除硼方法的原理及应用

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卤水除硼工艺研究

卤水除硼工艺研究
2 仪器
电炉,烧杯,电动搅拌器,真空泵,布氏漏斗,抽 滤瓶,冰柜等。
3 分析方法
Mg,采用 EDTA 络合滴定法分析; B 采用容量 法分析。
4 实验原理
实验所用的材料为富硼高镁型卤水,其中的硼 主要以高聚硼酸 盐 的 形 式 存 在。随 着 pH 值 的 降 低,高聚硼酸盐会逐渐转变成硼酸并结晶析出。实 验以盐酸为 pH 值调节剂,对卤水进行酸化,使其中 的 B2 O3 转化为硼酸。
分析认为,要控制氢氧化镁产品中的 B2 O3 含 量,应以卤水提硼工序为着眼点,采用相应的工艺措 施将卤水中的硼控制到较低水平。为此,我们组织 开展了卤水提硼工艺的研究,取得了阶段性成果。
1 原料
卤水: 中信国安公司提供,经检测含 B2 O3 9. 55
g / L( 0. 75% ) ,合 H3 BO3 1. 32% ; 氯化镁 374. 44 g / L ( 29. 25% ) ; 其他原料: 盐酸、苦土粉等就地采购。
第9 期
肖景波等: 卤水除硼工艺研究
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6. 6 菱苦土加入后反应温度对沉硼率的影响 在菱苦土用量为理论量的 5 倍,反应时间为 60
min 的条件下,调整温度条件,考察温度条件对沉硼 率的影响,结果证明,随着反应温度的上升沉硼率上 升,在反应温度为 105 ℃ 时,沉硼率为 91. 96% 。
DOI:10.14173/ki.hnhg.2013.16.018 第9 期
肖景波等: 卤水除硼工艺研究
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卤水除硼工艺研究
肖景波 ,陈居玲 ,张思页
( 南阳东方应用化工研究所 ,河南 南阳 473000)
摘 要: 根据硼酸的物性特征,采用酸化—冷冻—溶液固硼工艺提取卤水中的硼,并对各影响因素进行考察,在最

硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺

硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺

硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺一、概述1. 本文旨在介绍一种新型的硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺,该工艺可以有效地从锂资源中除去硼,提高锂产品的纯度和品质。

二、背景2. 锂资源储量有限,而且存在硼的影响会降低锂产品的品质和价格,在锂资源开发利用中,必须有效地除去硼。

三、硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺3.1 工艺原理3.1.1 硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺是利用特定的树脂对硫酸锂溶液中的硼进行吸附,实现除去硼的目的。

3.1.2 该树脂有较强的选择性吸附能力,可有效地将硼从硫酸锂溶液中分离出来,实现了硫酸锂溶液的净化。

3.2 工艺流程3.2.1 硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺流程包括:溶液预处理、树脂吸附、树脂再生、产品回收等环节。

3.2.2 具体流程为:将硫酸锂溶液进行预处理,去除杂质和提高锂浓度;将预处理后的溶液与树脂进行接触,让硼被树脂吸附;再将饱和吸附树脂进行再生,将吸附的硼从树脂上脱附出来;最后得到高纯度的锂产品。

四、工艺优势4.1 高效除硼4.1.1 该工艺具有较高的除硼效率,可以将硫酸锂溶液中的硼含量降低到极低水平,从而达到提高锂产品纯度的目的。

4.2 低成本4.2.1 硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺所需的设备简单,操作方便,能够降低生产成本,提高生产效益。

4.3 环保节能4.3.1 该工艺无需使用大量化学试剂,废水处理成本低,符合现代绿色生产理念,减少了环境污染。

五、工艺应用与展望5.1 工艺应用5.1.1 硫酸锂溶液树脂吸附除硼技术已经在锂资源开发利用中得到了广泛应用,取得了良好的效果。

5.1.2 相信随着技术的不断完善和推广应用,将在锂资源开发利用中发挥越来越重要的作用。

5.2 技术展望5.2.1 未来,可以进一步结合其他工艺,对硫酸锂溶液进行深度处理,提高锂产品的品质和附加值。

5.2.2 也可以探索新型的吸附材料和工艺,不断提高除硼效率和降低生产成本。

六、结论6.1 硫酸锂溶液树脂吸附除硼工艺是一种新型、高效、低成本、环保的除硼技术,对于提高锂产品的品质和附加值具有重要意义。

硅材料除硼处理(1)

