一种天然碱液提硼制取硼酸的系统技术方案

本实用新型专利技术公开了一种天然碱液提硼制取硼酸的系统，硼离子交换树脂柱的出料口分别与除硼母液桶和冲洗水桶连通，硼离子交换树脂柱的洗脱进口与硼洗脱液桶的出液口通过酸洗液管连通，洗脱出口与硼洗脱液桶的进液口通过洗脱液管连通；硼洗脱液桶的出液口还与蒸发单元的进口连通，蒸发单元的硼酸富液出口与冷析罐的进口连通，冷析罐的出口与离心机连通，离心机的液相出口与硼酸母液桶的进口连通，硼酸母液桶的出口与蒸发单元的进口连通。本实用新型专利技术的优点：硼离子交换树脂吸附天然碱液中的硼离子，降低了纯碱及小苏打产品中的硼含量；采用蒸发、冷析结晶、离心等方式，得到的硼酸固体可以作为玻璃制造原料等资源化利用，不会对环境造成危害。造成危害。造成危害。

【技术实现步骤摘要】
一种天然碱液提硼制取硼酸的系统

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[0001]本技术涉及一种制取硼酸的系统，尤其涉及一种天然碱液提硼制取硼酸的系统。

技术介绍
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[0002]目前纯碱及小苏打生产中主要采用氨碱法、联碱法、天然碱法，其中氨碱法和联碱法以氯化钠为原料，半成品经煅烧后得到纯碱，纯碱液碳化后得到小苏打产品，由于原料盐的纯度较高杂质少，因此产品的杂质含量相对稳定。
[0003]采用天然碱法生产纯碱及小苏打，是以地下天然碱矿为原料，天然碱主要存在于地下天然碱矿及天然碱湖，其中地下天然碱矿主要成分是倍半碳酸钠(Na2CO3·
NaHCO3·
H2O)，此外含有少量的硼、铁等杂质元素，由于地质成因的差异，不同矿体中碳酸钠和碳酸氢钠的含量有些差异。地下天然碱矿通过水溶采方式，往地下碱层注水，在地下形成溶腔，得到饱和溶液返回到地面储卤罐，供下游生产纯碱和小苏打。
[0004]根据卤水的组成，天然碱生产纯碱和小苏打的主要工艺方法分为蒸发法、碳化法，其中蒸发法又可分为倍半碱蒸发流程和一水碱蒸发流程，分别得到倍半碳酸钠(Na2CO3·
NaHCO3·
H2O)和一水碱(Na2CO3·
H2O)半成品，再经煅烧后得到纯碱(Na2CO3)产品。碳化法是天然碱液与二氧化碳反应得到碳酸氢钠半成品(NaHCO3)，经干热气流干燥后得到成品碳酸氢钠成品。
[0005]采用天然碱法生产纯碱和小苏打的过程中，由于地下天然碱矿中含有少量的硼杂质元素，在天然碱液中硼离子主要以硼酸钠盐的形式存在，在制碱过程中原料液蒸发浓缩造成碱液的硼元素含量累积增高，制碱母液中的硼含量达到600mg/l，纯碱及小苏打产品中的硼含量高会使优等品率降低，对产品质量造成一定的影响。
[0006]关于水体中硼的去除方法主要有化学沉淀法、硼选择性离子交换树脂、反渗透法、活性炭吸附法，每种方法都有其适用范围。如侯若昕在《水中硼的去除方法研究进展》中，翟晓飞在《海水除硼方法研究进展》中，均阐述了化学沉淀除硼方法，主要是向高含量的水体通过添加钙盐、铝盐沉淀硼，但是硼的去除率不高，含硼沉淀物不能很好地利用造成环境污染。

