Способ переработки данбуритового сырья

 

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТШ ДАНБУРИТОВОГО СЫРЬЯ, включающий его терми1 ческую обработку с последующим выщела (чиванием спека, отличающийс я тем,что,с целью повышения содержания водорастворимой форкы бора в спеке и снижения температуры процесса, сырье предварительно измельчают до крупности 0,074-0,20 мм, а термическую обработку ведут в. присутствии карбонатов щелочных металлов, взятых в количестве 0, моль на сумму моль окислов бора и кремния в сырье.

COOS СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

1 ) "у

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

1 /

Н АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТНРЫТИЗ (21) 3456687/23-26 (22) 23.06. 82 (46) 23. 10, 83. Бюл. Р 39 . (72) Н.В. Гаркунова, 10.С. Плышевский, Д.П. Кононов, В.И. Боярских и Б.А. Никольский (53) 661.651(088,8) (56) 1. Ожигов Е.П. и:др. Получение борной кислоты из турмалина и данбурита. Химические исследования минерального, растительного и животного сырья Дальнего Востока. Владивосток, 1966.

2. Гаркунова Н.В. и др. Исследова. ние процесса термической обработки данбуритовых руд. Технология борных соединений. Труды УНИХИИа, вып. 40, 1976> с. 24-29 (прототип).

„„SU„„1049426 A (54) (57) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ ДАНБУРИТОВОГО СЫРЬЯ, включающий его терми ческую обработку с последующим выщела чиванием спека, о т л и ч а ю щ и й— с я тем,что,с целью повьпления содержания ноцорастворимой форма бора в спеке и сиикения температуры процесса, сырье предварительно измельчают до крупности 0,074-0,20 мм, а термическую обработку ведут в.присутствии карбонатов щелочках металлов, взятых в количестве 0,65-1,40 моль на сумму моль окислов бора и кремния в сырье.

Полученную смесь подвергают термической обработке при 800-900 С.

Карбонаты щелочных металлов не только взаимодействуют с борсодержащиMH минералами, образуя водорастворимые соединения бора (метабораты, тетрабораты) и кремнекислоты (силикаты натрия), но и необходимы для образования опред енного количества жидкой фазы, способствующей протеканию реакции в твердой фазе, беэ наличия которой реакция не идет.

Полученные щелочные спеки вьгщелачиваются водой, причем в раствор избирательно иэвлекаются щелочные соединения бора, примеси остаются в твердсм остатке, отпадает необходимость очистки расf»3opB от солей железа, что дает возможность лережанием оксидов железа.

В табл. 1 приведены сравнительные данные предложенного и известного способов.

Пример. Смесь, состоящую из

50 вес. ч. данбуритовой руди или концентрата, размолотого до крупности -0,2+0,12 мм„ -0,074+0,056 мм, -0,056 мм, -0,3+0,2 мм и определенного количества карбоната натрия от

8, 8 вес. ч . (0,4 моль ) до 29,9 вес.ч. (1,4 моль) или карбоната калия

38,2 вес. ч ° (1,4 моль) подвергают термической ооработке при 7501000 С. В полученном после термической обработки и охлаждения спеке опбора (В20 общее) и его водорастворимой формы. По отношению этих величин расчитыв ают степень разложения сырья.

В табл. 2 приведена зависимость содержания водорастворимой формы бора в спеке и степени разложения сырья от содержания карбонатов щелочных металлов в смеси и крупности исИз табл. 2 следует, что расход карбонатов не должен быть меньше

0,65 моль (суммы молей В20 »» 510 в данбурите), так как в этом случае почти полностЬю отсутствует жидкая фаза и содержание водорастворимой формы бора в спеке резко падает. Увеличение расхода карбонатов больше

1,4 моль нецелесообразно, так как

1 1049426 2

Изобретение относится к получению соединений бора из данбуритового сырья, которые наход»»т применение в химической, стекольной и других отраслях народного хозяйства.

Известен способ переработки данбуритового сырья, включающий его термическую обработку в присутствии карбоната кальция при !020 С с последуюd щим выщелачиванием спека растворами аммонийных солей и разложением образовавшихся боратов аммония на аммиак и борную кислоту Г1 j.

Недостатком этого способа является низкое содержание водорастворимой формы бора в продукте, что приводит к необходимости использования для вьгщелачивания дорогостоящих аммонийных солей и необходимости утилизации аммиака, образующегося >О грабатывать сырье с повьппенним содерпри разложении боратов аммония.

Наиболее близким к изобретению по технической сущности и достигаемому результату является способ переработки данбуритового сырья, включающгп» его термическую обработку при

960-1100 С с последующим выщелачио ванием спека серной кислото" Е2 1.

Недостатками известного способа .являются низкое содержание водорастворимой формы бора в спеке — 0,51,0%, что приводит к необходимости использоваг»ия серной кислоты — агрессивной и деАицг»тной, а также высокая температура процесса.

