Способ переработки борсодержащего сырья

 

ОПИСАНИЕ

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советскнх

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. саид-ву (22) Заявлено 22.02. 79 (21) 2727212/23-26 }34 } М. КП. с присоединением. заявки №

С 01 В 35/10

Государственный комитет

СС.С P по делам изобретений и открытий (23) ПриоритетОпубликовано 15.03 83. Бюллетень ¹ 2 (53} УДК Ы1.8 (088. 8) Дата опубликования описания 15.01.83

И.Г. Костыльков, Н.П. Какуркин, Н.С. Торочешн ков, A.Î.. Кожевников, A.È. Алехин, Д.Е. Несмеянов,, -: :) и Л.В. Рогова т 4i

>"

Приморское ордена Знак Почета производст oe объединение Бор им. 50-летия СССР и Московский ордена Ленийа и Френа:: .

Трудового Красного Знамени химико-технологический институт им. Д.И. Менделеева (72) Авторы изобретения (71) Заявители. (54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОРСОДЕРЖИЦЕГО СЫРЬЯ

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

Известен способ получения борных соединений путем перевода борсодержащего сырья в кислоторастворимую форму его плавлением эа счет тепла топочных. газов, подаваеьых с темпе1ьатурой 1100-1300 С и со скоростью . 30-150 м/с, охлаждения плава, его разложения кислотой и последующего . выделения бора в виде борной кислоты или боратов, осуществляемого по известным схемам (например фильтрованием, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой) (1). — Недостатками известного способа являются потери бора в газовую фазу при термической обработке (5-7%), необходимость использования серной или других минеральных кислот для вск1ития борного сырья и многоста дийность процесса .

Известен также способ переработки борсодержащего сырья на борную кис° Ф лот9 путна термического разложения .его прМ 1350-2000 С в токе топочных газов, содержащих в качестве восстановителя 2,5-203 окиси углерода, с извлечением бора.в газовую фазу, из которой его затем выделяют в конечный продукт известньъюи приемами (2).

Недостатками известного способа являются низкая концентрация бора в газовой фазе (0,5-1,23 В ОЗ ) т при10 водящая к значительным затратам на выделение его из газовой фазы и переработку в твердый конечный продукт,, и необходимость использования восстановительного агента, что обусловливает установку специального газогенератора.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому результату к предлагаемому является способ, по

2О которому переработку борсодержащего сырья на соединения бора осуществляют путем обработки его водяным паром при 950-1200оС с йзвлечением . бора в газовую фазу и с последующим его выделением в виде борной кислоты или баратов, осуществляемым известнвми приемами (напрнмер конденсацией, упаркой, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой)(3).

Однако извлечение бора в газовую фазу протекает крайне медленно (8988768

Т а блица 1

Показатели процесса

Напряженность электрического поля, В/м

1 1 1 1

100 .. 200 . 6000 15000 16000

Температура распзуива, о С

1000> 1060 1350

1600

Степень извлечения бора Hs сырья в газовую фазу, Ъ

1,8

95

Концентрация бора в газовой фазе (в пеРеСчете íà В2051, вес.Ъ

0,04

1,22 2,07

2,25

2,19

Выход бара в конечный продукт, Ъ

91

93

%+

Плавления не наблюдается.

Наблюдается разрушение футеровки реактора., 9 ч), а выделение его из слабоконцентрираванной паровой смеси характеризуется значительными энергетическими и капитальными затратами.

Цель изобретения — .кнтенсификачия процесса. 5

Поставленная цель достигается тем, ;что борсодержащее сырье подвергают

:термической 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 нмэ парогазовой смеси или водяного пара с парциальным давлением последнего

0,1-10 ат.

Использование предлагаемого метода позволяет обеспечить высокую степень извлечения бора из борсодержащего сырья как в газовую фазу так и в конечный продукт.

Зависимость показателей переработки данбуритового сырья (18,4% В О> )1 от напряженности электрического. поля .(расхад водяного пара - 10 нм> на 25 ,1 кг борсодеркащего сырья, время про" . цесса - 30 мин, конечный продукт,борная кислота) показана в табл. 1.

Зависимость степени гндротемического извлечения бора иэ данбури- ЗО тового сырья (18,4Ъ ВдОз) от расхода водяного пара при напряженности электрического поля 10000 В/м, времени проведения процесса 30 мий к температуре 1500 С представлена в табл. 2.Я

Зависимость степеки извлечения бора в газовую фазу из данбуритового сырья (18,4a В О ) от давления водяного пара (напряженность электричес1 кого поля - 10000 B/м, время проведения процесса - 30 мин, температура — 1500ОС, .расход парогазовой смеси - 8,0 кг на 1 кг борсодержащего сырья) показана в табл. 3.

Пример. 100 г данбурнтовай руды (18,0Ъ В О ) загружают в трехфазную электрйческую печь. Процесс ведут при напряженности электрического поля 15000 В/м при 1600 С н давлении 1 ат в среде водяного пара.

За 30 мкн при барботаже через расплав 608 r водяного пара (7,5 нм /кг расплава) в газовую фазу выделяется

95% бора, содержащегося в сырье. Паровую смесь, содержащую 5% бора в пересчете на НЗВОз, нацело конденсируют. Из упаренйого конденсата кристаллизацией выделяют бор в виде борной кислоты.

Использование предлагаемого способа переработки барных руд характеризуется большей экономичностью по сравнению с известными методами. В предлагаемом методе на 20-35% снижаются капитальные затраты, на 5103 эиергозатраты, что достигается эа счет упрощения технологической схемы и эа счет уменьшения объема оборудования для выделения бора иэ газовой фазы. Уменьшение энергетических и капитальных затрат в предлагаемом способе достигается также эа 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 известивши методами снижается на 20-35%.

988768

Таблица 2 оличество подаваемого водяного пара, нм9/кг расплава

Показатели процесСа

20 40 .50

Степень гидротермического извлечения бора р В

35 88

95

96

Концентрация бора (в пересчете на ВВОЗ),вес. Ъ >10 4,05 2,12 1,09 0,55 0,44

Та блица 3

Давление водяного пара, ат.

1 0 10 15

0,05 0,1

Степень извлечения бора в газовую фазу из борсодержащего сырья, Ъ

58 83

96,0 . 96 2. 92

+ Общее давление паровоздушной смеси - 1 ат.

Чистый водяной пар.

МФ

Формула изобретения . 10 ат. в количестве 0,5-50 нм на

1 кг сырья, 1. Способ переработки борсодер- 2..Способ по и. 1, о т л и ч а вжащего.сырья, включающий термическую 30 шийся тем, что водяной пар подаобработку последнего в присутствии вт в составе парогазовой смеси. водяного пара с последующим перево- Источники информации, .дом извлеченного в газовую фазу бора принятые во внимакие при экспертизе в конденсированнув фазу, о т л и ч а- 1. Авторское свидетельство СССР ю щ R и с я тем, что, с целью интен- 3$ 9 268392, кл. С 01 В 35/10t 1969. сификацкк процесса, термическую об-- 2. Авторское свидетельство СССР работку осуществляют при 1000-2000 C 9 502843, кл. С 01 В 35/10,. 1973. в электрическом поле с напряиенностьв 3. Авторское свидетельство СССР

200-15000 В/м при подаче водяного . В 117372, кл. С 01 В 35/10, 1958 пара с парциальным давлением 0,1 4Е (прототип).

Составитель T. Васильева

Редактор Т. Иитрович Техред д.пекарь Корректор О. Билак . Тирак 469 . Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

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

Заказ 10977/29

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