青海鈉硼解石生產(chǎn)硼砂，位于青海柴達(dá)木盆地的大柴旦鹽湖是一個(gè)以硼鋰為主，伴有鉀、鎂、石鹽、芒硝等無(wú)機(jī)鹽資源的較大型的固液礦床。大柴旦鹽湖的固體礦床系第四紀(jì)內(nèi)陸閉流盆地湖波的化學(xué)沉淀而成，包括湖底硼礦和湖濱硼礦兩種。湖底礦床主要硼礦物為鈉硼解石、柱硼鎂石、水方硼石；共生鹽類礦物有石膏、碳酸鹽、石鹽、鈣芒硝、芒硝、白鈉鎂礬等。這種硼礦床含硼品位低、淤泥多，而且不同區(qū)域，這給開礦和加工帶來(lái)了很大困難而未利用。湖濱硼礦床雖儲(chǔ)量小，但品味稍高，淤泥略少。自1958年以來(lái)青海大柴旦化工廠以湖濱硼礦床位原料生產(chǎn)硼砂，目前由于礦源不足限制了生產(chǎn)的發(fā)展。

一、基本原理

鈉硼解石（NaCaB5O9·8H2O）是一種堿金屬和堿土金屬的硼酸鹽復(fù)鹽，較易加工，一般采用常壓堿解法生產(chǎn)。當(dāng)鈉硼解石與純堿反應(yīng)時(shí)，即可生產(chǎn)硼砂，可能的反應(yīng)方程為：

NaCaB5O9·8H2O+Na2CO3=Na2B4O7+NaBO2+CaCO3↓+8H2O

原礦中含有的渣質(zhì)石膏也會(huì)生成碳酸鈣，可溶性鎂鹽則與純堿作用生成碳酸鎂或堿式碳酸鎂。這些沉淀物構(gòu)成了大量泥渣沉淀，分離后的泥渣中夾帶有大量的溶液，需清水多次洗滌后方可棄去。由于硼砂的溶解度受溫度變化影響很大，冷卻后方可析出硼砂晶體。從Na2B4O7-H2O 體系多溫溶解圖可知，Na2B4O7·10H2O→Na2B4O7·5H2O的轉(zhuǎn)變點(diǎn)為60.6~60.8℃，所以只有在低于這個(gè)溫度才能結(jié)晶出十水合物Na2B4O7·10H2O。

二、生產(chǎn)方法

原料礦石在大柴旦鹽湖濱露天開采而得的。開采時(shí)首先筑圍堤，排掉鹽水，用挖掘機(jī)鏟除尼層，人工采礦。采出的鈉硼解石礦，先在礦場(chǎng)堆放，使水分蒸發(fā)，以減輕工藝流程中調(diào)節(jié)水量平衡時(shí)的困難。堆放中挑選出柱硼鎂石礦，另行堆放，另行加工。將堆放風(fēng)干的原礦與純堿、水和返回的母液加至磨礦機(jī)中，混合堿解槽中進(jìn)行堿解。堿解槽內(nèi)家攪拌，夾套中通入蒸汽以保持所需堿解溫度。堿解完成后放料至葉片過(guò)濾機(jī)的料槽中，進(jìn)行過(guò)濾、洗滌、除渣操作。濾液和洗液進(jìn)入冷卻結(jié)晶器中結(jié)晶，析出硼砂。含有硼砂的料漿由離心機(jī)分離脫除母液，得到濕硼砂。母液返回磨礦機(jī)中與原料、純堿和補(bǔ)充的水一起配料。濕硼砂經(jīng)氣流干燥后獲得產(chǎn)品。

生產(chǎn)中，原礦中三氧化二硼含量為8%左右。操作的基本條件：配料比為10t原礦：0.6t純堿：碳解溫度80~90℃，碳解時(shí)間約為40min，結(jié)晶溫度30℃左右；干燥溫度約90℃，1t成品約耗10t原礦，產(chǎn)品可達(dá)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)一級(jí)品。

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