PL47778B1 - - Google Patents

Description

Opis wydano y4 m dnia 5 grudnia 1963 r. jB'RL!0rKA i (Ur---. .. , :. lontowego.POLSKIEJ RZECZYPOSPOLITEJ LUDOWEJ OPIS PATENTOWY Nr 47778 A^AJ^^fOiO KI. -+3^-40.KI. internat. C 01 g Larderello Societa per Azioni per lo sfruttamento delie forze andogene*) Rzym, Wlochy Sposób otrzymywania kwasu borowego z drobno zmielonego kolemanitu lub innych mineralów zawierajacych boran wapniowy Patent trwa od dnia 10 czerwca 1961 r.Niniejszy wynalazek dotyczy nowego sposobu otrzymywania kwasu borowego z drobno zmie¬ lonego kolemanitu lub innych mineralów zawie¬ rajacych boran wapniowy. Sposób wedlug wy¬ nalazku polega na tym, ze na material wyjs¬ ciowy dziala sie wodnym roztworem kwasnego weglanu amonowego i amoniaku lub amoniaku i dwutlenku wegla, który zgodnie z równaniem 2 CaO-3 BjO,'.£ H20 + 2 NH4HCO3 + 4 NH3+ + 2 H2O = 2 CaCOj + 6 NH4H0BO3 zawiera co najmniej steichdomeitiryozne ilosci C02 i NH3 wymagane dlo wytracenia CaC03 i otrzymania boranu amonowego. Roztwór bo¬ ranu amonowego po usunieciu weglanu wapnia uwalnia sie od amoniaku przez ogrzewanie i przepuszczanie powietrza, zas z tak otrzyma¬ nego wodnego roztworu kwasu borowego otrzy- *) Wlasciciel patentu oswiadczy^.ze twórca wy¬ nalazku jest inz. Carlo Garfeatio. muje sie znanym sposobem staly kwas borowy.W sposobie wedlug wynalazku jako material wyjsciowy mozna stosowac -mineraly zmielone lub uprzednio kalcynowane i nastepnie zmie¬ lone. Temperatura i olsnienie moga przy tym odpowiadac warunkom otoczenia lub tez moz¬ na proces prowadzic w temperaturze do 90°C i cismieniu do 10 atmosfer.Jak wiadomo z niemieckiego opisu patento¬ wego nr 95642 na mineraly zawierajace kwas bonowy dziala sie, w przypadku otrzymywania boraksu, weglanem amonu lub mdesaaninami weglanu amonu i kwasnego weglanu amtinu, w celu oddzielenia kwasu bonowego od towa¬ rzyszacych mu ziem alkalicznych. Podano tam jednak, ze tylko w szczególnych lecz nieopla¬ calnych warunkach mozna stosowac sam we¬ glan amonu do. przeprowadzenia reakcji wy¬ miany.Dotychczas nie bylo równiez mozliwa otrzy¬ mywanie kwasu borowego i amoniaku przezogrzewaiiie roztworu boranu amonowego. Mia¬ nowicie jak podaje Gmelin w- „Handbuch der organischen Chemie" Syst. Nr 23, str. 322 1 324, przy odparowywaniu roztworów boranu amo¬ nowego (WH4BO2), który w duzej mierze roz¬ szczepia sie hydroli/tycznie, powstaje pieciobo- ran amonu. Dalej nalezy wziac pod uwage, ze przy zageszczaniu roztworu boranu amonowego, w nastepsitwie lotnosci kwasu borowego z para wodna dojsc -moze do znacznych strat kwasu borowego. Ta spodziewana niekorzystna sytu¬ acja ntie zachodzi jednak w sposobie wedlug wynalazku.Sposób wedlug wynalazku polega na tym, ze mineral po zmieleniu na odpowiednio drobny proszek traktuje sie roztworem kwasnego we¬ glanu amonu i amoniaku lub dwutlenkiem we¬ gla i amoniakiem, a otrzymany produkt mie¬ sza sie w ciagu jednej godziny w zakresie tem¬ peratur od pokojowej do 90°C. Przebiega reak¬ cja, w której sól kwasu borowego reaguje z kwasnym weglanem amonu i roztworem amo¬ niaku lub z roztworem amoniaku z kwasem wegLawym i daje (weglan wapnia i sól amonowa kiwasu borowego. Reakcja podwójnej wymiany przebiega nasteptojajco: 2 CaK) ¦ 3 B^Os • 5 H20 + 2 (NH4)HCO, -j- _|_4NH3 + 2H20 2 CaC03+6 (NH4)H2B03 Po okreslonym okresie czasu, który jest nie¬ zbedny do calkowitego zakonczenia reakcji i który wynosi zaleznie od natury mineralu od 20 minut do kilku godzin, zawiesine przesacza sie a placek filtracyjny przemywa woda.Roztwór amoniakalny, który otrzymuje sie w ten sposób i który na ogól wykazuje lekko zólte zabarwienie (zabarwienie to zanika po obróbce weglem zwierzecym) doprowadza sie do wrzenia, aby go zagescic i usunac amoniak, który stosuje sie z powrotem w procesie. W tem¬ peraturze tej sól amonowa kwasu borowego rozklada sie na kwas borowy i amoniak.