Заявка
4126000/26, 11.07.1986
Плышевский Ю. С, Никольский Б. А, Футорянский А. Я, Шубин А. С, Алехин А. М, Алексеев В. П, Архипова В. М, Бердюгина В. П, Воробьев И. А, Завацкий В. И, Лазарев А. Н, Гурский А. А
Мпк / метки
МПК: C25B 1/32
Метки: натрия, пербората
Способ получения пербората натрия
Использование: изобретение относится к технологии получения пербората натрия и может быть использовано в химичес- кой промышленности. Сущность изобретения: исходное сырье, в качестве которого используют борсодержащую руду – минерал тинкал, разлагают оборотным маточным раствором, получаемым после кристаллизации конечного продукта. Причем минерал вводят в оборотный раствор со скоростью 30 – 125 кг B2O3 в ч на 1 м3 раствора. Полученный раствор метабората натрия отделяют от шлама, раствор охлаждают и обрабатывают 27 – 40%-ным раствором перекиси водорода с последующей кристаллизацией продукта. 1 з.п. ф-лы.
Изобретение относится к технологии получения пербората натрия и может быть использовано в химической промышленности. Известны способы [1 – 4] получения пербората натрия разложением борсодержащего сырья (бура, борная кислота, синтетический борат калия, природный полемонит) содой с добавлением небольшого количества известкового молока для поддержания pH 10,8 – 11,5, фильтрацией суспензии, охлаждения раствора метабората натрия до температуры 4 – 20oC и дальнейшим взаимодействием с перекисью водорода концентрацией 27 – 40% – это 2-я стадия получения пербората натрия, отделение кристаллов на центрифуге, сушка подогретым воздухом при температуре 120oC при входе и 40 – 45oC при выходе.
Наиболее близким к изобретению по технической сущности является получение пербората натрия из борсодержащего сырья [5] путем разложения содой в присутствии маточного раствора гашеной извести, фильтрации метабората натрия, охлаждения раствора, взаимодействия кристаллов метабората с перекисью водорода, отделения кристаллов на центрифуге и сушки подогретым воздухом.
Недостатками известного способа являются: 1. Дороговизна сырья.
2. Необходимость использования соды, гашеной извести и катализатора в стехиометрическом отношении.
3. Длительное время растворения сырья.
Задачей изобретения является создание такого способа получения пербората натрия, при котором происходит: 1. Замена дорогостоящего сырья на более дешевое (сода, соли кальция и тяжелых Me
2
).
2. Сокращение времени растворения сырья.
Поставленная задача достигается тем, что в качестве исходного сырья используют борсодержащую руду на основе минерала тинкал состава, в%: B
2
O
3
32 – 33; NaO 12 – 14; SiO 0,69 – 1,88; Fe
2
O
3
0,05 – 0,2; Al
2
O
3
0,07 – 0,44; CaO 0,86 – 2,43; MgO 0,47 – 1,93; As 0,0006 – 0,0008; влага 2 – 4, разлагаемую в водной среде при нагревании 88 – 90
o
C, реактирования в реактор в течение 20 – 30 мин с добавлением раствора соды, подогретого до 50
o
C, и маточного раствора гашеной извести, затем происходит фильтрация раствора со скоростью 0,3 – 0,55 м
3
/мин, охлаждение маточного раствора метабората натрия при активном перемешивании до температуры 4 – 20
o
C. 2-я стадия: к охлажденному раствору метабората натрия при премешивании добавляют медленно перекись водорода с концентрацией 27 – 40% в течение 30 мин с последующим отделением и промывкой водой 0,1 л на 1 кг пербората натрия. Сушка осуществляется со скоростью 500 – 700 кг/ч при температуре 120
o
C при входе и при выходе 40 – 45
o
C в барабанной сушилке и затем осуществляют возвращение маточного раствора на стадию разложения. Скорость ввода борсодержащей руды в оборотный маточный раствор составляет 25 – 120 кг B
2
O
3
в час на 1 м
3
оборотного раствора.
