Способ получения буры

 

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ БУРЫ, включающий взаимодействие растворов соды и борной кислоты при нагревании и перемешивании с последую-щей кристаллизацией продукта,его от делением фильтрацией и сушкой,о тличающийс я тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения скорости фильтрации и снижения потерь продукта, взаимодействие ведут в потоке водных растворов соды и борной кислоты при окружной скорости 10-12 м/с и полученную смесь диспергируют при разрежении 5-20 мм вод.ст.

(19) (13) СООЗ СОВЕТСНИХ .ШИ

PECflYSËÈН

3(Д) С 01 В 35/12

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPGHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВ(ГОСУДАРСТВЕННЫЙ НОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЙ (21) 3340547/23-26 (22) 11.06.81 (46) 07.08.83 ° Бюл 9 29 (72) Б.Ф.Федюшкин, A.Â.Губанов, A.С.Одерберг,. А.О.Кожевников, A.М.Алехин, Г.Г.Копылов, И.М.Гойзман и Б.З.Кац (53) 661.652(088.8) (56) 1. Берлин A.Е. Производство борной кислоты и борных удобрений.

1950, с.82-90..

2. Позин М.Е. Технология минеральных солей, 1970, т.1,с. 338-341. (54) (57) СПОСОБ ПОЛуЧЕНКЯ БурЦр включающий взаимодействие растворов соды и борной кислоты при нагревании и пеоемешивании с последую-. щей кристаллизацией продукта,его от делением фильтрацией и сушкой,о тл и ч а ю шийся тем, что, с целью интенсификации процесса за счет повышения скорости фильтрации и снижения потерь продукта, взаимодействие ведут в потоке водных растворов соды и борной кислоты при окружной скорости 10-12 м/с и полученную смесь диспергируют при разрежении 5-20 мм вод.ст.

1033434 лежива- . Потери мость, продукта

Влажность кристалло буры после центр фугир вания

Продолжительность фильтрации суспензии буры, с

Окружная скорост м/с одержание ракции 0,2

0,5 мм в отовом проукте

6,8

4,35

4,3

6

8,2

5,9

5,2

5,3

37.

23

19

29,7

40,1

42,2

41,9

11

4,2

g,2

5,2

42,1

Изобретение относится к способу получения соединений бора, а именно буры, используемой в качестве плавня при сварке и пайке металлов, для изготовления стекловолокна, оптического .стекла, химическоЙ посуды, глазурей, эмалей и т.д.

Известен способ получения буры взаимодействием растворов соды с кристаллической борной кислотой при перемешивании при окружной скорости

3-9 м/с в течение 30-60 мин и нагревании при 100ОС. Полученный раствор буры отделяют от шлама, охлаждают до 15-20 С и .направляют в периодически действующие кристаллизаторы, 15 где из раствора кристаллизуется десятиводная бура1 1)..

Недостатком способа является

° малая производительность периодического процесса. 20

Наиболее близким к предлагаемому по технической сущности и достигае-. .мому результату является способ получения буры, включающий взаимодействие водных растворов соды и бор- 25 ной кислоты при нагревании и перемешивании с последующей кристаллизацией продукта. Согласно этому способу нагретые до 90-95 С раст воры соды и борной кислоты подают. в каскадно установленные реакторы непрерывного действия. Полученный раствор выдерживают при 95-100 С и окружной скорости 3-9 м/с в течение 1-1,5 ч, затем подают в непрерывно действующие.кристаллизаторы. Полученный кристаллический продукт отделяют фильтрацией и сушат 21.

Йедостатком .способа является малая интенсивность, процесса вследствие образования мелких 40 кристаллов, что приводит к снижению скорости фильтрации продукта.

Кроме того, реакция образования буры в реакторах проходит лишь на

90-95%. Неполное прохождение реакции 5 .вызывает на дальнейших стадиях обильное вспенивание, кристаллизацию буры на стенках аппаратов и, в конечном итоге, приводит к потере продукта.

Цель изобретения — интенсификация процесса эа счет повышения скорости фильтрации и снижение потерь продукта.

Поставленная цель достигается тем, что согласно способу получения буры, включающему взаимодействие, водных растворов растворов соды и борной кислоты при нагревании и перемешивании с последующей кристаллизацией продукта, его отделением, фильтрацией и сушкой, взаимодействие ведут в потоке водных растворов соды и борной кислоты при окружной скорости 10-12 м/с и полученную смесь диспергируют при разрежении 5-20 мм вод,ст.

Сущность способа заключается в следующем.

При проведении процесса взаимодействия реагентов в прямом токе .при скорости 10-12 м/с процесс синтеза буры практически полностью заканчивается в реакционном объеме ° Поэтому при поступлении полученного раствора буры на стадию кристаллизации не происходит образования и выделения в газовую фазу углекислого газа,образования пены и потерь продукта.

