SU519398A1 - Способ получени бората аммони - Google Patents

Description

1

Изобретение относитс  к технологии получени  борных соединений, широко примен емых во многих отрасл х промышленности, например в производстве стекла, эмалей, твердых сплавов, в химической, пиш.евой и других отрасл х.

В частности, кристаллический тетраборат аммони  может служить удобным промежуточным продуктом дл  получени  борного ангидрида , боратов И1,елочных и других металлов , борной кислоты, пербората натри  и других бОрОПрОДуКТОБ.

Известны способы получени  кристаллического бората аммони  из боркальцийсодержаШ .ИХ руд, основанные на разложении боркальдийсодержащих руд растворами углеаммонийных солей или смесью газообразного аммиака и углекислоты при температуре от комнатной до 90-95°С с последующим отделением полученных растворов бората аммони  от твердой фазы и кристаллизацией бората аммони  при охлаждении раствора.

Получение кристаллического бората аммони  этими способами возможно из руд, богатых по бору, например типа колеманита, содержащих 30-40% ВзОз. При переработке более бедных, например датолитовых и данбуритовых , руд, содержащих 8-14% В2Оз, получают растворы бората аммони  низкой концентрации, из которых кристализаци  бората аммони  путем охлаждени  растворов затруднительна из-за относительно высокой растворимости бората аммони . В этом случае дл  кристаллизации бората

аммони  необходимо производить упаривание раствора или, например, аммонизировать раствор газообразным или жидким аммиаком, что позвол ет вести процесс кристаллизации с высоким выходом кристаллов из растворов

относительно низкой концентрации.

Таким способом могут перерабатыватьс  на борат аммони  прокаленна  датолитова  или данбуритова  руды, или другие боркальцийсодержащие руды.

Известен способ получени  бората аммони  путем прокаливани  датолитовой или других боркальцийсодержащих руд, мокрого измельчени  с раствором борной кислоты концентрацией 0,2-2,5% В2Оз с последующей обработкой полученной пульпы растворами углеаммонийных солей при стехиометрическом количестве или их недостатке (в расчете на ВгОз в руде) и при подаче углекислоты в процессе разложени  в количестве не менее 2-х кратного избытка в расчете на содержание В2Оз в руде. Далее отдел ют раствор от шлама, кристаллизацией выдел ют из раствора борат аммони  и отдел ют его от маточного раствора .

Известный способ имеет следующие основные недостатки:

наличие в прокаленной руде свободной окиси кальци  способствует разложению углеаммонийных солей с выделением свободного аммиака , что кроме дополнительных потерь аммиака приводит к снижению извлечени  ВгОз в раствор при разложении прокаленной руды углеаммопийными сол ми даже при одновременной подаче в процессе разложени  углекислого газа;

недостаточно полное извлечение ВаОз в раствор;

из-за низкой концентрации перерабатываемых растворов бората аммони  водный баланс технологического процесса требует выведени  из процесса воды в виде маточных растворов после отделени  кристаллического бората аммони  или других технологических растворов, содержащих значительное количество (1-4%) борного ангидрида, что приводит к потер м В20з.

С целью повышени  выхода продукта предложено пульпу измельченного спека перед обработкой его углеаммонийными сол ми карбонизировать в течение 5-30 мин при температуре 20-90°С.

Целесообразно шлам после отделени  от раствора бората аммони  репульпировать и полученную пульпу обрабатывать углекислым газом при температуре 30-90°С, вз тым в 2,0-3,5-кратном избытке по отношению к борному ангидриду, содержащемус  в шламе, с последующим отделением осадка от фильтрата .

Целесообразно также маточный раствор и/или фильтрат после отделени  шлама в количестве 20-70% обрабатывать известковым молоком и полученный борат кальци  направл ть , например, на стадию обработки руды углеаммонийпыми сол ми.

Обработку шлама углекислотой производ т в 1-5 стадий по противоточной схеме; при этом концентраци  COz в газе может составл ть 8-100%.

Предварительна  карбонизаци  пульпы борсодержащей руды, обработка шлама углекислотой , маточного раствора и/или фильтрата известковым молоком позвол ет увеличить степень извлечени  борного ангидрида в раствор на -20,0%. При этом при обработке маточного раствора и/или фильтрата известковым молоком, растворы после отделени  бората кальци  и отгонки аммиака могут быть использованы в качестве промывной воды на стадии разложени  борсодержащего сырь .

Пример 1. 250 г прокаленной при 100°С датолитовой руды, после мокрого помола содержащей 13,5% ВгОз общего и 12,44% БаОз в углекислоторастворимой форме, и 8 г 90%ного СаО, репульпируют 903 г раствора, содержащего 1,65% ВаОз в виде борпой кислоты , и карбонизируют в лабораторной флотокамере в течение 10 мин при 70°С 30%-ны1М

углекислым газом, вз тым в количестве 36,2 литра.

В результате фильтрации суспензии после карбонизации получают 811 г раствора, содержащего 1,65% В2Оз.

Содержание В2Оз в жидкой фазе до и после предварительной карбонизации не измен етс , что свидетельствует об отсутствии разложени  борсодержащих компонентов спека

руды при карбонизации в приведенных услови х . В цикловых опытах указанный раствор возвращают на репульпацию прокаленной руды перед предварительной карбонизацией, а в промышленных услови х его целесообразно

подавать на стадию мокрого измельчени .

