DE2139924C3 - Process for the production of sodium bicarbonate, boric acid and / or boron oxide - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung von Natriumbicarbonat, Borsäure und/oder Boroxyd durch Umsetzung einer Ammonchlorid enthaltenden, wäßrigen Lösung, insbesondere bei Siedetemperatur, mit Natriumborat, insbesondere mit Borax, unter Bildung einer Gasphase I und einer Lösung, konzentrierende Destillation dieser Lösung unter Bildung einer ammoniakhaltigen Gasphase II und von Wasserdampf, Abkühlung der Lösung unter Auskristallisieren und Abtrennung von Ammoniumpentaborat und/oder Borsäure von der Natriumchlorid enthaltenden Mutterlauge und gegebenenfalls Zersetzung des abgetrennten Ammoniumpentaborats zu einer ammoniakhaltigen Gasphase III und Borsäure oder Boroxyd.The invention relates to a method of manufacture of sodium bicarbonate, boric acid and / or boron oxide by reacting an ammonium chloride containing, aqueous solution, especially at boiling point, with sodium borate, especially with borax, under Formation of a gas phase I and a solution, concentrated distillation of this solution to form a ammonia-containing gas phase II and water vapor, cooling the solution with crystallization and Separation of ammonium pentaborate and / or boric acid from the mother liquor containing sodium chloride and optionally decomposition of the separated ammonium pentaborate to an ammonia-containing one Gas phase III and boric acid or boron oxide.

Bekanntlich ist es möglich, unmittelbar eine Lösung von Borsäure zu erhalten, indem man eine Lösung von Ammoniumchlorid mit Natriumboraten zum Kochen bringt (FR-PS 2 92 630), aber zur Vermeidung der umgekehrten Reaktion, oder der Bildung von Ammoniumborat, ist es zweckmäßig, die Borsäure enthaltende Flüssigkeit während ihrer Bildung abzuziehen.It is known that it is possible to obtain a solution of boric acid immediately by adding a solution of Brings ammonium chloride with sodium borates to the boil (FR-PS 2 92 630), but to avoid the reverse reaction, or the formation of ammonium borate, it is advantageous to use the boric acid containing To withdraw liquid as it forms.

Die Möglichkeit, Ammoniumpentaborat als Zwischenprodukt dieser Reaktion auszufällen, kann in wirkungsvoller Weise ausgenutzt werden, um schließlich Boroxyd zu erhalten (US-PS 28 67 502). Dieses Ammoniumpentaborat kann nach seiner Abtrennung durch Kristallisation in Boroxyd und Ammoniak thermisch dissoziiert werden. Jedoch erweist sich dieses Verfahren als kostspielig. Es verbraucht Ammoniumchlorid und hinterläßt Natriumchlorid als Nebenprodukt. Außerdem erfordert es eine spezielle Reinigungsanlage für die Mutterlaugen der Kristallisation, um sie ohne Natriumchlorid zum Reaktor zurückführen zu können, und man muß hierfür ein organisches Milieu auf der Grundlage von Alkohol einsetzen, welcher mittels Destillation regeneriert werden muß.The possibility of precipitating ammonium pentaborate as an intermediate product of this reaction can be found in can be used effectively to finally obtain boron oxide (US-PS 28 67 502). This Ammonium pentaborate can after its separation by crystallization in boron oxide and ammonia be thermally dissociated. However, this process proves to be costly. It consumes ammonium chloride and leaves sodium chloride as a by-product. It also requires a special cleaning system for the mother liquors of the crystallization to be returned to the reactor without sodium chloride can, and you have to use an organic environment based on alcohol, which by means of Distillation must be regenerated.

Gemäß der Erfindung erhält man Borsäure, indem man die Reaktion zwischen einem Natriumborat und Ammoniumchlorid durchführt, ohne dabei die Nachteile der bekannten Verfahren in Kauf zu nehmen.According to the invention, boric acid is obtained by causing the reaction between a sodium borate and Performs ammonium chloride without having to accept the disadvantages of the known processes.

