Способ переработки борсодержащего сырья

ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯК АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз СоветскнхСоциалистическихРеспублик(22) Заявлено 22.02,79 (21) 2727212/23-26 (34Мв Кла с присоединением, заявки Но С 01 В 35/10 Государственный комитет СССР по делам изобретений и открытий(088. 8) Дата опубликования описания 15.01.83 И,Г. Костыльков, Н.П. Какуркин, Н.С. Торочешн ков,А.ОКожевников, А.И. Алехин, Д.Е. Несмеянов:)и Л.В. Роговай ЯПриморское ордена е ВЗнак Почета ф е производст ж объединениефБорф ф им. 50-летия СССР и Московский ордена Ленийа й"орденаТрудового Красного Знамени химико-технологический институтим. Д,И. Менделеева(54) СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БОРСОДЕРЖИЦЕГО СЫРЬЯ 2 Изобретение относится к технологии переработки борсодержащего сырье 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, подаваеьих с температурой 1100-1300 оС и со скоростью . 30-150 м/с, охлаждения плава, его разложениякислотой 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 вскрытия борного сырья и многоста дийность процесса.Известен также способ переработки борсодержащего сырья на борную кислот путаю термического разложения .его прМ 1350-2000 С в токе топочных газов, содеркащих в качестве восстановителя 2,5-20 окиси углерода, сизвлечением бора в газовую Фазу, изкоторой его затем выделяют в конечный продукт известными приемами (2).Недостатками известного способаявляются низкая концентрация бора вгазовой Фазе (0,5-1,2 ВОй) т пРи 1 р водящая к значительным затратам навыделение его из газовой Фазы и переработку в твердый конечный продукти необходимость использования восстановительного агента, что обуслов"ливает установку специального газогенератора.Наиболее близким по техническойсущности и достигаемому результатук предлагаемому является способ, по 2 О которому переработку борсодержащегосырья на соединения бора осуществляют путем обработки его водяным паром при 950-1200 оС с йзвлечением. бора в газовую Фазу и с последующимего выделением в виде борной кислотыили боратов, осуществляемым известнвааи приемами (например конденсацией,упаркой, кристаллизацией, центрифугированием и сушкой)(3).Однако извлечение бора в газовуюфазу протекает крайне медленно (8988768 Т а б л к ц а 1 Показателипроцесса Напряженность электрического поля, В/м 1 1 1 1 100200 . 6000 15000 16000 Температура расплеза, ОС 1000 Я 1060 1350 1800 ф" 1600 Степень извлечения бора из сырья в газовую фазу,53 1,8 98 95 90 Концентрация бора в газовой фазе (в переСчете на В 10)вес. О,О 4 1,222,07 2,25 2,19 Выход бора в конечный продукт,85 91 93%+ Плавления не наблюдается. Наблюдается разрушение футеровки реактора.,9 ч), а выделение его из слабоконцентрированной паровой смеси характеризуется значительными энергетическими и капитальными затратами.Цель изобретения - интенсификация процесса.5Поставленная цель достигается тем,что борсодержащее сырье подвергают:термической обработке в присутствииводяного пара при 1000-2000 фС с извлечением бора в газовую фазу и по-,следующим выделением его в конденсированную фазу в электрическом полес напряженностью 200"15000 В/м приподаче на 1 кг сырья 0,5-50 нмз парогазовой смеси или водяного пара спарциальным давлением последнего0,1-10 ат.Использование предлагаемого методапозволяет обеспечить высокую степеньизвлечения бора из борсодержащегосырья как в газовую фазу так и в . З)конечный продукт,Зависимость показателей переработки данбуритового сырья(18,4 ВО )1от напряженности электрического. поля.цесса - 30 мин, конечный продукт;борная кислота) показана в табл. 1.Зависимость степени гидротемического извлечения бора иэ данбуритового сырья (18,4 ВдОз) от расходаводяного пара при напряженности электрического поля 10000 В/м, временипроведения процесса 30 минк температуре 1500 фС представлена в табл, 2.3ЗависиМость степеки извлечениябора в газовую фазу из данбуритовогосырья (18,4 ВО) от давления водяного пара (напряженность электрического поля - 10000 В/м, время проведения процесса - 30 мин, температура - 1500 ОС, .расход парогазовой смеси - 8,0 кг на 1 кг борсодержащего сырья) показана в табл. 3.П р.и м е р. 100 г данбуритовой руды (18,0 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 г водяного пара (7,5 нм /кг расплава) в газовую фазу выделяется 95 бора, содержащегося в сырье, Паровую смесь, содержащую м 5 бора в пересчете на НЗВОз, нацело конденсируют. Из упаренйого конденсата кристаллизацией выделяют бор в виде борной кислоты.Использование предлагаемого способа переработки борных руд характеризуется большей экономичностью по сравнению с известными методами. В предлагаемом методе на 20-35 снижаются капитальные затраты, на 5- 10 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 известннаи методами снижается на 20-35.988768 Таблица 2 олнчество подаваемого водяного пара, нм 9/кг расплава Показатели процесса 2040 .50 Степень гидротермического извлеченияборами В 35 88 92 95 96 96 Концентрация бора (в пересчете на ВВОЗ),вес. Ъ 10 4,05 2,12 1,09 0,55 0,44 Та блица 3 Давление водяногопара, ат,10 ф 10 а 15 0,0.5 ф О, 1 ф Степень извлечениябора в газовую фазуиз борсодержащегосырья, Ъ 58 83 960 . 96 2 92 Составитель Т. ВасильеваРедактор Т. Иитрович Техред Л,Пекарь КорректорО. Билак, Тираи 469 Подписное ВНИИПИ Государственного комитета СССР по.делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж, Рауюская наб., де 4/5Заказ 10977/29 Филиал ППП 1 фПатент 1, г, Уигород, ул. Проектная, 4 ф Общее давление паровоздушной смеси - 1 ат.ф Чистый водяной пар,МФФормула изобретения ". 10 ат. в количестве 0,5-50 нм на31 кг сырья.1. Способ переработки борсодер Способ по и. 1, о т л и ч а южащего,сырья, включающий термическую ЗО щ и й с я тем, что водяной пар подаобработку последнего в присутствии ют в составе парогазовой смеси.водяного пара с последующим перево- Источники информации,.дом извлеченного в газовую фазу бора принятые во внимание при экспертизев конденсированную фазу, о т л и ч а. Авторское свидетельство В."СРю щ н й с я тем, что, с целью интен В 268392, кл. С 01 В 35/10, 1969сификации процесса, термическую об-2. Авторское свидетельство СССРработку осуществляют при 1000-2000 еС . 9 502843, кл. С 01 В 35/10 1973.в электрическом поле с напряиенностьв 3. Авторское свидетельство СССР200-15000 В/м при подаче водяного , В 117372, кл. С 01 В 35/10, 1958пара с парциальным давлением 0,1 4 Е (прототип).