Способ получения гексабората кальция — SU 1754656 (original) (raw)
Я1754656 ОЮЗ СОВЕТСКИХ ОЦИАЛИСТИЧЕСКИ еспуБлик 01 В 35/12 БРЕТЕНИЯУ СВИДЕТЕЛЬ АВТ бьед С.Г 1 лыН.А,КООСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЬТИЯЗРИ ГКНТ СССР(71) Приморское производственное онение "Бор" им. 50-летия СССР(56) Авторское свидетельство СССРМ 854 ф 79, кл, С 01 В 35/12, 1979,Авторское свидетельство СССРМ. 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 реагентовпропионата кальция и борной кислоты затоудняет организацию непрерывного процесса при получении гексзбората кальцйя впромышленном масштабе, что снижаетпроизводительность процесса.Наиболее близким техническим реше- . нием к предлагаемому является способ получения гексаборатэ кальция, включающий обоаботку раствора борной кислоты с кон 2(54) СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ГЕКСАБОРАТА КАЛЬЦИЯ(57) Изобретение относится к способам получения гексабооата кальция, используемого в производстве керамики, глазурей. Целью изобретения является повышение выхода продукта, СэО 3820 з 5 Н 20 получают путем взаимодействия раствора борной кислоть 1 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,центрзцией В 20 з 5,6-6,6% прокаленной да- у толитовой рудой при соотношении Т:Ж = 1:5-15, отделение нерастворившегося остатка; кристаллизацию гексабората кальция в присутствии затравки, фильтрацию и сушку готового продукта.Основными недостатками способа яв- - ъ ляются трудности в очистке продукционного раствора, содержащего гексаборат (Я кальция, нз рзмных фильтрах от остатковь. шлама, обусловленные преждевремейной кристаллизацией при использовании растворов с концентрацией по СаО более 0,3%. ф ф Неуправляемая кристаллизация гексабора- С та кальция, связанная с низкой стабильностью раствора, прйводит к потере части продукта, а следовательно, и к снижению выхода продукта, инкрустации оборудования, фильтрополотйа вплоть до полной закупорки его пор, Это делает невозможнойнормальную эксплуатацию технологической схемы, В то же время концентрация СэО в продукционных растворах менее 0,3% (наиболее приемлемая концентрация с точки зрения предупреждения инкрустз5 10 15 20 30 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 продукта,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 кисотбй 92,5 - 94,0% Н 2304, продукт разложения выщелачивают в оборотных растворах с одновременной нейтрализацией остаточной кислотности, твердую фазу отделяют, а фильтрат, содержащий борную кислоту (5,5-6,6% В 20 з) 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,"л ьция отделяют от раствора на дисковых фильтрах, сушат, упаковывают. Фильтрат используют в производстве борной кщ: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 рэмных фильтрах) при поникенных концентрациях СаО 0,10-0,20%, являющихся типичными для стадии выщелачивания, а непосредственно кристаллизацию гексаборэта кальция - из растворов борной кислоты с повышеннойконцентрацией СаО при рН 5,5-6,35.Это приводит к увеличению скорости кристаллизации и соответственно увеличеП р и м е р, 598 г раствора борнойкислоты (В 20 з 5,76%; СаО 0,16%) направля. ют в реактор, куда вводят 13,9 известковогомолока (СаО акт, - 13,4%) до значения рН -5,7,Выпавший в присутствии затравочныхкристаллов гексаборат кальция отфильтровывают и сушат,Получают 11,13 г гексабората кальция следующего состава, %: 820 з - 59,47; %СаО-15,69, Насыпной вес полученного продукта - 0,60 гlсм, Выход гексабората кальциязсоставляет 93,7% от введенного кальцийсодержащего реагента в раствор борной кислоты, Фильтрат после отделения гексабората направляют на переработку поизвестной технологии.Данные, характеризующие процесс выделения гексабората кальция из растворовс 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 В 20 з и СаО, соответствующийтребованиям ТУ 113-07-11,043-90, свысоким насыпным весом 0,56 - 0,68 гсм .Выход гексабората кальция (относительно введенного кальцийсодержащегореагента) 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 гексаборатакальция, в частности к снижению скоростикристаллизации, и соответственно к снижению выхода гексабората кальция от введенного кальцийсодержащего реагентэ.Получающийся продукт мелкий с низким насыпным весом - 0,36 гсм.Поэтому нижним пределом по рН синтеза 6,35 обусловлена областью существования гексабората кальция в данной системеВ 203 - Сао - Н 20.Выход за верхнюю границу, напримердо рН 6,45, приводит к ухудшению качествапродукта, снижению содержания В 20 з и соотношения В 20 з/СаО, Это связано с тем, .что при рН 6;45 нарядус.гексаборатом кальция СаО ЗВ 20 з 5 Н 20 начинает выпадать дикальциевый гексаборэт 2 СаО ЗВ 20 з 9 Н 20,имеющий более низкое сОдержание В 20 з.Продукт высаженный при рН 6,45 несоответствует 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 щ и й с я тем, что, с целью повышения выхода продукта, в качестве кальцийсодержащего реагента используют известковое молоко и вводят его до достижения рН реакционной среды 5,5- 6,35,Формула изобретения Способ получения гексабората кальция, включающий взаимодействие раствора бор ной кислоты с кальцийсодеркащим реагентом и последующее отделениепродукта Таблица 1 Синтез гексабората кальция с испольэоеаниен е качестее ььальцийсодериацего реагента изеесткоаого нолока е зааисиности от создаеаеного рН Принер рН синтеза Состае осакденного Соотнотье- Зетестееиный состав продукта, ь ние В,ор/Сао продуктаВыход Предел усгексабо" повий Принечания Насыпи,еес продукта,г/ ь ратакапьц,ВО СаО е5,ьо 59,98 16;30 3,68 Саох 38 0 х 5 Н 0 0,36 80,3 Низкий выход гексабората кагьция,низкий насыпнойаес продукта Выход запределы порН 2 5,50 59,50 16,30 3,65 Продукт соатеетстеует требоеяниян ТУ13-07-11.0"3"90нрексаборат капьцияи Ниянеезначение рН 0,56 91,3 Саох 38 Оьх 5 НО 0,58 0,60 3,70 Высокий еыход про" дукта с насыпнын еесон 0,56"0,68 г/снз Зь 71 3,68 3,69 95,2 3,65 3,67 95,2 91 ь,8 Верхнеезначение рН Выход за Сникение соотное,пределы по В Оь/Сао продукт нерН соотяетстеует трзбое.технических услоеий Сао-Зьоьх 5 Н О+2 СаоЗз о;98 о 06" 9 ьь 0 56,3 17,56 11 б,ь 5 3,20 Таблица 2 Составитель Л,ТемироваТехред М,Моргентал Корректор Н,Милюкова Редактор Н,Федорова Заказ Тираж Подписное ВНИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР 113035, Москва, Ж, Раушская наб 4/5 Производственно-издательский комбинат "Патент", г. Ужгород, ул.Гагарина, 1 О 1 3 5,60 0 5,70 5 5,80 6 5,906,00 6,10 9 ц,25 10 6,35 60,25 59,ьр 7 59,00 59,52 58,90 58,80 59,20 58,00 16,28 15,69 15,90 16,17 15 ь 96 16,10 16, 13 16, 3 ь СаохЗВь Оь х 5 НзоСа Ох 38, О, х 5 Нз О Саох 38 рорх 5 Н О СаохЗВь Оь х 5 Нь О Саох 39 О,х 5 Н,О Саох 38,0 х 5 Н О Саох 39 ь О, х 5 Нр О СаохЗВро,х 5 Н О