RU2065399C1 - Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья - Google Patents
Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья Download PDFInfo
- Publication number
- RU2065399C1 RU2065399C1 SU914895620A SU4895620A RU2065399C1 RU 2065399 C1 RU2065399 C1 RU 2065399C1 SU 914895620 A SU914895620 A SU 914895620A SU 4895620 A SU4895620 A SU 4895620A RU 2065399 C1 RU2065399 C1 RU 2065399C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- ulexite
- sodium
- borate
- sodium borate
- suspension
- Prior art date
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/1045—Oxyacids
- C01B35/1054—Orthoboric acid
- C01B35/1063—Preparation from boron ores or borates using acids or salts
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/12—Borates
- C01B35/121—Borates of alkali metal
- C01B35/122—Sodium tetraborates; Hydrates thereof, e.g. borax
- C01B35/123—Preparation from boron ores or other borates
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B35/00—Boron; Compounds thereof
- C01B35/08—Compounds containing boron and nitrogen, phosphorus, oxygen, sulfur, selenium or tellurium
- C01B35/10—Compounds containing boron and oxygen
- C01B35/12—Borates
- C01B35/126—Borates of alkaline-earth metals, beryllium, aluminium or magnesium
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Geology (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geochemistry & Mineralogy (AREA)
- Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)
- Agricultural Chemicals And Associated Chemicals (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
- Paper (AREA)
- Detergent Compositions (AREA)
- Pigments, Carbon Blacks, Or Wood Stains (AREA)
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Abstract
Изобретение относится к способам извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, которые находят применение в производстве борной кислоты. Улекситовую руду контактируют с серной кислотой и циркулирующим маточным раствором с массовым соотношением в нем H3BO3/Na2O, равным 1,5-3,5:1, при температуре 120-200oC, поддерживая pН в полученной суспензии 9-12. Суспензию фильтруют, отделяют борат кальция в качестве твердой фазы, а из фильтрата кристаллизуют борат натрия. В маточный раствор после кристаллизации добавляют гидроксид натрия до достижения заданного соотношения Н3BO3 и Na2O и направляют его на контактирование с исходным сырьем. pН в суспензии преимущественно поддерживают равным 11-12 и массовое соотношение H3BO3:Na2O преимущественно 2,0-2,5. Кристаллизацию бората натрия проводят, выдерживая раствор при 30oС, выкристаллизовывая при этом декагидрат бората натрия. 1 c. и 2 з. п. ф-лы, 1 ил.
Description
Настоящее изобретение относится к способу дезагрегации боронатрокальцитной руды (улексита) в щелочной среде с целью получения бората натрия и бората кальция. В частности, названная дезагрегация проводится путем варки с гидратом окиси натрия при высокой температуре и давлении.
Боронатрокальцит или улексит представляет собой руду формулы Na2O•2CaO•5B2O3•16H2O, которая содержит также примеси магния, кремния, алюминия и железа.
Ее можно использовать для получения боратов натрия, в частности, декаили пентагидрата бората натрия, которые также являются известными солями, непосредственно получаемыми из Тинкаля и разорита путем растворения в воде или маточных растворах, фильтрации, кристаллизации, осушки и складирования. Имеется возможность получения из улексита бората кальция. Последний используется для производства борной кислоты согласно патенту Германии N 643879 /1937/ так, как описывается в "ULLMAN Encyclopedia of Chemical Technique", 1953 4th, vol. p. 585 и в KIRCK OTHMER Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd edition, 1964, 3rd, vol p. 615 путем выполнения варки названной руды с использованием серной кислоты согласно следующим реакциям:
2CaO•3B2O3•5H2O + 6H2O + 2H2SO4 2CaSO4 + 6H3BO3
4CaO•5B2O3•7H2O + 12H2O + 4H2SO4 4CaSO4 + 10H3BO3
В Южной Америке, где улексит доступен в больших количествах, способы, предназначенные для его использования с целью производства боратов натрия и борной кислоты являются экономически далеко не эффективными.
2CaO•3B2O3•5H2O + 6H2O + 2H2SO4 2CaSO4 + 6H3BO3
4CaO•5B2O3•7H2O + 12H2O + 4H2SO4 4CaSO4 + 10H3BO3
В Южной Америке, где улексит доступен в больших количествах, способы, предназначенные для его использования с целью производства боратов натрия и борной кислоты являются экономически далеко не эффективными.
