JPS6335413A

JPS6335413A - 純粋なホウ酸の製法

Info

Publication number: JPS6335413A
Application number: JP62182429A
Authority: JP
Inventors: パオロ・ベルトッチ; パオロ・マッジンギ
Original assignee: CHIM RARUDERETSURO SPA SOC; LARDERELLO SpA
Current assignee: CHIM RARUDERETSURO SPA SOC; LARDERELLO SpA
Priority date: 1986-07-23
Filing date: 1987-07-23
Publication date: 1988-02-16
Anticipated expiration: 2011-07-31
Also published as: IT8621227A0; IT1213587B; JP2520260B2; FR2601939B1; GB8715853D0; US5084260A; GB2192873B; TR23890A; GB2192873A; FR2601939A1; ES2004462A6

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】ホウ酸は、工業界で広く使用されている生成物である。

たとえば、ホウ素酸化物の製造、特にガラス、セラミッ
ク、エナメルセクターの製法における有用な原料となっ
ている。

化学生成物の多（　（たとえば無機ホウ酸塩、リン酸ホ
ウ素、ぶつ化ホウ酸塩及びホウ酸エステル、又はホウ素
第一鉄合金のような金属合金）は、ホホウ酸はその中性
子捕獲容量の点から原子力プラントにおいて、安全部材
として使用されている。

ホウ酸は、ほとんど無機ホウ酸塩（たとえばホウ酸ナト
リウム、ホウ酸カルシウム）から、できれば無機物の液
／液抽出を行なった後、硫酸水溶液で処理をして調製さ
れている。この公知の方法に関してへ、Ｋ，　１．　Ｌ
．　Ｇ．　Ｗａｔｔ著「世界の鉱物と金属（　Ｗｏｒｔ
ｄＭｉｎｅｒａｌｓ　ａｎｄ　（ｅｔａｌｓ　）Ｊ　Ｎ
ｏ．　２２　。

Ｂｒｉｔｉｓｈ　　Ｓｕｌｐｈｕｒ社．　１９７３年．
５〜１２頁、及び米国特許第２，９６９，２７５号．同
第３．４２４，５６３号、同第３。

４７９、２９４号及び同第３，４９３．３４９号を引用
する。

これらの方法では、不純なホウ酸が生成されろため、そ
の使用目的によって多かれ少なかれ、精製しなければな
らない。通常、良好な純度のホウ酸が必要とされており
、少なくとも、原子力プラントにおける安全部材として
使用される場合には、非常に高純度でなければならない
。

ホウ酸を精製するために、一般に、水溶液からホウ酸を
再結晶させる方法が使用される。

しかし、この方法には問題がある。すなわち、一方では
ホウ酸を必要程度まで精製できるが、他方、結晶化（又
は晶出）工程で排出される母液が、不純物が多いため全
く再利用されずしかも汚染及びこれに含有される残留ホ
ウ酸の損失の点から流出液として排出してしまうには適
していないことである。

そこで、不純ホウ酸を水性溶液から晶出せしめて精製す
るにあたり、一方で、ホウ酸を完全に又はほぼ完全に純
粋な形で回収でき、他方、汚染された母液の排出を防止
又は実質的に防止できる不純ホウ酸の精製法が求められ
ている。

本発明による不純ホウ酸を精製する方法は、この要求を
満たすものである。本発明の方法は、ａ）水性ビヒクル
に不純なホウ酸を溶解して、不純なホウ酸の水性溶液を
調製し、ｂ）前記工程ａ）で調製した水性溶液から結晶化によっ
て純粋な結晶性ホウ酸を分離し、理し、ｄ）前記工程Ｃ）で処理した母液を、前記工程ａ）での
不純なホウ酸を溶解させるための前記水性ビヒクルとし
て使用するため再循環する、ことを特徴とする。

本発明の方法によって処理される不純ホウ酸は、９９、
９重１％までの純度を有するものであり、不純物として
硫酸塩、マグネシウム、カルシウム及びナトリウムイオ
ンを含有する。

工程ａ）本発明の方法に従って、前記不純ホウ酸を酸晶出工程の
母液（以下に記述する如くイオン交換樹脂で処理したも
の）でなる水性ビヒクルに溶解する。この晶出工程の母
液は、典型的には、ホウ酸を８重重％程度の濃度で含有
し、不純物を含有しない又はほぼ含有しないものである
。

