Способ получения гексабората кальция

 

Изобретение относится к способам получения гексабората кальция, используемого в производстве керамики, глазурей. Целью изобретения является повышение выхода продукта. СаО-ЗВаОз 5Н20 получают путем взаимодействия раствора борной кислоты с известковым молоком при рН 5,5-6,35. Выпавший в осадок в продукт отфильтровывают и сушат. Выход гексаборага кальция составляет 93,7% от введенного кальцийсодержащего реагента. Насыпной вес продукта 0,56-0,68 г/см3. 2 табл,

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧГСКИХ

РЕСПУГЛИК

fsf)s С 01 В 35/12 (Д р (Я

С

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ (21) 4869506/26 (22) 01.08,90 (46) 1 5,08.92, Бюл. M 30 (71) Приморское производственное обьединение "Бор" им. 50-летия СССР (72) В.П.Алексеев, В.M,Àðxèïoâà, l0.С.Г1лышевский, А.А.Гурский, В.П,Гойзман, Н.А,Котова, С.И.Попов и Ю,В.Морозов (53) 661,842,612 (088,8) (56) Авторское свидетельство СССР

N. 854ф79, кл, С 01 В 35/12, 1979, Авторское свидетельство СССР

N. 1321678, кл, С 01 В 35/12. 1985.

Изобретение относится к способам получения гексаборатэ кальция, который может найти применение в производстве керамики, глазурей.

Известен способ получения гексабората кальция. согласно которому продукт получается при взаимодействии пропионата кальция с борной кислоты в насыщенном растворе борной кислоты при оН 3,5-8,5;

Недостатками известного способа являются низкий выход продукта 79,9-91,12%, большие знергозатраты на упарку раствора, низкое качество продукта, не соответствующего требованиям технических условий (ТУ

113-07-11.043-90 "Гексаборат кальция"), Кроме того, использование сухих реагентов пропионата кальция и борной кислоты затоудняет организацию непрерывного процесса при получении гексаборэта кальцйя в промышленном масштабе, что снижает производительность процесса.

Наиболее близким техническим решением к предлагаемому является способ получения гексэборатэ кальция, включающий обработку раствора борной кислоты С KGH,, Ы„„1754656 Al (54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАБОРАТА

КАЛЬЦИЯ (57) Изобретение относится к способам получения гексабората кальция, используемого в производстве керамики, глазурей. Целью изобретения является повышение выхода продукта. СаО ЗВгОз 5НгО получают путем взаимодействия раствора борной кислоть1 с известковым молоком при рН = 5,5-6,35.

Выпавший в осадок в продукт отфильтровывают и сушат. Выход гексаборага кальция составляет 93,7% от введенного кальцийсодержащего реагента, Насыпной вес продукта 0,56-0,68 г/смз. 2 табл, центрацией ВгОз 5,6-6,6% прокаленной датолитовой рудой при соотношении T:Æ =

1:5-15, отделение нерастворившегося остатка; кристаллизацию гексабората кальция в присутствии затравки, фильтрацию и сушку готового продукта.

Основными недостатками способа являются трудности в очистке продукционного раствора, содер:кащего гексаборат кальция, на рэмных фильтрах от остатков шлама, обусловленные Креждевремейной кристаллизацией при использовании растворов с концентрацией по СаО более 0,3%.

Неуправляемая кристаллизация гексабората кальция, связанная с низкой стабильностью раствора, прйводит к потере части продукта, а следовательно, и к снижения выхода продукта, инкрустации оборудования, фильтрбполотйа вплоть po rfoAHGA 33KQпорки его пор. Это делает невозможной нормальную эксплуатацию технологической схемы. В то же время концентрация

СэО в продукционных растворах менее

0,3% (наиболее приемлемая концентрация . с точки зрения предупреждения инкруста1754656

20

40 нию выхода продукта

50 ции) имеет отрицательные стороны, так как при ней снижается скорость кристаллизации, а следовательно, выход продукта в единицу времени (производительность по гексаборату кальция). Расход фильтрополотна 1,1 — 1,2 пм/т.

Цель изобретения — повышение выхода и родукта.

Это достигается тем, что в качестве кальцийсодержащего реагента, вводимого в раствор борной кислоты, используют известковое молоко, дозируемое по рН до значений 5,50 — 6,35, Боросиликатное сырье разлагают серной кислотой 92,5 — 94,0% Нг$04, продукт разложения выщелачивают в оборотных растворах с одновременной нейтрализацией остаточной кислотности, твердую фазу отделяют, а фильтрат, содержащий борную кислоту (5,5-6,6 BzOa) с рН среды 4,5 — 5,2 используют для получения гексабората кальция. Для этого в раствор без предварительного охлаждения вводят известковое молоко до рН 5,50 — 6,35, выпавший гексаборат к,"." ьция отделяют от раствора на дисковых фильтрах, сушат, упаковывают.

Фильтрат используют в производстве борной ко=лоты.

При использовании в качестве кальцийсодержащего реагента известкового молока отпадает необходимость предварительного создания высокой концентрации СаО в растворе борной кислоты, что позволяет без осложнений проводить подготовительные операции (очистку раствора, контрольную фильтрацию на рамных фильтрах) при пони>кенных концентрациях СаО 0,10-0,20%, являющихся типичными для стадии выщелачивания, а непосредственно кристаллизацию гексаборэта кальция — из растворов борной кислоты с повышенной концентрацией Са0 при рН 5,5-6,35.

