用熟化气体法生产硼酸的方法及其生产设备技术

本发明专利技术用熟化气体法生产硼酸的方法及其生产设备，方法如下：ａ．硼矿石熟化步骤：将硼矿石上窑焙烧，熟化、磨粉，加水后制成浓度３５％的硼矿浆；ｂ．制取二氧化硫步骤：用沸腾炉焙烧硫铁矿石制取或收集工业中的二氧化硫气体；ｃ．交换反应步骤：将配制好的熟化硼矿浆与二氧化硫气体在交换塔内进行正向或逆向交换反应，循环往复，直至彻底反应完毕；ｄ．硼酸生成步骤：将反应后料液过滤后降温结晶，脱水洗涤，烘干，得硼酸成品。生产设备为交换塔上设有二氧化硫供气口；交换塔的底部出料口置于配料罐内；交换塔内设有隔筛；隔筛上设有若干喷水孔；配料罐的供料口通过管路和循环泵与交换塔的进料口连通。优点：收率好，节省能源，利于环保。

【技术实现步骤摘要】
用熟化气体法生产硼酸的方法及其生产设备一、
：本专利技术涉及硼酸的生产方法及其生产设备，尤其是涉及利用熟化的硼矿粉和气体二氧化硫交换反应，制取硼酸的方法及生产设备，属于化工制造领域。二、
技术介绍
：硼酸是硼化工两大基本产品之一，广泛用于轻工、冶金、机械、化工、电子、电讯、航天、国防等工业，随着我国国民经济的快速发展，我国的硼酸需求量不断增大，每年需求约10～12万吨，国内生产能力为6万吨左右，不足的部分只能靠从美国、智利、土耳其、俄罗斯等国进口。传统的硼酸生产方法，大体上可分为两类，一是用高品位，即含硼量在22％以上的硼矿石磨成粉与硫酸、盐酸等直接反应，制取硼酸，即一步法，此种方法对硼矿石品位要求高，国内已探明的硼矿资源很少能符合这种生产方法的要求，同时，这种方法的收率低，产量低、消耗高；二是用硼砂与硫酸中和反应生产硼酸，即二步法，这种方法生产成本极高，收益很低，缺乏实用性；由于上述生产方法存在诸多缺点，所以很难保证实际生产的效益，严重影响了我国硼酸的生产和发展，致使不依赖进口，无法满足国内市场需求的局面。三、
技术实现思路
：1、专利技术目的：本专利技术提供一种用熟化气体法生产硼酸的方法及其生产设备，其目的是解决传统的制取硼酸的方法中存在需要高品位硼矿石，收率低、消耗高、成本极高，收益低、实用性差等缺点，严重影响硼酸的生产和发展的问题。2、技术方案：本专利技术是通过以下技术方案来实现的：一种用熟化气体法生产硼酸的方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：a、硼矿石熟化步骤：将硼矿石上窑焙烧，熟化、磨粉，加水后制成浓度为35％的硼矿浆；-->b、制取二氧化硫步骤：用沸腾炉焙烧硫铁矿石制取二氧化硫气体，或收集冶炼工业中产生的二氧化硫气体；c、交换反应步骤：将配制好的熟化硼矿浆与二氧化硫气体在交换塔内进行正向或逆向交换反应，循环往复，直至三氧化二硼彻底反应完毕为止；d、硼酸生成步骤：将反应完毕的料液趁热过滤，使过滤后的滤液降温结晶，将结晶硼酸液脱水洗涤，对脱水硼酸进行烘干，即得硼酸成品。硼矿石熟化步骤中硼矿石的品位为含硼量≥12％；焙烧温度为600℃～800℃；磨粉的颗粒度≥60目。硼酸生成步骤中脱水洗涤后所用的洗水和剩余的母液与再加入的硼矿粉形成硼矿浆，再与二氧化硫进行反应，洗水和母液与硼矿粉的重量比为2.5～3∶1，反应后料液中硼的含量≥110ml/克。交换反应步骤及硼酸生成步骤中烘干所需的热量由在沸腾炉中焙烧硫铁矿产生的余热供给。