Способ получения бората аммония

О П И СН И Е ОЗФЗИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскихСоциалистических Республик(22) Заявлено 09,08,74 (21) 2051671/2с присоединением заявки1, Кл.з С 01 В 3512 Госуаарстгеними комитет Совете гивистйов СССРизобР алий:морский горн мический комбинат им, 50-летия СС ОЛУЧЕНИЯ БОРАТА АММОНИ 54) СПО огни полу- применяенности, наалей, тверой и других Изобретение относится к технолчения борных соединений, широкомых во многих отраслях промышлепример в производстве стекла, эмдых сплавов, в химической, пищевотраслях.В частности, кристаллический тетраборат аммония может служить удобным промежуточным продуктом для получения борного ангидрида, боратов щелочных и других метал. лов, борной кислоты, пербората натрия и других боропродуктов.Известны способы получения кристаллического бората аммония из боркальцийсодержащих руд, основанные на разложении боркальцийсодержащих руд растворами углеаммонийных солей или смесью газообразного аммиака и углекислоты при температуре от комнатной до 90 - 95 С с последующим отделением полученных растворов бората аммония от твердой фазы и кристаллизацией бората аммония при охлаждении раствора.Получение кристаллического бората аммония этими способами возможно из руд, богатых по бору, например типа колеманита, содержащих 30 - 40% ВзОз. При переработке более бедных, например датолитовых и данбуритовых, руд, содержащих 8 - 14% ВзОз, получают растворы бората аммония низкой концентрации, из которых кристализация бората аммония путем охлаждения растворовзатруднительна из-за относителш о высокойрастворимости бората аммония.В этом случае для кристаллизации бората5 аммония необходимо производить упариваниераствора или, например, аммонизировать раствор газообразным или жидким аммиаком,что позволяет вести процесс кри таллизациис высоким выходом кристаллов из растворов10 относительно низкой концентрации,Таким способом могут перерабатываться наборат аммония прокаленная датолитовая илиданбуритовая руды, или другие боркальцийсодержащпе руды.15 Известен способ получения бората аммонияпутем прокаливания датолитовой или других боркальцийсодержащих руд, мокрого измельчения с раствором борной кислоты концентра цией 0,2 - 2,5% ВзОз с последующей обработкой полученной пульпы растворами углеаммонийных солей при стехиометрическом количестве или их недостатке (в расчете на ВзОз в руде) и при подаче углекислоты в процессе 25 разложения в количестве не менее 2-х кратного избытка в расчете на содержание ВзОз в руде. Далее отделяют раствор от шлама, кристаллизацией выделяют из раствора борат аммония и отделяют его от маточного раст вора, 519398о 15 2 О 25 зо 35 40 45 50 55 оо б 5 Известный способ имеет следующие основные недостатки:наличие в прокаленной руде свободной окиси кальция способствует разложению углеаммонийных солей с выделением свободного аммиака, что кроме дополнительных потерь аммиака приводит к снижению извлечения Вг 03 в раствор при разложении прокаленной руды углеаммонийными солями даже при одновременной подаче в процессе разложения углекислого газа;недостаточно полное извлечение ВгО, в раствор;из-за низкой концентрации перерабатываемых растворов бората аммония водный баланс технологического процесса требует выведения из процесса воды в виде маточных растворов после отделения кристаллического бората аммония или других технологических растворов, содержащих значительное количество (1 - 4% ) борного ангидрида, что приводит к потерям В,О 3.С целью повышения выхода продукта предложено пульпу измельченного спека перед обработкой его углеаммонийными солями карбонизировать в течение 5 - 30 мин при температуре 20 - 90 С.Целесообразно шлам после отделения от раствора бората аммония репульпировать и полученную пульпу обрабатывать углекислым газом при температуре 30 - 90 С, взятым в 2,0 - 3,5-кратном избытке по отношению к борному ангидриду, содержащемуся в шламе, с последующим отделением осадка от фильтрата.