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镁资源是察尔汗盐湖的优势资源,其氯化镁储量达40.6亿吨,居全国首位。2008年,青海盐湖集团启动金属镁一体化建设项目,预计年产金属镁40万吨,总投资600亿元,是我国目前最大的一项原镁生产工程。该项目有利于进一步推进盐湖卤水资源的高效综合利用,充分发挥资源优势并加快资源转化进程;在丰富我国炼镁工艺、全面提升镁工业水平、打造镁工业强国等方面具有至关重要的意义;能够有效促进青海乃至全国的经济快速、可持续发展。然而,现有盐湖卤水中硼含量较高(约1g/L),严重影响了电解法生产金属镁的回收率,已成为该项目建设进程中的重大技术瓶颈。因此,针对盐湖卤水深度除硼的研究刻不容缓。深度除硼的主要方法是离子交换法和萃取法。离子交换法除硼效果较好,由于离子交换树脂容量有限,主要适用于含硼量小于30mg/L的溶液体系,当体系含硼量较高时,此法存在树脂消耗量大、生产成本高的问题。萃取法主要适用于含硼量为218g/L的溶液体系,存在的主要问题是现有萃取剂的选择性较低,限制了其适用体系。也有人提出将这两种方法结合起来进行深度除硼,但该工艺复杂、成本较高且工作量大。针对察尔汗盐湖提钾后老卤,其含硼量(以B2O3计)约为1g/L,以上三种方法均无法有效解决深度除硼的技术难题。本文针对上述问题,提出了一步萃取法深度除硼,选择了新型硼高效萃取剂ExBORTMGH81,以察尔汗盐湖提钾后老卤为原料,对此高镁低硼卤水体系深度除硼工艺进行了一系列较为深入的研究。开发出萃取法深度除硼的新工艺,仅通过二级正萃、四级反萃,硼的萃取率即可达到99.7%,萃余液中的硼浓度小于1mg/L。具体的研究内容及实验结果如下:1、采用单因素试验在单级萃取条件下分析了卤水的pH值、萃取剂的浓度、相比(O/A)、反应时间以及反应温度对萃取率的影响。选定较优萃取条件:pH值为1,萃取剂体积分数为40%,相比(O/A)1:1,反应时间为6min,反应温度为40℃。2、采用单因素试验在单级萃取条件下分析了反萃剂的浓度、反萃相比(O/A)以及反应时间对反萃率的影响。选定较优反萃条件:反萃剂pH=10,相比(O/A)为1:2,反应时间为8min,反应温度为40℃。3、通过较优萃取条件下单级萃取实验的相关数据计算出分配比D=199,根据原料中硼含量(326.708mg/L)以及我们需要达到的目标含量(<1mg/L)计算出最大萃余分数ΦA=3.0608×10-3,再利用公式计算法求出萃取所需最小理论级数为1.09,取值为2。4、采用多级逆流萃取循环实验对理论萃取级数进行验证,实验结果表明经过二级逆流萃取能使原料中的硼稳定的降到1mg/L以下,经过四级反萃能将负载有机相中绝大部分硼洗脱出来,再生有机相在循环使用过程中萃取能力依然很强,能够满足生产要求。从而确定深度除硼合理工艺路线:二级逆流正萃四级逆流反萃。5、使用ExBORTMGH81对不同浓度的富镁低硼卤水进行验证实验,实验结果表明,经过二级逆流正萃四级逆流反萃循环实验后,各卤水原料中的含硼量均降到1mg/L以下,进一步说明了ExBORTMGH81对硼具有较高的选择性以及良好的适用性。