硅材料除硼处理(1)

硅材料除硼处理何念银, 艾 韬, 胡迎飞, 郑金标(华东理工大学材料学院,上海200237)摘 要:对金属硅进行除硼处理,以解决定向凝固提纯硅对分凝系数大的硼的分离效果不明显难题。

高温条件下向经过酸处理的硅粉通入蒸汽,硼经扩散与蒸汽反应。

通过实验确定了硅粉粒径、反应温度和反应时间与除硼效果的关系。

关键词:水蒸汽;硼;太阳能;多晶硅中图分类号:T F 111.31 文献标志码:A 文章编号:0367 6358(2009)04 0197 03T reatm ent to Rem ove Boron from SiliconH E N ian y in, AI T ao , H U Ying fei, ZH ENG Jin biao(East Ch ina Univ er sity of Sc ienc e an d Te chnolog y ,M aterials Institute ,S hang hai 200237,China)Abstract:T o rem ove boro n fro m metal grade silico n had to solv e the problem that the separatio n of bo ron in directional so lidification w as not obvious because of the large segr eg ation coefficient of bo ron.Adding steam to acid treated silico n pow der at high temperatur e,boro n co uld diffuse,react w ith steam and ultimately be removed.The r elations betw een silicon particle size,temper ature,reactio n time and the efficiency of rem oving bor on w er e established thro ug h exper im ents.Key words:steam;bo ron;solar energy ;poly silicon收稿日期:2008 09 10;修回日期:2009 01 15作者简介:何念银(1983~),男,四川绵阳人,硕士生,主要从事太阳能电池的研究。

除硼方法的原理及应用

除硼方法的原理及应用
在, 无单质硼元素的存在。 硼在人类生产生活实践中占有重要
意义, 其用途广泛, 是钢铁、 合金、 化工、 核工业、 医药、 农 业等领域的重要原料[1-2] , 而随着硼相关工业的快速发展, 环 境中的硼含量日益加剧, 从而引起环境的污染和资源的浪费, 直接或间接地对人类健康和动植物生长产生负面影响[3] , 比 如: 油田中压裂返排液进行重复利用时, 必须控制其中的硼含 量, 否则硼与冻胶液提前交联导致交联比的不确定、 阻塞配液 管线等[4] ; 人类长期接触含硼物质会使神经系统、 生殖系统等 受损害、 引发皮肤病等疾病, 严重时还会导致死亡; 植物硼含 量过高会造成植物叶片发黄甚至脱落、 光合作用减弱、 产量下 降等等[5] 。 但不同国家不同地区对水中硼含量的规定是不一样 的, 我国 《生活饮用水卫生标准》 中严格规定饮用水中硼含量
第 47 卷第 1 期 2019 年 1 月
广摇 州摇 化摇 工 Guangzhou Chemical Industry
Vol郾 47 No郾 1 Jan郾 2019
专论与综述
除硼方法的原理及应用*
贺融融1 , 李小康1 , 鱼摇 涛1,2 , 屈撑囤1,2
(1 西安石油大学, 陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室, 陕西摇 西安摇 710065; 2 石油石化污染物控制与处理国家重点实验室, 北京摇 102206)
[B( OH)4 ] - 形式存在, 由(1) 可知: pH 越低时存在形式主要为
摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇摇
硼酸在溶液中的存在形式可用以下化学方程式说明:
H3 BO3 +H2 O 抗俊扛 [ B( OH) 4 ] - +H+
(1)
由此可看出: 碱性环境中 [ B( OH)4 ] - 稳定存在, 酸性条