该生产设备主要由交换塔、配料罐、循环泵及与它们连接的若干管路构成；交换塔上设有二氧化硫供气口；交换塔的底部出料口置于配料罐内；交换塔内设有隔筛网；隔筛网上设有若干喷水孔；配料罐的供料口通过管路和循环泵与交换塔的进料口连通。二氧化硫供气口设在隔筛下面的交换塔塔体上，其通过管路与过滤器与沸腾炉的供气口连通。交换塔为锥体结构，出料口设在交换塔锥体的尖端部位。3、优点及效果：通过本专利技术技术方案的实施，能够很好地解决传统的制取硼酸的方法中存在需要高品位硼矿石，收率低、消耗高、成本极高，收益低、实用性差等缺点，严重影响硼酸的生产和发展的问题。本专利技术用熟化气体法生产硼酸的方法及其生产设备，具有以下优点：1、本专利技术先将硼矿石熟化处理，使经过焙烧、熟化、磨粉处理后的硼矿粉的活性大大提高，使活性较强硼矿粉与二氧化硫气体接触后迅速反应生成硼-->酸，达到最佳的反应效果，且其它物质沉淀，不饱和的部分可以循环使用，避免了排废液损失硼，污染环境问题，提高了硼的收率，产量，收率由原来的一步法的60％～65％提高到85％，收率的提高，使经济效益大幅提高。2、贫富矿均可使有，能够有效地利用资源，原硼酸生产一步法，只能用硼矿石品位为22％以上的，低于22％的矿石收率低，无经济效益，而本专利技术的生产方法对硼矿石的品位要求不低于12％即可，使这一方法应用范围广。3、有利于环保，解决了以往硼酸生产过程中环境污染问题，本专利技术中的硼酸母液得到了充分利用，杜绝了排硼酸母液问题，解决了硼酸生产过程中最大的污染问题，另外，本专利技术生产过程中排出的废渣均属水不溶物，不会污染地下水和堆放场地附近的植被。4、节约能源，沸腾炉焙烧硫铁矿石制取二氧化硫，产生大量的余热，可以供硼酸生产用热，传统生产硼酸每吨约需燃料为300元～400元，在硼酸生产成本中占的比重较大，以一般年产5000吨硼酸计算，可节约燃料费用150～200万元，本专利技术对余热的利用有效地降低了成本，节约了能源。5、本专利技术生产设备采用正向法进行硼酸的生产，其采用锥体结构，并且出料口设在锥体的尖端部位，使与二氧化硫气体反应的硼矿浆在重力作用下集中向出料口流动，并且经过隔筛的处理，使料液呈雨淋状与二氧化硫气体充分进行接触，反应效果好，缩短每次的生产的处理时间，使硼酸的收率好，有效降低成本。四、附图说明：附图1为本专利技术生产设备结构示意图；附图2为本专利技术生产设备中隔筛结构示意图；附图3为本专利技术生产方法流程图。五、具体实施方式：本专利技术是用以下技术文案实现的：如附图1所示，本专利技术用熟化气体法生产硼酸的生产设备，该生产设备主要由交换塔5、配料罐7、循环泵8及与它们连接的若干管路构成；沸腾炉1的供气口通过管路经第一过滤器2、第二过滤器3和第三过滤器4与交换塔6-->的二氧化硫供气口10连通，经第一过滤器2、第二过滤器3和第三过滤器4过滤后的二氧化硫气体进入交换塔5；锥体结构的交换塔5的底部出料口置于配料罐7内；出料口设在交换塔5锥体的尖端部位，交换塔5内设有隔筛6，隔筛6设置在交换塔5内的顶部的入料口下面，如附图2所示，隔筛6上设有若干喷水孔9，可以使硼矿浆呈喷雾状向底部的出料口流动，由于二氧化硫供气口10设置在隔筛6下面的交换塔5的塔体上，所以经入料口进入的硼矿料浆经隔筛6的喷水孔9呈雨淋状均匀喷出后，与二氧化硫供气口10提供的二氧化硫气体同向流动充分发生同向反应；配料罐7的供料口通过管路和循环泵8与交换塔5的进料口连通，使未完全反应的料液和反应后在结晶罐中结晶的硼酸液脱水洗涤后，所用洗水与剩余的母液和再次加入的硼矿粉，形成的硼矿浆，加入配料罐后，回到交换塔中，再次进行反应，直到反应完毕为止，将二氧化硫供气口10设在反应塔的底部，使二氧化硫气体与经隔筛喷出的呈雨淋状的料浆在反应塔中相反方向发生反应，即为逆向反应。