2003年中国化工学会无机盐学术年会我国硼砂生产的技术创新——碳碱法工业化40周年 郑学家 具有我国自主知识产权的碳碱法加工硼镁矿制取硼砂工业化从1963年至今已经走过了 40个不平凡的年头。实践充分证明该工艺在我国硼砂生产中显示了强大的生命力和无比的优 越性,为我国的硼工业创造了巨大的经济效益。作者本人是这个工艺研制的主持人之一,亲自 经历了它的诞生和发展。可以说它的诞生和发展鲜明地反映了我国积工业开拓者在党的领导 下,奋发图强、自力更生,敢于走世界发达国家前所未有的独创之路,建立我们民族自己的硼矿 加工工业的可贵精神,以我们自己命名的碳碱法工艺,利用我国的品位较低的硼矿资源做含硼 原料生产出符合IsO产品标准的硼砂产品,并获得较高的硼的利用率。因而使前苏联专家为 之惊叹,认为这是世界硼工业的一个创举J碳碱法的诞生和发展给我们的启迪,就是必须大搞 技术创新才是振兴我国硼工业之路,特别在人世的今天,面对加入WTO的挑战,我们广大的 硼工作者更应如此. 1历史的简要回顾一碳碱法制取硼砂工艺的诞生 1959年7月上海大新化学厂首先提出和开发了碳碱法工艺。革除了偏硼酸钠和母液苛化 工序.这条工艺从文献资料查阅。仅从苏联M 波任所著《无机盐工艺学》一书中见到一个有关的化学反应式,至于工艺条件,配料比及工艺过程均无报导。 1959年12月在上海市召开了碳碱法生产硼砂的现场经验交流会。但该厂在工业规模的 试验过程中。遇到了堵塔、堵管、矿渣不易过滤和硼砂结晶率低等问题,由于这些问题没有得到 及时解决,试验工作不能继续坚持下去。碳碱法流程还曾经在一些硼砂厂中先后进行过中小型 试验,都因技术上发生问题而相继停试。 沈阳农药厂和辽宁省化工研究所合作,从1959年9月起也进行了碳碱法流程的试验研 究。首先在小型碳解塔(内径600毫米)内做了碳解的工艺条件试验。其后根据化工部和辽宁 省石油化学工业厅的指示,一面积极进行研究,一面进行设计,着手筹建中型碳碱法硼砂车间。 在此期间,省化工研究所根据省石油化学工业厅的要求,于1959年12月在辽阳麻袋厂烧碱法 硼矿车间按碳碱法流程进行技术改造试点,开展中试规模(年产1000吨硼砂)的研究。翌年4 月技改工程竣工,随即投入试验,对碳解塔的结构和性能进行了考核。对流程中的问题做了初 步摸索,得到了首批中试数据,制得合格硼砂产品。1960年8月,沈阳农药厂年产2000吨碳碱 法硼砂车间竣工,厂所继续合作,于9月份开始试车。在试车中系统地研究了工艺操作方法,解 决了不少重大技术问题。使生产逐步达到稳定正常。与此同时,省化工研究所就二氧化碳浓度、 压力、碱量对碳解率的影响及碳解反应机理进行了补充试验研究。经过不断改进,又经连续稳 定兰个月的试生产,碳解率达76.5%,BzO,总收率达68.8%。经不断改进,采用当量碱进行碳 解,基本消除了碳解滤液在蒸发过程中多量硼砂转回为偏硼酸钠的不利反应,革除了二次转 化工序,进一步简化了流程。1963年上半年,各项技术经济指标已达到当时国内先进水平,碳 解率达80%左右,B:0。总收率达74%左右。同年在化工部技术司、矿山司的直接指导下,由省 化学石油工业厅主持通过技术鉴定,由化工部颁发了技术鉴定证书。 碳碱法的研究成功,并首先在辽宁实现了稳定的工业化生产,是硼砂生产技术上具有创造 性的科技成果,为硼镁矿加工开辟了一条新的途径.它适应我国硼镁矿品位较低的资源特点, 对提高硼砂行业的经崭效益起了显著的作用,促进了我国硼工业的发展。 22 2003年中国化工学会无机盐学术年会 2我国硼砂新型生产工艺一碳碱法的发展 以纯碱、石灰窑气为原料,将加压碱解法改用碳碱法生产硼砂新工艺.在辽宁首先建成了 第一个年产2000吨硼砂碳碱法生产装置。 1972年在化工部化工司无机盐处主持下在全国硼工业宽甸会议上,辽宁提出了在沈阳农 药厂碳碱法新工艺的基础上,不用塔型设备、而直接将窑气通入到当时占硼砂生产份量大的 加压碱解罐的技术改进方案。第二年(1973年)上海硼砂厂首先迈开了这一步,将此方案在加 压碱解工艺上实施,取得了较显著的效果。硼收率达到了76%~80%。这对于碳碱法的推广起 到了极大的推广作用。随即于1976~1978年至80年代初除个别厂外相继都改造成碳碱法工 从这一时期开始,化工部化工司、科技司、辽宁硼工业协会为进一步推动碳碱法工艺的发展,在行业管理、技术进步、行业规划、行业交流会、情报信息、人员培训等方面进行了大量的卓 有成效的工作。