Das erfindungsgemäße Verfahren zeichnet sich dadurch aus, daß man die Mutterlauge und die ammoniakhaltigen Gasphasen I, Il und gegebenenfalls Ml im Rahmen des Ammoniaksoda-Verfahrens mit CO₂ zu Natriumbicarbonat umset/t und die Filteiilüssigkeii von der Abtrennung des Natriuinbiearbonats als ■\mmonchlorid enthaltende Lösung cinset/.t.The process according to the invention is characterized in that the mother liquor and the ammonia-containing gas phases I, II and optionally M1 are reacted with CO ₂ to form sodium bicarbonate as part of the ammonia soda process and the Filteiilüssigkeii from the separation of the sodium carbonate as a solution containing monochloride cinset / .t.

Gegenüber den bekannten Verfahren besil/.t das eiTiiidiingsgemäßc Verfahren ilen großen Vorteil, dieCompared to the known methods, this is better In accordance with the procedure, there is a great advantage that

Kosten an NH₄Cl zu ersparen, weil ebenso wie das Chlor auch das Ammoniak in geschlossenem Kreis umläuftTo save costs for NH ₄ Cl, because like the chlorine also the ammonia circulates in a closed circuit

Außerdem wird das übliche Nebenprodukt NaCl unmittelbar verwertet durch äquivalente Gewinnung von Natriumbicarbonat, ohne daß es nötig ist, in besonderer Weise die Mutterlaugen der Kristallisation zu behandeln, um es daraus abzutrennen.In addition, the usual by-product NaCl is immediately utilized by means of equivalent recovery of sodium bicarbonate without the need to put in special way to treat the mother liquors of the crystallization in order to separate it therefrom.

Jedoch wurde festgestellt, daß es wichtig ist, die Kristallisationen der Borprodukte so zu regeln, daß die in die Sodafabrik geschickten Mutterlaugen nicht einen zu hohen Gehalt an B2O3 besitzen, weil man sonst Gefahr läuft, Ammoniumborate in der Biocarbonierungskolonne (d. h. bei der CCVEinleitung) auszufällen. In der Praxis vermeidet man diesen Übelstand in den Kolonnen, welche wie üblich bei ungefähr 30⁰C arbeiten, indem man ein Maximum von 75 g B^Ch/kg Lösung am Fuß der Kolonne einstellt. Diese Bedingung ist erfüllt unter Berücksichtigung schließli-her Verdünnungen durch CO₂ und NH₃, indem man die Kristallisation derart regelt, daß die Mutterlaugen des Borproduktes nicht mehr als 78 g B₂CVkg enthalten.However, it was found that it is important to regulate the crystallization of the boron products in such a way that the mother liquors sent to the soda factory do not have too high a content of B2O3, because otherwise there is a risk of ammonium borates precipitating in the biocarbonation column (i.e. when introducing CCV) . In practice, one avoids this inconvenience in the columns, which work as usual at approximately 30 ^° C. by setting a maximum of 75 g B ^ Ch / kg of solution at the foot of the column. This condition is met, taking into account the final dilutions by CO ₂ and NH ₃ , by regulating the crystallization in such a way that the mother liquors of the boron product do not _{contain more than 78 g of B 2} CVkg.

Um den Gehalt an B2O3 der Mutterlaugen der Kristallisation herabzusetzen, kann man die Kristallisationstemperatur erniedrigen. Es ist jedoch nicht notwendig, unter 0⁰C herunterzugehen, um die genannte Grenze einzuhalten. In der Praxis arbeitet man zwischen 10 und 30⁰C, wenn man Ammoniumpentaborat kristallisiert, und zwischen 10 und 60° C, wenn man unmittelbar Borsäure kristallisiert.In order to reduce the B2O3 content of the mother liquors from the crystallization, the crystallization temperature can be lowered. However, it is not necessary to go below 0 ⁰ C in order to comply with the stated limit. In practice, one works 10 to 30 ⁰ C when crystallized ammonium pentaborate, and between 10 and 60 ° C when crystallized directly boric acid.