除硼方法的原理及应用

除硼方法的原理及应用

除硼方法的原理及应用硼是一种化学元素,其在自然界中以多个同位素的形式存在。

硼可以通过不同的方法进行除去,包括离心、萃取、溶剂萃取和吸附等。

这些方法的原理和应用各不相同,下面将详细介绍。

首先是离心法,该方法的原理是基于硼的相对分子质量较小,可以通过离心操作使其与其他物质分离。

离心法适用于硼的含量较高的情况,通过离心可以将硼与其他杂质快速分离,从而得到较纯的硼样品。

离心法常用于实验室中对硼样品进行快速分离和纯化。

其次是萃取法,包括固相萃取和液液萃取两种类型。

固相萃取是利用吸附剂对硼进行选择性吸附,然后通过洗脱来获得纯净的硼。

固相萃取适用于硼含量较低的样品,可以有效去除属于样品中的其他杂质,提高硼的纯度。

液液萃取则是利用硼酸与有机溶剂形成复配物,在有机溶剂中进行相分离。

这种方法可以通过适当调节条件来实现硼与其他化合物的分离,适用于不同类型的样品。

第三种方法是溶剂萃取法,它是通过溶剂对硼进行高效萃取,并通过适当的加热或冷却来脱离硼所处的溶剂层。

溶剂萃取法广泛应用于工业生产中,可以快速、高效地获得高纯度的硼。

此外,由于溶剂萃取法可以使用各种不同的溶剂,因此可以根据不同的应用需求来选择合适的溶剂,并通过调整工艺参数来实现硼的高纯化和回收。

最后是吸附法,该方法是将硼溶液通入吸附剂中,通过硼与吸附剂的物理或化学作用来实现硼的吸附和分离。

吸附剂可以是固体或液体,而吸附剂与硼的相互作用力也可以是吸附作用、电化学作用或离子交换作用。

吸附法适用于硼溶液中含有其他离子或有机物的情况,可以通过选择合适的吸附剂和调整操作条件来实现硼的高效吸附和分离。

硼除去方法在很多领域都有应用。

在冶金行业中,硼作为杂质会降低金属的机械性能和热处理性能,因此需要进行除去。

在石油化工行业中,硼酸作为阻垢剂的添加会降低催化剂的活性,因此需要将其除去。

在环境监测中,硼的存在会对水质或土壤的分析结果产生干扰,因此需要进行除去。

此外,硼除去方法还可以应用于药物分析、食品检测、环境保护等领域。

除硼工艺的原理和应用

除硼工艺的原理和应用

除硼工艺的原理和应用1. 硼的介绍•硼是一种化学元素,符号为B,原子序数为5,在元素周期表中属于群 13,周期 2。

它是一种非金属元素,具有特殊的物理和化学性质。

•硼具有低密度、高熔点、高硬度等特点,因此在工业和科学领域有着广泛的应用。

2. 除硼工艺的原理•除硼工艺是一种利用特殊材料或设备去除硼元素的工艺。

其原理主要包括:–化学反应:通过特定的化学反应,将硼元素与其他物质发生反应,生成易于分离的化合物或溶液,从而实现除硼的目的。

–物理分离:利用物理性质的差异,将含有硼元素的物质与其他成分进行分离,从而实现除硼的目的。

3. 除硼工艺的应用领域•除硼工艺在许多领域都有着重要的应用,包括但不限于:–钢铁冶炼:硼是钢铁中的杂质之一,其含量过高会影响钢铁的性能,除硼工艺可以将硼元素从钢铁中去除,提高钢铁的质量。