Водонерастворимый шлам, оставшийся после получения пербората натрия, промывается маточным раствором, нагретым до 60
o
C, репульпируется в количестве 0,2 л маточного раствора в час на 1 кг шлама в пересчете на сухое вещество. Затем маточник возвращается в процесс разложения. Шлам после промывки в количестве 0,1 – 0,3% от исходного сырья содержит в %: B
2
O
3
– Не более 1 MgO – Не более 1,4 CaO – Не более 2 Нерастворимый HCl – 1 – 1,2 Вода – 1 – 3 Пример 1. В 4000 л оборотного маточного раствора с содержанием B
2
O
3
не более 0,3% и с содержанием активного O
2
в маточнике не более 0,2% растворяют 1100 кг руды при температуре 80
o
C в течение 20 мин. Со скоростью 103 кг B
2
O
3
в час на 1 м
3
оборотного раствора. При температуре 50
o
C растворяют 85 кг соды в 0,8 м
3
раствора и 28 кг гашеной извести, растворы сливают, при перемешивании и при температуре 80
o
C выдерживают 20 мин, при pH 10,7 – 11,8 фильтруют, охлаждают до температуры 20
o
C и медленно при активном перемешивании вводят перекись водорода концентрацией 27 – 40% со скоростью 550 кг/ч. Реакцию проводят до тех пор, пока pH не будет равна 7,8 – 8,8. Температура маточного пербората должна быть от 4 – 10
o
C. Фильтрацию проводят через капрон со скоростью 1 тн/ч. Сушка происходит в токе воздуха при 120
o
C на входе и 40 – 45
o
C на выходе со скоростью 600 – 800 кг/ч в пересчете на B
2
O
3
. В результате получается 4000 л маточного раствора с содержанием на B
2
O
3
не более 0,3%, выход по B
2
O
3
22%, по O
2
кислороду активному 10,2%. Шлам промывается маточным раствором при температуре 60
o
C в количестве 0,2 л маточника в час на 1 кг шлама в пересчете на сухое вещество. Время разложения – 20 мин.
Пример 2. В 4000 л оборотного маточного раствора, содержащего B
2
O
3
не более 0,3%, растворяют 1200 кг руды при температуре 90
o
C в течение 25 мин со скоростью 110 кг B
2
O
3
в час на 1 м
3
оборотного раствора, при температуре 50
o
C растворяют 95 кг соды в 1 м
3
раствора и 30 кг гашеной извести, растворы сливают, при перемешивании и температуре 90
o
C выдерживают 22 мин, при pH 10,7 – 11,8 фильтруют, охлаждают до температуры 20
o
C и медленно при активном перемешивании вводят перекись водорода со скоростью 570 кг/ч. Реакцию проводят до тех пор, пока pH не будет равна 7,8 – 8,5. Температура маточного раствора должна быть 0 – 8
o
C. Фильтрацию проводят через капрон со скоростью 1 тн/ч. Сушка происходит в токе воздуха при температуре 120
o
C на входе и 40
o
C на выходе со скоростью 600 – 800 кг/ч в пересчете на B
2
O
3
. В результате получается 4000 кг маточного раствора с содержанием на B
2
O
3
не более 0,3%. Выход по B
2
O
3
22 – 23,5%, по O
2
кислороду активному 10
0,4%. Шлам промывается маточным раствором в количестве 0,2 л на 1 кг шлама в пересчете на сухое вещество. Время разложения 22 мин.
