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過硼酸鈉行業(yè)細(xì)分市場(chǎng)投資新機(jī)遇及發(fā)展前景預(yù)測(cè)報(bào)告

1、過硼酸鈉行業(yè)概述

過硼酸鈉為白色自由流動(dòng)顆粒，是含有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的無機(jī)過氧化物。當(dāng)過硼酸鈉在洗衣粉中使用時(shí)，提供了一種穩(wěn)定的，低成本、有效的活性氧，被廣泛應(yīng)用在高溫環(huán)境或者在冷水洗滌中。由于具有較高的放氧速度，產(chǎn)生的活性氧在水溶液中形成過氧化氫，從而具有漂白效果，用作氧化劑、漂白劑、殺菌劑、脫臭劑、洗滌劑中的添加等。過硼酸鈉有強(qiáng)大的漂白能力，但不損傷纖維，適用于蛋白纖維比如羊毛和蠶絲，以及長纖維高級(jí)棉布的漂白。醫(yī)藥上用作消毒劑和殺菌劑，也可用作媒染劑、洗滌劑助劑、脫臭劑，電鍍液的添加劑，分析試劑，有機(jī)合成聚合劑，以及制牙膏、化妝品等。

過硼酸鈉的存在形式有好幾種，其中具有商業(yè)價(jià)值的分別為一水過硼酸鈉和四水過硼酸鈉。其中一水過硼酸鈉通過四水過硼酸鈉干燥脫水得到。四水過硼酸鈉為白色單斜晶系結(jié)晶顆?；蚍勰?，可溶于酸、堿及甘油中，在水溶液中的溶解度較小。在冷而干燥的空氣中，純度較高的四水過硼酸鈉是較穩(wěn)定的，在 40℃或潮濕的空氣中分解，并放出氧氣，在 63℃時(shí)溶于自身的結(jié)晶水而分解，并結(jié)成黏性固塊。在 130-150℃時(shí)可失去自身的結(jié)晶水。過硼酸鈉溶于水后性質(zhì)不穩(wěn)定，易分解生成過氧化氫，它能氧化衣物上的色素，使其與衣物分離，起到漂白的作用。當(dāng)有微量的鐵、銅、錳等金屬離子存在條件時(shí)，能促進(jìn)過氧化氫的分解，導(dǎo)致化學(xué)平衡正向移動(dòng)，加劇過硼酸鈉的分解。在低溫和干燥的環(huán)境下，雜質(zhì)較少的過硼酸鈉不易分解，在濕潤的環(huán)境下或環(huán)境溫度達(dá)到 40℃時(shí)性質(zhì)不穩(wěn)定，并釋放出氧氣。在硼化合物中，過硼酸鈉的產(chǎn)量居第三，僅次于硼砂和硼酸。

過硼酸鈉目前在國外油氣開發(fā)中已廣泛使用，主要在鉆井、完井及提高原油采收率幾個(gè)方面，過硼酸鈉產(chǎn)品有好的環(huán)境保護(hù)功能，在國外硼酸鹽被認(rèn)為是構(gòu)成環(huán)境低風(fēng)險(xiǎn)的產(chǎn)品。在石油開采過程中，過硼酸鈉有著這樣幾種重要特性：油井鉆井、完井中水泥緩凝劑；鉆井中堵漏處理；油氣田提高石油生產(chǎn)采收率。

2、行業(yè)生產(chǎn)方法技術(shù)情況

在十九世紀(jì)九十年代，Tanatar S.M.等采用電解法，首次制得過硼酸鈉，所使用的原料是四硼酸鈉和燒堿。緊接著，Melikoff P.G.等使用四硼酸鈉、燒堿及過氧化氫作為原料，經(jīng)過化學(xué)反應(yīng)制得過硼酸鈉，這是過硼酸鈉傳統(tǒng)的生產(chǎn)方法，也是電解法和化學(xué)法的起源。工業(yè)化生產(chǎn)開始于二十世紀(jì)初期。近百年來，國內(nèi)外業(yè)內(nèi)人士和研究機(jī)構(gòu)對(duì)過硼酸鈉的制備進(jìn)行了一系列研究，并對(duì)工業(yè)化應(yīng)用進(jìn)行嘗試。目前過硼酸鈉的生產(chǎn)方法主要采用電解法和化學(xué)法。

