盐卤硼酸盐化学研究进展

综述了近２０年来从事青藏高原新类型硼酸盐盐湖“盐卤硼酸盐化学”的研究进展。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅺ.不同含硼浓缩盐卤的稀释实验

前文[1]报道高含硼浓缩盐卤加水稀释过程中硼酸盐的行为。考虑到青海省柴达木盆地大柴旦盐湖卤水日晒蒸发到钾盐析出阶段,浓缩卤水中含1.87％MgB_4O_7,蒸发到水氯镁石开始析出,浓缩卤水中含2.95％MgB_4O_7。本文报道,这两种不同含硼浓缩卤水按文献[1]中实验步骤进行加水稀释,室温放置过程中析出硼酸镁盐的某些不同结果。     

盐卤硼酸盐化学 Ⅴ.含硼浓缩盐卤稀释过程中硼酸盐的行为

经日晒蒸发制得的高含硼浓缩卤水加水稀释时,溶液的pH随稀释度增大而明显上升.不同稀释度卤水在室温放置过程中,有不同的硼酸镁水合盐结晶析出.采用加水稀释法已经从含硼浓缩卤水中得到多水硼镁石(2MgO·3B_2O_3·15H_2O),章氏硼镁石(MgO·2B_2O_3·9H_2O),六硼酸镁(MgO·3B_2O_3·7H_2O)和氯柱硼镁石(2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O).     

盐卤硼酸盐化学--Ⅳ.浓缩盐卤中析出的新硼酸盐固相

本工作采用模拟合成盐卤硼酸盐的方法,配合多种物理分析法进行物相鉴定,确认浓盐卤析出硼酸盐固相是由两种硼酸盐组成。其中一种硼酸盐的化学式为MgO·3B_2O_3·7H_2O,另一种是未见报导的新硼酸盐,化学式为2MgO·2B_2O_3·MgCl_2·14H_2O。这种含氯化镁的硼酸镁水合复盐的晶粒细小,电镜下呈针柱状,我们给出了它的伦琴射线粉晶衍射数据,红外光谱和热重分析结果,在差示热分析曲线上出现两个明显的晶型转变放热峰,与柱硼镁石(MgO·B_2O_3·3H_2O)的差示热分析曲线类似。     

盐卤硼酸盐化学(Ⅰ)——含硼盐卤天然蒸发过程中硼酸盐的行为

在进行青藏高原某硼酸盐盐湖卤水的天然蒸发实验中确定,该卤水的蒸发析盐顺序不是按平衡溶解度相图,而是按“太阳相图”预示的亚稳过程进行。从天然蒸发过程中盐卤的浓缩倍数与浓缩卤水中硼富集倍数的一致性认为,盐卤在天然蒸发浓缩析盐过程中硼酸盐并不以固体盐形式析出,而是被赋存于浓缩卤水中。     

盐卤硼酸盐化学V:合硼浓缩盐卤稀释过程中硼酸盐的行为

经日晒蒸发制得的高含硼浓缩卤水加水稀释时, 溶液的pH随稀释度增大而明显上升. 不同稀释度卤水在室温放置过程中,有不同的硼酸镁水合盐结晶析出. 采用加水稀释法已经从含硼浓缩卤水中得到多水硼镁石(2MgO.3B2O3.15H2O), 章氏硼镁石(MgO.2B2O3.9H3O), 六硼酸镁(MgO.3B2O3.7H2O)和氯柱硼镁石(2MgO.2B2O3.MgCl2.14H2O).     

高镁含硼盐卤体系反常现象解析

高镁含硼盐卤体系中存在"过饱和溶解度"、"稀释成盐"和同名离子"增溶"等反常现象。研究发现:氯化镁溶液在中低浓度时显中性,在高浓度时显酸性,饱和时pH值小于4.5。而各种镁硼酸盐基本都是pH值大于8.0的碱性矿物。水溶液中酸碱难共存,但镁硼酸盐与氯化镁却因具有相同离子而能够在高镁含硼盐卤体系中共存。结合氯化镁溶液特殊酸度变化规律与相关相化学数据可较圆满的解释高镁含硼盐卤体系中的反常现象。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅶ.盐卤在天然冷冻析盐过程中硼酸盐的行为