典型的には、ホウ酸濃度が１８〜２２重量％である水性
溶液を調製する。この場合、温度８８〜９２°Ｃで操作
を行なう。

この方法で調製された不純ホウ酸水性溶液を濾過し、本
発明の方法の工程ｂ）で処理する工程ｂ）断熱晶析装置において、真空下、工程ａ）における溶解
温度よりも低い温度（典型的には４０°Ｃ程度）で工程
ａ）からの水性溶液からホウ酸を適宜に結晶化させる。

このようにして得られた母液中に結晶状ホウ酸を含有す
る９．１１Ｉｉｌ液を濃縮し、濃縮生成物を常法に従っ
て遠心分離してホウ酸を分離する。

工程Ｃ）本発明の方法に従って、工程ｂ）での晶出から排出され
る母液を、強陽イオン交換樹脂、つづいて弱陰イオン交
換樹脂を連続して通過せしめて処理する。

この目的に適する強陽イオン交換樹脂は、ジビニルベン
ゼンで架橋したポリスチレンマトリックスにスルホン酸
基を含有してなる固状樹脂であり、これらは、通常約２
０〜約５０メツシユの大きさの球状粒子として市販され
ている。市販されている強陽イオン交換樹脂の例として
は、Ｒｏｈｍ　ａｎｄ　）Ｈａｓｓ社のＡｍｂｅｒｌｉ
ｔｅ　ＩＲ−１２０、Ｃｈｅｍｉｃａｌ　　Ｐｒｏｃｅ
ｓｓ社のＤｕｏｌｉｔｅ　Ｃ−２５、Ｄｏｔ　　Ｃｈｅ
ｍｉｃａｌ社のＤｏｗｅｘ　５０．及びＢａｙｅｒ社の
Ｌｅｗａｔｉｔ　５１００がある。

一方、この目的に適する弱陰イオン交換樹脂は、メチロ
ール化合物とアミンとの間の縮合にょる固状生成物、又
はクロルメチル化し、第１級又は第２級アミン化合物で
アミノ化したスチレン共重合体である。

市販されている弱陰イオン交換樹脂の例としては、Ｒｏ
ｈｍ　　ａｎｄ　　Ｈａｓｓ社のＡｉｂｅｒｌｉｔｅ　
　ＩＲ−４８、Ａｍｂｅｒｌｉｔｅ　ＩＲ−４５、Ａｍ
ｂｅｒｌｉｔｅ　ＩＲＡ　９４Ｓ、　Ｃｈｅｍｉｃａｌ
Ｐｒｏｃｅｓｓ社のＤｕｏｌｉｔｅ　Ａ　−７、Ｄｕｏ
ｌｉｔｅ　Ａ　−１４、及びＤｏｗ　　ＣｈｅＩＩｌｉ
ｃａ１社のＤｏｗｅｘ　−３がある。

これらの陰イオン交換樹脂も核状又は球状のものが使用
できる。

晶出工程の母液を最初に強陽イオン樹脂を通過せしめ、
ついで弱陰イオン樹脂を通過せしめる。

これら樹脂は、長い管状装置に固定床として配置される
。温度４５〜５０’Ｃ，パーコレーション速度０．９〜
１．ｌｃｘ／秒で操作を行なう。

この処理は、ホウ酸ではなく、晶出工程から排出された
母液に含まれていた不純物を完全に又はほぼ完全に除去
するものである。

イオン交換樹脂は通常の酸又は塩基による処理で再生さ
れる。

工程ｄ）前記工程Ｃ）で精製した後の晶出工程の母液は、典型的
には８重量％の濃度でホウ酸を含有し、不純物を全く又
は実質的に全く含有しない。従って、かかる母液を、不
純ホウ酸水性溶液を調製する前記工程ａ）へと再循環で
きる。

本発明の方法を使用する場合、純粋なホウ酸を得ること
ができる。純粋なホウ酸とは、９９．９９％を越える純
度及び１１００ｐｐ以下の不純物含量を有するホウ酸を
意味する。