（1）硼酸法

硼酸法是將硼酸溶液與過氧化鈉混合，在攪拌均勻后進(jìn)行冷卻處理，用鹽酸將溶液 pH 值調(diào)節(jié)至中性，經(jīng)反應(yīng)制得四水過硼酸鈉晶體?；瘜W(xué)反應(yīng)方程如下：

H₃BO₃ + Na₂O₂ + HCL + 2H₂O → Na₂BO₃ + 4H₂O + NaCl

在實(shí)際生產(chǎn)過程中，該方法所使用的原料過氧化鈉的成本較高，未反應(yīng)完的堿還需要額外的酸來處理，生成產(chǎn)物氯化鈉的累積對(duì)母液的循環(huán)利用有影響，必須將其分離。但由于我國的硼礦加工以堿法為主，所以硼酸法生產(chǎn)過硼酸鈉不適合我國國情。

（2）硼砂法

硼砂法是將硼砂和燒堿先配成水溶液，再將后者加入前者中，生成中間產(chǎn)物偏硼酸鈉后，加熱溶液至沸騰維持約半小時(shí)，充分?jǐn)嚢韬筮M(jìn)行過濾，除去不溶物。將所得溶液用泵運(yùn)輸至合成釜，在穩(wěn)定劑的存在下加入過氧化氫，即生成過硼酸鈉。

其反應(yīng)方程式為：

Na₂B₄O₇ + 2NaOH + 4H₂O₂ + 11H₂O → 4NaBO₂ · H₂O₂ · 3H₂O

在生產(chǎn)過程中，加入鹽析劑有利于結(jié)晶過程，但是鹽析劑的加入會(huì)使母液的循環(huán)使用發(fā)生困難。硼砂法制備過硼酸鈉的操作復(fù)雜，需要進(jìn)行二步反應(yīng)，耗能大，但制得的過硼酸鈉產(chǎn)品粒度均勻，溶解性好。

（3）電解法

電解法制備過硼酸鈉的過程中所消耗的反應(yīng)原料是四硼酸鈉和燒堿，需消耗大量的電能。將硼砂、碳酸鈉倒入熔料鍋內(nèi)，使用攪拌器使其混合均勻溶解。再加入適當(dāng)?shù)膬艋瘎?，加熱溶液至沸騰后繼續(xù)加熱 120 分鐘，保溫、靜置、沉淀、取出上清液，下部溶液經(jīng)過濾，棄去殘?jiān)?，濾液與清液合并，加入電解槽中，當(dāng)電解液溫度達(dá)到 16-18℃時(shí)開始進(jìn)行電解。電解過程中加入事先配好的偏硼酸鈉溶液可以使硼砂、碳酸鈉、碳酸氫鈉的含量穩(wěn)定。電解過程完成后放出電解液，迅速過濾，用盡可能少的潔凈冰水洗絳，干燥并包裝為成品。電解法生產(chǎn)過硼酸鈉的化學(xué)反應(yīng)式為：

Na₂B₄O₇ + 2NaOH + 19H₂O → 4NaBO₂ · H₂O₂ · 3H₂O + 4H₂

電解法制過硼酸鈉是在堿性條件下進(jìn)行的，生成的過硼酸鈉產(chǎn)品的活性氧很不穩(wěn)定，極易分解。電流效率僅 40%-45%。該法生產(chǎn)工藝比較復(fù)雜，需大量使用和消耗鉑，投資較高，被逐漸淘汰。

目前，四水過硼酸鈉制備方法大致可分為兩類：電解法和化學(xué)法，而化學(xué)法又根據(jù)反應(yīng)原料的不同分成硼酸法和硼砂法。隨著過氧化氫生產(chǎn)規(guī)模的擴(kuò)大，新工藝不斷完善，采用了廉價(jià)或其他工業(yè)的副產(chǎn)品氫氣作原料，使雙氧水的價(jià)格有了很大幅度的下降，因此國內(nèi)外生產(chǎn)過硼酸鈉都采用硼砂法。

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