[发明专利]一种水体除硼的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种水体除硼的方法，具体涉及一种利用氧化镁为原料从水体中除去杂质硼的方法。

背景技术

卤水(包括盐湖卤水、地下卤水以及工业废弃卤水)、海水等水体中含有大量的镁资源，是电解法生产金属镁及镁合金的重要原料。然而，当水体中硼含量较高时，会严重影响后续电解镁过程，大大降低电解过程的电流效率。研究表明，电解制镁过程中，当电解质中硼或硼化物的质量百分比达0.001～0.002％时就会使阴极钝化，镁珠不易汇聚，电流效率下降5～40％。为了满足电解镁对原料的要求，必须首先对水体进行除硼处理。目前，水体除硼的方法有以下几种：

(1)絮凝沉降法。通过静电吸引力，使得硼酸在溶液中吸附到沉降物上，通过沉降除去溶液中的硼。李爽等人(详见文献:李爽,衣守志,周磊.碱化絮凝法海水脱硼预处理的研究.天津科技大学学报,2011,26(6):38-42)通过碱化剂调节海水的pH值，利用生成的Mg(OH)₂胶体的吸附特性来脱除海水中的硼。该方法以损失海水中大量镁离子为代价除硼，氢氧化镁生成量的控制较难，不适合高氯化镁卤水体系除硼。

(2)活性炭吸附法。闫春燕等人(详见文献:闫春燕,伊文涛,邓小川,马培华.活性炭对海水中硼的吸附研究.无机盐工艺,2007,39(3):34-36)利用活性炭吸附溶液中的微量硼。结果表明，一次除硼率可达90％以上。然而，吸附达到饱和的活性炭需要进行再生处理，在175～200℃温度范围内，以氢气作为吹扫气体实现再生，增加了工艺流程和成本。

(3)离子交换树脂法。硼选择性树脂具有良好的除硼率，水体中的硼酸和硼特效树脂中的多羟基络合，同时释放出的氢离子可以被胺基中和，以此达到除去卤水中硼的目的。张国政等人在文献(详见文献:张国政,李永强,赵蓬，唐林生.老卤的除硼实验研究.盐业与化工,2011,1:12-14)中介绍了利用除硼树脂D40对老卤除硼的效果。研究结果表明，当卤水体积为树脂体积的4倍时，脱硼率可达80％以上。该方法的缺点是树脂在反复使用、洗脱、再生过程中容易破损，造成树脂的损耗，使生产成本偏高。

(4)萃取法。萃取法的原理是用含邻二羟基的且与水不相溶的有机溶剂作为萃取剂与硼酸溶液混合，使其充分接触。由于硼酸能与有机溶剂中的多羟基官能团反应形成络合物被萃取到有机相，从而达到与水相中的其它离子分离的目的。程温莹等人(详见文献:程温莹,杨建元,晏俊义.用2-乙基乙已醇从东台吉乃尔湖酸化提取母液中回收硼.海湖盐与化工,1997,27(1):34-38)用2-乙基乙已醇作萃取剂，以磺化煤油作稀释剂，在酸性条件下萃取，中性条件下用水反萃取，从而将硼从卤水体系中分离出来。唐明林等人(详见文献:唐明林,邓天龙.A1416从选硼后的母液中萃取硼酸研究.盐湖研究,1994,2(1):63-66)将A1416溶解在煤油中来萃取卤水中的硼，萃取率和反萃取率均可达到90％以上。该方法存在的缺点是萃取剂造价比较高且部分溶于水，另外有毒性的萃取剂还会对环境造成污染。

(5)加酸沉淀法。加酸沉淀法主要利用硼酸在溶液中溶解度较小的性质，向水体中加入盐酸或硫酸将硼转化为溶解度较小的硼酸，从而达到分离硼的目的。杨存道等人(详见文献:杨存道,贾优良,李君势.从盐湖卤水结晶硼酸的新工艺研究.化学工程,1992,20(3):22-27)利用反应结晶原理，在室温下酸化盐湖卤水直接结晶得到硼酸。然而，用该方法仅可以脱除卤水中50～60％的硼，脱硼效率很低，因而通常将该方法与其它方法结合起来使用。

由于水体中大量硼的存在会严重降低电解镁过程中电流效率和镁的产出率，因此需要对水体进行除硼处理。目前水体除硼存在的主要问题有：(1)使用大量的硼选择性树脂、有机溶剂、活性炭等较为昂贵的原料进行除硼，除硼过程中这些原料的损耗及再生费用较高；(2)除硼效率低，不能达到电解镁过程对原料的要求；(3)除硼过程中水体中镁离子大量损失，增加了除硼的成本。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种水体除硼的方法。该方法以氧化镁作为原料，原料廉价、易得；除硼率大于95％，除完硼的水体中硼含量小于5ppm，可满足电解镁工业对原料的要求；除硼过程不会造成水体中镁离子的损失，不会引入新的杂质。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

一种水体除硼的方法，包括如下步骤：

(1)将氧化镁加入含硼水体中，加热搅拌以实现初步除硼；

(2)将步骤(1)所得溶液过滤，向滤液中加入氧化剂，加热搅拌以实现深度除硼。