CS268711B1

CS268711B1 - Způsob dehydratace boraxu

Info

Publication number: CS268711B1
Application number: CS873676A
Authority: CS
Inventors: Petr Ing Bezucha; Jan Dipl Tech Picka; Jaroslav Beranek; Danuse Prom Chem Tomkova; Jaroslav Ing Kubicek; Vaclav Ing Balek; Vaclav Ing Grulich
Original assignee: Petr Ing Bezucha; Jan Dipl Tech Picka; Jaroslav Beranek; Danuse Prom Chem Tomkova; Kubicek Jaroslav; Vaclav Ing Balek; Vaclav Ing Grulich
Priority date: 1987-05-21
Filing date: 1987-05-21
Publication date: 1990-04-11
Also published as: CS367687A1

Abstract

Vsázka krystalického boraxu se diskontlnuálnš suší horkým vzduchem nebo spalinami ve fluidní vrství při teplotš táto vrstvy 45 až 65 °C tak dlouho, až teplota vrstvy nevystoupí na~7O až 80 °C, kdy se proces ukončí. Ohřev fluidní vretvy se provádí etálým tepelným příkonem.

Description

Vynález ee tyká průmyslově využitelného způsobu dehydratace boraxu-dekahydrátu tetraboritanu dvoj sodného, při kterém vzniká produkt s vlastnostmi nezbytnými pro dosažení vysoké rozpustnosti ve směsi s kyselinou boritou.

V zemědělské i průmyslové technologii se vyskytuje potřeba rychlé přípravy vodných roztoků z práškové substance, které obsahují bor ve vyšší koncentraci. Jde zejména o přípravu herbicldních nebo hnojivých postřiků anebo penátračnich roztoků pro úpravu dřeva. Známé způaoby přípravy takových roztoků*vycházejí z boritanů sodných, které tvoří přesycené - metastabilní roztoky, značně stálé i při následném vnesení krystalických zárodků. Metaatabilní rozpustnost Je zde několikanásobkem rozpustnosti rovnovážné. Vzhledem k silná závislosti rozpustnosti boritanů sodných na teplotě se teto výhoda projeví výrazně především při rozpuštěni boritanů ve studené vodě, což Je právě nejčastějží přísada při aplikaci.

Zmíněné způsoby přípravy roztoků definují rozpouštěnou substanci molárním poměrem oxidů NagO : B^O^· Optimální hodnota tohoto poměru z hlediska nejvyššího obsahu B^Ov roztoku závisí na teplotě: v intervalu 0 °C až 25 °C vzrůstá od 0,20 do 0,25. To dobře odpovídá vyhrazenému intervalu 0,16 až 0,30 v popsaných způsobech. Substance se navíc vyznačují vhodnou práškovou formou. K jejich přípravě se používá rozprašovací sušení roztoku boritanů s molárním poměrem oxidů 0,25 nebo 0,2, případně specifická dehydratace směsi boraxu s kyselinou boritou s molárním poměrem 0,2 v rotační peci. Další popsaný způsob se týká smísení kyseliny borité s kslcinovaným boraxem. Kalcínovaný borax je v tomto způsobu definován jako tatraboritan dvojsodný, obsahující 0 až 5 molů vody na mol tet raboritanu.

Příprava kalcinovaného boraxu jako složky právě uvedené směsi, vhodná pro průmyslovou aplikaci, nebyle dosud popsána. Není triviální záležitostí. Použiti libovolného sušicího postupu brání nízký bod tání boraxu: 76 °C, takže v bubnových, komorových, talířových a Jiných zařízeních se borax nalepuje na stěny a aglomeruje.