Die Erwärmung der Reaktionslösung, υ··"ΐ die vorgenannte Gasphase II abzutrennen, welche den größeren Anteil des Ammoniaks enthält, kann durch jedes bekannte Mittel erfolgen, insbesondere durch Leiten durch eine Plattenkolonne im Gegenstrom zu Dampf, welcher bei der konzentrierenden Destillation der Lösung erzeugt wird. Zwei Fälle können dabei auftreten:The heating of the reaction solution, υ ·· "ΐ the Separate the aforementioned gas phase II, which contains the greater proportion of the ammonia, can by any known means are carried out, in particular by passing through a plate column in countercurrent Vapor generated from the concentrated distillation of the solution. There are two possible cases appear:

A. Wenn die Reaktionslösung verdünnt ist (weniger als 100 g B₂O3/kg) arbeitet man unter höherem Druck als in der Destillationskolonne der üblichen Sodafabrik bei einer Temperatur um 14O⁰C und einem Druck von ungefähr 3,9 bar; man erhält dann eine an Ammoniak ausreichend verarmte Lösung, um unmittelbar die Borsäure durch Abkühlen auf eine solche Temperatur zu kristallisieren, daß die Mutterlaugen nicht mehr als 78 g B2Ü3/kg enthalten. Die bei der Erwärmung erhaltene Gasphase II und die durch die Mutterlaugen der Kristallisation gebildete flüssige Phase werden dann zur Sodafabrik geleitet.A. If the reaction solution is diluted (less than 100 g B ₂ O 3 / kg) one works as a bar in the distillation column of the conventional Sodafabrik at a temperature around 14O ⁰ C and a pressure of about 3.9 at a higher pressure; a solution that is sufficiently depleted in ammonia is then obtained to immediately crystallize the boric acid by cooling to a temperature such that the mother liquors do not contain more than 78 g B2Ü3 / kg. The gas phase II obtained during the heating and the liquid phase formed by the mother liquors of the crystallization are then sent to the soda factory.

B. Wenn die Reaktionslösung konzentriert ist (mindestens 100 g B₂Ch/kg) und wenn man bei atmosphärischem Druck etwas oberhalb ICO⁰C arbeitet, erhält man eine Ammoniumpentaborat enthaltende Lösung. Dieses letztere kann daraus durch Kristallisation abgetrennt werden, indem man die Lösung so weit abkühlt, daß der Gehalt an B)Oi der Mutterlaugen nicht die genannte Grenze von 78 g BiOj/kg überschreitet. In diesem Falle kann man auch die Kristallisation begünstigen, indem man einen Überschuß an Ammoniumchlorid in bezug auf das Natriumborat bei der Reaktion anwendet. Dieser Überschuß an Ainmoniumchlorid hat die Wirkung, die Löslichkeit des Ainmonkimpcntiiborats zu erniedrigen, wie die folgende Tabelle zeigt:B. If the reaction solution is concentrated (at least 100 g B ₂ Ch / kg) and if one works at atmospheric pressure somewhat above ICO ⁰ C, a solution containing ammonium pentaborate is obtained. The latter can be separated off therefrom by crystallization by cooling the solution to such an extent that the B) Oi content of the mother liquors does not exceed the stated limit of 78 g BiOj / kg. In this case, crystallization can also be promoted by using an excess of ammonium chloride with respect to the sodium borate in the reaction. This excess of ammonium chloride has the effect of lowering the solubility of the ammonium chloride, as the following table shows:

Löslichkeit bei 26 C" von Ammoniumpentaborat
in Gegenwart vonSolubility at 26 C "of ammonium pentaborate
in the presence of

NH₄CI und von NaCI (g/kg)NH ₄ CI and NaCI (g / kg)

NH₄CINH ₄ CI 5 B₂O₃ 5 B ₂ O ₃ - 8 H₂O- 8 H ₂ O 44th 4343 NaClNaCl 200200 200200 (NH₄)VO-(NH ₄ ) VO- 150150 9797

Man erhält gute Ergebnisse, wenn der Überschuß an in NH₄Cl von einer Größenordnung von ungefähr 10% über dem stöchiometrischen Wert liegt.Good results are obtained when the excess in NH ₄ Cl is of the order of about 10% above the stoichiometric value.

In diesem Fall werden gleichfalls die Gasphase II. erhalten bei der Erwärmung, und die flüssige Phase, gebildet von den Mutterlaugen der Kristallisation, zur Sodafabrik geschickt.In this case, too, the gas phase II. Is obtained on heating, and the liquid phase, formed from the mother liquors of crystallization, sent to the soda factory.