さらに、本発明の方法では、はぼ完全なホウ酸を回収で
き、汚染された母液の排出を回避できる。

以下にあげる実施例は本発明を説明するものであるが、
その範囲を限定するものではない。

実施例不純物として、鉄、ヒ素、カルシウム、マグネシウム、
ナトリウム、硫酸塩、塩化物、リン酸塩、フッ化物の各
イオンを含有している純度９９．９重潰％の不純なホウ
酸を使用した。

この酸１３ｋｇを、精製し、再循環したホウ酸含量８重
１％の母液に溶解させた。この操作を９０℃で処理を行
ない、含１１８．６重１％でホウ酸を含有する水性溶液
を得た。

この溶液を、真空下、断熱晶析装置を使って処理した。

ホウ酸の結晶化を行なうため、晶析装置内の温度を約４
０°Ｃに低下させた。

このようにして得られた懸濁液を濃縮し、そしてａ縮生
成物を遠心分離してホウ酸を分離し、洗浄し、乾燥させ
た。

この方法で、純度９９．９９％以上、不純吻合へ１１０
０ｐｐ以下のホウ酸１２．９に９が得られた（収率９９
％）。

晶出工程からの母液を、最初に強陽、イオン樹脂〔具体
的にはＢａｙｅｒ社製ＬＥＷＡＴＩＴ　５１００　（粒
子サイズ０．３〜１．２５ｉｘ、総イオン交換容量的２
．２ｅｑ／（！を有するスルホン化ポリスチレン樹脂）
〕の床を通過させ、ついで弱陰イオン樹脂〔具体的には
＋Ｒｏｈｍ　　ａｎｄ　　Ｈａｓｓ社製ＡＭＢＥＲＬＩＴ
Ｅ　　ＩＲＡ−９＆　（粒子サイズ１６〜５０メツシユ
（米国基準）、総イオン交換容ｉ１１．４ｅｑ、！！を
有する高多孔度の粒状樹脂）〕の床を通過させた。

ガラスカラム内に固定床として配置した樹脂を使用し、
温度５０°Ｃ１１ｃｉ／秒のパーコレーション速度で、
母液をカラムの底から上方に向けて流動させてパーコレ
ーションを行なった。

このようにして、不純物を実質的に含有しない精製され
た母液が得られ、不純ホウ酸の溶解工程へと再循環した
。

Claims

【特許請求の範囲】１　不純なホウ酸の結晶化によって純粋なホウ酸を生成
する方法において、ａ）水性ビヒクルに不純なホウ酸を溶解して、不純なホ
ウ酸の水性溶液を調製し、ｂ）前記工程ａ）で調製した水性溶液から結晶化によっ
て純粋な結晶性ホウ酸を分離し、ｃ）前記工程ｂ）での結晶化から排出された母液を、ま
ず強陽イオン交換樹脂、ついで弱陰イオン交換樹脂を通
過させて処理し、ｄ）前記工程ｃ）で処理した母液を、前記工程ａ）での
不純なホウ酸を溶解させるための前記水性ビヒクルとし
て使用するため再循環する、ことを特徴とする、純粋なホウ酸の製法。２　特許請求の範囲第１項に記載の製法において、前記
工程ａ）での溶解を温度８８〜９２℃で行ない、ホウ酸
１８〜２２重量％を含有する水性溶液を調製する、純粋
なホウ酸の製法。３　特許請求の範囲第１項に記載の製法において、前記
工程ｂ）での結晶化を、断熱晶析装置において、温度４
０℃、真空下で行なう、純粋なホウ酸の製法。４　特許請求の範囲第１項に記載の製法において、前記
工程ｃ）で使用する強陽イオン交換樹脂が、ジビニルベ
ンゼンで架橋したポリスチレンマトリックスにスルホン
酸基を含有してなるものである、純粋なホウ酸の製法。５　特許請求の範囲第１項に記載の製法において、前記
工程ｃ）で使用する弱陰イオン交換樹脂が、メチロール
化合物とアミンとの間の縮合による固状生成物、又はク
ロルメチル化し、第１級又は第２級アミン化合物でアミ
ノ化したスチレンの共重合体である、純粋なホウ酸の製
法。６　特許請求の範囲第１項に記載の製法において、工程
ｃ）を、固定床としたイオン交換樹脂を使用して、結晶
化からの排出母液のパーコレーション速度０．９〜１．
１ｃｍ／秒、温度４５〜５０℃で行なう、純粋なホウ酸
の製法。