偏硼酸钙的制取方法主要有两种,其操作都会应用到氢氧化钙(消石灰),具体分为:
1、以硼砂、氢氧化钙和盐酸为原料制备偏硼酸钙。
此方法是以硼砂、氢氧化钙及盐酸为原料直接制取偏硼酸钙,反应过程中需要严格控制各部分比例关系,特别是盐酸添加的多少,反应体系pH值需高于10,以此确保偏硼酸钙在较低的过饱和状态下生成,同时控制硼砂和氢氧化钙反应速度,以确保只生产出纯的偏硼酸钙晶体,其化学变化为:
Na2B4O7·10H2O+2Ca(OH)2+2HCl→2(CaO·B2O3·6H2O)+2NaCl+H2O
以上操作中的温度不超过45℃,反应时间约3-4h,硼的变化率在98%以上。此反应过程的特点在于反应时间短,不足之处在于副产物NaCl回收价值较低。
2、硼砂和氢氧化钙为原料制取偏硼酸钙。
此方法主要考虑到硼砂与氢氧化钙制取偏硼酸钙及副产物综合应用。其化学变化为:
Na2B4O7·10H2O+Ca(OH)2→CaO·B2O3·nH2O+2NaBO2+(11-n)H2O
此过程需要将硼砂和氢氧化钙按照特定比例进行钙化反应,其pH值需控制在11以上,温度在45℃以下,液固比为2-8:1,经搅拌反应3-16h,产物经过滤、干燥,得到偏硼酸钙的而水合物或是四水合物。
副产物(偏硼酸钠)可通过两种方法转化为可利用物质。(1)可直接采用偏硼酸钠溶液和双氧水反应制取似水过硼酸钠,经恰当干燥后可获得一水过硼酸钠;(2)可将偏硼酸钠水溶液进行碳酸化。经冷却结晶,离心分离出十水硼砂再次应用于偏硼酸钙的制取。分离出硼砂的母液因含有较多的碳酸钠和少量硼砂,因而可以被送到碳碱法制取硼砂操作中,以此降低生产成本。
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