技术实现思路
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[0007]为解决上述技术问题，本技术的目的在于提供一种天然碱液提硼制取硼酸的系统。
[0008]本技术由如下技术方案实施：一种天然碱液提硼制取硼酸的系统，包括硼离子交换树脂柱、除硼母液桶、冲洗水桶、硼洗脱液桶、蒸发单元、冷析罐、离心机、硼酸母液桶，所述硼离子交换树脂柱的进料口分别与天然碱液管和水管连通，所述硼离子交换树脂柱的出料口分别与所述除硼母液桶和所述冲洗水桶连通，所述硼离子交换树脂柱的洗脱进口与所述硼洗脱液桶的出液口通过酸洗液管连通，所述硼离子交换树脂柱的洗脱出口与所
述硼洗脱液桶的进液口通过洗脱液管连通，所述硼洗脱液桶的出液口还与所述蒸发单元的进口连通，所述蒸发单元的硼酸富液出口与所述冷析罐的进口连通，所述冷析罐的出口与所述离心机连通，所述离心机的液相出口与所述硼酸母液桶的进口连通，所述硼酸母液桶的出口与所述蒸发单元的进口连通。
[0009]进一步的，所述硼离子交换树脂柱包括硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B，所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的进料口均与天然碱液管和水管连通，在连通硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的天然碱液管和水管上均设有阀门；所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的出料口均与所述除硼母液桶以及冲洗水桶连通，在连通所述硼离子交换树脂柱A和所述除硼母液桶、冲洗水桶之间的管道上，以及在连通所述硼离子交换树脂柱B和所述除硼母液桶、冲洗水桶之间的管道上都设有阀门；
[0010]所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的洗脱进口均与所述酸洗液管连通，在连通硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的酸洗液管上均设有阀门；所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的洗脱出口均与所述洗脱液管连通，在连通硼离子交换树脂柱A、硼离子交换树脂柱B的洗脱液管上均设有阀门。
[0011]优选的，所述蒸发单元包括蒸汽管、预热器、强制循环蒸发器，所述预热器的冷介质进口与所述硼洗脱液罐的出口连通，所述预热器的冷介质出口与所述强制循环蒸发器的进料口连通，所述强制循环蒸发器的硼酸富液出口与所述冷析罐连通；所述蒸汽管与所述强制循环蒸发器的加热室蒸汽进口连通，所述强制循环蒸发器的加热室蒸汽出口与所述预热器的热介质入口连通。
[0012]进一步的，所述蒸发单元还包括蒸汽压缩机，所述蒸汽压缩机的入口与所述强制循环蒸发器的出汽口连通，所述蒸汽压缩机的出口与所述强制循环蒸发器的加热室蒸汽进口连通。
[0013]本方案在对硼离子交换树脂柱上吸附的硼离子洗脱时，先在硼洗脱液桶内注入适当浓度的盐酸，而后开启酸洗泵对硼离子交换树脂柱循环洗脱，直至硼洗脱液内的硼离子达到一定浓度后停止洗脱，将硼洗脱液桶内的硼洗脱液送入后续蒸发单元进行处理。
[0014]本方案中采用循环洗脱硼离子交换树脂柱的方式进行处理，一方面实现硼离子洗脱的目的，另一方面实现洗脱液中硼离子富集，提高硼离子浓度的效果，便于后续蒸发处理。
[0015]本技术的优点：
[0016]1、本方案通过设置硼离子交换树脂柱吸附天然碱液中的硼离子，降低后续处理得到的纯碱及小苏打产品中的硼含量，提高了纯碱及小苏打产品的优等率及质量；
[0017]2、本方案通过盐酸解析吸附饱和后的硼离子交换树脂柱，得到高浓度的含硼溶液，采用蒸发、冷析结晶、离心等方式，得到硼酸固体产品，得到的硼酸固体可以作为玻璃制造原料等资源化利用，不会对环境造成危害。
附图说明：
[0018]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实施例一种天然碱液提硼制取硼酸的系统的示意图。
[0020]图中，硼离子交换树脂柱A1，硼离子交换树脂柱B2，除硼母液桶3，冲洗水桶4，硼洗脱液桶5，预热器6，强制循环蒸发器7，蒸汽压缩机8，冷析罐9，离心机10，硼酸母液桶11，天然碱液管12，水管13，酸洗液管14，洗脱液管15，蒸汽管16。
具体实施方式：
[0021]下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本技术保护的范围。
[0022]如图1所示，一种天然碱液提硼制取硼酸的系统，包括硼离子交换树脂柱A1、硼离子交换树脂柱B2、除硼母液桶3、冲洗水桶4、硼洗脱液桶5、蒸汽管16、预热器6、强制循环蒸发器7本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种天然碱液提硼制取硼酸的系统，其特征在于，包括硼离子交换树脂柱、除硼母液桶、冲洗水桶、硼洗脱液桶、蒸发单元、冷析罐、离心机、硼酸母液桶，所述硼离子交换树脂柱的进料口分别与天然碱液管和水管连通，所述硼离子交换树脂柱的出料口分别与所述除硼母液桶和所述冲洗水桶连通，所述硼离子交换树脂柱的洗脱进口与所述硼洗脱液桶的出液口通过酸洗液管连通，所述硼离子交换树脂柱的洗脱出口与所述硼洗脱液桶的进液口通过洗脱液管连通，所述硼洗脱液桶的出液口还与所述蒸发单元的进口连通，所述蒸发单元的硼酸富液出口与所述冷析罐的进口连通，所述冷析罐的出口与所述离心机连通，所述离心机的液相出口与所述硼酸母液桶的进口连通，所述硼酸母液桶的出口与所述蒸发单元的进口连通。2.根据权利要求1所述的一种天然碱液提硼制取硼酸的系统，其特征在于，所述硼离子交换树脂柱包括硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B，所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的进料口均与天然碱液管和水管连通，在连通硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的天然碱液管和水管上均设有阀门；所述硼离子交换树脂柱A和硼离子交换树脂柱B的出料口均与所述除硼母液桶以及冲洗水桶连通，在连通所述硼离子交换树...

【专利技术属性】
技术研发人员：李艳，罗红兵，张玉萍，杨丽，尚占飞，赵春保，
申请(专利权)人：内蒙古博源工程有限责任公司，
类型：新型
国别省市：