Кек после фильтрации карбонизированной суспензии, содержащей 72 г жидкой фазы, репульпируют 831 г раствора тетрабор та аммони , содержащего 1,93% , в полученную суспепзию ввод т 18,6 г углеаммонийной соли (в пересчете на 100% (ЫН4)2СОз) и при 75°С в течение 60 мин в лабораторной флотокамере провод т разложение с одновременной подачей в процессе разложени  30%-ного

углекислого газа, вз того в количестве 45,8 л. В результате фильтрации пульпы после разложени  получают 857,8 г раствора, содержащего 4,6% В2Оз и 1,2% NH4+, что соответствует степени извлечени  В2Оз в раствор 71,5%

от содержани  его в спеке в углекислоторастворимой форме.

Пример 2. 258 г материала, состо щего из 250 г прокаленной при температуре около 1000°С после предварительного обогащени 

в т желых средах датолитовой руды, содержащей после мокрого измельчени  15,66% В2Оз общего и 13,77% В2Оз в углекислоторастворимой форме и 8 г 90%-ного СаО, репульпируют 903 г раствора, содержащего 1,57 ВаОз

в виде борпой кислоты, и карбонизируют в

лабораторной флотокамере в течение 10 мин

при 70°С 30%-ным углекислым газом, вз тым

в количестве 41,2 л.

В результате фильтрации суспензии после

карбонизации получают 839 г раствора, содержащего 1,6 В2Оз, что соответствует переходу В20з в раствор при карбонизации около о;82%. В цикловых опытах указанный раствор

возвращают на репульпацию прокаленной и измельченной руды перед стадией предварительной карбонизации. В промыщленных услови х его целесообразно направл ть на стадию мокрого измельчени .

Как после фильтрации карбонизированной суспензии, содержащей 74,5 г жидкой фазы, репульпируют 986 г раствора тетрабората аммони , содержащего 2,0% В20з, в полученную суспензию ввод т 36,2 г углеаммонийной

соли (в пересчете на 100% (НП4)2СОз), и 45 г шестиводного бората кальци , содержащего 29,9% В20з, что соответствует количеству оборотного бората кальци , получаемого при осаждении его из фильтрата I стадии доразложени  (см. пример 3).

Полученную суспензию обрабатывают в течение 60 мин в лабораторной флотокамере при 58°С 30%-ным углекислым газом в количестве 70,5 л.

В результате фильтрации, полученной после разложени  пульпы, имеют 890 г раствора, содержащего 5,1% В2Оз, что соответствует степени извлечени  В2Оз в раствор 85,9% от содержани  его в спеке в углекислоторастворимой форме.

Пример 3.

Кек, полученный после фильтрации прошедшей разложение пульпы в примере 2, направл ют на доразложение в две стадии углекислотой по противоточной схеме. При этом в проведенных цикловых опытах указанный кек репульпируют фильтратом II стадии доразложени  (количество фильтрата 880 мл, содержание BzOz 0,58%) и при 68°С в течение 60 мин при непрерывной подаче 30% углекислого газа в количестве 24,5 л, провод т доразложение на I стадии. После доразложени  пульпу фильтруют, фильтрат в количестве 878 г с содержанием 1,7% ВаОз нанравл ют на осаждение из него бората кальци . После осаждени  шестиводного бората кальци  из указанного фильтрата известковым молоком по обычному режиму (рН 11,5-12,3; t 22-35°С) суспензию фильтруют, шестиводный борат кальци  возвраш,ают на разложение вместе с прокаленной рудой (как в примере 2), а фильтрат после отделени  бората кальци  в количестве 880 г, содержащий 0,136% В2Оз, после отгонки из него свободного аммиака путем нагревани  направл ют на репульпацию кека после I стадии доразложени . Избыток фильтрата вывод т из схемы.

Кек после I стадии доразложени , репульпированный фильтратом, обрабатывают 30%ной углекислотой, подаваемой в количестве 14,1 литра в течение 60 мин, при температуре 58°С, в лабораторной флотокамере. Полученную суспензию фильтруют, фильтрат, содержащий 0,58% В2Оз, направл ют на репульпацию кека перед I стадией доразложени , а шлам вывод т из схемы. При этом содержание В2Оз в углекислоторастворимой форме в выводимом шламе составл ет 0,71%, что соответствует извлечению ВгОз в раствор от содержани  его в углекислоторастворимой форМб в исходной руде около 94,5%.

Раствор, полученный при фильтрации пульпы после разложени  (см. пример 2) направл ют на кристаллизацию из него тетрабората аммони  путем аммонизации по известному способу.

Маточник, полученный после отделени  кристаллов бората аммони  и отгонки свободного аммиака путем нагревани , содержащий около 2% В2Оз, направл ют на репульпацию кека после предварительной карбонизации (см. пример 2), а отогнанный из этого маточника аммиак - на стадию кристаллизации бората аммони  дл  аммопизации раствора.

Claims (3)

1.Способ получени  бората аммони  путем прокаливани  борсодержащей руды, мокрого измельчени  с последующей обработкой пульпы растворами углеаммонийных солей в присутствии углекислого газа, отделени  раствора от шлама, кристализации бората аммони  и отделени  его от маточного раствора, отличающийс  тем, что, с целью повышени  выхода продукта, пульпу перед обработкой углеаммонийными сол ми карбонизируют в течение 5-30 мин при температуре .

2.Способ но п. 1, отличающийс  тем, что шлам репульпируют и полученную пульпу

обрабатывают углекислым газом при температуре 30-90°С, вз тым в 2,0-3,5-кратном избытке но отношению к борному ангидриду, содержащемус  в шламе, с последующим отделением осадка от фильтрата.

3. Способ по пп. 1 и 2, отличающийс  тем, что маточный раствор и/или фильтрат после отделени  шлама в количестве 20-70% обрабатывают известковым молоком и полученный борат кальци  направл ют, например,

на стадию обработки руды углеамонийными сол ми.