專利名稱：一種無定形粗硼粉加壓浸出提純的方法
技術領域：
本發明涉及一種加壓浸出提純的方法，具體涉及一種以自蔓延鎂熱還原法制備的無定形粗硼粉為原料進行加壓浸出提純的方法，屬于硼精細化工技術領域。
背景技術：
無定形硼粉是一種重要的硼精細化工產品，由于硼的表面活性較高，在冶金工業上作為改性成分得到廣泛的應用，在固體火箭復合推進劑中，輕金屬燃料主要有Mg、Al、Be、 B，其中B具有最高的體積熱值，且無定形硼由于形狀不規則，比表面積大而使其著火溫度大大降低，同時，無定形硼粉還是制備TiB2、LaB6, B4C, BN等硼化物的重要原料。近年來，高純的無定形硼粉已經進入航空、航天領域，美國SB Boron公司生產的SB95無定形硼粉已應用在飛機、原子能、火箭、彈藥、爆炸物及化學武器等軍事燃料的制備上。文獻顯示，國內外對無定形硼粉的制備研究相對較少，一些研究機構和相關硼化工企業制備和生產的無定形硼粉純度仍然較低。1990年，Y. C Yi等人在《J. Mater. Sci.》 上發表論文(1990，(25) :1159)，利用金屬Mg還原化03制備出的無定形硼粉純度只能達到 90%。倪坤(專利號02144932. 5)等人利用燃燒合成的方法將氧化硼和鎂粉以1 2. 5 1 (重量)混合后，在燃燒合成反應器中反應得到純度為90 97%不等的硼粉，但大多以純度 90%左右的硼粉為主。豆志河等人在《中國有色金屬學報》上發表論文“自蔓延冶金法制備硼粉” (2004, 14(12) :2137-2143)，采用鎂熱還原法制備的硼粉純度為92.43%。谷云樂等 (申請號201010227137. 2)以&03、Mg和KBH4為反應原料，經混合后在氬氣保護下于700 850°C下引發自蔓延反應，所得反應粗產物經分離提純后可得到納米級硼粉。B2H6硼烷裂解法、BX3(X=Cl, F, Br)鹵化硼氫還原法以及和熔鹽電解法可制備高純硼粉，純度可以達到99. 9%以上，制備高純鹵素硼化物和氫化物的工藝過程復雜，投資大， 而且環保要求高，對設備的腐蝕也提出了很高的要求，生產成本高，產量小，已無法滿足現代科學發展的需求。自蔓延鎂粉還原法還原化03可以得到純度在85 95%不等的無定形硼粉，主要含有Mg、Si、狗、0等雜質，而這些雜質的含量直接影響到硼粉的物理化學性能，尤其是燃燒性能指標達不到美國SB Boron 95的標準而很難得到應用。因此，利用鎂熱還原法制備的粗硼粉進行提純，去除其中的大部分雜質，對硼精細化工產業具有十分重要的意義，粗硼粉提純不僅可以使國內的無定形硼粉用于高科技的航空、航天及軍事等領域，而且可以緩解目前我國硼工業面臨的壓力。為此，國內研究人員開展了一些硼粉提純的方法。西安近代化學研究所胥會祥等人在《火炸藥學報》上發表論文(2007，30(2): 8-12)，用乙醇、蒸餾水對無定形硼粉進行提純處理，有效去除硼粉表面的H3BO3雜質，改善了硼粉的表面性能，有利于硼粉的燃燒性能。 伍繼君(申請號201010130202.x)等人以鎂熱還原法生產的無定形粗硼粉為原料，在粗硼粉中配入化03，在一定溫度下進行提純后可得到95 97%的硼粉。然而，目前對于鎂熱還原法生產的粗硼粉的提純研究工作開展的較少。
發明內容
為了實現從85 擬％的粗硼粉提純達到97%以上，本發明提出一種濕法冶金加壓浸出提純無定形粗硼粉的方法，該方法不僅投資少，成本低，產品附加值高。本發明通過下列技術方案實現一種無定形粗硼粉加壓浸出提純的方法，經過下列各步驟
(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為85 92%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.05 0. 5mol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為4 6 1加入步驟(2)的稀鹽酸， 在攪拌下升溫至120 220°C，再加壓至1. 0 2. OMPa后，浸出反應2 3h ；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗3 5 次后，置于100 150°C、真空度不超過20 下進行烘干1 3h，再進行篩分，即得到純度達到97%以上的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si、Fe等含量分別在0. 9%、0· 2%、1· 0%、0· 3% 以下。本發明具備的效果和優點
本發明提供的方法利用濕法冶金加壓浸出的方法進行粗硼的提純，提純過程簡單、成本低廉、附加值高，硼粉純度可達到97%以上。該發明技術新穎，具有創新性，附加值高，能解決當前鎂熱還原法制備的無定形硼粉純度過低的問題。
具體實施例方式下面將結合實施例進一步闡明本發明的內容，但這些實例并不限制本發明的保護范圍。實施例1
(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為90%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.2mol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為5 1加入步驟(2)的稀鹽酸，在攪拌下升溫至220°C，再加壓至1.5ΜΙ^后，浸出反應2. 5h ；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗4次后，置于120°C、真空度20 下進行烘干2h，再進行篩分，即得到純度達到97. 7%的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si, Fe等含量分別為0. 7%、0. 13%、0. 8%、0. 25%。實施例2