Действительно, для того, чтобы получить бораты натрия, улексит подвергается воздействию карбоната и бикарбоната натрия в соответствии со следующей реакцией:
2(Na2O•2CaO•5B2O3•16H2O) + 2Na2CO3 + 2NaHCO3 4CaCO3 + 5Na2B4O7 + 17H2O (1)
Этот процесс не приемлем с экономической точки зрения, так как требует расхода двух реагентов, а именно, карбоната и бикарбоната, что делает улекситовую руду не конкурентоспособной по сравнению с описанными выше процессами, в которых используется тинкал и разорит.
2(Na2O•2CaO•5B2O3•16H2O) + 2Na2CO3 + 2NaHCO3 4CaCO3 + 5Na2B4O7 + 17H2O (1)
Этот процесс не приемлем с экономической точки зрения, так как требует расхода двух реагентов, а именно, карбоната и бикарбоната, что делает улекситовую руду не конкурентоспособной по сравнению с описанными выше процессами, в которых используется тинкал и разорит.
Чтобы получить борную кислоту, улексит подвергается дезагрегации с серной кислотой согласно следующей реакции:
Na2O•2CaO•5B2O316H2O + 3H2SO4 + 10H2O 2CaSO4•2H2O + 10H3BO3 + Na2SO4•10H2O
Однако из-за растворимости сульфата натрия конечный продукт Н3BO3, полученный в соответствии с этим способом, загрязнен сульфатами (Na2SO4•10H2O).
Na2O•2CaO•5B2O316H2O + 3H2SO4 + 10H2O 2CaSO4•2H2O + 10H3BO3 + Na2SO4•10H2O
Однако из-за растворимости сульфата натрия конечный продукт Н3BO3, полученный в соответствии с этим способом, загрязнен сульфатами (Na2SO4•10H2O).
Для того, чтобы уменьшить указанное загрязнение, раствор должен быть продукт, что вызывает снижение производительности установки, или необходимо обеспечить перекристаллизацию борной кислоты, чтобы сделать процесс коммерчески приемлемым. Вышеизложенное свидетельствует о том, что производство борной кислоты из улексита является неэкономичным.
Таким образом, способ, который является предметом настоящего изобретения, был улучшен, в результате чего становится возможным и экономически выгодным получать количественно из улексита как борат натрия, так и борат кальция для производства борной кислоты.
Способ, согласно настоящему изобретению, включает дезагрегацию улексита маточными растворами, содержащими H3BO3 и Na2O в определенном соотношении, благодаря которому предпочтительно поддерживается pН растворов, равное 11-12, при температуре от 120 до 200oC и при высоком давлении, проводя интенсивное перемешивание водной суспензии улексита.
Этот способ позволяет использовать улексит как руду для производства боратов и борной кислоты при ценах, сравнимых с ценами других борных руд /колеманит, разорит, тинкалит/ и получать качественные продукты.
Согласно изобретению улекситная руда, раздробленная в гранулы, предпочтительно ниже 500 мкм, диспеpгиpуется в маточных растворах, рециркулированных маточных растворах, что необязательно, значение pН которых поддерживается равными pН 9-12 с соотношением H3BO3/Na2O, варьируемом от 1,5 до 3,5, включая крайние значения.
Предпочтительная область pН 11-12 с соотношением H3BO3/Na2O, варьируемом от 2,0 до 2,5. На этой стадии дезагрегации улексита температура водной дисперсии поддерживается равной 120-200oC при давлении 2-16 бар и интенсивном перемешивании. Способ согласно изобретению может быть схематически представлен следующей реакцией:
2(Na2O•2CaO•5B2O3•16H2O) + 1/2Na2O 5/2Na2O•2B2O3•10H2O + 4CaO•5B2O3•7H2O
В течение реакционной стадии pН раствора самопроизвольно колеблется от 11-12 до рН 10-11 и соотношение Н3BO3/Na2O варьируется в пределах от 2,2-2,5 до 3-3,5 для растворения бората натрия и для достижения значения области кристаллизации декагидрата бората натрия /который, однако, в данный момент остается еще весь в растворе/.
2(Na2O•2CaO•5B2O3•16H2O) + 1/2Na2O 5/2Na2O•2B2O3•10H2O + 4CaO•5B2O3•7H2O
В течение реакционной стадии pН раствора самопроизвольно колеблется от 11-12 до рН 10-11 и соотношение Н3BO3/Na2O варьируется в пределах от 2,2-2,5 до 3-3,5 для растворения бората натрия и для достижения значения области кристаллизации декагидрата бората натрия /который, однако, в данный момент остается еще весь в растворе/.