Целесообразно также маточный раствор и/или фильтрат после отделения шлама в количестве 20 - 70% обрабатывать известковым молоком и полученный борат кальция направлять, например, на стадию обработки руды углеаммонийными солями.Обработку шлама углекислотой производят в 1 - 5 стадий по противоточной схеме; при этом концентрация СО, в газе может составлять 8 - 100/оПредварительная карбонизация пульпы борсодержащей руды, обработка шлама углекислотой, маточного раствора и/или фильтрата известковым молоком позволяет увеличить степень извлечения борного ангидрида в раствор на -20,0%, При этом при обработке маточного раствора и/или фильтрата известковым молоком, растворы после отделения бората кальция и отгонки аммиака могут быть использованы в качестве промывной воды на стадии разложения борсодержащего сырья.П р и мер 1, 250 г прокаленной при 100 С датолитовой руды, после мокрого помола содержащей 13,5/о ВгОз общего и 12,44/, Вг 03 в углекислоторастворимой форме, и 8 г 90%- ного СаО, репульпируют 903 г раствора, содержащего 1,65/о ВгО, в виде борной кислоты, и карбонизируют в лабораторной флотокамере в течение 10 мин приОС 30 О/о-ным углекислым газом, взятым в количестве 36,2 литра.В результате фильтрации суспензии после карбонизации получают 811 г раствора, содержащего 1,65/, Вг 03.Содержание ВгОз в жидкой фазе до и после предварительной карбонизации не изменяется, что свидетельствует об отсутствии разложения борсодержащих компонентов спека руды при карбонизации в приведенных условиях, В цикловых опытах указанный раствор возвращают на репульпацию прокаленной руды перед предварительной карбонизацией, а в промышленных условиях его целесообразно подавать на стадию мокрого измельчения.Кек после фильтрации карбонизированной суспензии, содержащей 72 г жидкой фазы, репульпируют 831 г раствора тетраборлта аммония, содержащего 1,93 О/о ВгО в полученную суспензию вводят 18,6 г углеаммонийной соли (в пересчете на 100% (ХН 4)гСО 3) и при 75 С в течение 60 мин в лабораторной флотокамере проводят разложение с одновременной подачей в процессе разложения 30% -ного углекислого газа, взятого в количестве 45,8 л.В результате фильтрации пульпы после разложения получают 857,8 г раствора, содержащего 4,6/о Вг 03 и 1,2/о ХН 4+, что соответствует степени извлечения Вг 03 в раствор 71,5% от содержания его в спеке в углекислоторастворимой форме.П р и м е р 2. 258 г материала, состоящего из 250 г прокаленной при температуре около 1000 С после предварительного обогащения в тяжелых средах датолитовой руды, содергкащей после мокрого измельчения 15,66% Вг 03 общего и 13,77/о ВгО, в углекислоторастворимой форме и 8 г 90%-ного СаО, репульпируют 903 г раствора, содержащего 1,57 В,Оз в виде борной кислоты, и карбонизируют в лабораторной флотокамере в течение 10 мин при 70 С 30%-ным углекислым газом, взятым в количестве 41,2 л.В результате фильтрации суспензии после карбонизации получают 839 г раствора, содержащего 1,6 ВгОз, что соответствует переходу В,О, в раствор при карбонизации около 0 82 о/оВ цикл оных опытах указанный раствор возвращают на репульпацию прокаленной и измельченной руды перед стадией предварительной карбонизации. В промышленных условиях его целесообразно направлять на стадию мокрого измельчения.Как после фильтрации карбонизированной суспензии, содержащей 74,5 г жидкой фазы, репульпируют 986 г раствора тетрабората аммония, содержащего 2,0/о ВгО в полученную суспензию вводят 36,2 г углеаммонийной соли (в пересчете на 100 О/О (ХН 4) гСО 3), и 45 г шестиводного бората кальция, содержащего 29,9/О Вг 03, что соответствует количеству оборотного бората кальция, получаемого при осаждении его из фильтрата 1 стадии доразложения (см, пример 3).