–电子工业:硼在电子元器件制造中广泛应用,但过高的硼含量会影响元器件的稳定性和性能,除硼工艺可以控制硼含量,确保元器件的正常运行。

–环境保护:硼是一种有毒元素,过高的硼含量会对环境造成污染,除硼工艺可以将硼从废水、废气等中去除,保护环境。

4. 除硼工艺的常见方法•除硼工艺有多种方法,根据具体应用场景和要求的不同,可以选择合适的方法进行除硼。

常见的方法包括:–水热法:利用高温高压水反应,将含有硼的物质与水反应,生成易于分离的化合物或溶液。

–水溶液法:将含有硼的物质溶解在水中,通过适当的处理和分离方法,将溶液中的硼分离出来。

–萃取法:利用萃取剂将含有硼的物质进行萃取,通过调整萃取条件,分离出目标物质。

–膜分离法:利用特殊的膜材料,通过渗透、过滤等过程,将含有硼的物质与其他成分分离。

5. 除硼工艺的发展趋势•随着科学技术的不断发展和人们对质量、环保要求的提高,除硼工艺也在不断创新和改进。

未来的发展趋势包括:–新材料的应用:开发和应用更高效、环保的材料,用于除硼工艺中的反应、分离和处理过程,提高工艺的效率和可持续性。

除硼工艺的原理和应用方法

除硼工艺的原理和应用方法

除硼工艺的原理和应用方法一、原理除硼工艺是一种用于去除材料中残留硼元素的工艺。

硼是一种常见的杂质元素,它在某些材料中的含量超过了所需的标准,会对材料的性能和质量产生严重影响。

因此,除硼工艺的原理就是通过一系列的工艺步骤去除材料中的硼元素,从而提高材料的质量和性能。

a) 材料分析在进行除硼工艺之前,首先需要对材料进行分析,确定硼元素的含量和分布情况。

常用的材料分析方法包括原子吸收光谱法、电感耦合等离子体发射光谱法等。

b) 工艺步骤除硼工艺通常包括以下几个步骤:1.预处理:将材料进行清洗和干燥,确保材料表面没有杂质和水分的影响。

2.反应:将材料放入适当的反应体系中,与特定的溶液或气体进行反应。

这些反应物可以与硼元素起化学反应,形成溶解性的产物。

3.分离:通过物理或化学方法将反应产物与材料进行分离。

常用的分离方法包括沉淀方法、电析方法和萃取方法等。

4.清洗:对分离后的材料进行清洗,去除残留的反应产物和杂质。

清洗步骤要确保彻底、有效,以确保材料的无硼化。

5.干燥:对清洗后的材料进行干燥,保证材料的质量和稳定性。

c) 原理小结除硼工艺的原理可以简单概括为材料分析、反应、分离、清洗和干燥这几个步骤。

通过这些步骤,可以有效去除材料中的硼元素,提高材料的质量和性能。

二、应用方法除硼工艺在各种材料的制备和加工过程中都有广泛的应用。

以下列举了一些常见的应用方法:1.金属材料制备:在金属材料的制备过程中,除硼工艺被广泛应用于去除金属材料中的硼元素。

例如,在钢铁生产过程中,除硼工艺可以去除钢材中的硼元素,提高钢材的质量和性能。

2.半导体制造:在半导体制造过程中,除硼工艺用于去除半导体材料中的硼元素。

硼元素在半导体材料中的含量过高会影响其导电性能,因此需要使用除硼工艺去除硼元素。

3.催化剂制备:在催化剂的制备过程中,除硼工艺可以去除催化剂中的硼元素,提高催化剂的性能和稳定性。

硼元素会影响催化剂的活性和选择性,因此去除硼元素可以改善催化剂的性能。

除硼树脂吸附及再生原理

除硼树脂吸附及再生原理

除硼树脂吸附及再生原理除硼树脂是一种常用的吸附剂,广泛应用于水处理、废气处理、环境保护等领域。

其吸附及再生原理是通过物理或化学作用将目标物质从液体或气体中吸附到树脂表面,并通过适当的再生方法将吸附物质从树脂上解吸下来,使树脂得以重复利用。

硼树脂是一种具有特殊结构和吸附性能的功能型树脂,其表面具有大量的功能基团,可以与目标物质发生吸附反应。

除硼树脂的吸附原理主要包括物理吸附和化学吸附两种方式。

物理吸附是指由于树脂表面的静电作用力、范德华力、毛细作用力等引起的吸附作用。

这种吸附过程是可逆的,在适当的条件下,可以通过降低温度、减少压力或改变溶质浓度来实现吸附物质从树脂上的解吸。

物理吸附的特点是吸附速度快、吸附容量大、选择性弱。

化学吸附是指树脂表面的功能基团与目标物质之间发生化学反应,形成共价键或离子键的吸附作用。

这种吸附过程是不可逆的,一般需要通过化学方法将吸附物质从树脂上解吸。

化学吸附的特点是吸附速度慢、吸附容量小、选择性强。

除硼树脂的再生方法主要包括热解再生和化学再生两种方式。

热解再生是指将吸附物质通过加热的方式从树脂上解吸下来。

在适当的温度条件下,吸附物质会从树脂上脱附并进入气相,然后通过冷凝或其他分离方法将其回收。

