DE356824C

DE356824C - Verfahren zur Herstellung von Natrium- und anderen Alkalipentaboraten

Info

Publication number: DE356824C
Application number: DEK76505D
Authority: DE
Original assignee: Borax Consolidated Ltd
Current assignee: Borax Europe Ltd
Priority date: 1921-02-24
Filing date: 1921-02-24
Publication date: 1922-07-31

Description

Verfahren zur Herstellung von Natrium- und anderen Alkalipentaboraten. Durch das Hauptpatent ist ein Verfahren zur Herstellung von Alkalipentaborat geschützt, gemäß welchem rohe oder calcinierte Borerze nach entsprechender Einstellung des Alkaligehaltes mit Kohlendioxyd behandelt werden.
Weitere Untersuchungen haben nun ergeben, daß man statt Kohlensäure auch schweflige Säure anwenden kann, jedoch erhält man, w=enn analog dem Kohlensäurev erfahren gearbeitet wird, immer Borsäure und das im Boronatrocalcit (Borkalk) enthaltene @,Tatrium geht als Natriumsulfit und unter Umständen auch als Natriumbisulfit in Lösung, ist also nicht wie bei der Zersetzung mit Kohlensäure direkt zur Bildung des Natriumpentaborats nutzbar gemacht. Arbeitet man mit berechneten Mengen schwefliger Säure, so kann-man allerdings nach folgender Gleichung theoretisch zum Natriumpentaborat gelangen: i. Na. 0 2 CaO 5 B203 -4-2S02 =2 Ca SO, -f- Na, 0 5 B203.
Ein Überschuß von schwefliger Säure, der praktisch unvermeidlich und zum Aufschluß des Minerals auch notwendig ist, beeinträchtigt die Ausbeute an Pentaborat erheblich, da die Zersetzung des Borerzes bis zur Borsäure vor sich geht, was die folgende Gleichung (2) @@ eranschaulicht: 2. Na. 02Ca05B203+3S02 = 2 Ca SO, -E- Na. S 03 -+- 5 B= 03. Ferner erhält man beim Arbeiten nach Gleichung i sehr dünne Lösungen, die ein kostspieliges Eindampfen notwendig machen würden.
Weitere Untersuchungen bezüglich der Reaktionsfähigkeit des nach Gleichung 2 erhaltenen Natriumsulfits auf Boronatrocalcit haben nun ergeben, daß eine Zersetzung des letzteren nach folgender Gleichung (3) eintritt: 3. ZNa2S03+Na.,O2Ca05B203 ---2 CaS03 -I- 3 Na20 5 B,03.
Es entsteht hiernach ein Borat, welches zwischen Borax und Metaborat liegt. Dieser Verbindung fehlt Borsäure, um das gewünschte Pentaborat darzustellen. Die hierzu notwendige Borsäure wird aber gleichzeitig nach der Reaktionsgleichung 2 gewonnen und somit ist ein Weg gegeben, um Boronatrocalcit mit schwefliger Säure so zu zersetzen, daß direkt Natriumpentaborat entsteht, ohne daß SO, v erlorengeht oder Natron besonders hinzugefügt werden muß. Auch erhält man eine so konzentrierte Reaktionslauge, daß beim Ab- kühlen direkt Pentaborat auskristallisiert.
Die Reaktion geht daher"`am besten in zwei Phasen vor sich, deren erste nach Gleichung 2 Na.0aCa05Br03+3S0@ =a ÜaSO, + Na., SO, -j- 5 B=03, und deren zweite, wie folgende Gleichung (4) zeigt, verläuft: 4.. 2 (Na@S03 -E- 5 B_03) -E- Na=O 2 Ca 0 5 B_ 03 - 2 Ca S03 + 3 (Na., O 5 B= O ;) . Im großen arbeitet man nun so, daß in ein Gemisch von roo Teilen : Boronatrocalcit (4o Prozent B,0.) und 40o Teilen Wasser zunächst gasförmige schweflige Säure eingeleitet wird. Die schweflige Säure wird zweckmäßig durch Verbrennen von Schwefel oder Kiesabbränden gewonnen. Sobald die Abscheidung von Borsäure nach Gleichung 2 beendet ist, wird mit der Zuleitung von SO, aufgehört und eine berechnete Menge Boronatrocalcit dem Reaktionsgemisch zugegeben und dies erhitzt, wobei dann die Zersetzung der zweiten Menge Boronatrocalcit unter Bildung von Natriumpentaborat vor sich geht. Die erhaltene heiße Lösung ist sofort kristallisationsfähig, kann aber durch Wiederholung der Operation wenn notwendig weiter angereichert werden. Die Lauge wird in bekannter Weise abgekfhlt und die ausgeschiedenen Pentaboratkristalle werden von der Mutterlauge getrennt und getrocknet.
Aus solchen Natriumpentaboratlaugen kann natürlich Borax gewonnen werden, wenn man die notwendige Menge Alkali der Lauge zusetzt und diese dann kristallisieren läßt.
Es ist an sich bekannt, beim Aufschließen von Bohrerzen Kohlensäure durch schweflige Säure zu ersetzen, die unter gewissen Bedingungen, insbesondere mit Rücksicht auf vielfach gleichzeitiges Vorkommen von Schwefelerzen und Bohrerzen, wirtschaftliche Vorzüge gegenüber der Kohlensäure hat. Jedoch wurde bei den bekannten Verfahren durch schweflige Säure nur Borsäure oder Borax gewonnen, wie es entsprechend den oben angegebenen Reaktionen natürlich ist. Die vorliegende Erfindung besteht nun darin, daß das Verfahren in solcher Weise geleitet wird, daß nicht Borax, sondern Pentaborat entsteht.

Claims

PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Darstellung von Natrium- und anderen Alkalipentaboraten, dadurch gekennzeichnet, daß statt Kohlensäure gemäß Patent 3442a2 schweflige Säure angewendet wird.