PL124292B1 - Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore - Google Patents

Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore Download PDF

Info

Publication number
PL124292B1
PL124292B1 PL21857679A PL21857679A PL124292B1 PL 124292 B1 PL124292 B1 PL 124292B1 PL 21857679 A PL21857679 A PL 21857679A PL 21857679 A PL21857679 A PL 21857679A PL 124292 B1 PL124292 B1 PL 124292B1
Authority
PL
Poland
Prior art keywords
boric acid
sodium
solution
acid
calcium
Prior art date
Application number
PL21857679A
Other languages
English (en)
Other versions
PL218576A1 (pl
Inventor
Werner Janik
Adam Wardas
Adam Chajduga
Lech Kubiela
Original Assignee
Inst Chemii Nieorganicznej
Prosynchem
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Inst Chemii Nieorganicznej, Prosynchem filed Critical Inst Chemii Nieorganicznej
Priority to PL21857679A priority Critical patent/PL124292B1/pl
Priority to DE19803029349 priority patent/DE3029349A1/de
Publication of PL218576A1 publication Critical patent/PL218576A1/xx
Publication of PL124292B1 publication Critical patent/PL124292B1/pl

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C01INORGANIC CHEMISTRY
    • C01BNON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
    • C01B35/00Boron; Compounds thereof
    • C01B35/08Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
    • C01B35/10Compounds containing boron and oxygen
    • C01B35/1045Oxyacids
    • C01B35/1054Orthoboric acid
    • C01B35/1063Preparation from boron ores or borates using acids or salts

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Geology (AREA)
  • Inorganic Chemistry (AREA)
  • Paper (AREA)

