偏硼酸镁在氯化锂水溶液中水解的硼物种转化与分布规律

作者：魏凤单; 周桓^*; 夏攀平; 赵鋆

来源：无机盐工业, 2023, 55(04): 45-53.

DOI：10.19964/j.issn.1006-4990.2022-0358

• Mg(BO2)2
• LiCl水溶液
• 拉曼光谱
• 硼物种
• 溶液结构
• 化学反应

盐湖卤水含有氯化锂和硼酸盐，而硼又是盐湖提锂过程的主要干扰因素之一。为确定硼在卤水中的存在形态和分布特征，重点对硼物种在氯化锂水溶液中的分布规律开展研究。通过研究偏硼酸镁在氯化锂浓度从零到饱和的系列水溶液中水解的硼物种固液相特征，获得了液相硼物种分布和浓度状态及其随氯化锂浓度的变化规律。结果表明偏硼酸镁在水中的水解固相为多水硼镁石；在低浓度氯化锂溶液中的水解产物为章氏硼镁石和柱硼镁石，但不生成多水硼镁石；在高浓氯化锂水溶液中，只有柱硼镁石生成；虽然偏硼酸镁与水解固相共存，但它不是稳定固相，不能与液相处于固液平衡态。液相硼物种分布不仅与p H相关，还与氯化锂浓度有关，氯化锂浓度较低时B3O3(OH)4-占据液相总硼的55%以上，随着氯化锂浓度的增加，B3O3(OH)4-的分布值减小，而B5O6(OH)4-显著增加。在氯化锂全浓度范围，B(OH)4-和B3O3(OH)4-始终是浓度最高的硼物种。B3O3(OH)52-、B4O5(OH)42-、B(OH)4-分别是多水硼镁石、章氏硼镁石、柱硼镁石的阴离子构型，其浓度与固相溶解度有关，而没有对应固相生成的B3O3(OH)4-和B5O6(OH)4-在溶液中能维持较高的浓度。这些结果和大量的物种转化数据，对认知卤水硼的特性和量化表达硼在卤水中的分布提供了重要依据。

• 单位
  材料学院; 天津科技大学