某硼酸盐盐湖卤水经日晒蒸发到不同析盐阶段,分别取泻盐和钾盐饱和卤水在实验盐田中储存越冬。前者在天然冷冻析出泻盐之后,当卤水中硼含量达到1.69％MgB_4O_7,温度为-21℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_37 1/2H_2O。对于后者,当硼含量为2.43％MgB_4O_7,温度为-17℃时开始结晶析出MgO·3B_2O_3·7 1/2H_2O。     

盐卤硼酸盐化学——Ⅲ.盐卤在动态蒸发条件下硼酸镁的极限溶解度

首先将含硼盐卤日晒蒸发到不同浓度,分别取硫酸镁析出阶段卤水和水氯镁石析出阶段卤水加入芒硝使全部回溶。利用硫酸钠和氯化镁在水溶液中存在交互反应,将芒硝回溶后卤水进行天然蒸发浓缩到硼酸盐开始结晶析出,测得盐卤在动态蒸发过程中硼酸镁的最大极限溶解度为7.36～7.50%MgB₄O₇,室温放置10年后的平衡溶解度为0.94%MgB₄O₇。     

硫酸盐型盐湖卤水天然制取软钾镁矾

根据我国盐湖的自然气候条件和资源特点,以Na、K、Mg/Cl、SO_4-H_2O五元体系25℃介稳相图为依据,提出了一条经调节卤水组成后,藉盐田天然日晒蒸发获得软钾镁矾的新工艺途径。文中给出了在窒内于模拟野外条件下进行实验的结果。过程中钾的回收率可达80％以上。     

盐场卤水氧化-吸附联合脱色工艺的研究

以天津汉沽盐场高含镁卤水为研究对象,分析其成色原因,建立了过氧化氢氧化-氢氧化锆吸附联合脱色工艺,分别考察了脱色剂用量、温度、pH值等因素对卤水色度、CODCr及镁离子损失率的影响,确定了最佳的脱色工艺条件:用卤水处理量1%(体积比)的过氧化氢于室温下将卤水氧化2h后,在pH值为2～3的条件下经氢氧化锆吸附脱色40min,氢氧化锆投加用量为60g/L卤水。在此条件下,卤水色度及CODCr去除率分别可达99%和85%,镁离子的损失率可控制在1%以下,均高于目前现行的工艺方法。吸附剂氢氧化锆经脱附后可循环使用,大大降低了工艺运行成本。     

MgO－B_2O_3－MgCl_2－H_2O体系与盐酸滴定反应的研究

ＭｇＯ－Ｂ２Ｏ３－ＨｇＣｌ２－Ｈ２Ｏ是含硼盐湖日晒浓缩盐卤的典型体系，它与盐酸反应生成硼酸，是从天然浓缩盐卤中制取硼酸的工艺基础，以量热滴定法和ｐＨ滴定法研究该反应，结果表明，析出硼酸的反应分两步进行；合成盐卤中硼酸盐可以用ＭｇＢ２ｎＯ（３ｎ＋１）（ｎ＝１，２，３）综合统计形式来表示；天然浓缩盐卤中硼酸盐可以用四硼酸镁的统计形式进行表示．     

INVESTIGATION ON PRODUCTION OF REFINED BRINE USED IN CHLORO—ALKALI MEMBRANE BY D 412 CHELATING RESIN

The adsorption property,the operating life,the operating exchange capacity and regeneration of D412 macroporous phosphonomethylamina chelating resin for removing Ca^2+,Mg^2+ and Fe^2+ from high pH brine of alkali production by ionic membrane were investigated.The resin showed good physical-chemical and kinetic propoerty,high exchange capacity.excellent durability.     

INVESTIGATION ON PRODUCTION OF REFINED BRINE USED IN CHLORO-ALKALI MEMBRANE BY CHELATING RESIN D412

1. INTRODUCTION Alkali production by ionic membrane is a new technology. Refining used-brine by chelating resin was reported [1~8]. Zhang et al reported the study of using chalating resin D411 to refine used-brine from alkali production by ionic membrane. Restricted by equipment and technology, in cholro-alkali plant the brine alkalinity is very high (pH>11), so conventional method cannot make the concentration of iron ions in used-brine to meet standard. So far there is no report on th…