Das so kristallisierte Ammoniumpentaborat kann dann:The ammonium pentaborate crystallized in this way can then:

entweder thermisch zwischen 600 und 1000⁰C dissoziiert werden, um Boroxyd und Ammoniak zu 2» liefern (gemäß bekannten Verfahren; siehe US-PS 28 67 502),either thermally dissociated between 600 and 1000 ⁰ C in order to deliver boron oxide and ammonia to 2 »(according to known processes; see US-PS 28 67 502),

oder es kann von neuem gelöst werden, um eine verdünnte Lösung an B3O3 (weniger als 100 g B₂Oj/kg) zu erhalten, welche man dann wie oben unter A behandelt, um Borsäure zu erhalten.or it can be redissolved to obtain a dilute solution of B3O3 (less than 100 g B ₂ Oj / kg) which is then treated as under A above to obtain boric acid.

Als Natriumborate können Borax. Kernit und Ezcurrit, aber auch andere Natriumborate wie beispielsweise Natriummetaborat, eingesetzt werden.Borax. Kernit and Ezcurrit, but also other sodium borates such as Sodium metaborate.

Man kann auch gemäß der Erfindung natürliche Natriumborate einsetzen, welche Verunreinigungen, insbesondere Calcium und Magnesium in den Formen von Ulexit, Dolomit, Carbonat u. dgl., und auch inerte Bestandteile in der Form von Kieselsäure und Ton enthalten. Dies ist insbesondere der Fall bei Tincal.You can also use natural sodium borates according to the invention, which impurities, in particular calcium and magnesium in the forms of ulexite, dolomite, carbonate and the like, and also inert ones Contains components in the form of silica and clay. This is particularly the case with Tincal.

In diesem Fall ist es zweckmäßig, die inerten Bestandteile, aber auch das Calcium und Magnesium, welche in Lösung gehen und in der Sodafabrik stören, abzutrennen. Man erreicht dies gemäß der Erfindung.In this case it is advisable to use the inert components, but also the calcium and magnesium, which go into solution and interfere in the soda factory to be separated. This is achieved according to the invention.

wenn man nach dem einen oder anderen der folgendenif you look for one or the other of the following

4(i Verfahren arbeitet:4 (i procedure works:

a. Vor der Umsetzung mit der Filterflüssigkeit löst man das natürliche unreine Natriumborat in wäßrigen Lösungen, welche ausreichend Natrium-a. Before the reaction with the filter liquid, the naturally impure sodium borate is dissolved in aqueous solutions containing sufficient sodium

4) bicarbonat oder -carbonat enthalten, um das4) contain bicarbonate or carbonate to make the

Calcium und Magnesium in der Form des Carbonats und/oder Hydroxyds auszufällen. Man trennt dann den Niederschlag und die inerten Bestandteile ab und die gereinigte Natriumboratlö-Precipitate calcium and magnesium in the form of carbonate and / or hydroxide. Man then separates the precipitate and the inert components and the purified sodium borate solution

i(i sung kann als solche oder nach einer Konzentrationi (i solution can be used as such or after a concentration

verwendet werden.be used.

b. Man läßt das natürliche unreine Natriumborat mit der Filterflüssigkeit unmittelbar reagieren. Man erhält dann wegen der inerten Bestandteileb. The naturally impure sodium borate is allowed to react immediately with the filter liquid. Man then receives because of the inert components

ü Restschlämme, welche man abtrennt und ffi einerü Residual sludge, which is separated and ffi one

Einrichtung wäscht, welche auf den Reaktor folgt. In diesem Fall ist es jedoch zweckmäßig, die Kristallisation von sekundären Borprodukten wie Ezcurrit (2 Na₂O · 5 B₂O₁ · 7 H₂O) und Boraxpen-Facility washes which follows the reactor. In this case, however, it is advisable to stop the crystallization of secondary boron products such as Ezcurrit (2 Na ₂ O 5 B ₂ O ₁ 7 H ₂ O) and borax pen