Цель изобретения — повьппение содержания водорастворимой формы бора ределяют общее содержание оксида в спеке до 95-98% и снижение температуры процесса до 800-900оС, Поставленная цель достигается тем, что согласно способу переработки данбуритового сырья, включающему его термическую обработку с последующим вь»щелачиванием спека, сырье предварительно измельчают до крупности

0,074-0,20 мм, а термическую обработ45 ку ведут в присутствии карбонатов ходного сырья, щелочных металлов, взятых в количестве 0,65-1,40 моль на сумму моль окислов бора и кремния в сырье.

Сущность способа заключается в следующем. Размолотое до 0,074-0,2 мм данбуритовое сырье (руда, концентрат) смешивают с карбонатами щелочных металлов (Ма СО, К CO ), содержание которых в шйхте составляет («

5 г 02+В20 не ведет к повьппению содержания (в минерале данбурите) . водорастворимой формы бора в спеке.

3 1049

При температуре термической обрабо.тки смеси ниже 800 С снижается о степень разложения сырья (пример 15) кроме того, при низких температурах механизм разложения содой таков, что образуется большое количество водорастворимого соединения силиката натрия, который при выщелачивании спека водой гидролизуется и в раствор переходит кремнекислота, загрязняя раствор.

Вьппе 900 С образуется расплав, степень разложения снижается (пример 17).

l5

Измельченная до класса ) 0,2 мм руда или концентрат не спекается, Показатели

Содержание в сырье

8209 7

10, 3-12,5

10-17,0

Содержание в сырье

Ге203 7.

9-9,5

9-15,0

NagC0g, К СОЗ

820 +5 02

0,65-1,40

960-1100

800-900

95-97,0

95-98,0

0,074-0,2

Помол сырья, мм

0,5-1,0

95-98, О

Таблица 2

При мер, У

Класс

Содержание карбоната, MOJIb +MOJIb

Температура тер мической обработки, С крупности мм

Степен Внешний

2 3 дорастворимой форме, Е

820 Общее, Е ра зло- вид жения, Ж

1 850-900 0

13,50 0,60 4,40 Спекшийся, твердью

-0,2+

0,12

5,16

fI

-0,074+ 13,55 0,71

0,056

Количество щелочных соединений, Температура термической обработки, С о

Степень разложения сырья, 7.

Содержание 820 в водорастворимой форме, 7

426 4 степень разложения сырья остается на низком уровне (пример 11).

Измельченное до класса -0,056 мм сырье сильно оплавляется, степень разложения резко снижается (пример

12 и 14).

Предлагаемый способ позволяет повысить содержание водорастворимой hope» бора в спеке с 0,5-1,0 до 95-98Х, снизить температуру термической обработки с 960-1100 С до

800-900 С при сохранении высокой о степени разложения сырья 95-987 и, кроме того, дает возможность перера- батывать трудноразлагаемые данбуритовые руды с повьппенным содержанием примесей. Таблица l.

Предлагаекьп» Известный

Продукт термической обработки!

049426

В2 0 Общее, Х

8, 72 1,20

Продолжение табл. 2

Продукт термической обработки

Пример

IItt

Температура термической обработки, С

Содержание карбоната, моль/ моль

Класс крупности мм

Степень разложения, В203В водорастворимой

Форме, X

Внешний вид

11

13,70

0,4

-0,2+

0,12

15,68

-0,074 8,80

+0,056

0,4

1,38

»

95, 83 Спекшийся, твердый

0,65

-0,2+0,12 13,20

12,65

95, 40

11

-0,074 13,33

+0,056

0,65

12,73

-0,2+0,12 6,70

95,50

98,32

1,40

6,39

tt

-0,074 7,12

+О, 056

l,40

7,02

II

-0,2+0,12 7,25

92,41 Сильно оплавленный

1,50

96,77

-0,074

+0,056

6,89

7,12

1,50

75, 75

Спекшийся, твердый

-0,3+0 2 13,33 10,10

0,65

0,65

74, 72 Оплавленный

-0,056 1 3,45 10,05

-0,3+0,2 6,85 5,49

-0056 700 5 70

80, 20

8 l, 40!,40

Сильно оплавленный

1,40

15 750

50,24 Спекшийся

-0,074 б, 35

+0,056

3,19

1,40

l 6 -"- 1 40 ! 7 1000, 1,40

1 8 050-900 1, 40

53, 19 Рассыпчатый

51,50 Оплавленный

-0,2+0,12 6,58

-0,2+0,12 7,41

-0,2+0,12 7,30

3,50

3,78

95,80 Спекшийся, твердый

7,00 - В качестве щелочного реагента используют карбонат калия.

Составитель Л. Ситнова !

Редактор П. Коссей Техоед О.Неце Корректор Л.Латай

Заказ 8343/22 Тираж 471 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

11 3035 Москва Ж-35 Раушская наб. д. 4/5

Филиал ППП "Патент", r. Ужгород, ул. Проектная, 4