Суспензия после варки в течение примерно 30-60 минут направляется на фильтрацию, где путем промывания теплой водой, примерно при 60oC, борат натрия переходит в раствор и твердый борат кальция количественно выделяется, затем последний направляется на сушку и складирование или направляется на производство H3BO3, например, согласно цитированным здесь известным техническим решениям.
Раствор, отделенный при фильтрации, предпочтительно кристаллизуется в вакуумных кристаллизаторах, причем поддерживается такой вакуум, чтобы раствор оставался при температуре 30oC для количественного, также и в этом случае, осаждения декагидрата бората натрия Na2B4O7•10H2O. Указанный продукт после центрифугирования направляется на сушку и затем передается на хранение и в последующем, если необходимо, растворяется при 90oC в маточном растворе и перекристаллизовывается при температуре 70oC для получения Na2B4O7•5H2O, который после центрифугирования сушится и затем направляется в бункер.
Вышеупомянутая перекристаллизация предпочтительно проводится при использовании пленочных кристаллизаторов и посредством охлаждения потоком воздуха так, чтобы температура раствора поддерживалась примерно 70oC.
Маточные растворы, отделенные от бората натрия после кристаллизации при 30oC, возвращаются в реакцию дегазации после проверки pН и соотношения H3BO3/Na2O с корректирующим добавлением гидрата окиси натрия, что необходимо для проведения реакции.
Выходы бората натрия и бората кальция составляют около 100% от теоретических значений при условии, что реакция проводится в замкнутом цикле с полным рециркулированием маточных растворов. Выход H3BO3, полученной из бората кальция, составляет примерно 95%
Описанные выше рабочие стадии схематически показаны на рисунке 1, из которого, несомненно, можно сделать заключение, что путем применения способа, согласно настоящему изобретению можно производить бораты и борную кислоту из улексита в непрерывном цикле в обыкновенных рабочих условиях экономически выгодным способом. Следующий пример дается для лучшей иллюстрации настоящего изобретения, однако он не должен истолковываться как ограничивающий изобретение.
Описанные выше рабочие стадии схематически показаны на рисунке 1, из которого, несомненно, можно сделать заключение, что путем применения способа, согласно настоящему изобретению можно производить бораты и борную кислоту из улексита в непрерывном цикле в обыкновенных рабочих условиях экономически выгодным способом. Следующий пример дается для лучшей иллюстрации настоящего изобретения, однако он не должен истолковываться как ограничивающий изобретение.
Пример.
Приготовлен синтетический маточный раствор бората натрия взвешиванием 3,827 г смеси с содержанием 33,38 г/кг H3BO3 и 15 г/кг Na2O с соотношением H3BO3/Na2O, равным 2,22, и добавляется 700 г перуанского улексита с содержанием 688,29 г/кг H3BO3, 71,53 г/кг Na2O и 131 г/кг СаO.
Суспензия выдерживалась при перемешивании, температуре 150oC и давлении 5 бар в течение 30 минут.
Полученная суспензия, имеющая pН 10-11, с соотношением H2BO3/Na2O, равным 3,5, была отфильтрована, тем самым получено 1,100 г твердого продукта, состоящего из бората кальция, который после промывания 423 г воды имел влажность 70% и общее содержание H3BO3, равное 236,75 г/кг, СаO, равное 83,6 г/кг, Na2O, равное 4,18 г/кг и 3,850 г жидкости, имеющей содержание H3BO3, равное 90,68 г/кг, и Na2O, равное 26,72 г/кг.
Фильтрат кристаллизовался при температуре 30oC, в результате получено 379 г декагидрата бората натрия при 10%-ной влажности, который после сушки давал продукт с содержанием H3BO3 649 г/кг и содержанием Na2O 164,98 г/кг, кроме того, 3,471 г маточного раствора с содержанием H3BO3 36,80 г/кг и содержанием Na2O 13,42 г/кг c соотношением H3BO3/Na2O, равным 2,74, который был снова доведен до объема с добавлением гидрата окиси натрия перед тем, как рециркулироваться в реакцию.