如附图3所示，本专利技术用熟化气体法生产硼酸的方法，主要包括以下几个步骤：a、硼矿石熟化步骤：取500Kg品位为含硼量≥12％的硼矿石，将硼矿石上窑焙烧，焙烧温度≥600℃～800℃，熟化、磨粉，磨粉颗粒度≥60目，经过上述处理后，大大增加了硼矿石的活性，增加其与二氧化硫气体的反应效果，加水后制成浓度为35％的硼矿浆；将硼矿浆装入本专利技术生产设备的配料罐中；b、制取二氧化硫步骤：用沸腾炉焙烧硫铁矿石制取二氧化硫，也可以收集冶炼工业中产生的二氧化硫气体，但考虑到余热的利用，所以本专利技术采用焙烧硫铁矿石的方法，制取二氧化硫气体；c、交换反应步骤：将配制好的熟化硼矿浆与制取生成的二氧化硫气体在锥体结构的交换塔内进行正向交换反应，反应后的硼矿浆母液在重力作用下集中经出料口流入配料罐中，再经循环泵流回反应塔，再次经隔筛后呈雨淋状流-->入配料罐中与二氧化硫气体进行反应，如此循环往复，直至三氧化二硼彻底反本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用熟化气体法生产硼酸的方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：ａ、硼矿石熟化步骤：将硼矿石上窑焙烧，熟化、磨粉，加水后制成浓度为３５％的硼矿浆；ｂ、制取二氧化硫步骤：用沸腾炉焙烧硫铁矿石制取二氧化硫气体，或收集冶炼工业中 产生的二氧化硫气体；ｃ、交换反应步骤：将配制好的熟化硼矿浆与二氧化硫气体在交换塔内进行正向或逆向交换反应，循环往复，直至三氧化二硼彻底反应完毕为止；ｄ、硼酸生成步骤：将反应完毕的料液趁热过滤，使过滤后的滤液降温结晶，将结晶硼 酸液脱水洗涤，对脱水硼酸进行烘干，即得硼酸成品。

【技术特征摘要】
1、一种用熟化气体法生产硼酸的方法，其特征在于：主要包括以下几个步骤：a、硼矿石熟化步骤：将硼矿石上窑焙烧，熟化、磨粉，加水后制成浓度为35％的硼矿浆；b、制取二氧化硫步骤：用沸腾炉焙烧硫铁矿石制取二氧化硫气体，或收集冶炼工业中产生的二氧化硫气体；c、交换反应步骤：将配制好的熟化硼矿浆与二氧化硫气体在交换塔内进行正向或逆向交换反应，循环往复，直至三氧化二硼彻底反应完毕为止；d、硼酸生成步骤：将反应完毕的料液趁热过滤，使过滤后的滤液降温结晶，将结晶硼酸液脱水洗涤，对脱水硼酸进行烘干，即得硼酸成品。2、根据权利要求1中所述的用熟化气体法生产硼酸的方法，其特征在于：硼矿石熟化步骤中硼矿石的品位为含硼量≥12％；焙烧温度为600℃～800℃；磨粉的颗粒度≥60目。3、根据权利要求1中所述的用熟化气体法生产硼酸的方法，其特征在于：硼酸生成步骤中脱水洗涤后所用的洗水和剩余的母液与再加入的硼矿粉形成硼矿浆，再与二氧化硫进行反应，洗水和母液与硼矿粉的重量比为2.5...

【专利技术属性】
技术研发人员：耿玉琴，
申请(专利权)人：耿玉琴，
类型：发明
国别省市：89[中国|沈阳]