Способ получения борной кислоты Советский патент 1993 года по МПК C01B35/10 

ел

С

Боратовое сырье, содержащее 10-25% глинистых минералов, подвергают сернокислотному разложению, шлам отфильтровывают от продукционного раствора и последний после фильтрации шлама подвергают двухступенчатой микрофильтрации на трубчатых керамических микрофильтрах: первая ступень - в проточном режиме, а вторая - в режиме концентрирования взвесей до Т:Ж 1:2-4, после чего фильтраты с обеих стадий подают на стадию кристаллизации борной кислоты, а концентрированные примеси - на стадию фильтрации шламов. Производительность фильтрации увеличивается с 830-1790 до 2190- 2320 кг/м2ч, содержание нерастворимого остатка в продукте снижается с 0,035-0,1 до 0,0030-0,0047%. 1 табл.

Изобретение относится к области получения соединений бора, в частности борной кислоты из боратового сырья с содержанием глинистых минералов до 25%.

Цель изобретения - повышение производительности фильтрации шламов и снижение содержания примесей в продукте при переработке боратового сырья с содержанием глинистых минералов 10-25%.

Сущность предлагаемого изобретения состоит в следующем. При осуществлении известного способа получения борной кислоты из руд с содержанием глинистых минералов 10-25% значительно снижается скорость фильтрации шламов. Существенно возрастает при этом и проскок взвесей, в результате чего качество товарной борной кислоты по нерастворимому остатку ухудшается. При этом улучшение одной из характеристик приводит к пропорциональному ухудшению второй. Так, например,

производительность фильтрации шламов может быть увеличена за счет использования фильтрующего материала с большим размером пор. Однако при этом пропорционально возрастает проскок более мелких частиц глинистых минералов. В предлагаемом способе получения борной кислоты из руд с содержанием глинистых минералов 10-25% предусмотрена двухстадийная микрофильтрация взвесей,

Микрофильтрационная очистка продукционных растворов от взвесей осуществляется на трубчатых керамических микрофильтрах с диаметром пор 20-70 мкм. Первая ступень микрофильтрации осуществляется в проточном режиме и позволяет осуществить очистку от взвесей 50-60% продукционного раствора. Концентрат с первой ступени микрофильтрации поступает на вторую ступень микрофильтрацион- ной очистки, которая осуществляется в

V|

ю о со ел о

OJ

режиме концентрирования взвесей и позволяет отфильтровать дополнительно 35-45% продукционного раствора. Конечный концентрат, имеющий Т:Ж 1:2-4, направляется на стадию фильтрации шламов, где происходит его фильтрование через слой шлама. Это обеспечивает очистку концентрата от основной массы взвесей. Наличие двухстадийной микрофильтрационной очистки продукционного раствора от взвесей позволяет, кроме того, использовать на стадии фильтрации шламов фильтрующие материалы с большим размером пор, что позволяет значительно повысить производительность фильтрации шламов.

Показатели предлагаемого способа и прототипа приведены в таблице. В таблице приведены также данные, характеризующие влияние содержания глинистых минералов в сырье и Т:Ж в конечном концентрате микрофильтрации на производительность фильтрации шламов и содержание нерастворимого остатка в товарной борной кислоте. Из таблицы следует, что концентрирование взвесей при микрофильтрационной очистке продукционных растворов до Т:Ж менее 1:4 не приводит практически к повышению производительности фильтрации шламов и снижению нерастворимого остатка в товарной борной кислоте. Концентрирование взвесей до Т:Ж более 1:2 приводит к значительному уменьшению производительности фильтрации шламов и повышению нерастворимого остатка в товарной борной кислоте.

Пример 1. 1000 кг боратовой руды, содержащей 10,5% ВаОз, 5% МдО, 10% глинистых минералов разлагают 250 кг серной кислоты в присутствии 2500 кг маточного раствора со стадии фугования борной кислоты, содержащего 2% В20з и 4,5% МдО, 685 кг промводы шламов с содержанием 1,7% ВаОз и 3% МдО, 370 кг промводы борной с содержанием 2% ВаОз и 1,5% МдО. По окончании разложения пульпу фильтруют для отделения шлама. Шлам промывают 600 кг горячей воды и выводят в отвал.в количестве 1010 кг. Промывную воду щлама в количестве 685 кг подают на разложение. Продукционный раствор с содержанием 4,3% ВаОз, 4% МдО и остаточным содержанием взвесей 0,58% подается на 1 стадию микрофильтрации на керамических фильтрах с размером пор 20 мкм. Фильтрат в количестве 2495 кг подается на стадию кристаллизации борной кислоты, а концентрат в количестве 1325 кг с содержанием взвесей 1,7% поступает на 2 стадию микрофильтрации -концентрирование взвесей, откуда с конечным содержанием 20% твердого (Т:Ж 1:4) подается на стадию фильтрации шламов в количестве 110 кг. Фильтруют в количестве 1215 кг соединяется с фильтратом 1 стадии микрофильтрации и

подается на кристаллизацию. Суспензию борной кислоты в количестве 3400 кг подают на стадию фугования. Маточный раствор в количестве 2500 кг подают на стадию разложения и в количестве 660 кг выводят из

0 процесса на специальную переработку. Борную кислоту промывают водой в количестве 300 кг и затем сушат, получая 150 кг готового товарного продукта. Промводу борной в количестве 370 кг подают на раз5 ложение сырья.