Это приводит к увеличению скорости кристаллизации и соответственно увеличеПример. 598 г раствора борной кислоты (В20з 5,76%; СаО 0,16 j) направляют в реактор, куда вводят 13 9 известкового молока (СаО акт. — 13,4 ) до значения pH—

5,7, Выпавший в присутствии затравочных кристаллов гексаборат кальция отфильтровывают и сушат, Получают 11,13 r гексабората кальция следующего состава, %: 820з — 59,47; % CaO — 15,69, Насыпной вес полученного продукта — 0,60 г/см . Выход гексабората кальция з составляет 93,7% от введенного кальцийсодержащего реагентэ в раствор борной кислоты, Фильтрэт после отделения гексабората направляют на переработку по известной технологии.

Данные, характеризующие процесс выделения гексабората кальция из растворов с использованием в качестве кальцийсодержащего реагента известкового молока в зависимости от создаваемого рН, представлены в табл. 1.

Данные показывают, что наиболее благоприятная область рН при синтезе гексабората кальция 5,5-6,35.

В этой области рН выделяется кристаллический гексаборэт кальция по содержанию В20з и СаО, соответствующий требованиям ТУ 113-07-11,043-90, с высоким насыпным весом 0,56 — 0,68 г/см .

Выход гексабората кальция (относительно введенного кальцийсодержащего реагента) высок и составляет 91,3 — 95,2%, что выше достигаемых показателей по аналогу, и по прототипу, Выход за нижний предел по рН синтеза (5,5), например до рН 5;4 приводит к ухудшению процесса кристаллизации гексабората кальция, в частности к снижению скорости кристаллизации, и соответственно к снижению выхода гексабората кальция от введенного кальцийсодержащего реагентэ.

Получающийся продукт мелкий с низким насыпным весом — 0,36 г/см.

Поэтому нижним пределом по рН синтеза 6,35 обусловлена областью существования гексабората кальция в данной системе

В203 — Сао — Н20.

Выход за верхнюю границу, например до рН 6,45, приводит к ухудшению качества продукта, снижению содержания В20з и соотношения В20з/СаО, Это связано с тем, . что при рН 6;45 нарядуа.гексаборатом каль-. ция СаО ЗВ20з 5HzO начинает выпадать дикальциевый гексаборэт 2СаО ЗВ20з 9НгО, имеющий более низкое сОдержание В20з.

Продукт высаженный при рН 6,45 не соответствует требованиям технических условий.

Показатели получения гексабората кальция по прототипу и предлагаемому способу представлены в табл. 2.

Данные табл. 2 показывают, что предлагаемое техническое решение получения гексабората кальция в сравнении с прототипом имеет преимущества в увеличении. выхода продукта с 55-70% до 91,3 — 95,2%.

Кроме того, за счет снижения инкрустации фильтрополотна при контрольной очистке раствора на рамных фильтрах снижается расход фильтрополотна нэ 41,7—

45,5%, 6 фильтрацией, от л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения выхода продукта, в качестве кальцийсодержащего реагента используют известковое молоко и вводят его до достижения рН реакционной среды 5,56,35, Формула изобретения

Способ получения гексабората кальция, включающий взаимодействие раствора бор- 5 ной кислоты с кальцийсодер>кащим реагентом и последующее отделение продукта

Таблица 1

Синтез гексабората кальция с испольэоеаниен е качестве ььальцийсодериаеего реагента изеесткоаого нолока е зааисиности от создаеаеного рН

Принер рН синтеза Срстае осакденного Соотнотье- Зет1естееиный сОстав продукта, ь ние В, Оь/Сап продукта

Предел ус- Принечания овий

Насыпи. еес продукта, / ь

Выход гексабората капьц.

СаО

0,36 Вчь,3

5,40

59,98 16,30 3,68 СаОх38 О х5Нь0

Низкий выход гексабората кагьция, низкий насыпной аес продукта

Выход за пределы по рН

2 5,50 59,50 16,30 3,65

Продукт соатеетстаует требоеянияи ТУ

113-07-11.0"3-90 ирексаборат капьциян

Ниянее значение рН

0,56 91,3

СаОх38 Оьх5Н О

0,58

0,60

3,70

Высокий еыход про" дукта с насыпнын еесон D,56"0,68 г/сна

3,79

3 ь71

3,68

3,69

95,2

3,65

3,67

95,2

94,8

Верхнее значение рН

3,55

Выход за Сникение соотное. пределы по В Оь/СаО продукт не рН соответствует трзбое. технических услоеий

СаО-Зыбь х5Н О+2СаО

3820 .99 О

0,60 94,4

56,13 17,56

11 6,45

3,20

Таблица2

Составитель Л,Темирова

Техред M.Ìàðãåíòàë

Корректор Н,Милюкова

Редактор Н.Федорова

Заказ Тираж Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

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

Производственно-издательский комбинат "Патент", r. Ужгород, ул.Гагарина, 1Î1

3 5,60

4 5,70

5 5,80

6 5,90

7 6,00

8 6,10

9 ц,25

10 6,35

60,25

59,47

59,00

59,52

58,90

58,80

59,20

58,00

16,28

15,69

15,90

16, 17

15,96

16, 10

16,13

16, 34

СаОхЗВь Оь х5НзО СаОх38, О, х5Н О

Са Ох 38 Оь х5Нь0

Сабх38ьDь х5Н,О

СаОх39 О,х5Н,О

Сабх38ьО>x5H D

СаОх39ь Оь х5Нь О

Сабх38ь О, х5НхО

О, 6 ь

0,65

0,69

0,68

0,63

0,65

92,7

93,7

93,8

4,4

95,0