W) tahydrat (Na₂O · 2 B₂O₁ · j H₂O) /u vermeidenAvoid W) tahydrate (Na ₂ O · 2 B ₂ O ₁ · j H ₂ O) / u

denn diese würden mit den Schlämmen beseitigt werden und würden einen fühlbaren Verlust an B₂Oi bedeuten (diese Kristallisationen stellen keinen Nachteil beim Fehlen der Schlämme dar.because these would be eliminated with the sludge and would _{mean a noticeable loss of B 2} Oi (these crystallizations are not a disadvantage in the absence of the sludge.

tr. denn die gebildeten sekundären Produkte wiir li-ntr. because the secondary products formed wiir li-n

bei der Destillation /ersetzt werk-n) Um dn-se Kristallisation /11 vermeiden. Lirn man iliei Arbeitsweisen anwenden:in the distillation / replaces plant-n) Um dn-se Avoid crystallization / 11. Lirn man iliei Apply working methods:

1) Einsatz ausreichend verdünnter Lösungen1) Use of sufficiently diluted solutions

2) rasche Durchführung der Reaktion und Abtrennung der Schlämme2) rapid execution of the reaction and separation of the sludge

3) Erhöhung der Aufschlußtemperatur bis zum Siedepunkt, um einen Teil des gebildeten Ammonaks zu vertreiben und so das Gleichgewicht /u verschieben.3) Raising the digestion temperature up to the boiling point, by part of the formed To expel ammonia and thus shift the equilibrium / u.

Wie auch die angewendete Arbeitsweise sei, es ist auch zweckmäßig, die löslichen Verunreinigungen wie Calcium und Magnesium zu beseitigen.Whatever the working method used, it is also advisable to remove the soluble impurities such as Eliminate calcium and magnesium.

Bei den Arbeitsweisen 1 und 2 kann die Reinigung schon durch Zusatz von Natriumbicarbonat oder Natriumcarbonat in den Reaktor erfolgen. Die ausgefällten Verunreinigungen werden dann mit den Schlämmen beseitigt.In working methods 1 and 2, cleaning can be done by adding sodium bicarbonate or Sodium carbonate can be added to the reactor. The precipitated contaminants are then with the sludge eliminated.

Bei Arbeitsweise 3 wäre dieser Zusatz zum Reaktor ohne Wirkung wegen der Ansäuerung infolge des Abtreibens von Ammoniak. Man trennt daher alsdann das Calcium und Magnesium von der durch die Mutterlaugen der Kristallisation gebildeten Sole erst nach der Absorption von NH3 ab, und zwar vor der Kolonne der Sodafabrik. Beim Arbeiten nach der Verfahrensweise 3 stellt man jedoch fest, daß die gelöste Menge an Verunreinigungen (CaO und MgO) bereits merklich erniedrigt ist, und dies um so mehr, wenn die Siededauer unter 15 Minuten bleibt. Dies ermöglicht eine bedeutende Ersparnis an Mittel für die Reinigung. Diese Arbeitsweise wird durch die folgende Tabelle erläutert.In procedure 3, this addition to the reactor would have no effect because of the acidification as a result of the Stripping off ammonia. The calcium and magnesium are then separated from those by the Mother liquors of the crystallization only formed brine after the absorption of NH3, namely before the Column of the soda factory. When working according to procedure 3, however, it is found that the dissolved The amount of impurities (CaO and MgO) is already noticeably reduced, and all the more so when the The boiling time remains below 15 minutes. This enables a significant saving in resources for cleaning. This working method is explained by the following table.