热解再生的优点是操作简单、成本低廉,但可能会造成树脂的热降解或结构破坏。

化学再生是指通过化学方法将吸附物质从树脂上解吸下来。

常用的化学再生方法包括酸碱法、氧化还原法等。

酸碱法是利用酸碱中和反应将吸附物质从树脂上溶解下来,然后通过中和或沉淀将其回收。

氧化还原法是利用氧化剂或还原剂将吸附物质氧化或还原成易溶解的物质,然后通过过滤或其他分离方法将其回收。

化学再生的优点是解吸效果好、再生效率高,但需要使用化学药剂,操作相对复杂。

除硼树脂吸附及再生原理的应用非常广泛,可以用于水处理中的重金属去除、有机物去除、离子交换等;也可以用于废气处理中的气体吸附、有机废气回收等;此外,在环境保护中也可以用于土壤修复、废物处理等领域。

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除硼方法的原理及应用贺融融;李小康;鱼涛;屈撑囤【摘要】硼作为一种微量元素, 在水溶液中以硼酸、硼酸盐、硼硅酸盐的形式存在, 对人类生产生活有利有弊, 当硼浓度过大时, 会影响周围环境和生物生存, 而化学沉淀法、吸附法、树脂法、膜分离法是现在去除污水中硼主要使用的方法.介绍了这几种除硼方法的原理及其在海水淡化、压裂返排液中的应用, 但是随着科学技术的发展我们需要对原有的方法进行升级优化和新的技术结合, 从而达到高效、节能、环保的环境治理理念.%Boron, as a microelement which is in the form of boric acid, borate and borosilicate in aqueous solution, has advantages and disadvantages for human production and life. When the concentration of boron is too high, it will affect the surrounding environment and biological survival. The chemical precipitation, adsorption, resin and membrane separation method are the main methods for removing boron from sewage. The principles of these methods and its application in seawater desalination and fracturing backflow were introduced. But with the development of science and technology, the original methods needed to be upgraded and optimized to achieve efficient, energy-saving, environmentally friendly environmental governance.【期刊名称】《广州化工》【年(卷),期】2019(047)001【总页数】4页(P17-19,40)【关键词】硼;除硼;压裂返排液;海水淡化【作者】贺融融;李小康;鱼涛;屈撑囤【作者单位】西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;石油石化污染物控制与处理国家重点实验室,北京 102206;西安石油大学,陕西省油气田环境污染控制与储层保护重点实验室,陕西西安 710065;石油石化污染物控制与处理国家重点实验室,北京 102206【正文语种】中文【中图分类】TE9921 硼的存在形式及危害硼在自然界中主要以硼酸、硼酸盐、硼硅酸盐的形式存在,无单质硼元素的存在。

硼在人类生产生活实践中占有重要意义,其用途广泛,是钢铁、合金、化工、核工业、医药、农业等领域的重要原料[1-2],而随着硼相关工业的快速发展,环境中的硼含量日益加剧,从而引起环境的污染和资源的浪费,直接或间接地对人类健康和动植物生长产生负面影响[3],比如:油田中压裂返排液进行重复利用时,必须控制其中的硼含量,否则硼与冻胶液提前交联导致交联比的不确定、阻塞配液管线等[4];人类长期接触含硼物质会使神经系统、生殖系统等受损害、引发皮肤病等疾病,严重时还会导致死亡;植物硼含量过高会造成植物叶片发黄甚至脱落、光合作用减弱、产量下降等等[5]。