Производительность фильтрации шламов - 2320мг/м2ч.

Содержание нерастворимого остатка в борной кислоте 0,0030%.

0 Пример 2. 1000 кг боратовой руды, содержащей 10,5% В20з5% МдО, 15% глинистых минералов разлагают 250 кг серной кислоты в присутствии 2500 кг маточного раствора со стадии фугования борной кис5 лоты, содержащего 2% В20з и 4,5% МдО , 685 кг промводы шламов с содержанием 1,7% ВаОз и 3% МдО, 370 кг промводы борной с содержанием 2% В20зи 1,5% МдО. По окончании разложения пульпу фильтруют

0 для отделения шлама. Шлам промывают 600 кг горячей воды и выводят в отвал в количестве 1010 кг. Промывную воду шлама в количестве 685 кг подают на разложение. Продукционный раствор с содержанием

5 4,3% В20з, 4% МдО и остаточным содержанием взвесей 0,75% подается на 2 стадию микрофильтр ации на керамических фильтрах с размером пор 40 мкм. Фильтрат в количестве 2495 кг подается на стадию кри0 сталлизации борной кислоты, а концентрат в количестве 1325 кг с содержанием взвесей 2,1 % поступает на 2 стадию микрофильтрации - концентрирование взвесей, откуда с конечным содержанием 26% твердого (Т:Ж

5 1:3) подается на стадию фильтрации шламов в количестве 110 кг, Фильтрат в количестве 1215 кг соединяется с фильтратом 1 стадии микрофильтрации и подается на кристаллизацию, Суспензию борной кислоты в

0 количестве 3400 кг подают на стадию фугования. Маточный раствор в количестве 2500 кг подают на стадию разложения и в количестве 660 кг выводят из процесса.на специальную переработку. Борную кислоту

5 промывают водой в количестве 300 кг и затем сушат, получая 150 кг готового товарного продукта. .Промводу борной в количестве 370 кг подают на разложение сырья. Производительность фильтрации шламов ,2290кг/м

Содержание нерастворимого остатка в борной кислоте 0,0032%.

П р и м е р 3. 1000 кг боратовой руды, содержащей 10,0% В20з5% МдО, 25% глинистых минералов разлагают 250 кг серной кислоты в присутствии 2500 кг маточного раствора со стадии фугования борной кислоты, содержащего 2% ВаОз и 4,5% МдО, 685 кг промводы шламов с содержанием J,7% В20з и 3% МдО, 370 кг промводы борной с содержанием 2 %В20з и 1,5% МдО. По окончании разложения пульпу фильтруют для отделения шлама. Шлам промывают 600 кг горячей воды и выводят в отвал в количестве 1010 кг. Промывную воду шлама в количестве о85 кг подают на разложение. Продукционный раствор с содержанием 4.3% ВаОз и 4% МдО и остаточным содержанием взвесей 0,95% подается на 1 стадию микрофильтрации на керамических фильтрах с размером пор 70 мкм. Фильтрат в количестве 2495 кг подается на стадию кристаллизации борной кислоты, а концентрат в количестве 1325 кг с содержанием взвесей 2,8% поступает на 2 стадию микрофильтрации - концентрирование взвесей, откуда с конечным содержанием 33% твердого (Т:Ж 1:2) подается на стадию фильтрации шламов в количестве 110 кг. Фильтрат в количестве 1215 кг соединяется с фильтратом 1 стадии микрофильтрации и подается на кристаллизацию. Суспензию борной кислоты в количестве 3400 кг подают на стадию фугования. Маточный раствор в количестве 2500 кг подают на стадию разложения и в количестве 660.кг выводят из процесса на специальную переработку. Борную кислоту промывают водой в количестве 300 кг и затем сушат, получая 145 кг

готового товарного продукта. Промводу борной в количестве 370 кг подают на разложение сырья. Производительность фильтрации шламов

2190кг/м2ч.

Содержание нерастворимого остатка в борной кислоте 0,0047%.

Предлагаемый способ в сравнении с известным позволяет повысить производительность фильтрации шламов до 2190- 2320 и снизить содержание нерастворимого остатка до 0,003-0,0047 % в товарной борной кислоте при переработке боратового сырья с содержанием глинистых

минералов 10-25%.

Ф о р м у л а и з о б р ё т е н и я Способ получения борной кислоты, включающий сернокислотное разложение боратового сырья, фильтрацию шлама, кристаллизацию из продукционного раствора борной кислоты, ее отделение, промывку и сушку, о т л и чающийся тем, что, с целью повышения производительности фильтрации шлама и снижения содержания примесей в продукте при переработке боратового сырья с содержанием глинистых минералов , продукционный раствор предварительно подвергают микрофильтрационной очистке от механических примесей на трубчатых керамических элементах в две стадии: сначала - в проточном режиме, а затем - в режиме концентрированна примесей до соотношения твердой и жидкой фаз 1:2-4 с подачей объединенного фильтрата с обеих стадий на кристаллизацию борной кислоты, а концентрированных примесей после второй стадии фильтрации - на стадию фильтрации шламов.