(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為90%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.05mol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為4 1加入步驟(2)的稀鹽酸，在攪拌下升溫至120°C，再加壓至l.OMI^a后，浸出反應池；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗3次后，置于100°C、真空度18 下進行烘干3h，再進行篩分，即得到純度達到97. 4%的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si, Fe等含量分別為0. 9%、0. 2%、1. 0%、0. 25%。實施例3(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為90%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.5mol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為6 1加入步驟(2)的稀鹽酸，在攪拌下升溫至180°C，再加壓至2. OMI^a后，浸出反應池；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用蒸餾水清洗5 次后，置于150°C、真空度10 下進行烘干lh，再進行篩分，即得到純度達到98. 1%以上的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si、Fe等含量分別為0. 64%,0. 13%、0. 78%,0. 25%。實施例4
(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為85%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.lmol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為5 1加入步驟(2)的稀鹽酸，在攪拌下升溫至150°C，再加壓至1.6ΜΙ^后，浸出反應2. 5h ；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗4次后，置于150°C、真空度15 下進行烘干2h，再進行篩分，即得到純度達到97. 5%以上的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si、Fe等含量分別為0. 83%、0. 16%、0. 85%、0. 25%。實施例5
(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為92%的無定形粗硼粉；
(2)配制濃度為0.08mol/L的稀鹽酸；
(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為4 1加入步驟(2)的稀鹽酸，在攪拌下升溫至120°C，再加壓至1.2ΜΙ^后，浸出反應池；
(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗3次后，置于120°C、真空度20 下進行烘干2h，再進行篩分，即得到純度達到97. 2%以上的無定形硼粉。其中雜質Mg、0、Si、Fe等含量分別為0. 84%、0. 16%、0. 92%、0. 27%。
權利要求
1. 一種無定形粗硼粉加壓浸出提純的方法，其特征在于經過下列各步驟(1)取自蔓延鎂熱還原法制備得到的純度為85 92%的無定形粗硼粉；(2)配制濃度為0.05 0. 5mol/L的稀鹽酸；(3)在步驟(1)的無定形粗硼粉中按液固質量比為4 6 1加入步驟(2)的稀鹽酸， 在攪拌下升溫至120 220°C，再加壓至1. 0 2. OMPa后，浸出反應2 3h ；(4)待步驟(2)反應結束后，自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗3 5 次后，置于100 150°C、真空度不超過20 下進行烘干1 池，再進行篩分，即得到純度達到97%以上的無定形硼粉。
全文摘要
本發明提供一種無定形粗硼粉加壓浸出提純的方法，通過在無定形粗硼粉中加入一定比例的稀鹽酸，在攪拌下升溫、加壓后，浸出反應；然后自然冷卻至室溫，將混合物進行過濾，濾渣用水清洗，然后烘干、篩分，即得到純度達到97%以上的無定形硼粉。其中雜質Mg、O、Si、Fe等含量分別在0.9%、0.2%、1.0%、0.3%以下。本發明提供的方法利用濕法冶金加壓浸出的方法進行粗硼的提純，提純過程簡單、成本低廉、附加值高，硼粉純度可達到97%以上。該發明技術新穎，具有創新性，附加值高，能解決當前鎂熱還原法制備的無定形硼粉純度過低的問題。
文檔編號C01B35/02GK102491359SQ20111043104
公開日2012年6月13日 申請日期2011年12月21日 優先權日2011年12月21日
發明者伍繼君, 劉大春, 劉永成, 周陽, 徐寶強, 戴永年, 楊斌, 王飛, 謝克強, 馬文會, 魏奎先 申請人:昆明理工大學