專利名稱：一種絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，涉及到一種絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)的方法。
背景技術(shù)：
硼酸作為一種多功能的重要化工原料，不僅在傳統(tǒng)行業(yè)有著廣泛應(yīng)用(包括玻璃、搪瓷 、電鍍、冶金、醫(yī)藥、橡膠、洗滌劑等諸多方面)，同時(shí)也是國(guó)家安全、航空航天和核工業(yè) 的必需品。硼酸的純度是其應(yīng)用于特殊材料領(lǐng)域和高科技領(lǐng)域的關(guān)鍵，以非線性光學(xué)材料用 硼酸為例，其純度要求達(dá)到99.9%以上。目前國(guó)產(chǎn)硼酸因?yàn)榕鸬V品位和生產(chǎn)方法的限制，純 度一般在95. 0% 99. 5%，通常含有鐵、鈣、鉛、砷、鎂、鋁和鹵素、硫酸根等雜質(zhì)，高純度 專用硼酸還沒有形成規(guī)模生產(chǎn)，國(guó)內(nèi)的需求基本依賴進(jìn)口。為了解決我國(guó)特殊材料領(lǐng)域和高 科技領(lǐng)域日趨增大的市場(chǎng)需求，提高硼工業(yè)產(chǎn)品的附加值，有必要開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的 硼酸高純化技術(shù)。已有的制備高純度硼酸的方法多數(shù)采用工業(yè)硼酸或硼酐與醇通過共沸脫水 酯化反應(yīng)獲得硼酸酯，再經(jīng)水解得到硼酸，整個(gè)工藝要求苛刻，設(shè)備復(fù)雜，成本居高，從而 限制了產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用。本發(fā)明提出了簡(jiǎn)便宜行的絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)來制備高純硼 酸，產(chǎn)品純度達(dá)到99.99%，其中鐵、鈣、鉀、鎂、鎳、鉛、銅等各雜質(zhì)均可控制在10卯m以 下，必要時(shí)可低于2卯m，可以滿足光學(xué)材料、特種玻璃、晶體材料等領(lǐng)域的要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)制備高純硼酸的方 法，滿足在光學(xué)材料、特種玻璃、晶體材料、核電等高科技領(lǐng)域?qū)ε鹚峒兌鹊奶厥庑枨蟆?br> 本發(fā)明的技術(shù)方案是以工業(yè)硼酸為原料，將其與溶劑混合，在一定溫度下溶解，加入 助劑和絡(luò)合劑，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間之后熱過濾、冷卻重結(jié)晶、離心分離、洗滌、干燥得到的 晶體產(chǎn)品即為高純硼酸。
原料、溶劑、絡(luò)合劑和助劑的種類和用量，反應(yīng)溫度和干燥溫度如下
原料為工業(yè)硼酸；溶劑為C4以下的一元醇、醚、酸、水，可選取其中的一種或者兩種以 上；絡(luò)合劑為氨、C4以下的一元醇胺、檸檬酸、檸檬酸胺、檸檬酸堿金屬鹽、酒石酸、酒石酸胺、酒石酸堿金屬鹽、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸堿金屬鹽、二乙氨基二硫代甲酸、二 乙氨基二硫代甲酸堿金屬鹽、三辛胺，可選取其中的一種或者兩種以上，原料與絡(luò)合劑的重 量配比為100: 0. 5 3;助劑是分子式為CxHyOz(X為0、 l或2; y為0、 l或2; z為l或2)的化合 物，原料與助劑的重量配比為100: 0.2 1.5;反應(yīng)溫度為90 12(TC，干燥溫度為70 110 °C。制備的工藝流程如下
步驟l.將原料溶解于溶劑中，加熱溫度為90 10(TC，滴加助劑，攪拌反應(yīng)20 60分鐘
步驟2.向?qū)⒉襟El的反應(yīng)溶液中加入絡(luò)合劑，在反應(yīng)溫度90 10(TC下攪拌反應(yīng)2 10小
時(shí)；
步驟3.將步驟2得到的溶液熱過濾，冷卻到近飽和，二次過濾，之后繼續(xù)冷卻到3(TC左 右重結(jié)晶，離心分離晶體和母液，母液可以循環(huán)使用；晶體真空干燥得到高純硼酸產(chǎn)品。本發(fā)明的效果和益處是，制備的硼酸純度達(dá)到99.99%，整個(gè)流程簡(jiǎn)單易控制，無環(huán)境污 染，在制造成本、產(chǎn)品性能等方面都展現(xiàn)出顯著的競(jìng)爭(zhēng)優(yōu)勢(shì)和利潤(rùn)空間。