但不同国家不同地区对水中硼含量的规定是不一样的,我国《生活饮用水卫生标准》中严格规定饮用水中硼含量小于0.5mg/L,韩国、日本、英国等国对饮用水中硼的最大允许浓度为1 mg/L。

2 硼在溶液中的存在形式硼酸在溶液中的存在形式可用以下化学方程式说明:由此可看出:碱性环境中[B(OH)4]-稳定存在,酸性条件下 H3 BO3占优势。

理论上,pH为 12时,溶液中[B(OH)4]-与H3BO3的摩尔比为102.76∶1,pH减小时,平衡向左进行。

当pH值为6时,溶液中[B(OH)4]-与H3 BO3的摩尔比变为1∶103.24,此时溶液中的硼几乎以H3 BO3的形式存在[4,6]。

在溶液中,当硼酸浓度<1500 mg/L时,主要以H3 BO3和[B(OH)4]-形式存在,由(1)可知:pH越低时存在形式主要为 H3 BO3,[B(OH)4]-含量很低,pH值升高时[B(OH)4]-含量开始增加而H3BO3含量开始减少,pH=9.4时[B(OH)4]-含量已占80%;当硼酸浓度>1500 mg/L时,可形成多种多硼酸根离子,如[B3O3(OH)4]-、[B4O5(OH)4]2-、[B3O3(OH)5]2-和[B5 O6(OH)4]-等。

而硼酸在水溶液中的存在形式中,四面体构型的[B(OH)4]-使其能快速跟邻位顺式羟基形成稳定络合物,这为溶液中硼的去除提供了一定的理论基础[7]。

综上所述,对溶液中硼的去除是很有必要的,近年来,文献中已报道有多种除硼方法如化学沉淀法、吸附法、树脂法和膜分离法等。

3 硼的去除方法3.1 化学沉淀法20世纪70-80年代,有研究者就研究了一系列无机沉淀剂对硼的去除效果[8]。

化学沉淀法除硼的原理是利用沉淀剂将溶液中的硼转为硼酸盐沉淀或溶解度低的硼酸,其中沉淀剂分为有机沉淀剂(聚乙烯醇、羟基羧酸等)和无机沉淀剂(含钙镁铁铝等元素的矿石、氧化物、氢氧化物等)。

该法可分为加酸沉淀法和加碱沉淀法[9]。

加酸沉淀法是利用H3BO3在无机酸中溶解度小的原理,在溶液中加入盐酸或硫酸将硼转化为溶解度更低的硼酸。

肖景波等[10]在卤水中,以盐酸为pH调节剂,经酸化(盐酸浓度为0.6%、pH为0.5)、冷却、结晶(结晶温度为0℃、结晶时间为60 min)、分离后形成溶解度更小的硼酸进行初步除硼。

加碱沉淀法是指在弱碱性条件下,金属氧化物与溶液中的硼反应生成难溶的硼酸盐沉淀。

王松鹤[11]利用氢氧化亚铁与硼酸反应生成难溶于水的硼铁酸盐,静置30 min后向溶液中加入硼铁酸盐的絮凝剂硫酸亚铁,搅拌静置后过滤即可,此时溶液中的硼含量在50mg/L以下。

卢旭晨等[12]将菱镁矿煅烧得到的煅烧产物与氯化铵的混合物在加热搅拌的条件下进行水体中硼的去除,除硼率大于95%,除完硼后水体中硼含量小于5 mg/L。

Yilmaz等[13]研究了氢氧化钙用量、pH、硼初始浓度、搅拌速度和温度对氢氧化钙除硼的影响,得出最高除硼率为96%。

Remy等[14]选用经氢氧化钙粉末去除废水中的硼,当氢氧化钙粉末含量为50 g/L、温度为90℃、处理时间为2 h时,除硼效果较好,硼含量从700 mg/L降为50 mg/L。

