月9日发明者莽丁,严笳化,明刘申请人:严笳化;丁莽;刘明