Description

Przedmiotem wynalazku jest sposób wytwarzania kwasu borowego z uleksytu peruwianskiego, stano¬ wiacego mineral borowo-sodowo-wapniowy o wzo¬ rze Na202Ca0 5B203-16H20, w sklad którego wchodza ponadto zanieczyszczenia w postaci zwia-, zków magnezu, krzemu, glinu i zelaza.Kwas borowy otrzymuje sie najczesciej znana metoda rozkladu rudy borowo-wapniowej (kolema- nitu) za pomoca kwasu- siarkowego zgodnie z re¬ akcja: 2CaO • 3B203 • 5H20 +2H2S04+2HzO= (1) =2CaS04+6H3B03 (1) Proces jest prowadzony w temperaturze okolo 100°C podczas mieszania wodnej zawiesiny kolerna- nitu z nadmiarem kwasu siarkowego, w ilosci za¬ pewniajacej obecnosc w roztworze po rozkladzie okolo 2 kg H2S04/m3, co gwarantuje uzyskanie pelnego przereagowania mineralu w przypadku wlasciwego doboru czasu reakcji, w zaleznosci od uziarnienia uzytego kolemanitu.Wytworzona zawiesina poreakcyjna jest nastepnie poddawana operacji oddzielania wytraconego gipsu a uzyskany filtrat, krystalizacji, po czym powstale krysztaly kwasu borowego sa odwirowywane i su¬ szone, nastomiast lugi pokrystaliczne zawracane do procesu rozkladu rudy.Dzialanie w powyzszy sposób nadmiarem kwasu siarkowego na uleksyt peruwanski powoduje cal¬ kowity rozklad rudy zgodnie z reakcja: 10 15 20 25 30 Z Na20 • 2CaO • 5B203 • 16H2O+3H2S04= =2CaSO4+10H3BO3+Na2SO4+4H2O (2) Proces ten przebiega znacznie szybciej anizeli analogiczna reakcja przy uzyciu kolemanitu. Wy¬ twarzanie w ten sposób kwasu borowego z uleksy¬ tu jest jednak niemozliwe, z nastepujacych przy¬ czyn: — roztwór uzyskany po rozkladzie, obok kwasu borowego zawiera równiez rozpuszczony siarczan sodowy, którego nadmierne stezenie wytworzone w wyniku kumulacji w roztworach obiegowych, powoduje podczas oziebiania roztworu obok kry¬ stalizacji kwasu borowego równiez wypadanie uwo¬ dnionego siarczanu sodowego, co stwarza duze tru¬ dnosci w uzyskaniu produktu o odpowiedniej czy¬ stosci, — w wyniku oziebienia roztworu wytworzonego podczas rozkladu powstaje zawiesina krysztalów kwasu borowego w formie blyszczacych platków o wyraznie zóltym odcieniu; zawiesina taka nie sedymentuje a produkt po oddzieleniu od lugów pokrystalicznych zawiera duzo wilgoci, natomiast po wysuszeniu posiada postac sliskich, zóltych, lekkich blaszek o ciezarze nasypowym wynosza¬ cym tylko okolo 200 kg/m3.W celu umozliwienia produkcji prawidlowego kwasu borowego z uleksytu peruwianskiego opra¬ cowano sposób wytwarzania eliminujacy powyzsze mankamenty i pozwalajacy na otrzymanie produktu 124 292124 292 spelniajacego odpowiednie wymagania co do pos¬ taci i skladu.W wyniku przeprowadzonych badan stwierdzono, ze prawidlowy kwas borowy uzyskuje sie jezeli: — rozklad uleksytu przeprowadzi sie za pomoca 5 kwasu siarkowego uzytego w ilosci stanowiacej wartosc stechiometryczna wzgledem tlenku wap¬ nia a jednoczesnie niedomiar wzgledem trójtlenku boru zawartego w rudzie, — 'filtrat uzyskany po rozdzieleniu zawiesiny po- io reakcyjnej przepusci sie przez zloze kationitu sla- bokwasnego, — wyciek z kolumny jonitowej podda sie korek- . cji pH a nastepnie oziebieniu dla przeprowadzenia krystalizacji kwasu borowego, 15 — zawiesine krysztalów kwasu borowego rozdzieli sie na produkt wilgotny przeznaczony do suszenia oraz lugi pokrystaliczne, które zawróci sie do pro¬ cesu rozkladu uleksytu, po uprzednim usunieciu z nich siarczanu sodowego przy uzyciu kationitu 20 silnie kwasnego.Rozklad uleksytu kwasem siarkowym sposobem wedlug wynalazku polega na takim prowadzeniu procesu aby zamiast reakcji (2) zachodzila naste¬ pujacareakcja: « 25 Na20 • 2CaO • 5B203 • 16H20+2H2S04= =2CaS04+6H3B03+Na2B407+9H20 (3) Proces przebiega w ten sposób jezeli do ogrza¬ nej do ok. 90°C zawiesiny uleksytu w wodzie lub bo lugach pokrystalicznych kwasu borowego wprowa¬ dza sie powoli, podczas ciaglego mieszania stezony kwas siarkowy tak, aby pH zawiesiny obnizylo sie z wyjsciowej wartosci okolo 7,0 do wartosci koncowej okolo6,1. 35 Stwierdzono doswiadczalnie, ze wartosc pH za¬ wiesiny stanowiaca funkcje stezenia czteroboranu/ sodowego i kwasu borowego — ulega obnizeniu do okolo. 6,1 w miare wzrostu stezenia kwasu borowe¬ go z okolo 5% H3B03 w lugach pokrystalicznych n do okolo 11% H3B03 pod koniec reakcji, przy ste¬ zeniu czteroboranu sodowego dochodzacym do 4% Na2B4°7' Z zakresie pH od 7,0—6,1 obserwuje sie glównie reakcje kwasu siarkowego w wydzieleniem siar- & czanu wapnia i kwasu borowego az do calkowite¬ go zwiazania wapnia zawartego w uleksycie, na¬ tomiast reakcja kwasu siarkowego z czteroboranem sodowym istniejacym w roztworze — przebiega w nieznacznym stopniu. Reakcja ta — z wydzie- 50 leniem kwasu borowego i siarczanu sodowego — zachodzi dopiero po dodaniu dalszej ilosci kwasu siarkowego, co objawia sie spadkiem pH do okolo 2,8 która to wartosc odpowiada roztworowi o ste¬ zeniu ok. 15% H3BOa, bez zawartosci czteroboranu 55 sodowego. Dodatek nastepnej porcji kwasu siarko¬ wego powoduje wyrazny spadek pH w zwiazku z pojawieniem sie w roztworze wolnego kwasu.Z przedstawionego przebiegu procesu wynika, ze zjawisko rozkladu uleksytu tzn. przeprowadzenia 60 zawartego w nim trójtlenku boru calkowicie w po¬ stac rozpuszczalna w wodzie — konczy sie po osia¬ gnieciu przez zawiesine pH=6,l a dalsze dodawa¬ nie kwasu siarkowego nie jest wskazane, poniewaz powoduje wytwarzanie siarczanu sodowego i ewen- w tualne pozostanie w roztworze okreslonego nadmia¬ ru wolnego kwasu. Wlasnie ta nadmiarowa ilosc kwasu siarkowego decyduje o postaci kwasu boro¬ wego powstajacego w procesie, poniewaz po zakon¬ czonej reakcji z tlenkiem wapnia i czteroboranem sodowym kwas dziala na zanieczyszczenia organicz¬ ne zawarte w rudzie, które