V předcházejícím výzkumu bylo zjištěno, že termickou dehydrataci lze výhodně uskutečňovat ve fluidní vrstvě, kde jsou částice ve vzájemném intenzivním pohybu a možnosti nalepováni netavených částic vzájemně nebo na stěny jsou tím omezeny. Kontinuální dehydrataci bylo možno provozovat při teplotách vysoko nad bodem tání, tj. při 110 až 140 °C ve fluidní vrstvě. Vzniklý produkt však byl už částečně aglomerován, nehomogenní co do složeni o v průměru příliš dehydratován vzhledem k postačující hodnotě 4 až 5 molů vody na mol tetraboritanu. Výhodnější se proto zdála dehydratace při teplotách okolo bodu tání. Při teplotách 60 až 90 °C realizovali autoři kontinuální procesy, při nichž byl získán produkt s průměrným složením pod 5 molů vody na mol tetraboritanu. Zjistili však, žo směs připravená z takového produktu a kyseliny borité nedosahuje vysoké rozpustnosti směsi s pentahydrátem definovaným Jako chemické individuum. Přišinou této nedostatečnosti je patrně nepatrný zbytkový obsah dekahydrátu (boraxu) v produktu, obsažený v důsledku nestejného setrvání částic ve fluidní vrstvě pří Jejich dokonelém míchání. Možným výkladem snížení rozpustnosti je, že přítomnost krystalických zárodků dekahydrátu blokuje jíž zpočátku vytvořeni přesyceného stavu.

Konečným řešením se jeví způsob dehydratace boraxu na tetraboritan dvojsodný s průměrným obsahem 4,2 ež 4,6 molů vody na mol tetraboritanu dvojsodného pro přípravu směsí borltých sloučenin vysoce rozpustných ve vodě podle předkládaného vynálezu, jehož podstata spočívá v tom, že vsázka krystalického boraxu se suší horkým vzduchem nebo spalinami ve fluidni vrstvě při teplotě vrstvy 45 až 65 °C dokud, pří pokračujícím stálém ohřevu, teplota vrstvy nevystoupí na 70 až 80 °C, kdy se proces ukončí vypuštěním vsázky.

Produkt diskontinuálni fluidní dehydratace za uvedených podmínek neobsahuje dekahydrát a tvoří s kyselinou boritou stabilní, vysoce rozpustnou směs. De značně přesně definován, což je předpokladem dodržení předepsaných poměrů při konečném míchání směsí s kyselinou boritou. Diskontinuálni dehydratace je 1 energicky nejvýhodnějši, poněvadž její, rychlost je určena ontalpickou bilancí.

CS 268 711 Θ1

Přiklad kg boraxu (jakost Borax krystalický technický) bylo vneseno najednou do fluidni sušárny při fluidaci vzduchem s lineární rychlosti 0,3 m/s a zapnut ohřev vzduchu před sušárnou. Teplota vzduchu pod roštem aušárny pak byla udržována v rozaezi 120 °C až 130 °C. Po počátečním období ohřevu boraxu nestala dehydratace, která probíhala při naměřená teplotě 55 °C až 56 °C ve fluidni vrstvě. Přibližně po 70 minutách začala teplotave vrstvě stoupat a po dosež-ení 70 °C byl produkt co nejrychleji ze sušárny vypuštěn. Opakovaným prováděním tohoto postupu byl získán produkt a obsahem 4,50 - 0,02 aol vody na aol tetraborltanu a zrněním zhruba zachovávajícím velikost zrn boraxu. Smícháním 2,7 kg tohoto produktu s 2,3 kg krystalické kyseliny borité byla získána ve vodě lehce rozpustná prášková saěs obsahující 16,3 % 8. žádoucí vlastnost této směsi byla testována rozpouštěním 0,25 kg vzorku za středně intenzivního míchání v 1 kg vody o teplotě 13 °C. Po 10 minutách míchání byl obsah zfiltrován přes papírový filtr pod vakuem a nerozpuštěný zbytek zjištěn po vysušeni při 60 °C. Typický podíl nerozpuštěný za testovacích podmínek byl 0,6 %. Přiměřeným zředěním, dalším mícháním anebo zvýšením teploty lze pak samozřejmě dosáhnout úplného rozpuštění.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZU

Způsob dehydratace boraxu na tetraboritan dvojsodný s průměrným obsahem 4,2 až 4,6 molů vody na mol tetraboritanu dvoj sodného pro přípravu směsí boritých sloučenin vysoce rozpustných ve vodě vyznačený tím, že vsázka krystalického boraxu se suěí horkým vzduchem nebo spalinami ve fluidní vrstvě při teplotě vrstvy 45 až 65 °C dokud, při pokračujícím stálém ohřevu, teplota vrstvy nevystoupí na 70 až 80 °C, kdy se proces ukončí vypuštěním vsázky.