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硼矿资源在我国的总储量十分丰富,其中大部分以硼铁矿和硼镁矿的形式分布在辽宁省和青海省,西藏自治区也有大量以硼砂矿形式存在的硼资源。我国当前生产硼化合物的原材料主要是天然硼镁矿,但是随着多年来的不合理开采及大量浪费,我国硼资源总储量日益减少的同时硼矿品位也下降到了10%左右。高炉冶炼硼铁矿后的副产物富硼渣中的氧化硼品位为12%~17%,超过了一级硼镁矿的12%的标准,可以替代硼镁矿生产硼化物。因此,将富硼渣中的硼进行有效提取,既能缓解自然硼矿不足的危机,又能实现硼资源的合理利用。 本论文以经过活化处理的富硼渣为原料,采用盐酸分解法制取硼酸及副产物氯化镁。在已有的研究工作基础上,对硼酸酸解富硼渣制取硼酸的整个工艺路线进行了系统研究,其中包括了四个主要工艺过程:盐酸酸解、料浆过滤、浸出液中硼酸结晶和粗硼酸提纯。通过大量实验,对各工艺过程的主要影响因素进行了分析讨论,优化了工艺参数。 论文的主要内容包括: (1)以酸解料浆中硼的浸出率为主要指标,分析讨论了液固比、酸量、反应温度和时间对盐酸酸解富硼渣工艺过程的影响,得出了酸解反应的最佳工艺条件。 (2)考察了酸解料浆脱水去除硅酸溶胶的工艺路线,有效分离了含硅组分,并提高了料浆的过滤速率。对酸解料浆过滤性能的主要影响因素进行了分析,确定了最佳过滤工艺条件。 (3)考察了由富硼渣酸解反应得到的浸出液结晶硼酸的工艺方法和路线,分析讨论了降温方式、pH值、氯化镁浓度和结晶时间对硼酸的结晶收率的影响,以硼酸结晶收率为主要指标,筛选出了最佳结晶工艺条件。 (4)考察了采用甘油和水的混合溶剂对粗硼酸进行分离提纯的工艺方法,并采用重结晶法得到了精制硼酸。分析讨论了甘油与水的体积比、重结晶温度和溶液pH值对硼酸纯度和收率的影响,以硼酸的纯度和收率为评价指标,确定了粗硼酸提纯的适宜工艺条件。