Способ переработки данбуритового сырья Советский патент 1983 года по МПК C01B35/10 

.iU

со

4

ю

О5 Изобретение относится к получени соединений бора из данбуритового сы рья, которые находят применение в х мической, стекольной и других отрас лях народного хозяйства. Известен способ переработки данбуритового сырья, включакящй его те Ичвcкyю обработку в присутствии ка боната кальция при 1020 С с последу щим выщелачиванием спека растворами аммонийных сояей и разложением обра зовавшихся боратов аммония на аммиак и борную 11;ислоту Cl J, ° Недостатком этого способа является низкое содержание водорастворимой формы бора в продукте, что пр водит к необходимости использования для вьпцелачивания дорогостоящихаммонийных солей и необходимости утилизации аммиака, образуклцегос при разложении боратов аммония. Наиболее близким к изобрететшю по технической сущности и дос игаемому результату является способ переработки данбуритового сырья, вклю чающий его термическую обработку пр 960-1100 С с последующим выщелачиванием спека серной кислотой 12. Недостатками известного способа .являются низкое содержание водораст воримой формы бора в спеке - 0,51,0%, что приводит к необходимости использования серной кислоты - агрессивной и дефицитной, а также высокая температура процесса. Цель изобретения - повышение содержания водорастворимой формы бора в спеке до 95-98% и снижение температуры процесса до 800-900°С. Поставленная цель достигается те что согласно способу переработки данбуритового сырья, включакнцему ег термическу}о обработку с последующим выщелачиванием спека, сырье предварительно измельчают до крупности 0,074-0,20 мм, а термическую обрабо ку ведут в присутствии карбонатов щелочных металлов, взятых в количестве 0,65-1,40 моль на сумму моль окислов бора и кремния в сырье. Сущность способа заключается в следующем. Размолотое до 0,074-0,2 данбуритовое сырье (руда, концентра смешивают с карбонатами щелочных металлов ( ) , содержание которых в шихте составляет NaaCOstKgCO) О,65-1,40 моль SiO +Bgn-j (в минерале данбурите). Полученную смесь подвергают термической обработке при 800-900°С. Карбонаты щелочных металлов не только взаимодействуют с борсодержащими минералами, образуя водораствориi-fcie соединения бора (метабораты, тетраборагЕл) и кремнекислоты (силикаты натрия), но и необходимы для образования определенного количества жидкой фазы, способствунжцей протеканию реакции в твердой фазе, без наличия которой реакция не идет. Полученные щелочные спеки выщелачиваются водой, причем в раствор избирательно извлекаются щелочнь е соединения бора, примеси остаются в твердом остатке, отпадает необходимость очистки pacfaopa от солей железа, что дает возможность переРабатывать сырье с повышенн1;1м содержанием оксидов железа. В табл, 1 приведены сравнительные данные предложенного и известного способов. Пример. Смесь, состоящую из 50 вес. ч„ данбуритовой руды или концентрата, размолотого до крупности -0,2-fO,i2 мм, -0,074+0,056 мм, -0,056 MMj -0,3+0,2 мм и определенного количества карбоната натрия от 8,8 вес. ч. (0,4 моль) до 29,9 вес.ч, (1,4 моль) или карбоната калия 38,2 вес. ч. (1,4 моль) подвергают термической обработке при 7501000°С. В полученном после термической обработки и охлажденияспеке определяют общее содержание оксида бора (826 общее) и его водорастворимой формы. По отношению этих величин расчитьюают степень разложения сырьй. В табл. 2 приведена зависимость содержания водорастворимой формы бора в спеке и степени разложения сырья от содержания карбонатов щелочных металлов в смеси и крупности исходного сырья. Из табл. 2 следует, что расход карбонатов не должен быть меньше 0,65 моль (cyMNfci молей даибурите), так как в этом случае почти полностью отсутствует жидкая фаза и содержание водорастворимой формы бора в спеке резко падает. Увеличение расхода карбонатов больше 1,4 моль нецелесообразно, так как не ведет к повьшению содержания водорастворимой бора в спеке. При температуре термической обр бо.тки смеси ниже снижается степень разложения сьфья (пример 1 кроме того, при низких температура механизм разложения содой таков, что образуется большое количество водорастворимого соединения силика та натрия, который при выщелачивании спека водой гидролизуется и в раствор переходит кремнекислота, з грязняя раствор. Вьше 900 С образуется расплав, степень разложения снижается (пример 17). Измельченная до класса О,2 мм руда или концентрат не спекается. 26 степень разложения сырья остается на низком уровне (пример ll). Измельченное до класса Ч),056 мм сырье сильно оплавляется, степень разложения резко снижается (пример 12 и 14). Предлагаемый способ позволяет повысить содержание водораствори мой формы бора в спеке с 0,5-1,0 до 95-98%, снизить температуру термической обработки с 960-1 100с.до 800-900 С при сохранении высокой степени разложения сырья 95-98% и, кроме того, дает возможность перерабатывать трудноразлагаемые данбуритовые руды с повышенным содержанием примесей. Таблица 1 ,

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТШ ДАНБУРИТОВОГО СЫРЬЯ, включающий его терми1 ческую обработку с последующим выщела(чиванием спека, отличающийс я тем,что,с целью повышения содержания водорастворимой форкы бора в спеке и снижения температуры процесса, сырье предварительно измельчают до крупности 0,074-0,20 мм, а термическую обработку ведут в. присутствии карбонатов щелочных металлов, взятых в количестве 0, моль на сумму моль окислов бора и кремния в сырье.

Содержание в сырье BgO, %

Содержание в сырье Ре,0з, %

Количество щелочтк соединений,

Ыа2СОз, К2СОз

моль В20 jKS i 02

Температура термической обработки, С

Степень разложения сырья, %

Помол сь.фья, мм

Содержание 620 , в водорастворимой форме, %

-0,074+ 13,550,71

0,056

10-17,0

10,3-12,5

9-15,0

9-9,5

0,65-1,40

960-1100

800-900

95-97,0

0,5-1,0 ..Таблица 2

5,16

Продолжение табл. 2