(NH4) H2BOa ? H3BOa + NH, Pozostale slady amoniaku usuwa sie z boranu anionowego przez przedmuchanie powietrzem, (sfaipping). Odpedzony amoniak wymywa sie woda.Jak podano wyzej, mineral powinien byc roz- dnobnrioriy na bardzo drobny proszek, poniewaz reakcja ma charakter reakcji powierzchniowej i jej wynik zalezy w znacznej mierze od tej Wartosci.Oprócz tego stwierdzono, ze .szybkosc reakcji waha sie znacznie w zaleznosci od tego, czy stosuje isde tylko zmielony material czy tez kalcynowany i zmielony.Aby uzyskac bardzo wysoka wydajnosc z mi¬ neralem jedynie zmielonym, jest rzecza nie¬ zbedna zastosowanie obróbki, która przebiega w dwóch fazach i w przeciwpradzie. To znaczy, ze swiezy mineral traktuje sie roztworem kwa¬ snego weglanu amonowego i amoniaku lub a- moniaku i dwutlenku wegla, którym juz prze¬ prowadzano obróbke, a stala pozostalosc uzy¬ skana po takim traktowaniu traktuje sie na¬ stepnie swiezym roztworem.Z kalcynowanym i zmielonym mineralem o- trzymuje sie doskonale wyniki, o ile stosuje sie go w nieco mniejszej ilosci niz wyzej wspom¬ niany material, przy znacznie krótszym czasie reakcji, od tego, 'który jest potrzebny w przy¬ padku jedynie zmielonego mineralu i przy pnze- prowadzetniu jednostopniowej obróbki.Dla kazdego z powyzszych przypadków przy¬ toczono przyklad wyjasniajacy, lecz nie ogra¬ niczajacy sie do tego przypadku.Przyklad I. Ilosc uzytego kolemaniilu w przeliczeniu na B203 wynosi 41,34%- Na pod¬ stawie tej wartosci okresla sie teoretycznie ilo¬ sci reagentów, potrzebnych do trawienia 100 g mineralu, stosowanego jako material wyjscio¬ wy.W praktyce 100 g mineralu traktuje sie roz¬ tworem o nastepujacym skladzie: (NH4) HC03 60 g n!h3 50 md 30%-owegD roztworu H20 800 ml Obróbke przeprowadza sie w naczyniu o po¬ jemnosci 2000 ml. Mieszanie przeprowadza sie za pomoca mieszadla magnetycznego. Tempe¬ rature 45°C utrzymuje sie przez ogrzewanie e- lektryczne.O ile proces pnofwacM sie w przecajwpaiacLzie wówczas do ftrafwienaa mineralu stosuje sie roz¬ twór, który byl juz uzywany do pierwszego trawienia.Po trzech godzinach reakcja zawiesine odsa¬ cza sie, a z roztworu, po zageszczeniu go, usuwa amoniak. Placek filtracyjny traktuje sie swie¬ zym roztworem zawierajacym C02 i NH3t po czym miesza w ciagu okolo trzech godzin, ciag¬ le w temperaturze 45°C, nastepnie przesacza sie, placek filtracyjny przemywa woda, a wydzielo¬ ny roztwór amoniakalny uzywa sie do dalszego trawienia. - 2 -Stezony roztwór doprowadza sie do wrzenia w naczyniu o pojemnosci 2000 ml; sikoro jego objejtosc zmniejszy sie do polowy, umieszcza sie go w duzym aparacie, w którym zachodzi dal¬ sze zageszczanie, podczas gdy równoczesnie przepuszcza sie powietrze w celu usuniecia po¬ zostalych sladów amoniaku. Z roztworu po dal¬ szym zageszczeniu (do okolo 200 ml) krystalizuje po ochlodzendu kwas borowy, który oddziela sie od lugu macierzystego przez filtracje, prze¬ mywa i suszy w suszarce, przy czyim lug ma¬ cierzysty zawraca do obiegu.Kwas borowjr otrzymuje sde z wydajnoscia 98,6%, 99,90/o, 92,5%, 98,9%.Przyklad II. Mineral o nieco wyzszej zawar¬ tosci B203 anizeli w przykladnie I wytrawia sde roztworem zawierajacym C02 i NH3 o wyzej podanym skladzie. Rodizaj wstepnej obróbki jest analogiczny jak wyzej opisany- • Trawienie prowadzi sie jednostopndowo i w znacznie 'krótszym czasie.Przy czasie reakcji wynoszacym trzy godziny wydajnosc kwasu borowego wynosi 97%. Przy krótszych czasach (Uzyskuje sie nieco nizsze wydajnosci. PL