Taguchi等[15]用铝的硫酸盐或亚铁的硫酸盐作无机凝结剂,使硼的去除率达95%。

3.2 吸附法吸附法是利用多孔吸附剂来吸附去除溶液中的硼。

Guan等[16]总结了从低浓度含硼溶液中除硼的几种吸附剂,其中包括螯合树脂、活性炭、飞灰和工业废料、天然材料、氧化物和氢氧化物、层状双氢氧化物、新型无机吸附剂等。

李小燕等[17]研究了层状双金属氧化物Mg/Al-LDO对硼的吸附性能,探究了溶液pH、吸附剂用量、吸附时间、吸附温度对吸附性能的影响。

结果表明:在溶液pH=9.5、0.20 g吸附剂、100 mg/L硼初始浓度、100 min的反应时间、303 K的温度下,对硼的去除率为94.47%,吸附量为47.24 mg/g。

3.3 树脂法树脂法是利用其中的多羟基官能团与四羟基合硼酸根离子[B(OH)4]-的络合反应(碱性多羟基官能团与[B(OH)4]-的络合或酸性多羟基官能团与H3BO3的络合)和树脂对硼的吸附作用来除硼[5,18],可见树脂法也可作为一种特殊的吸附法。

于士平等[19]从葡甲胺、多元醇、糖类、邻-二元酚类、聚苯乙烯、聚丙烯酸酯、无机-有机复合型树脂及天然高分子等方面介绍了硼离子交换树脂的研究现状,同时对硼离子交换树脂在水处理、环境保护、提取分离等领域的应用进行了概括。

Joanna[20]将Purolite A170型树脂用甘油接枝并表征为GLY-树脂,应用于溶液和后结晶碱液中氧代硼酸盐的去除,当pH=9.5时,吸附最大,最大吸附容量为1.6 mg/g且24 h后达到平衡,而在硼浓度为5 mg/L下实现最大去除率为98.5%。

3.4 膜分离法膜分离法以选择性半透膜为分离介质,通过在膜两侧施加推动力(如浓度差、压力差、电位差等)使原料组分选择性地通过半透膜,从而达到分离的目的,其包括反渗透、正渗透、纳滤和电渗析法等。

3.4.1 反渗透法反渗透是在浓度高的一侧施加外力,使高浓度区在外力的作用下通过选择性半透膜渗透到低浓度区,从而达到溶液的分离。

吴水波等[21]介绍了国内外反渗透除硼工艺的原理和应用现状,总结了SWRO(常规海水反渗透)、SWRO+BWRO(苦咸水反渗透)、SWRO+BWRO-BSR(硼选择性树脂)、SWRO+EDR(电渗析)法除硼的特点和适用范围。

反渗透膜法除硼时会受到溶液pH、外加压力、膜种类等的影响。

D Prats等[22]研究了pH和压力对常规反渗透膜处理苦咸水时硼去除率的影响,结果表明pH<9.5时,硼的去除率为50%左右;当pH=10.5时,硼的去除率几近100%,且除硼率随压力的增大而升高。

3.4.2 正渗透法正渗透是溶液自动地从低浓度区通过选择性半透膜渗透到高浓度区,其具有无需外力的添加、能耗低、对环境污染小、水回收率高等优点,近年来备受关注。

丁柳等[23]分析了正、反渗透技术的差别,介绍了正渗透在能源和废水处理、海水淡化等领域的应用,明确了正渗透在膜性能和汲取液两方面存在缺陷。

正渗透除硼也会受到溶液pH的影响。

W Fam等[24]用正渗透膜法除硼,中性条件下除硼率仅45%,当pH=11时,除硼率可达94%。

3.4.3 纳滤纳滤是介于超滤与反渗透之间的一种压力驱动膜分离技术,用于溶液中硬度的降低和小分子物质的去除。

单级纳滤膜除硼效果较差,刘杰[25]在双级纳滤、第二级进水pH=10.3的条件下,最终出水硼浓度在1.0 mg/L左右;在双级纳滤+络合反应、第二级进水pH=10.3的情况下,最终出水硼浓度在0.1 mg/L以下。

3.4.4 电渗析电渗析是在外加直流电场的作用下,利用离子交换膜的选择透过性达到物质的分离。

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