w warunkach pH<3,0 od¬ dzialywuja niekorzystnie na postac krystalizujacego kwasu borowego. Przeprowadzenie rozkladu ulek¬ sytu zgodnie z reakcja (3) pozwalana otrzymywanie kwasu borowego nie zanieczyszczonego siarczanem sodowym w postaci krysztalów o ciezarze nasypo¬ wym powyzej 500 kg/m3.Zastosowanie przy produkcji kwasu borowego zamknietego obiegu roztworów roboczych wymaga jednak przeprowadzenia dodatkowej operacji likwi¬ dacji czteroboranu sodowego zawartego w roztwo¬ rze po rozkladzie, aby nie dopuscic do kumulacji tego zwiazku a tym samym do zanieczyszczenia produktu boraksem. Z tego wzgledu roztwór uzys¬ kany z rozkladu uleksytu nalezy poddac procesowi wymiany jonowej przy uzyciu kationitu slabo kwasnego w celu dokonania nastepujacej przemia¬ ny czteroboranu sodowego w dodatkowa ilosc kwa¬ su borowego: 2R—H+Na2B407+5H20=2R—Na+4H3B03 gdzie: RH oznacza forme wodorowa kationitu slabo kwasnego, a R—Na — forme sodowa.Uzyskany wyciek z kolumny jonitowej nadaje sie do wytwarzania prawidlowego krysztalu kwasu borowego, jezeli pH roztworu jest ^3,0. Poniewaz w trakcie przeplywu roztworu przez kolumne jo¬ nitowa, obok przemiany podstawowej zachodzi rów¬ niez oddzialywanie kationitu na zanieczyszczenia obecne w roztworze w postaci siarczanu magnezu, glinu i zelaza ~ pochodzacego z uleksytu moze do¬ chodzic do obnizania :sie pH wycieku z kolumny do wartosci ponizej 2,8.Celem uzyskania prawidlowego krysztalu kwasu borowego nalezy w tym przypadku przeprowadzic neutralizacje roztworu przez dodatek niewielkiej ilosci lugu sodowego, boraksu lub roztworu po roz¬ kladzie uleksytu zawierajacego czteroboran sodowy.Przedtem jednak lugi pokrystaliczne nalezy poddac oczyszczaniu od zawartosci siarczanu sodowego, po¬ wstajacego w niewielkich ilosciach podczas rozkla¬ du uleksytu, aby zabezpieczyc krazace roztwory przed kumulacja w nich tego zwiazku.Usuwanie siarczanu sodowego nalezy przeprowa¬ dzic za pomoca kationitu silnie kwasnego, który przechodzac w forme sodowa zgodnie z przemiana: 2R—H+Na2S04=2R—Na+ILjSC^ wyeliminuje z roztworu jony sodowe i wyzwoli równowazna ilosc kwasu siarkowego. Wyciek z ko¬ lumny jonitowej stanowiacy lugi pokrystaliczne kwasu borowego z zawartoscia kwasu siarkowego nalezy zwrócic do procesu rozkladu uleksytu, na¬ tomiast kationit silnie kwasny jak równiez kationit slabo kwasny uzyty do likwidacji czteroboranu so¬ dowego — nalezy poddac regeneracji za pólnoca kwasu siarkowego.124 292 6 Stezony roztwór kwasu borowego o pH3,0 pod¬ dany krystalizacji tworzy zawiesine krysztalów kwasu borowego w lugach pokrystalicznych, latwa do rozdzielania przez sedymentacje i wirowanie na produkt wilgotny przeznaczony do suszenia i lugi pokrystaliczne nadajace sie do sporzadzenia zawie¬ siny uleksytu przed kolejnym cyklem rozkladu.Przyklad. Do 550 g lugów pokrystalicznych kwasu borowego zawierajacego 5% H3BOa i 0,4% HgSC^ wprowadzono 100 g uleksytu peruwianskie¬ go zawierajacego 38,8% B203. Wytworzona zawie¬ sine o pH—6,8 ogrzano do 85°C i mieszajac ciagle dozowano wolno przez 1« godzine roztwór kwasu siarkowego o stez. 96% H2S04 w ilosci 20 g uzy¬ skujac zawartosc pH zawiesiny równa 6,1. Naste¬ pnie zawiesine przesaczono uzyskujac 60 g szlamu o zawartosci 5% w postaci nadajacej isie do odmy¬ cia i 610 g filtratu o zawartosci 10% H3B03, 3,8% Na2B407 i 0,6% Na2S04. 580 g powyz¬ szego filtratu wprowadzono do kolumny z ka- tionitem slabo kwasnym w formie wodoro¬ wej. Wyciek z kolumny zmieszano z 30 g po¬ zostalego filtratu uzyskujac 650 g roztworu o za¬ wartosci: 13,7% H3BO3 i 0,55% Na2S04 oraz pH=3,0.Po oziebieniu tego roztworu do temperatury 20°C i filtracji powstalej zawiesiny krysztalów, uzyskano 580 g lugów pokrystalicznych o zawartosci: 5% H3BO3 i 0,6% Na2S04 oraz 70 g krysztalów kwasu borowego o zawartosci 10% wilgoci. Lugi pokrystali¬ czne wprowadzono do kolumny z kationitem silnie kwasnym w formie wodorowej, uzyskujac wyciek z kolumny w ilosci 550 g zawierajacy 5% H3B03 i 0,4% H2S04. Krysztaly wilgotne wysuszono uzy¬ skujac 60 g suchego kwasu borowego o ciezarze nasypowym 520 kg/m3. Kationity — slabo i silnie kwasny — poddano regeneracji za pomoca kwasu siarkowego w celu ponownego przeprowadzenia w forme wodorowa.Zastrzezenia patentowe 1 1. Sposób wytwarzania kwasu borowego z rudy borowo-sodowo-wapniowej (uleksytu) przez rozklad kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie przy uzy¬ ciu kwasu siarkowego w ilosci stanowiacej wartosc !• stechiometryczna wzgledem tlenku wapnia przy jednoczesnym niedomiarze wzgledem trójtlenku bo¬ ru zawartego w rudzie, w celu uzyskania zawiesi¬ ny o pH okolo 6, zawierajacej wytracony siarczan wapniowy w roztworze kwasu borowego i cztero- ii boranu sodowego. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzyskany po oddzieleniu osadu siarczanu wapnio¬ wego roztwór zawierajacy kwas borowy i cztero- boran sodowy poddaje sie procesowi wymiany 3Q jonowej w podwyzszonej temperaturze, korzystnie 80—90°Clf przy uzyciu kationitu slabokwasnego, a wyciek z kolumny jonitowej poddaje sie ewen¬ tualnej korekcji pH roztworem zawierajacym czte- roboran sodowy i lug sodowy lub inny czynnik 25 alkaliczny w takiej ilosci aby pH roztworu osia¬ gnelo wartosc ^2,0, korzystnie 3,0. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wyciek z kolumny jonitowej po korekcji pH pod¬ daje sie oziebianiu, a wytworzona zawiesine kry- 30 sztalów kwasu borowego — rozdzieleniu na produkt wilgotny oraz lugi pokrystaliczne, które sie prze¬ puszcza przez zloze kationitu silnie kwasnego, w ce¬ lu usuniecia soli siarczanowyeh, szczególnie siar¬ czanu sodowego, a nastepnie zawraca sie do pro- 35 cesu rozkladu rudy. PL

