Способ получения бора

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (1!)1 004262 (61) Дополнительное к авт. свид-ву-(22) Заявлено 281?81 (21) 33706 б3/23-26 (54) М.Кл з

С 01 В 35/00 с присоединением заявки ¹

Государственный комитет

СССР но делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 150 83. Бюллетень № 10 (53) УДК 546.27 (088.8)

Дата опубликования описания 150383

Я .".Б.И.Зильберглейт, Н.M.Kap Ю,С. (72) Авторы изобретения. и Э.Д.Шулимович т а%у (71) Заявитель (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БОРА, Изобретение относится к металлургии, а,конкретно к области металло- . термических процессов.

Известен магниетермический способ восстановления барного ангидрида, применяемый для получения бора.при котором измельченный барный ангидрид смешивают с порошкообразным металлическим магнием и проводят восстановление в открытой атмосфере. Образующиеся при восстановлении бораты магния .удаляют иэ спеха кислотным выщелачиванием(1).

К недостаткам данного способа следует отнести низкое извлечение бора из барного ангидрида в конечный продукт, вследствие окисления магния и восстановленного бора кислородом воздуха.

Наиболее близким к изобретению. :по технической сущности .и достигаемому результату является способ получения бора, включающий магниетермическое восстановление барного ангидрида без доступа воздуха и последую- 25 щее кислотное вышелачивание спека(2) .

К недостаткам данного способа получения бора следует отнести сложность технологического процесса, .связанную с необходимостью осуществ- 30 лять его в вакууме или в инертной атмосфере и низкий выход продукта (максимум 85В) °

Целью изобретения является повышение выхода продукта и упрощение процесса.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения бо-. ра, включающему магниетермическое восстановление барного ангидрида и последующее кислотное вьхцелачивание, при чем магниетермическое восстановление ведут в присутствии углерода в количестве 0,15-2,0 мас.%. . Добавки углерода к смеси барного ангидрида с магнием, приводят к существенному увеличению извлечения бора из барного ангидрида и позволяют проводить процесс восстановления на воздухе, что упрощает процесс.

При содержании углерода в шихте менее 0,15 мас.Ъ существенного повышения содержания бора в Выделоченном продукте и извлечении бора в выщелоченный продукт не наблюдается..

В интервале. концентраций углерода в шихте 0,15-2,0 мас.Ж происходит увеличение извлечения бора в конечный продукт до 50%, в этой же области наблюдается максимум на кривой

1004262

Формула изобретения

Составитель Г.Беренштейн

Техред М.тепер Корректор В. Бутяга

Редактор М.Товтин

Заказ 1776/25 Тираж 469 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, Ж-35,. Раушская наб., д. 4/5

Филиал ППП "Патент", г. Ужгород, ул. Проектная, 4 зависимости содержания бора в выщелоченном продукте. Дальнейшее увеличение содержания углерода в шихте .приводит к снижению содержания бора в продукте, тогда как извл-чение бора остается неизменным. 5

Найденную закономерность можно объяснить следующим образом. При нагревании на воздухе смеси борного ангидрида, магния и углерода горение последнего начинается при температуре 550 С, образующийся оксид углерода защищает от окисления кислородом воздуха магний и образующийся в результате восстановления бор.

Кроме того, углерод препятствует 15 связыванию бора в бориды магния, что приводит к уменьшению концентрации магния в выщелоченном продукте.

При увеличении содержания углерода в шихте происходит разбавление ко- -.O нечного продукта углеродом и концентрация бора в продукте падает.

Пример 1. Смесь 50 r борного ангидрида (содержащего 15,7 г бора) крупностью частиц менее 250 мкм

25 и 25 r порошкообразного металлического магния нагревают и тмосфере аргона до 700 С, при которой начинается и далее протекает самопроизвольно реакция восстановления.

После охлаждения продукт реакции кипятят в избытке 20% серной кислоты, нерастворимый осадок промывают дистиллированной водой, сушат при 110 С, взвешивают и анализируют. Масса осадка равна 8,25 г. Осацок содержит, мас.%: бора 85; магния 9; кислород — остальное. Извлечение бора в нерастворимый осадок, представляющий собой черный бор равный 44,6%.

Пример 2. То же количество 4О смеси нагревают на воздухе дс 700 С, продукт реакции подвергают идентичной обработке. Масса осадка 7,.76 г„ состав мас.%." бор — 84,0," магний

8,11; кислород — остальное. Извлече- Я ние бора в черный бор — 41,4%.

Пример 3. K тому же количеству аналогичной смеси добавляют

0,1125 r углерода технического (0,15% углерода от массы смеси) нагрев ших- 50 ты и обработку пррдукта реакции проводят, как в примере 2. Масса осадка равна 8,1 г. Осадок содержит мас.%: бора — 85,00; магния — 7,83 углерода — 1,00; кислород — остал),— ное. Извлечение бора в черный бор—

44,0%.

Пример 4. К тому же количеству аналогичной смеси добавляют 0,75 r сажи (1,0% углерода и массы смесите, Нагрев шихты и обработку продукта проводят идентично примеру 2. Масс» осадка равна 8,8 r. Осадок содержит масс.%: бора — 88,38; магния — 5,0 l, углерода — 4,6; кислород — остальное.

Извлечение бора в продукт - 50%.

Пример 5. К тому же количе тву аналогичной смеси добавляют 1,5 ) r углерода технического (2,0% углерода от массы шихты7. Нагрев шихты и обработку продукта реакции прово,пят аналогично примеру 2. Масса осадка равна 9,67 r. Осадок содержит, мас.%: бора — 81,0; магния — 2,37; углерод — 11,08, кислород — остальное.

Извлечение бора- 49,89%.

Экономический эффект от внедрения способа образуется за счет отказа от применения вакуума и инертной атмссферы . упрощения технологического оборудования, повышения производитель— ности труда и уменьшения расхода ьырья.

Способ получения бора, включаю11ий магнийтермическое восстановление еорного ангидрида и последующее кислстное выщелачивание, о т л и ч а юшийся тем, что, с целью повы1))ения выхода продукта и упрощения процесса, магнийтермическое восстановление ведут в присутствии углерода )i количестве 0,15-2,0 мас.%.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. Самсонов Г.B. и Перминов В.П.

Магниетермия. М., "Металлургия", 1971, с.128.

2. Микулинский A.С. и др. Полу ьение .аморфного бора магниетермическим методом. Труды УНИХИМа, вып. 5.

Л., Госхимиздат, c. 320.