TabelleTabel

Versuchattempt 22 33 44th 55 11 AnfangsbedingungenInitial conditions Mineral: Tinoal*)Mineral: Tinoal *) 110110 110110 110110 110110 Menge, gAmount, g 110110 <2<2 <2<2 <2<2 <2<2 Granulometrie, mmGranulometry, mm <2<2 38,838.8 38,838.8 38,838.8 38,838.8 Menge an B₂O₁ Amount of B ₂ O ₁ 38,838.8 AufschlußlösungDigestion solution 200200 200200 200200 200200 Menge, gAmount, g 200200 Zusammensetzung, g/kgComposition, g / kg 3131 3131 3131 3131 Na₂ONa ₂ O 3131 118118 118118 118118 128128 (NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O 118118 150150 150150 150150 165165 HClHCl 150150 7373 7373 7373 7373 B₂O,B ₂ O, 7373 5050 5050 5050 5050 CO₂ CO ₂ 5050 AufschlußExposure 55 1515th 6060 6060 Siededauer, Min.Boiling time, min. 00 -- -- -- -- Temperatur, CTemperature, C 9090 1010 1010 1010 1010 Ausflockmittel, ppmFlocculant, ppm 1010 200200 200200 200200 200200 Waschwasser, cm³ Wash water, cm ³ 200200 5,35.3 5,05.0 4,74.7 5,65.6 Gewicht der trockenenWeight of dry -- Schlämme, gSludge, g 4949 4848 9191 276276 B-O-, in den Schlämmen ^σ/1ίρ BO-, in the sludge ^{σ / 1ίρ} -- 99,399.3 99,499.4 98,998.9 9696 Ausbeute, %Yield,% -- Klare LösungClear solution Zusammensetzung, g/kgComposition, g / kg 9090 8484 8383 8686 Na₂ONa ₂ O 8080 6161 4141 3232 4444 (NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O 5959 110110 103103 103103 126126 HClHCl 101101 199199 188188 185185 182182 B₂O₃ B ₂ O ₃ 182182 0,250.25 0,480.48 0,980.98 0,930.93 CaOCaO 0,420.42 0,220.22 0,420.42 1,051.05 1,331.33 MgOMgO 0,300.30

*) Zusammensetzung:*) Composition:

Borax (Na₂O -2 BO₃- 10H₂O): 92%
Ulexit (Na₂O- 2CaO 5B₂O₃- 16H₂O): 4%Borax (Na ₂ O -2 BO ₃ - 10H ₂ O): 92%
Ulexite (Na ₂ O- 2CaO 5B ₂ O ₃ - 16H ₂ O): 4%

Dolomit (MgCO₃ - CaCO₃) davon MgCO;,: 2%
Kieselsäure (SiO₂): 0,4%Dolomite (MgCO ₃ - CaCO ₃ ) of which MgCO;,: 2%
Silicic acid (SiO ₂ ): 0.4%

Die folgenden Beispiele zeigen die Ergebnisse, erhalten gemäß dem vollständigen Zyklus der Erfindung. Der Zyklus des Beispiels 1 betrifft die Zwischenkristallisation von Ammoniumpentaborat, der Zyklus des Beispiels 2 betrifft die unmittelbare Kristallisation von Borsäure.The following examples show the results obtained according to the full cycle of the invention. The cycle of Example 1 relates to the intermediate crystallization of ammonium pentaborate, the cycle of Example 2 relates to the immediate crystallization of boric acid.

Na₂ONa ₂ O 31 g/kg31 g / kg (NH₄)₂O(NH ₄ ) ₂ O 126 g/kg126 g / kg HClHCl 138 g/kg138 g / kg B₂O₃ B ₂ O ₃ 73 g/kg73 g / kg CO₂ CO ₂ 53 g/kg53 g / kg H₂OH ₂ O 579 g/kg579 g / kg

B₂O₃
H₂OB ₂ O ₃
H ₂ O

473 g/kg473 g / kg

(NH₄J₂O
CO₂ (NH ₄ I ₂ O
CO ₂

36 kg
53 kg36 kg
53 kg

Na₂ONa ₂ O

HQHQ

B₂O₃ B ₂ O ₃

H₂OH ₂ O

97 g/kg97 g / kg

31 g/kg31 g / kg

114 g/kg114 g / kg

221 g/kg221 g / kg

537 g/kg.537 g / kg.

IOIO

durch 4 530 kg Borax von folgender Zusammensetzung:by 4,530 kg of borax of the following composition:

Na₂O 162 g/kg ^r> Na ₂ O 162 g / kg ^r>

365 g/kg365 g / kg

Die auf den Siedepunkt gebrachte Mischung setzt eine Gasphase 1 frei, welche enthält:The mixture brought to the boiling point releases a gas phase 1 which contains:

und Wasserdampf.and water vapor.