Цикл повторялся 100 раз, первый цикл начинался с синтетического маточного раствора, содержащего примеси, имеющиеся в перуанском улексите, и вся система достигала равновесия после 20 циклов.
Claims (3)
1. Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья, включающий его контактирование с раствором неорганического реагента, отделение борсодержащей жидкой фазы от кальцийсодержащей твердой фазы, отличающийся тем, что контактирование исходного сырья осуществляют с циркулирующим маточным раствором с массовым соотношением в нем H3BO3 Na2O, равным 1,5 3,5 1, при температуре контактирования 120-200oC, поддерживая рН в полученной суспензии 9 12, суспензию фильтруют с отделением бората кальция в качестве твердой фазы от фильтрата бората натрия, борат натрия выделяют из фильтрата кристаллизацией, причем в маточный раствор после кристаллизации добавляют гидроксид натрия до достижения заданного соотношения H3BO3 и Na2O и направляют его на контактирование с исходным сырьем.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что рН в суспензии поддерживают равным 11 12 и массовое соотношение H3BO3 Na<Mv>2<O> в циркулирующем маточном растворе, равным 2,0 2,5 1.
3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что кристаллизацию бората натрия проводят, выдерживая раствор при 30oC, выкристаллизовывая при этом декагидрат бората натрия.
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
IT20590 | 1990-06-08 | ||
IT02059090A IT1248710B (it) | 1990-06-08 | 1990-06-08 | Procedimento per la disgregazione del minerale boronatrocalcite in ambiente alcalino per la produzione di borato di sodio e borato di calcio |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2065399C1 true RU2065399C1 (ru) | 1996-08-20 |
Family
ID=11169258
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU914895620A RU2065399C1 (ru) | 1990-06-08 | 1991-06-07 | Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья |
Country Status (13)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0460568B1 (ru) |
CN (1) | CN1029831C (ru) |
AR (1) | AR242939A1 (ru) |
AT (1) | ATE117660T1 (ru) |
BR (1) | BR9102381A (ru) |
DE (1) | DE69106935T2 (ru) |
DK (1) | DK0460568T3 (ru) |
ES (1) | ES2067801T3 (ru) |
GR (1) | GR3015793T3 (ru) |
IT (1) | IT1248710B (ru) |
PE (1) | PE18667391A1 (ru) |
RU (1) | RU2065399C1 (ru) |
TR (1) | TR26278A (ru) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN1315727C (zh) * | 2004-12-23 | 2007-05-16 | 大连理工大学 | 石灰法分解钠硼解石矿粉制造硼酸钙 |
CN1321888C (zh) * | 2005-01-10 | 2007-06-20 | 大石桥市硼制品厂 | 用钠硼解石制造硼酸钙的方法 |
TWI383958B (zh) * | 2005-01-28 | 2013-02-01 | Nippoh Chemicals | Wastewater treatment methods |
CN100339303C (zh) * | 2006-05-22 | 2007-09-26 | 大连理工大学 | 用硼钠钙石水热法制造含硼化合物及其综合利用 |
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. |
CN103011187B (zh) * | 2012-12-14 | 2014-12-03 | 陕西师范大学 | 纳米级CaO·3B2O3·4H2O的制备方法 |
Family Cites Families (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR1508966A (fr) * | 1966-06-10 | 1968-01-12 | Electrochimie Soc | Procédé de traitement d'ulexite |
ES389853A1 (es) * | 1970-04-30 | 1973-06-01 | Ferro Corp | Procedimiento para la produccion de pentaborato de sodio a partir de mineral ulexita. |
AT346280B (de) * | 1975-03-13 | 1978-11-10 | Treibacher Chemische Werke Ag | Verfahren zur herstellung von metaboratloesungen |
DD135185A1 (de) * | 1977-11-09 | 1979-04-18 | Sonja Koppe | Verfahren zur gewinnung von borverbindungen aus borhaltigen erzen |
PL124292B1 (en) * | 1979-09-26 | 1983-01-31 | Inst Chemii Nieorganicznej | Method of manufacture of boric acid from boron-sodium-calcium ulexite ore |