Claims (3)

1. Zastrzezenia patentowe 1. Sposób otrzymywania kwasu borowego, znamienny tym, ze kolemanit lub inny mineral wapniowo-borowy traktuje sie wod¬ nym roztworem kwasnego weglanu amo¬ nowego i amoniaku lub amoniaku i dwu¬ tlenku wegla, przy czym reagenty w sto¬ sunku do soli wapniowej kwasu borowego stosuje sie w ilosciach stechiomeitirycaaych lub w nadmiarze, a otrzymany roztwór bo¬ ranu amonowego po oddzieleniu CaC03 ogrzewa do wrzenia, zageszcza, a nastep¬ nie przedmuchuje przez niego powietrza w celu uwolnienia utworzonego kwasu bo¬ rowego z resztek amoniaku.

2. Sposób wedlug zastnz. 1, znamienny tym, ze do reakcji sibosuje sie mineral uprzednio zmielony.

3. Sposób wedlug zastrz. 1, znamienny tym, ze do reakcji stosuje sie mineral uprzeanio kalcynowany i zmielony, 4. Sposób wedlug zasfcrz. 1—3, znamienny tym, ze podczas obróbki uitrzymuje sde tempera¬ ture w zakresie od temperaitiury pokojowej do 90°C 5. Sposób wedlug zastrz. 1—4, znamienny tym, ze swiezy, tylko zmielony, a nie kalcyno¬ wany mineral traktuje sie roztworem kwas¬ nego weglanu^amonowego i amoniaku lub amoniaku i dwutlenku wegla, którym juz przeprowadzano trawienie, a uzyskana po tym taktowaniu stala pozostalosc wpro¬ wadza sie nastepnie w reakcje ze swiezym roztworem kwasnego weglanu amonowego i amoniaku lub amoniaku i dwutlenku we¬ gla. 6. Sposób wedlug zastrz. 1—5, znamienny tym, ze reakcje prowadzi sie w temperaturze do 90°C, pod cisnieniem do 10 atmosfer, zwlasz¬ cza w atmosferze bezwodnika weglowego. Larderello Socie/Sa per Azioni per lo struittamento delie forzo aiidogene Zastepca: dr Andrzej Au rzecznik patentowy 1839. RSW „Praw", Kielce. PL