Заказ 16846 Изд. 1 о 1515 Тираж 630 Подписное ЦНИИПИ Государственного комитета Совета Министров СССР по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Раушская аб., д. 4/5Типография, пр. Сапунова, 2 Полученную суспензию обрабатывают в течение 60 мин в лабораторной флотокамере при 58 С 30/о-ным углекислым газом в коли честве 70,5 л.В результате фильтрации, полученной после разложения пульпы, имеют 890 г раствора, содержащего 5,1/о ВзОз, что соответствует степени извлечения В,Оз в раствор 85,9 о/о от содержания его в спеке в углекислоторастворимой форме.Пример 3,Кек, полученный после фильтрации прошедшей разложение пульпы в примере 2, направляют на доразложение в две стадии углекислотой по противоточной схеме. При этом в проведенных цикловых опытах указанный кек репульпируют фильтратом 11 стадии доразложения (количество фильтрата 880 мл, содержание ВзОз 0,58/,) и при 68 С в течение 60 мин при непрерывной подаче 30/о углекислого газа в количестве 24,5 л, проводят доразложение на 1 стадии. После доразложения пульпу фильтруют, фильтрат в количестве 878 г с содержанием 1,7/, В 20, направляют на осаждение из него бората кальция. После осаждения шестиводного бората кальция из указанного фильтрата известковым молоком по обычному режиму (рН = 11,5 - 12,3;= 22 - 35 С) суспензию фильтруют, шестиводный борат кальция возвращают на разложение вместе с прокаленной рудой (как в примере 2), а фильтрат после отделения бората кальция в количестве 880 г, содержащий 0,136/о ВОз, после отгонки из него свободного аммиака путем нагревания направляют на репульпацию кека после 1 стадии доразложения, Избыток фильтрата выводят из схемы.Кек после 1 стадии доразложения, репульпированный фильтратом, обрабатывают 30% - ной углекислотой, подаваемой в количестве 14,1 литра в течение 60 мин, при температуре 58 С, в лабораторной флотокамере. Полученную суспензию фильтруют, фильтрат, содержащий 0,58 о/о ВзОз, направляют на репульпацию кека перед 1 стадией доразложения, а шлам выводят из схемы. При этом содержание В,О, в углекислоторастворимой форме ввыводимом шламе составляет 0,71%, что соответствует извлечению В 20 з в раствор от содержания его в углекислоторастворимой фор 5 ме в исходной руде около 94,5%.Раствор, полученный при фильтрации пульпы после разложения (см. пример 2) направляют на кристаллизацию из него тетраборатааммония путем аммонизации по известному10 способу,Маточник, полученный после отделения кристаллов бората аммония и отгонки свободного аммиака путем нагревания, содержащийоколо 2/о В 20 з, направляют на репульпацию15 кека после предварительной карбонизации(см. пример 2), а отогнанный из этого маточника аммиак - на стадию кристаллизациибората аммония для аммонизации раствора.20Формула изобретения1. Способ получения бората аммония путемпрокаливания борсодержащей руды, мокрогоизмельчения с последующей обработкой пульпы растворами углеаммонийных солей в при 25 сутствии углекислого газа, отделения раствора от шлама, кристализации бората аммония и отделения его от маточного раствора,отл и ч а ю щи й с я тем, что, с целью повышения выхода продукта, пульпу перед обра 30 боткой углеаммонийными солями карбонизи 1 чют в течение 5 - 30 мин при температуре20 - 90 С.2. Способ по п, 1, отлич а ю щи й с я тем,что шлам репульпируют и полученную пульпу35 обрабатывают углекислым газом при температуре 30 - 90 С, взятым в 2,0 - 3,5-кратномизбытке по отношению к борному ангидриду,содержащемуся в шламе, с последующим отделением осадка от фильтр ата.40 3. Способ по пп. 1 и 2, о т л и ч а ю щ и й с ятем, что маточный раствор и/или фильтратпосле отделения шлама в количестве 20 - 70/,обрабатывают известковым молоком и полуценный борат кальция направляют, например,45 на стадию обработки руды углеамонийнымисоля ми.