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

(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ВОРСОДЕРЖАЩЕГО СЫРЬЯ

Изобретение относится к технологии переработки борсодержащего сырья на борную кислоту и бораты, примениемае в химической, стекольной, керамической и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ получения борных соединений путем перевода борсодержащего сырья в кислоторастворимую форму его плавлением за счет тепла топочных газов, подаваемых с темпе1 атурой 1100-1 и со скоростью 30-150 м/с, охлаждения плава, его раз ложен }кислотой и последую1Е|его ВЁщеления бора в виде борной кисло1 ты или боратов, осуществляемого по известным схемам (например льтрованием, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой) }.

Недостатками известного способа являются потери бора в газовую фазу при термической обработке (5-7%), необходимость использования серной или других минеральных кислот для вскрытия борного сырья и многостадийность процесса.

Известен также способ переработки борсодержащего сырья на борную кислрт - путем термического разложения его пря 1350-2000 С в токе топочных

газов, содержащих в качестве восстановителя 2,5-20% окиси углерода, с извлечением бора-в газовую фазу, из которой его затем выделяют в конечный продукт известными приемами 2.

Недостатками известного способа являются низкая концентрация бора в газовой фазе (0,5-1,2% ), приводящая к значительным затратам на

10 выделение его из газовой фазы и переработку в тверддый конечный продукт, . и необходимость использования восстановительного агента, что обусловливает установку специального газо15генератора.

Наиболее близким по технической сущности и достига««ому результату к предлагаемому является способ, по которому переработку борсодержащего

20 сырья на соединения бора осуществляЪт путем обработки водяным паром при 950-1200 С с извлечением . бора в газовую фазу и с последующим его выделением в виде борной кислоты

25 или боратов, осуществляемым известными приемами (например конденсацией, упаркой, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой)3.

Однако извлечение бора в газовую

30 $азу протекает крайне медленно (8IB ч) f a выделение его из слабоконцентрированной паровой смеси характе ризуется значительными энергетическими и капитальными затратами. Цель изобретения - -интенсификацяя процесса. Поставленная цель достигается тем что борсодержащее сырье подвергают :те1 О1ческой обработке в присутствии водяного пара при 1000-2000 С с извлечением бора в газовую фазу и по,следующим выделением его в конденсированную фазу в электрическом поле с напряженностью 200-15000 В/м при подаче на 1 кг сырья 0,5-50 нм парогазовой смеси или водяного пара с парциальным давлением последнего -0,1-10 ат. Использование предлагаемого метод позволяет обеспечить высокую степень извлечения бора из борсодержаще о сырья как в газовую фазу, так и в конечный продукт. Зависимость показателей переработки данбуритового сырья{18,4% От напряженности электрического, поля .{расход водяного пара - 10 нм на il кг борсодержащего сырья, время про цесса - 30 мин, конечный продукт ;борная кислота) показана в табл. 1. Зависимость степени гидротемического извлечения бора из данбуриjTo oro сырья (18,4% ) от расхода водяного пара при напряженности элек трического поля 10000 В/м, времени проведения процесса 30 мин и температуре ISOO C представлена в табл. Зависимость степени извлечения бора в газовую фазу из данбуритовог сырья (18,4% BgOj) от давления водяного пара (напряженность электричесТемператураpacnj aaa, °С 1000 1060 Степень извлечения бора из оарья в газовую фазу, % Концентрация бора в газовой фазе (в перебчете на ) , 0,04 1,22 вес. % Выход бора в конечный продукт,,%

Плавления не наблюдается.

Наблюдается разрушение футеровки реактора. кого ПОЛЯ - 10000 В/м, время проведения процесса - 30 мин, температура - 1500°С, расход парогазовой смеси - 8,0 «г на 1 кг борсодержащего сырья) показана в табл. 3. П р.и м е р. 100 г данбуритовой руды (18,0% BgOg) загружают в трехфазную электрическую печь. Процесс ведут при напряженности электрического поля 15000 В/м при 1J500 C и давлении 1 ат в среде водяного пара. За 30 Мин при барботгике через расплав 608 г водяного пара (,5 нм /кг расплава) в газовую фазу вьщеляется 95% бора, содержащегося в сырье. Паровую смесь, содержащую л 5% бора в пересчете на , нацело конденсируют. Из упаренного конденсата кристаллизацией выделяют бор в виде борнрй кислоты. Использование предлагаемого способа переработки борных руд характеризуется большей экономичностью по сравнению с известными методами. В предлагаемом методе на 20-35% снижаются капитальные затраты, на 510% энергозатраты, что достигается эа счет упрощения технологической схемы и за счет уменьшения объема оборудования для вьщеления бора из газовой фазы. Уменьшение энергетических и капитальных затрат в предлагаемом способе достигается также за счет увеличения выхода бора в конечный продукт, что благоприятно сказывается на нормах расхода сырья, трудовых затратах и пр. В результате внедрения предлагаемого способа себестоимость борной продукции по сравнению с известнь 4и методами снижается на 20-35%. Таблица 1800 350 98 ,07 Показатели процесса Степень гидротермического извлечения бора, % Концентрация бора (в пересчете на В2Оз),вес. % 104,05 Давление водяного 0,05 0,1 пара, ат. Степень извлечения бора в газовую фазу из борсодержащего сырья, V

Общее давление паровоздушной смеси - 1 ат. Чистый водяной пар.

Формула изобретения

Таблида2

50

ТаблицаЗ

.10 ат. в количестве 0,5-50 нмна1 кг сырьн.

Источники янфор«ацниг принятые во внимание при эк ергаэе

40 (прототип). Количество подаваемого водяного пара, IZZfZIl nLIjE IjEI расплава 9696 2,12 1,09 0,55 0,44 1,0 10 15