Die Dämpfe werden über 15 zum Absorber G zurückgeleitet. 1441 kg der erhaltenen Lösung werden nach Cüber Leitung 6 geschickt, wo sie eine Destillation bei einer Temperatur von ungefähr 105° C erfährt.The vapors are returned to the absorber G via 15. 1441 kg of the solution obtained are sent to C via line 6, where it undergoes distillation at a temperature of about 105 ° C.

Man entnimmt aus der Kolonne C: One takes from column C:

182 kg Dampf über Leitung 7
53 kg (N Hi)₂O über Leitung 8 (Gasphase H).182 kg of steam via line 7
53 kg (N Hi) ₂ O via line 8 (gas phase H).

Dieses Ammoniak wird ZUiTiThis ammonia becomes ZUiTi

Absorber G geschicktAbsorber G sent

1206 kg Lösung über Leitung 10 mit folgender Zusammensetzung:1206 kg solution via line 10 with the following composition:

5050

5555

6060

Sie wird nach D in einen auf ungefähr 15° C gehaltenen Kristallisatior geschickt, worin Ammoniumpentaborat kristallisiert, welches von der Mutterlauge durch Abschleudern abgetrennt wird. Außerdem werden 54 kg Wasser in D durch Leitung 16 eingeführt, um die Kristalle auf der Schleuder zu waschen.It is sent to D to a crystallizer kept at about 15 ° C., in which ammonium pentaborate crystallizes, which is separated from the mother liquor by centrifuging. In addition, 54 kg of water is introduced into D through line 16 to wash the crystals on the spinner.

Am Auslaß der Schleuder schickt man: über 9 zum Absorber G 940 kg Mutterlauge folgender Zusammensetzung: At the outlet of the centrifuge one sends: 940 kg mother liquor of the following composition to the absorber G via 9:

Beispiel 1example 1

Die benutzte Anlage entspricht dem Schema der F i g. 1, wo A, B, C. D, fund G bedeuten:The system used corresponds to the scheme in FIG. 1, where A, B, C. D, and G mean:

-4: die Gesamtheit von Kolonne und Filter der Sodafabrik-4: the whole of the column and filter of the soda factory

B: Reaktor, worin die Filterflüssigkeit mit Natriumbo- '⁵ rat behandelt wird B: reactor, wherein the filter liquid with sodium borate 'treated rat ⁵

C: Destillationskolonne zum Desorbieren des größten Anteils des NH₃ C: Distillation column for desorbing most of the NH ₃

D: Gesamtheit der Kristallisation, Abschleuderung und Waschung des Ammoniumpentaborats -°D: totality of the crystallization, centrifugation and washing of the ammonium pentaborate - °

E: Einrichtung zur Dissoziation von Ammoniumpentaborat mit Gewinnung von B₂O₃ oder Borsäure E: Device for the dissociation of ammonium pentaborate with the production of B ₂ O ₃ or boric acid

G: Absorber der Sodafabrik.G: Soda factory absorber.

In Bführt man über 3 1 Tonne Filterflüssigkeit ein von folgender Zusammensetzung:In B one introduces 3 1 ton of filter liquid with the following composition:

JO Na₂O JO Na ₂ O

(NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O

HCIHCI

H₂OH ₂ O

124 g/kg124 g / kg

9 g/kg9 g / kg

147 g/kg147 g / kg

78 g/kg78 g / kg

642 g/kg,642 g / kg,

ferner über 11 zur Dissoziationseinrichtung E 302 kg Ammoniumpentaborat folgender Zusammensetzung:furthermore over 11 to the dissociation device E 302 kg ammonium pentaborate of the following composition:

(NH₄J₂O 96 g/kg
B₂O₃ 639 g/kg(NH ₄ I ₂ O 96 g / kg
B ₂ O ₃ 639 g / kg

H₂O 265 g/kgH ₂ O 265 g / kg

mit 18 kg !mprägnierungswasser.with 18 kg! impregnation water.

Um Borsäure herzustellen, umfaßt die Einrichtung £ eine Lösewanne, eine Destillierkolonne, einen Kristallisator, eine Schleuder und einen Trockner.In order to produce boric acid, the device comprises a dissolving tank, a distillation column, a crystallizer, a centrifuge and a dryer.

