Технология минеральных солей (удо­Брений, пестицидов, промышленных со­лей, окислов и кислот)

Получение борной кислоты из датолита120-,34. ,52-’54

Датолит 2СаО • В203 • 2Si02 • Н20 и сопутствующие ему мине­ралы (гранат ЗСаО • Fe203 • 3Si02, геденбергит СаО • FeO • 2Si02, кальцит СаС03) не содержат магния; но в датолитовом сырье много СаО, Si02 и окислов железа. Датолит, плохо разлагаемый щело­чами, легко разлагается кислотами; наиболее целесообразно при­менение серной кислоты, так как кальций отделяется при этом в виде осадка сульфата кальция CaS04 • 2Н20. При обработке да - толитового сырья серной кислотой датолит разлагается сравни­тельно быстро и полно (96—100% за 60 мин при 95° и расходе на 1 т сырья 0,55 т моногидрата серной кислоты), а другие минера­лы— медленно и лишь частично (гранат на 12—20%, геденбер­гит на 2—4%, кальцит на ~50%). Вследствие этого в раствор переходят значительные количества Н3В03 и Si02 • л.'Н20 и немного сульфатов железа и кальция. Из-за перехода в раствор кремневой кислоты невозможно перерабатывать датолиты по схеме, приме­няемой для ашаритов и гидроборацитов, так как при высокой кон­центрации Si02 раствор постепенно превращается в студнеобраз­ную массу, трудно отделимую от нерастворившегося остатка; из этой массы трудно также извлечь и борную кислоту. Фильтрация несколько облегчается, если добавлять в реакционную смесь ще­лока MgS04 или Na2S04, или маточный раствор после выделения Н3В03153, или получать разбавленные растворы, но тогда после отделения шлама борную кислоту необходимо перед кристаллиза­цией выпаривать, причем Si02 будет выделяться в осадок или в процессе выпарки или в процессе кристаллизации, в первом слу­чае вызывая значительные потери Н3В03, а во втором — загрязняя продукт.

Поэтому для переработки датолитов разработана другая схема (рис. 103). Сырье разлагается серной кислотой, разбавленной на­столько, чтобы получилась густая пульпа. Последнюю направляют в сушильный барабан после смешения в горизонтальных смеси­телях с ретуром. При подсушке до влажности 20—26% происходит коагуляция кремневой кислоты, перешедшей при разложении в жидкую фазу. Подсушенный материал подвергается противоточ - ному выщелачиванию, причем избыточную кислотность нейтрали­зуют добавкой карбоната кальция, что приводит к удалению в оса - Док полуторных окислов и остатка кремневой кислоты. Шлам легко отделяется и подвергается противоточной промывке на ва­куум-фильтрах (затем он может быть использован для изготов­ления строительных материалов), а полученный раствор содержит лишь борную кислоту без примесей Si02 и окислов железа, что позволяет получать более чистые сорта борной кислоты. После под - кисления и контрольной фильтрации раствор направляют в ва­куум-кристаллизаторы для получения борной кислоты, кристаллы

Которой отделяют на центрифуге и там же промывают холодной водой. Промывные воды и часть маточного раствора возвращают для разбавления поступающей в реактор серной кислоты, другая часть маточного раствора поступает на выщелачивание подсушен­ной пульпы, — отходы маточных растворов в этой схеме отсут­ствуют. Поэтому степень использования бора превышает 90%. На 1 г борной кислоты (98,5% Н3В03) расходуют: 4,35 т датолитового концентрата (16% В203), 2,4 т серной кислоты (100%), 0,6 г из­вестняка (100% СаС03) и приблизительно 130 мъ воды, 8 т пара и 800 кет • ч электроэнергии; количество отбросного шлама с 50% влаги—12,2 т.

Извлечение бора из датолитовой руды можно осуществить, об­рабатывая водную суспензию прокаленного сырья двуокисью угле­рода 125 или двуокисью серы 155, а также гидротермическим спосо­бом. При 1350—1400° реакция

2СаО • В203 • 2Si02 • Н20 + 2Н20 = 2CaSi03 + 2Н3В03

Идет почти количественно — выход Н3В03 из зерен руды 0,1—0,5 мм За 8—9 ч достигает 90%, но из-за медленности процесса расход пара очень велик154.