具體實(shí)施例方式
以下結(jié)合技術(shù)方案詳細(xì)敘述本發(fā)明的具體實(shí)施方式
。
實(shí)施例l:取1000g工業(yè)硼酸，加蒸餾水溶解，攪拌，加熱至9(TC，添加2 5g酸性氧化 性助劑，反應(yīng)20分鐘左右后、加入絡(luò)合劑(有機(jī)堿金屬鹽)5 8克，在9(TC下反應(yīng)3小時(shí)， 得到溶液過濾，冷卻70 8(TC二次過濾，繼續(xù)冷卻重結(jié)晶，將所得晶體與母液分離，晶體在 9(TC真空干燥，獲得高純硼酸樣品，產(chǎn)品純度99.99%，其中雜質(zhì)含量為Fe 0.00034%， Ca 0.00089%， Co 0.00008%， Cu 0.00026%， Ni 0.00005%， Cr 0.00008%， Ti 0.00002%。
實(shí)施例2:取1000g工業(yè)硼酸，加蒸餾水溶解，攪拌，加熱至9(TC，添加10 15g氧化性 助劑，反應(yīng)60分鐘左右后、加入絡(luò)合劑(氨或C4以下的一元醇胺)10 20克，加熱到10(TC， 反應(yīng)8小時(shí)左右，得到溶液過濾，冷卻8(TC左右二次過濾，繼續(xù)冷卻重結(jié)晶，將所得晶體與 母液分離，晶體在10(TC真空干燥，獲得高純硼酸樣品，產(chǎn)品純度99.99%，其中雜質(zhì)含量為 :Fe 0.00058%， Ca 0. 00096%， Co 0.00006%， Cu 0.00023%， Ni 0.00008%， Cr 0.00006%，
權(quán)利要求
1.一種絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)制備高純硼酸的方法，其特征在于原料、溶劑、絡(luò)合劑和助劑的種類和用量，反應(yīng)溫度和干燥溫度如下原料為工業(yè)硼酸；溶劑在C4以下的一元醇、醚、酸或水中選取其中的一種或者兩種以上；絡(luò)合劑在氨、C4以下的一元醇胺、檸檬酸、檸檬酸胺、檸檬酸堿金屬鹽、酒石酸、酒石酸胺、酒石酸堿金屬鹽、乙二胺四乙酸、乙二胺四乙酸堿金屬鹽、二乙氨基二硫代甲酸、二乙氨基二硫代甲酸堿金屬鹽、三辛胺，選取其中的一種或者兩種以上；原料與絡(luò)合劑的重量配比為100∶0.5～3；助劑是分子式為CxHyOz的化合物，原料與助劑的重量配比為100∶0.2～1.5，其中x為0、1或2，y為0、1或2，z為1或2；反應(yīng)溫度為90～120℃，干燥溫度為70～110℃；制備的工藝流程如下步驟1.將原料溶解于溶劑中，加熱溫度為90～100℃，滴加助劑，攪拌反應(yīng)20～60分鐘；步驟2.向步驟1的反應(yīng)溶液中加入絡(luò)合劑，在反應(yīng)溫度90～120℃下攪拌反應(yīng)3～10小時(shí)；步驟3.將步驟2得到的溶液熱過濾，冷卻到近飽和，二次過濾，之后繼續(xù)冷卻到30℃左右重結(jié)晶，離心分離晶體和循環(huán)使用的母液；晶體真空干燥得到高純硼酸產(chǎn)品。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種絡(luò)合結(jié)晶法脫除硼酸中金屬雜質(zhì)制備高純硼酸的方法，屬于精細(xì)化學(xué)品生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域。其特征是以工業(yè)級(jí)硼酸為原料，將其與溶劑混合，在一定溫度下溶解，加入助劑和絡(luò)合劑，攪拌反應(yīng)一定時(shí)間之后熱過濾、冷卻重結(jié)晶、離心分離、洗滌、干燥得到的晶體產(chǎn)品即為高純硼酸，產(chǎn)品純度達(dá)到99.99％。本發(fā)明在原料成本、產(chǎn)品性能、工藝流程、環(huán)境友好和經(jīng)濟(jì)利潤(rùn)等方面具有顯著優(yōu)勢(shì)，適用于工業(yè)化生產(chǎn)，可滿足在光學(xué)材料、特種玻璃、通信光纖、晶體材料等高科技領(lǐng)域的對(duì)硼酸的特殊需求。
文檔編號(hào)C01B35/10GK101575100SQ20091030339
公開日2009年11月11日 申請(qǐng)日期2009年6月18日 優(yōu)先權(quán)日2009年6月18日
發(fā)明者葉俊偉, 寧桂玲, 源 林, 潘欣艾, 艦 王, 貢衛(wèi)濤 申請(qǐng)人:大連理工大學(xué)