专利名称：一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法
技术领域：
本发明涉及无机化工三废治理和综合利用的技术领域，特别是一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法。
背景技术：
硼泥是以硼镁石(2Mg0 · B2O3 · H2O)为原料，通过焙烧、粉碎、与纯碱混合，采取碳水法生产硼砂(Na2B4O7* IOH2O),在水洗、结晶过程提取硼砂后剩下的固体废物。生产一吨硼砂可产4吨硼泥，一个年产8000吨的硼砂厂，每年可产硼泥为3. 2万吨。由于硼泥的排放量较大，目前国内采用多种综合利用途径，除生产轻质碳酸镁和氧化镁和橡塑填充剂外， 也有制取硼镁磷复合肥、作蜂窝煤的煤加料及做建筑上硼砂等。硼泥中的镁一般都是以碳酸镁的形式存在，有时候也随着硼镁石的矿产不同而有差别。生产轻质碳酸镁的硼泥的组分是这样的氧化镁38%、二氧化硅20%、二氧化碳 17%,氧化硼3%、氧化钙3%、氧化锰0.11%，其他为水份。硼泥洗液是处理和加工硼泥之前进行的必然步骤，是因三氧化二硼溶解于热水的特性来进行提取的。否则它在加工提取其他物质的时候会带来很多不便，因此提前用蒸汽或者热水把硼酐溶解形成硼酸是非常必要的。这样液固分离两方面的物质提取都很方便， 提取的物质也比较纯净了。其一，对硼泥的利用应不断提高产出物的价值，产出一些市场紧缺的、附加值大的产品，以提高硼泥利用的经济效益。其二，众所周知，硼的应用比较广泛。硼与塑料或铝合金结合，是有效的中子屏蔽材料；硼钢在反应堆中用作控制棒；硼纤维用于制造复合材料等。三氯化铝在石油工业中及其他某些有机合成反应中用作催化剂。因此，在处理硼泥废物的技术方案中，应尽量考虑硼的回收利用，如制取单质硼。
发明内容
本发明旨在针对硼泥废料的利用和市场需求，提供一种用硼泥洗液制备单质硼和
三氯化铝的方法。为了实现上述目的，本发明一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法的技术方案如下。一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，将硼泥用蒸汽加热到60_8(TC维持1-2小时，然后用甩干离心机液固分离，得到的以硼酸为主的滤液即硼泥洗液；将澄清的所述硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里，其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1 0.98-1. 38，在徐徐搅拌下进行着化学反应，反应生成三氯化硼液体；过滤得到极少量的杂质滤饼焚烧或者深埋；液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1 0.03-0. 43，在徐徐的搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物，低于100°C时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。本发明的化学反应式为B203+3H20 = = = = 2H3B03H3BO3+3HCI = = = = BC13+3H20BCI3+AI = = = = B+AICI3本发明的有益效果在于其一，本发明提供了一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，该方法有效的利用了分离硼泥的物质组成，为对硼泥下一步提取和利用工作的顺畅进行打下基础。其二，制取物单质硼的用途广，是一种经济价值较大的产品，提高了处理硼泥废料的经济效益，创造了很大的收益回报，可谓是化工综合治理和利用的典范。其三，投资少，对处理生产轻质碳酸镁所用硼泥及类似组分的硼泥尤为适用，可以说开辟了一条新路。其四，制取物的纯度高，质量有保证。
具体实施例方式实施例一一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，将硼泥用蒸汽加热到60_8(TC维持1-2小时，然后用甩干离心机液固分离，得到的以硼酸为主的滤液即硼泥洗液；由于含氧化硼3%，由上述氧化硼的水解反应式可计算出水解后得到的硼泥洗液的百分比溶度为 5. 04%。取500公斤硼泥洗液，将澄清的所述硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里， 其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1 0.98，在徐徐搅拌下进行着化学反应，反应生成三氯化硼液体28. 01公斤；过滤得到极少量的杂质滤饼焚烧或者深埋；将28. 01公斤液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1 0.03，在徐徐的搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物， 其中单质硼0. 34公斤，三氯化铝4. 15公斤。低于10(TC时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。实施例二一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，将硼泥用蒸汽加热到60_8(TC维持1-2小时，然后用甩干离心机液固分离，得到的以硼酸为主的滤液即硼泥洗液；由于含氧化硼3%，由上述氧化硼的水解反应式可计算出水解后得到的硼泥洗液的百分比溶度为 5. 04%。取500公斤硼泥洗液，将澄清的硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里，其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1 1.18，在徐徐搅拌下进行着化学反应， 反应生成三氯化硼液体33. 33公斤；过滤得到极少量的杂质滤饼焚烧或者深埋；将33. 33公斤液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1 0.23，在徐徐的搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物， 其中单质硼2. 63公斤，三氯化铝31. 84公斤。低于10(TC时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。实施例三
—种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，将硼泥用蒸汽加热到60_8(TC维持1-2小时，然后用甩干离心机液固分离，得到的以硼酸为主的滤液即硼泥洗液；由于含氧化硼3%，由上述氧化硼的水解反应式可计算出水解后得到的硼泥洗液的百分比溶度为 5. 04%。取500公斤硼泥洗液，将澄清的所述硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里， 其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1 1.38，在徐徐搅拌下进行着化学反应，反应生成三氯化硼液体38. 65公斤；过滤得到极少量的杂质滤饼焚烧或者深埋；将38. 65公斤液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1 0.43，在徐徐的搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物， 其中单质硼4. 91公斤，三氯化铝59. 53公斤。低于10(TC时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。
权利要求
1. 一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，其特征在于将硼泥用蒸汽加热到 60-80°C维持1-2小时，然后用甩干离心机液固分离，得到的以硼酸为主的滤液即硼泥洗液；将澄清的所述硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里，其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1 0.98-1. 38，在搅拌下进行着化学反应，反应生成三氯化硼液体；过滤得到极少量的杂质滤饼焚烧或者深埋；液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1 0.03-0. 43，在搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物，低于100°C时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。
全文摘要
一种用硼泥洗液制备单质硼和三氯化铝的方法，涉及无机化工三废治理和综合利用的技术领域。将澄清的硼泥洗液与盐酸反应于耐腐蚀的反应器里，其硼泥洗液中的硼酸与盐酸按纯物质计的质量比为1∶0.98-1.38，在搅拌下进行着化学反应，反应生成三氯化硼液体；液体三氯化硼与单质铝反应于高温反应锅里，液体三氯化硼与单质铝按纯物质计的质量比为1∶0.03-0.43，在搅拌下反应生成单质硼和三氯化铝混合物，低于100℃时过滤得到单质硼，经甩干、粉碎及包装成为单质硼产品；滤液三氯化铝经蒸馏、冷却、洗涤、甩干及包装得到三氯化铝晶体。有效的利用了分离硼泥的物质组成，为对硼泥下一步提取和利用工作的顺畅进行打下基础，创造了很大的经济效益。
文档编号C01F7/56GK102180474SQ20101055643
公开日2011年9月14日 申请日期2010年11月23日 优先权日2010年11月23日
发明者王嘉兴 申请人:王嘉兴