Claims (3)

  1. Zastrzezenia patentowe 1. 1. Sposób wytwarzania kwasu borowego z rudy borowo-sodowo-wapniowej (uleksytu) przez rozklad kwasem siarkowym w podwyzszonej temperaturze, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie przy uzy¬ ciu kwasu siarkowego w ilosci stanowiacej wartosc !• stechiometryczna wzgledem tlenku wapnia przy jednoczesnym niedomiarze wzgledem trójtlenku bo¬ ru zawartego w rudzie, w celu uzyskania zawiesi¬ ny o pH okolo 6, zawierajacej wytracony siarczan wapniowy w roztworze kwasu borowego i cztero- ii boranu sodowego.
  2. 2. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze uzyskany po oddzieleniu osadu siarczanu wapnio¬ wego roztwór zawierajacy kwas borowy i cztero- boran sodowy poddaje sie procesowi wymiany 3Q jonowej w podwyzszonej temperaturze, korzystnie 80—90°Clf przy uzyciu kationitu slabokwasnego, a wyciek z kolumny jonitowej poddaje sie ewen¬ tualnej korekcji pH roztworem zawierajacym czte- roboran sodowy i lug sodowy lub inny czynnik 25 alkaliczny w takiej ilosci aby pH roztworu osia¬ gnelo wartosc ^2,0, korzystnie 3,0.
  3. 3. Sposób wedlug zastrz. 2, znamienny tym, ze wyciek z kolumny jonitowej po korekcji pH pod¬ daje sie oziebianiu, a wytworzona zawiesine kry- 30 sztalów kwasu borowego — rozdzieleniu na produkt wilgotny oraz lugi pokrystaliczne, które sie prze¬ puszcza przez zloze kationitu silnie kwasnego, w ce¬ lu usuniecia soli siarczanowyeh, szczególnie siar¬ czanu sodowego, a nastepnie zawraca sie do pro- 35 cesu rozkladu rudy. PL
PL21857679A 1979-09-26 1979-09-26 Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore PL124292B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21857679A PL124292B1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore
DE19803029349 DE3029349A1 (de) 1979-09-26 1980-08-01 Verfahren zur herstellung von borsaeure aus bor-natrium-kalzium-erz (ulexit)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PL21857679A PL124292B1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore

Publications (2)

Publication Number Publication Date
PL218576A1 PL218576A1 (pl) 1981-05-08
PL124292B1 true PL124292B1 (en) 1983-01-31

Family

ID=19998587

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PL21857679A PL124292B1 (en) 1979-09-26 1979-09-26 Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore

Country Status (2)

Country Link
DE (1) DE3029349A1 (pl)
PL (1) PL124292B1 (pl)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5268154A (en) * 1990-06-08 1993-12-07 Bitossi Dianella S.P.A. Process for disaggregating boronatrocalcite ore in an alkaline medium for the production of sodium borate and calcium borate
IT1248710B (it) * 1990-06-08 1995-01-26 Bitossi Dianella Spa Procedimento per la disgregazione del minerale boronatrocalcite in ambiente alcalino per la produzione di borato di sodio e borato di calcio
US5869014A (en) * 1995-03-01 1999-02-09 Carranza; Manuel Camarena Process for the production of purified, synthetic calcium borate
CL2010001479A1 (es) * 2010-12-17 2013-05-03 Iholdi Minerales De Atacama Spa Proceso de extraccion de boro a partir de salmueras, o un mineral que contiene boro, con las etapas de proveer una salmuera o mineral que contiene boro, adicionar cloruro de bario, separar el precipitado de borato, y disolver e hidrolizar el precipitado para obtener acido borico.

Also Published As

Publication number Publication date
PL218576A1 (pl) 1981-05-08
DE3029349A1 (de) 1981-04-16

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE2633304C2 (de) Verfahren zur Herstellung von kristallinen Alkalimetall-Aluminosilikaten
DE2906646C2 (pl)
US3620671A (en) Process for the acid treatment of aluminous ores for the recovery of alumina
US4639359A (en) Process of removing cationic impurities from wet process phosphoric acid
DE2807850C3 (de) Verfahren zur Herstellung reiner Tonerde
DD143595A5 (de) Verfahren zur gewinnung von reinem aluminiumoxid
US3506394A (en) Method for producing sodium silicofluoride from wet process phosphoric acid
CA1079482A (en) Method of separating sulfuric acid from neutral sodium sulphate
DE2612745A1 (de) Verfahren zur herstellung von aluminiumfluorid
US4265863A (en) Integrated process for treatment of residual solutions from anodization plants
HU184192B (en) Continuous method for yielding pure alumina from the fluid gained after the recovering of aluminium ore by culfuric-hydrochloric acid and method for cleaning the remained fluid
PL124292B1 (en) Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore
US3574537A (en) Process for the separation of useful compounds from waste of the aluminum industry
US4557918A (en) Method for producing silica
US2467271A (en) Process for production of ammonium alum from acid liquors
US5178848A (en) Lithium metatungstate
CA2606160C (en) Methods of forming an alkali metal salt
US4554144A (en) Removal of magnesium and/or aluminum values from impure aqueous phosphoric acid
US3494735A (en) Phosphoric acid
JPS6335414A (ja) 四ホウ酸ナトリウム五水塩の製法
US5171887A (en) Process for the preparation of oxalic acid and sodium hydrogen oxalate from crude sodium oxalate
US4670231A (en) Continuous procedure of obtention of compounds of aluminum from aluminum silicates and other aluminum ores
RU2188794C1 (ru) Способ переработки содосульфатной смеси
US2974011A (en) Process of purifying beryllium compounds
GB1569033A (en) Production of metallurgically pure alumina