US4270944A (en) * | 1980-01-11 | 1981-06-02 | Owens-Corning Fiberglas Corporation | Method for producing calcium borates |
-
1990
- 1990-06-08 IT IT02059090A patent/IT1248710B/it active IP Right Grant
-
1991
- 1991-06-03 ES ES91109022T patent/ES2067801T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-03 AT AT91109022T patent/ATE117660T1/de not_active IP Right Cessation
- 1991-06-03 DE DE69106935T patent/DE69106935T2/de not_active Expired - Fee Related
- 1991-06-03 EP EP91109022A patent/EP0460568B1/en not_active Expired - Lifetime
- 1991-06-03 DK DK91109022.3T patent/DK0460568T3/da active
- 1991-06-04 PE PE1991186673A patent/PE18667391A1/es not_active Application Discontinuation
- 1991-06-06 TR TR91/0589A patent/TR26278A/xx unknown
- 1991-06-07 BR BR919102381A patent/BR9102381A/pt not_active IP Right Cessation
- 1991-06-07 RU SU914895620A patent/RU2065399C1/ru active
- 1991-06-07 AR AR91319885A patent/AR242939A1/es active
- 1991-06-07 CN CN91104633.XA patent/CN1029831C/zh not_active Expired - Fee Related
-
1995
- 1995-04-17 GR GR950400923T patent/GR3015793T3/el unknown
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
1. Kirk - Othmer, Encyclopedia of Chemical Technology, 2 nd Edition, 1964, 3 Rd vol., p. 629. * |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
BR9102381A (pt) | 1992-01-14 |
DE69106935T2 (de) | 1995-05-24 |
EP0460568A2 (en) | 1991-12-11 |
CN1058003A (zh) | 1992-01-22 |
IT9020590A1 (it) | 1991-12-08 |
GR3015793T3 (en) | 1995-07-31 |
ES2067801T3 (es) | 1995-04-01 |
PE18667391A1 (es) | 1991-11-27 |
AR242939A1 (es) | 1993-06-30 |
IT9020590A0 (ru) | 1990-06-08 |
CN1029831C (zh) | 1995-09-27 |
ATE117660T1 (de) | 1995-02-15 |
EP0460568A3 (en) | 1992-10-14 |
DK0460568T3 (da) | 1995-03-20 |
EP0460568B1 (en) | 1995-01-25 |
TR26278A (tr) | 1995-02-15 |
IT1248710B (it) | 1995-01-26 |
DE69106935D1 (de) | 1995-03-09 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN105271347B (zh) | 一种利用毒重石‑钡解石工业废渣制备高纯度钡盐的方法 | |
JP3976832B2 (ja) | 2−ケト−l−グロン酸の単離方法 | |
US4177242A (en) | Method of obtaining pure alumina by acid attack on aluminous minerals containing other elements | |
CN104891549A (zh) | 一种以毒重石为原料生产氯化钡的工艺 | |
CN114538471B (zh) | 一种硫酸钠-氯化钠混合盐综合利用的方法 | |
RU2065399C1 (ru) | Способ извлечения бора в виде боратов из улекситового сырья | |
CN105366701B (zh) | 一种连续生产铯铷矾和钾明矾的工艺 | |
US2895794A (en) | Process for recovering potassium values from kainite | |
US3751560A (en) | Multi-stage process for the preparation of sodium bicarbonate | |
US3005684A (en) | Process for making ammonium bifluoride | |
US2753242A (en) | Process for the separation of sodium sulfate from an intermixture of crystals of sodium sulfate and sodium chloride | |
CN208732632U (zh) | 碳酸氢钠的生产设备 | |
US5268154A (en) | Process for disaggregating boronatrocalcite ore in an alkaline medium for the production of sodium borate and calcium borate | |
RU2105717C1 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
US4022871A (en) | Process for the fabrication of sodium bicarbonate and boric acid from borosodium ores | |
US3103412A (en) | Filter | |
RU2107028C1 (ru) | Способ непрерывного получения сульфата калия из сульфата натрия | |
US2418372A (en) | Purification of caustic soda and production of caustic compound | |
RU2161125C2 (ru) | Способ получения сульфата калия | |
CN104229815B (zh) | 一种以硝酸处理钠硼解钙石矿或硼镁矿制备硼酸和硝酸钠的方法 | |
CN1116184A (zh) | 一种生产低盐重质纯碱的固相水合法 | |
SU1105466A1 (ru) | Способ получени сульфатных калийно-магниевых солей | |
JPH0455309A (ja) | 粒状メタケイ酸ナトリウム含水結晶の製造方法 | |
US2540648A (en) | Process for recovering sodium bicarbonate and sodium borate from a complex brine | |
RU2104936C1 (ru) | Способ получения сульфата магния |