Пример 3. В 4000 л оборотного маточного раствора с содержанием B
2
O
3
не более 0,3% и содержанием активного кислорода O
2
в маточнике не более 0,2% растворяют 1115 кг руды при температуре 85
o
C в течение 20 мин со скоростью 106 кг B
2
O
3
в час на 1 м
3
оборотного раствора. При температуре 50
o
C растворяют 90 кг соды в 0,9 м
3
раствора и 29 кг гашеной извести, растворы сливают при перемешивании и при температуре 85
o
C выдерживают 18 мин, pH метабората натрия должна быть 10,7 – 11,8, фильтруют, охлаждают до температуры 20
o
C при активном перемешивании и медленно вводят перекись водорода концентрации 27 – 40% со скоростью 560 кг/ч. Реакция заканчивается при pH 7,8 – 8,5. Температура раствора пербората натрия должна быть 0 – 20
o
C. Фильтрацию проводят со скоростью 1 тн/ч. Сушка осуществляется в токе воздуха при температуре 120
o
C на входе и 40
o
C на выходе со скоростью 600 – 800 кг/ч в пересчете на B
2
O
3
. В результате получается 4000 кг маточного раствора с содержанием на B
2
O
3
не более 0,3%, выход по B
2
O
3
22 – 23,5% по активному кислороду O
2
10
0,4%. Шлам промывается маточным раствором в количестве 0,2 л на 1 кг шлама в пересчете на сухое вещество. Время разложения 18 мин.
Пример по прототипу. 940 кг борной кислоты растворяют в 4000 л воды при температуре 90 – 95
o
C в течение 20 – 30 мин. Отдельно растворяют в 0,9 м
3
H
2
O 80,6 кг Na
2
CO
3
и 56 кг гашеной извести при температуре 55
o
C до полного растворения. Раствор соды и гашеной извести вливают при перемешивании в раствор борной кислоты, реакция считается законченной, если pH раствора будет 10,8 – 11,5 – это первая стадия получения метабората натрия. Полученную суспензию фильтруют, добавляют в отфильтрованный горячий раствор 5 – 10 кг MgSO
4
или другого катализатора на 1000 кг продукционного пербората натрия. Раствор метабората натрия охлаждают до температуры 20
o
C и медленно при перемешивании добавляют 479 кг 27 – 40% перекиси водорода. Раствор пербората натрия охлаждают до температуры 4 – 20
o
C, реакция считается законченной при pH 7,8 – 8,5. Полученный раствор фильтруют, сушат. Выход по B
2
O
3
22 – 23%, по активному кислороду O
2
10
0,4%. Время разложения 30 – 60 мин.
Таким образом предлагаемый способ получения пербората натрия позволяет использовать дешевое сырье, в отличие от способа по прототипу отпадает необходимость применять стабилизаторы, сокращается время растворения сырья.
Литература 1. Авторское свидетельство СССР N 215894.
2. Патент Германии N 1109152.
3. Патент Германии N 2243342.
4. Патент Франции N 2077508.
5. Ткачев К. В., Плышевский Ю.С., Технология неорганических соединений бора, Л.: Химия, 1983, с. 128.
Формула изобретения
1. Способ получения пербората натрия, включающий разложение исходного борсодержащего сырья в водной среде при нагревании, отделение фильтрацией раствора метабората натрия от водонерастворимого шлама, охлаждение раствора и его взаимодействие с раствором перекиси водорода 27 – 40%, кристаллизацию продукта с последующим его отделением от маточного раствора, отличающийся тем, что в качестве исходного сырья используют борсодержащую руду – минерал тинкал, а в качестве водной среды – оборотный маточный раствор, получаемый после кристаллизации пербората натрия, причем минерал вводят в оборотный маточный раствор со скоростью 30 – 125 кг В
2
О
3
в 1 ч на 1 м
3
оборотного раствора.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что водонерастворимый шлам промывается маточным раствором, нагретым до 60
o
С в количестве 0,2 л маточника на 1 кг шлама в пересчете на сухое вещество.
Формула
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПЕРБОРАТА НАТРИЯ, включающий осаждение бората кальция известковым молоком из борсодержащих растворов, полученных углекислотным или сернокислотным разложением борсодержащего сырья, его разложение карбонатом натрия, отделение осадка карбоната кальция и электрохимическое окисление полученного карбоната-метаборатного раствора, отличающийся тем, что, с целью снижения расхода электроэнергии за счет предотвращения инкрустации электродов и уменьшения расхода платины, перед осаждением бората кальция борсодержащий раствор обрабатывают гидроокисью кальция или спеком датолитовой руды до рН 7,1 7,8.