Изменяются условия кристаллизации, идет более интенсивный рост кристаллов. Увеличение размеров кристаллов продукта позволяет интенсифициро.вать процессы отделения продукта и сушки. Улучшаются условия отмывки во дой, качество продукта получают более стабильным.

В табл. 1 и 2 приведены данные, подтверждающие целесообразность выбранных интервалов. При проведении процесса температура растворов борной кислоты и соды составляет 85 С, продолжительность смешения:.реагентов — 2 с.

Таблица 1

1033434

Разрежение, при котором

|диспергируют смесь, мм вод.ст.

15 20 21

4 5 10

Заказ 5543/21 Тираж 471

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Подписное

Филиал ППП Патент,г. Ужгород, ул. Проектная, 4

Как видно из табл. 1, скорость ниже 10 м/с значительно ухудшает по ,казатели процесса, а выше 12 м/с

Потери готового продукта,%

Как видно из табл. 2, разрежение ниже 5 мм вод.ст. вызывает увеличе-. ние потерь из-за того, что образую..щийся СО не успеет ." удалиться иэ

2 раствора, и соответственно снижение скорости химического взаимодействия реагентЬв. При разрежении более 20 мм вод.ст. происходят потери буры, вследствие уноса части раствора углекислый газом.

Пример l. 1950 кг 65%-ного раствора Н ВО и соды (1000 кг крис- 25 таллической И ВО> и 440 кг сухой соды) подают в реактор, где. происходит их взаимодействие при прямом потоке реагентов при окружной скорости 10 м/с::в течение ЗО .0,8 с и полученную смесь дисперги руют .в газовый объем при разрежении. 20 мм вод.ст. Температура сме си 85 С. При этой температуре смесь выдерживают 30 мин. Образовавшийся 35 кристаллический продукт отделяют фильтрацией. Время фильтрации 23 с.

В результате получают .1603 кг/ч десятиводной буры, содержащей 5% гигроскопической влаги. Выход фрак- 4() ции 0,2-0,5 мм 40,1%.Образовавшийся маточный раствор в количестве .

1600 кг/ч с содержанием 3,2% Na2B40> возвращают в голову процесса. Потери готового продукта 4,2%.

Пример 2. 1950 кг 65%-ного раствора борной кислоты и соды (1000 кг кристаллической борной кислоты и 440 кг сухой соды) подают в реактор, где происходит их взаимодействие при прямом потоке реагентов при окружной скорости 11 м/с. в течение 1,5 с и полученную смесь диспергируют в газовый объем при разрежении 10 мм вод.ст. Температура смеси 85 С. При этой температу- 55 ре смесь выдерживают 30 мин.ОбраI

СоставитЕль

Редактор Л.Алексеенко Техред Й,Теп практически не вызывает изменения показателя процесса, но увеличивает энергозатраты.

Таблица 2

6,8 4,4 4.,3 4,3 4,2. 6,3 зовавшийся кристаллический продукт отделяют фильтрацией. Время фильтрации 22 с. В результате получают 1603 кг/ч десятиводной буры, содержащей 5% гигроскопической вла-, ги. Выход фракции 0,2-0,5 мм 42,2%.

:Образовавшийся маточный раствор в количестве 1600 кг/ч с.содержанием

3;2% Ма В4 От возвращают в голову процесса. Потери готового продукта

4,3% °

Пример 3. 1950 кг 65%-ного раствора борной кислоты и соды (1000 кг кристаллической борной кислоты и 440 кг сухой соды) подают в реактор, где происходит их взаимодействие при прямом потоке реагентов при окружной скорости 12 м/с.в течение 2,0 с. Полученную смесь диспер:гируют в газовый объем при разрежении 5 мм вод.ст. Температура смеси

85 С. При этой температуре смесь выдерживают 30 мин. Образовавшийся кристаллический продукт отделяют фильтрацией. Время фильтрации 23 с.

В результате получают 1603 кг/ч десятиводной буры, содержащей 5% гиг-. роскопической влаги. Выход фракции

0,2-0,5 мм.41,9%. Образовавшийся маточный раствор в количестве

1600 кг/ч с содержанием 3,2%

N B4O> возвращают.в голову процесса. Потери .готового продукта 4,4%.

Использование предложенного спо соба позволит значи тельно интенсифицировать процесс за счет повышения скорости фильтрации. Общее время процесса сокращается по сравне-. нию с йрототипом в 2«3 раза, а потери продукта снижаются на 0,8-2,5%.

Кроме того, по предложенному способу получают более стабильный продукт, обладающий меньшей слеживаемостью, В.шаронов ер Корректор A.Çèìoêoñoâ