Способ получения бора Советский патент 1992 года по МПК C01B35/02 

Предлагаемое изобретение относится к неорганический химии, в частности, к способам получения элементарнее бора, который может использоваться в химической промышленности и порошковой металлургии,

Целью изобретения является повышение выхода продукта и увеличение гроизво- дигельности процесса.

Пример. Готовят шихту из порошков оксиде бора - В20з содержание основного вешества 98,5%, размер част/ц до 310 мкм 47 г(47мас.%),мап1ия МПФ-3 ГОСТ-5001-78 52,2 г (52,5%, сажи О.Е г (0,5 мас.%). TI-J.T- тельно перемешаннуо смесь пг)рошков помещают в рьактор СВС-20. Пооцасс проводят в атмосфере аргона при 0,1 МПа. Инициирование реакции проводят с помощью нагретой вольфрамовой спирали, ио- здающей температуру, достаточную для и.ггьнсиьнсго взаимодействия исходных компонентов и в дальнейшем процессе их

взаимодействие происходит за счет тепла, выделяющегося в реакции.

Через несколько минут (10-15) после окончания взаимодействия компонентов шихты е режима горения полученную смесь бора и оксида магния выгружают из реактора. Бор извлекают из продукта взаимодействия с .помощью известной химической обоаботки (кислотная обработка, промывка в воде, фильтрация). Длительность обработки 2,5 часа.

Выход элементарного бора 99%. Производительность процесса 1,6 кг/час.

Примеры 2-8 проводят аналогично примеру 1 и приведены в таблице.

Содержание углерода менее 0,2 мас.% не приводит к существенному эффекту, а при содержании его в шихте более 1 мас.% в продукте горения (в целевом продукте) остается карбид бора. Очистка целевого продукта от карбида бора усложняет процесс получения бора.

со

с

х|

VI

О Ю XI

О

При содержании в шихте кислородсодержащего соединения бора 43 мас.% в продукте образуются бориды магния, появление которых вызывает снижение выхода целевого продукта,

При содержании в шихте кислородсодержащего соединения бора более 57,0 мас.%, в результате его избытка в продукте остается часть непрореагировавшего бор- содержащего компонента, в результате чего снижается производительность и выход целевого продукта.

При содержании в шихте магния менее 42,8 мас,% из-за избытка борсодержащего компонента в продукте остается непрореагировавший борсодержащий компонент, что снижает выход целевого продукта и производительность процесса.

При содержании в шихте магния более 56,0 мас.% в результате интенсивного его испарения происходит затухание: фронт горения не распространяется по всему образцу, т.е. часть шихты остается прореагировавшей, что снижает производительность процесса и выход целевого продукта.

При давлении среды менее 0.1 МПа бурное испарение исходных компонентов приводит к прекращению распространения процесса по всему реакционному объему, т.е. часть шихты остается непрореагиров ашей, что и снижает производительность процесса и выход целевого продукта.

При давлении аргона или воздуха более 2,0 МПа затрудняется достаточное разложение боридоь магния, а также выделение таких летучих газов, как СО У,

СОа. В результате этого в процессе остается большая часть нежелательных примесей, что снижает выход целевого продукта и производительность процесса.

При выходе соотношения оксида бора и

борной кислоты за пределы 1:0.05 - 1,0 в процессе синтеза во фронте горения могут образовываться участки с избытком борсодержащего компонента, либо металла восстановителя, что ведет к образованию борида магния и снижает выход целевого продукта и производительность процесса.

Данное изобретение позволяет повысить выход продукта с 50% до 98-99% и

увеличить производительность процесса с 1,0 кг/час до 1,6-1,7 кг/час.

Формула изобретения

1.Способ получения бора, включающий термообработку смеси кислородсодержащего соединения бора, магния и углерода на воздухе или в атмосфере аргона с последующим кислотным выщелачиванием продукта, отличающийся тем, что, с целью повышения выхода продукта и увеличения

производительности процесса кислородсодержащее соединение бора берут в количестве 43,0-57,0 мас.%, магний - 42,8-56,0 мас.%, углерод - 0,2-0,1 мас.% и термообработку смеси проводят в режиме горения

под давлением 0,1-2,0 МПа,

2.Способ по п.1,отличающийся тем, что в качестве кислородсодержащего соединения бора используют оксид бора, или борную кислоту или их смесь при массовом соотношении 1:(0,05-1,0) соответственно.

Изобретение относите к облгс-ти наор- ганической химии, в частности, к способам по: - бора. Готовят шихту из порошков, мас.%: yniepOA(,2-1, магний 42,8-45,0, оксид бора и - или, борная кислота 43,0-57,0 и прссодят ее термообработку в режиме го- рен ия на воздухе либо в среде аргона под давлением 0,1-2,0 Mils. Соотношение окси- дч бора и борной кислоты в случае исполь- .элвъния их смеси берут равным 1:0,05-1,0. После окончания взаимодействия (10-15 мин) полученную смесь выгружают из реактора и по/гзйргают кислотному выщелачива- .и:о. Изобретение позволяет повысить CL;XOA продукта с Ь0% до и увеличить производительность процесса с 1,0 кг/час ;о 1,6-1,7 кг/час. 1 з.п ф-лы, 1 табл.