[发明专利]一种制备硼砂的方法及其设备

权利要求书

1.一种制备硼砂的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1，首先将熟硼镁矿石粉、吸收CO₂产生的NaHCO₃和吸收CO₂未反应的Na₂CO₃混合碱液、硼砂结晶母液和洗涤水依次加入至配料罐内，并搅拌混合，配制成碳解浆液，停留时间为0.5h；碳解浆液配碱量为理论量的95%～110%，液-固质量比为（1.8～2.0）﹕1；

步骤2，将经鼓风机输送来的含38%～40%CO₂体积比的窑气，通入碳解主釜内射流搅拌器的气体入口，并将配料罐内配置好的碳解浆液通过管道压力输送至碳解主釜内，利用第一动力流体泵吸取碳解主釜内的碳解浆液，碳解浆液经第一动力流体泵的叶轮升压后，通过管道进入射流搅拌器的浆料入口；并利用第一动力流体泵循环输送碳解浆液的动力，使射流搅拌器的气体入口产生负压区，进而使含38%～40%CO₂体积比的窑气，从射流搅拌器的气体入口被吸入射流搅拌器内的混合腔中；在混合腔中，CO₂、混合碱液、熟硼镁矿石粉进行“气—液—固”射流充分混合，形成混合流体，产生300m/s高速射流，加速HCO₃^-1、CO₂ 与熟硼镁矿石粉的反应，并且由于能量交换而加速排出，呈垂直向下方向60°夹角射向釜底；碳解主釜中物料的停留时间为4.5h～5h，反应温度为135℃，碳解主釜内压力为0.65MPa，碳解主釜排出的窑气含13%～15%CO₂体积比；

步骤3，碳解主釜内反应后的碳解浆液通过管道压力输送至碳解副釜内，碳解主釜内未参加反应的含13%～15%CO₂体积比的窑气，通过管道逃逸到碳解副釜内射流搅拌器的气体入口；利用第二动力流体泵吸取碳解副釜内的碳解浆液，碳解浆液经第二动力流体泵的叶轮升压后，通过管道进入射流搅拌器的浆料入口；并利用第二动力流体泵循环输送碳解浆液的动力，使射流搅拌器的气体入口产生负压区，进而使含13%～15%CO₂体积比的窑气从射流搅拌器的气体入口被吸入射流搅拌器内的混合腔中；在混合腔中，CO₂、混合碱液、熟硼镁矿石粉进行“气—液—固”射流充分混合，形成混合流体，产生300m/s高速射流，加速HCO₃^-1、CO₂ 与熟硼镁矿石粉的反应，并且由于能量交换而加速排出，呈垂直向下方向60°夹角射向釜底；碳解副釜中物料的停留时间为4.5h～5h，反应温度为135℃，碳解副釜内压力为0.60MPa，碳解副釜排出的窑气含6%～8%CO₂体积比；

步骤4，碳解副釜内反应后的碳解浆液通过管道压力输送至碳解液中间罐内，进行陈化、降温，停留时间为1h；同时碳解副釜内未参加反应的含6%～8%CO₂体积比的窑气，从碳解副釜排出并通过冷凝器冷却后，进行CO₂尾气吸收；

步骤5，采用压缩空气将碳解液中间罐内的碳解浆液压向压滤机，进行压滤，压滤产生的滤液进入滤液中间罐，进行缓冲；滤饼使用碳解加热蒸汽冷凝水洗涤，第1次洗涤产生的洗涤水进入滤液中间罐中与滤液合并，第2和第3次洗涤产生的洗涤水与Na₂CO₃配制成质量浓度为15%~20%Na₂CO₃水溶液，作为吸收剂供给步骤4的CO₂尾气吸收；洗涤滤饼后产生的滤渣排出做固废处理；

步骤6，将滤液中间罐中的滤液通过管道压力输送至结晶器，在结晶器中进行冷却结晶，形成晶浆；

步骤7，将结晶器中的晶浆通过管道压力输送至晶浆中间罐，在晶浆中间罐里继续结晶、缓冲；

步骤8，将晶浆中间罐中的晶浆通过管道压力输送至离心机中进行离心分离和洗涤，物料在离心机里的停留时间为5min，最后排出硼砂，硼砂的Na₂B₄O₇·10H₂O 纯度≥95%；离心分离和洗涤得到的滤液为母液和洗水，经加热后去返回步骤1的配料罐内，供给碳解浆液配料使用。

2.根据权利要求1所述的一种制备硼砂的方法，其特征在于，所述熟硼镁矿石粉为粒径D90为75µm的熟硼镁矿石粉。