Технология минеральных солей (удоБрений, пестицидов, промышленных солей, окислов и кислот)
Методы переработки борного сырья
Разложение некоторых боратов двуокисью углерода 124>125 представляет экономический интерес, благодаря возможности использования дешевой (отбросной) двуокиси углерода и связывания ее в виде карбоната магния или кальция. Солянокислотное разложение, так же как и использование для этой цели HF, связано с потерями Н3ВО3 при кристаллизации ее из раствора и с затруднениями, вызываемыми коррозией аппаратуры. Это же относится и к разложению азотной кислотой126-'28. Нагревание с раствором карбоната и бикарбоната натрия, иногда при повышенном давлении, широко используется за границей при переработке в буру легко разлагаемых минералов — боронатрокальцита, кернита и др. Разработаны условия разложения гидроборацитовой и ашаритовой руд раствором сернистого натрия,29. В СССР, где главными видами промышленных борных руд являются ашарит, гидроборацит и ^атолиты, применяют сернокислотную переработку боратов с получением борной кислоты. Буру же вырабатывают из борной кислоты и соды, однако в ограниченных количествах, так как бура и борная кислота почти всегда взаимозаменяемы и нет надобности тратить средства на нейтрализацию борной кислоты. Серная кислота дает возможность вскрытия всех видов борного сырья, за исключением трудно разложимых турмалиновых пород, которые предварительно должны быть подвергнуты щелочно-термической обработке. Фосфорнокислотное разложение природных боратов магния, кальция и натрия 130 позволяет получать наряду с борноп кислотой удобрения. Так, после выделения Н3В03 из раствора, полученного в результате разложения фосфорной кислотой датолита и содержавшего 4,3% В203, 26,5% Р2О5, 5% MgO, оставался маточный раствор, в котором было 1,2% В20з, 26,5% Р205, 5% MgO. В этом растворе остаются фосфаты магния и кальция, и после обработки его известняком или аммиаком получаются ценные фос - форно-магниевые и фосфорно-магниево-аммиачные удобрения, содержащие бор. Обычно при кислотном разложении боратов получают пульпу, которую разделяют на шлам и раствор, идущий на кристаллизацию борной кислоты. Если боратовое сырье содержит много растворимой кремневой кислоты, разложение ведут так, чтобы получить густую пульпу, и борную кислоту извлекают из нее выщелачиванием водой; в такой пульпе кремневая кислота коагулирует и при выщелачивании не переходит в раствор.
323 |
Извлечение бората из руды, содержащей борат кальция, можно производить, например, обрабатывая ее горячим раствором (NH4)2C03, NH4HCO3 или смесью NH3 и С02131. Раствор отделяют от неразложившегося остатка и образовавшегося СаСОз и при его охлаждении кристаллизуют борат аммония. Для регенерации NH3 и С02 раздельно нагревают борат аммония и СаС03 до температур их разложения. После регенерации NH3 из раствора или кристаллического бората аммония остается Н3В03.
Из реакционной массы, образующейся при разложении борато - вой руды, борную кислоту можно извлекать спиртами (или фенолами). При этом образуются эфиры борной кислоты (например, при использовании метанола — триметилборат). Эфир отгоняется и при последующем его гидролизе спирт регенеруется. При охлаждении образовавшегося концентрированного водного раствора кристаллизуется борная кислота, а маточный раствор возвращается в процесс.
Представляет интерес способ отгонки борной кислоты водяным паром при 400—500° из пульпы, полученной, например, сернокислотным разложением боратовой руды 120. Отгонку можно вести в аппарате с кипящим слоем материала, в этом случае пульпа предварительно гранулируется с использованием ретура. Смесь паров борной кислоты и воды после очистки от пыли охлаждается в конденсаторах и получаемый здесь раствор борной кислоты перерабатывается на твердый продукт выпаркой и вакуум-кристаллиза - щией.
О технике безопасности в производстве бориой кислоты см.|32.