способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья
Классы МПК: | C01B35/12 бораты |
Автор(ы): | Марио Пепи[IT] |
Патентообладатель(и): | Колороббиа Италия С.п.А. (IT) |
Приоритеты: |
подача заявки:
1991-06-07 публикация патента:
20.08.1996 |
Изобретение относится к способам извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, которые находят применение в производстве борной кислоты. Улекситовую руду контактируют с серной кислотой и циркулирующим маточным раствором с массовым соотношением в нем H3BO3/Na2O, равным 1,5-3,5:1, при температуре 120-200oC, поддерживая pН в полученной суспензии 9-12. Суспензию фильтруют, отделяют борат кальция в качестве твердой фазы, а из фильтрата кристаллизуют борат натрия. В маточный раствор после кристаллизации добавляют гидроксид натрия до достижения заданного соотношения Н3BO3 и Na2O и направляют его на контактирование с исходным сырьем. pН в суспензии преимущественно поддерживают равным 11-12 и массовое соотношение H3BO3:Na2O преимущественно 2,0-2,5. Кристаллизацию бората натрия проводят, выдерживая раствор при 30oС, выкристаллизовывая при этом декагидрат бората натрия. 1 c. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Рисунок 1
Формула изобретения
1. Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, включающий его контактирование с раствором неорганического реагента, отделение борсодержащей жидкой фазы от кальцийсодержащей твердой фазы, отличающийся тем, что контактирование исходного сырья осуществляют с циркулирующим маточным раствором с массовым соотношением в нем H3BO3 Na2O, равным 1,5 3,5 1, при температуре контактирования 120-200oC, поддерживая рН в полученной суспензии 9 12, суспензию фильтруют с отделением бората кальция в качестве твердой фазы от фильтрата бората натрия, борат натрия выделяют из фильтрата кристаллизацией, причем в маточный раствор после кристаллизации добавляют гидроксид натрия до достижения заданного соотношения H3BO3 и Na2O и направляют его на контактирование с исходным сырьем. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН в суспензии поддерживают равным 11 12 и массовое соотношение H3BO3 Na2 в циркулирующем маточном растворе, равным 2,0 2,5 1. 3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кристаллизацию бората натрия проводят, выдерживая раствор при 30oC, выкристаллизовывая при этом декагидрат бората натрия.Описание изобретения к патенту
Настоящее изобретение относится к способу дезагрегации боронатрокальцитной руды (улексита) в щелочной среде с целью получения бората натрия и бората кальция. В частности, названная дезагрегация проводится путем варки с гидратом окиси натрия при высокой температуре и давлении. Боронатрокальцит или улексит представляет собой руду формулы Na2O![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
2CaO
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
4CaO
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
В Южной Америке, где улексит доступен в больших количествах, способы, предназначенные для его использования с целью производства боратов натрия и борной кислоты являются экономически далеко не эффективными. Действительно, для того, чтобы получить бораты натрия, улексит подвергается воздействию карбоната и бикарбоната натрия в соответствии со следующей реакцией:
2(Na2O
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
Этот процесс не приемлем с экономической точки зрения, так как требует расхода двух реагентов, а именно, карбоната и бикарбоната, что делает улекситовую руду не конкурентоспособной по сравнению с описанными выше процессами, в которых используется тинкал и разорит. Чтобы получить борную кислоту, улексит подвергается дезагрегации с серной кислотой согласно следующей реакции:
Na2O
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
Однако из-за растворимости сульфата натрия конечный продукт Н3BO3, полученный в соответствии с этим способом, загрязнен сульфатами (Na2SO4
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
2(Na2O
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
В течение реакционной стадии pН раствора самопроизвольно колеблется от 11-12 до рН 10-11 и соотношение Н3BO3/Na2O варьируется в пределах от 2,2-2,5 до 3-3,5 для растворения бората натрия и для достижения значения области кристаллизации декагидрата бората натрия /который, однако, в данный момент остается еще весь в растворе/. Суспензия после варки в течение примерно 30-60 минут направляется на фильтрацию, где путем промывания теплой водой, примерно при 60oC, борат натрия переходит в раствор и твердый борат кальция количественно выделяется, затем последний направляется на сушку и складирование или направляется на производство H3BO3, например, согласно цитированным здесь известным техническим решениям. Раствор, отделенный при фильтрации, предпочтительно кристаллизуется в вакуумных кристаллизаторах, причем поддерживается такой вакуум, чтобы раствор оставался при температуре 30oC для количественного, также и в этом случае, осаждения декагидрата бората натрия Na2B4O7
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
![способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, патент № 2065399](/images/patents/407/2065020/183.gif)
Описанные выше рабочие стадии схематически показаны на рисунке 1, из которого, несомненно, можно сделать заключение, что путем применения способа, согласно настоящему изобретению можно производить бораты и борную кислоту из улексита в непрерывном цикле в обыкновенных рабочих условиях экономически выгодным способом. Следующий пример дается для лучшей иллюстрации настоящего изобретения, однако он не должен истолковываться как ограничивающий изобретение. Пример. Приготовлен синтетический маточный раствор бората натрия взвешиванием 3,827 г смеси с содержанием 33,38 г/кг H3BO3 и 15 г/кг Na2O с соотношением H3BO3/Na2O, равным 2,22, и добавляется 700 г перуанского улексита с содержанием 688,29 г/кг H3BO3, 71,53 г/кг Na2O и 131 г/кг СаO. Суспензия выдерживалась при перемешивании, температуре 150oC и давлении 5 бар в течение 30 минут. Полученная суспензия, имеющая pН 10-11, с соотношением H2BO3/Na2O, равным 3,5, была отфильтрована, тем самым получено 1,100 г твердого продукта, состоящего из бората кальция, который после промывания 423 г воды имел влажность 70% и общее содержание H3BO3, равное 236,75 г/кг, СаO, равное 83,6 г/кг, Na2O, равное 4,18 г/кг и 3,850 г жидкости, имеющей содержание H3BO3, равное 90,68 г/кг, и Na2O, равное 26,72 г/кг. Фильтрат кристаллизовался при температуре 30oC, в результате получено 379 г декагидрата бората натрия при 10%-ной влажности, который после сушки давал продукт с содержанием H3BO3 649 г/кг и содержанием Na2O 164,98 г/кг, кроме того, 3,471 г маточного раствора с содержанием H3BO3 36,80 г/кг и содержанием Na2O 13,42 г/кг c соотношением H3BO3/Na2O, равным 2,74, который был снова доведен до объема с добавлением гидрата окиси натрия перед тем, как рециркулироваться в реакцию. Цикл повторялся 100 раз, первый цикл начинался с синтетического маточного раствора, содержащего примеси, имеющиеся в перуанском улексите, и вся система достигала равновесия после 20 циклов.