鹽湖鹵水富含多種有價值的礦物質,其中硼是一種重要的資源。目前,從鹽湖鹵水中提取硼的方法有沉淀法、吸附法、離子交換法和萃取法等。每種方法都有其特點和適用范圍,但萃取法因其工藝流程短、生產成本低、無三廢等優點,成為提硼的首選方法。
1. 采用萃取法提硼的基本原理
萃取法是通過硼酸與羥基官能團發生酯化反應,生成硼酸酯。硼酸酯不溶于水,但可以與煤油等有機溶劑混溶,從而達到提取和分離硼的目的。該方法適用于硼酸質量濃度在2 g/L至18 g/L范圍內的鹵水。
2. 四種不同鹽湖鹵水提硼方法的對比
沉淀法:
? 優點:工藝流程簡單、設備投資小、操作方便。
? 缺點:只能去除溶液中50%~60%的硼,適用于含硼量較高的鹵水。
吸附法:
? 優點:工藝較為成熟,吸附容量高。
? 缺點:工藝復雜,生產成本高,再生時間長,長期使用后吸附容量會降低。
離子交換法:
? 優點:對硼的回收率可達90%以上,適用于低濃度硼的提取。
? 缺點:洗脫液中的硼酸含量較低,處理洗脫液時蒸發量大,反復洗脫再生過程中會消耗大量樹脂,適合實驗室研究。
萃取法:
? 優點:工藝流程短、生產成本低、無三廢,適用于不同濃度的鹵水。
? 缺點:需要選擇合適的萃取劑和工藝條件。
3. 鹽湖鹵水提硼萃取設備的選擇
根據萃取設備的作用原理和機械結構,主要分為混合澄清槽、萃取塔和離心萃取機三種。
(1)混合澄清槽:
? 結構:主要由混合室和澄清室組成,料液和溶劑通過攪拌在混合室中進行充分接觸并傳質,然后進入澄清室,在重力作用下完成傳質與分相。
? 優點:適應性強、放大簡單、可操作性強。
? 缺點:料液存留量大、占地面積大、物料易被污染。
(2)萃取塔:
? 類型:主要分為填料塔和篩板塔兩種,通過在塔的不同位置完成傳質分離與相分離。
? 優點:適用于大規模生產。
? 缺點:傳質效率低、返混嚴重、規模龐大,限制了其應用。
(3)離心萃取機:
? 特點:新一代快速、高效的液-液萃取分離設備,結構緊湊,借助高速旋轉產生的離心力加速分層,完成具有比重差的液-液兩相的分離。
? 優點:能夠快速建立相平衡,容易實現單級或多級串聯逆流或錯流萃取,具有較高的萃取效率,機內容積小,萃取劑或洗滌劑耗用少,節省溶劑投資費用。
? 應用:通過CWL-m新型離心萃取機實踐證明,在最佳工藝條件下,經五級萃取,四級反萃取,萃取率與反萃率均在97%以上。
通過以上介紹,可以看出離心萃取機在鹽湖鹵水萃取提硼中的優勢明顯,采用離心萃取機有利于實現萃取設備的機械化、產業化并利于實現自動控制,離心萃取機為產業化鹵水提硼提供了可靠的技術支持。