Über 13 führt man in die Schleuder 52 kg Wasser ein, um die Borsäure zu waschen. Man führt schließlich aus E 343 kg Borsäure (über 14) und 29 kg Ammoniak und Wasser (in der Form von (NH₄J₂O; über 12) ab. Dieses Ammoniak wird in den Absorber G der Ammoniaksoda-Fabrik geschickt.Via 13, 52 kg of water are introduced into the centrifuge to wash the boric acid. Finally, 343 kg of boric acid (over 14) and 29 kg of ammonia and water (in the form of (NH ₄ I ₂ O; over 12) are removed from E. This ammonia is sent to absorber G of the ammonia soda factory.

Über 5 verlassen den Absorber G 1111 kg einer Lösung folgender Zusammensetzung:Over 5 leave the absorber G 1111 kg of a solution of the following composition:

Na₂ONa ₂ O 105 g/kg105 g / kg (NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O 113 g/kg113 g / kg HCIHCI 124 g/kg124 g / kg B₂O₃ B ₂ O ₃ 66 g/kg66 g / kg CO₂ CO ₂ 40 g/kg40 g / kg H₂OH ₂ O 544 g/kg544 g / kg

Diese Lösung wird nach A in die Bicarbonierungskolonne der Sodafabrik geschickt, in die 122 kg CO₂ (über 2) eingeführt werden.This solution is sent to A in the bicarbonation column of the soda factory, into which 122 kg of CO ₂ (over 2) are introduced.

Man erhält vom FilterOne receives from the filter

233 kg Natriumbicarbonat (über 1)
1000 kg Flüssigkeit (über 3).233 kg sodium bicarbonate (over 1)
1000 kg of liquid (over 3).

Diese Flüssigkeit wird nach B geschickt wo sie mit einer neuen Charge Borax behandelt wird.This liquid is sent to B where it is treated with a new batch of borax.

Beispiel 2Example 2

Beim Schema der F i g. II bedeuten A. B, C und G die gleichen Apparate wie in Beispiel 1. Die Destillierkolonne C arbeitet jedoch bei 140° C D stellt die Gesamtheit der Kristallisation, Abschleuderung und Waschung der Borsäure dar.In the scheme of FIG. II, A. B, C and G mean the same apparatus as in Example 1. The distillation column C, however, operates at 140 ° C, D represents the entirety of the crystallization, centrifugation and washing of the boric acid.

Die Einheiten A und B arbeiten unter den gleichen Bedingungen wie in Beispiel 1. Die Lösung 6 ist zu konzentriert an B₂O₃. um in C die Beseitigung einer ausreichenden Ammoniakmenge zu ermöglichen, wie es zur Kristallisation von Borsäure in D erforderlich wäre.Units A and B work under the same conditions as in Example 1. Solution 6 is too concentrated in B ₂ O ₃ . in order to allow the removal of a sufficient amount of ammonia in C , as would be necessary for the crystallization of boric acid in D.

Man führt daher in Cein:One therefore leads in Cein:

1141 kg einer Lösung durch 6,
1200 kg Wasser durch 14.1 141 kg of a solution by 6,
1200 kg of water through 14.

Die Destillierkolonne Carbeitetbei einer Temperatur von 140° C Man entläßt aus der Kolonne O. The distillation column C operates at a temperature of 140 ° C. The column O is discharged.

1316 kg Dampf durch 7
1238 kg Lösung durch 10
87 kg (NHO₂O durch 8 (Gasphase H). Dieses Ammoniak wird in den Absorber G geschickt1316 kg of steam through 7
1238 kg solution through 10
87 kg (NHO ₂ O through 8 (gas phase H). This ammonia is sent to the absorber G.

Die Lösung 10 hat folgende Zusammensetzung:Solution 10 has the following composition:

Na₂ONa ₂ O 95 g/kg95 g / kg (NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O 2,4 g/kg2.4 g / kg HClHCl 111 g/kg111 g / kg B₂O₃ B ₂ O ₃ 215 g/kg215 g / kg H₂OH ₂ O 577 g/kg577 g / kg

Sie wird nach D in einen auf ungefähr 60°C gehaltenen Kristallisator geleitet, worin man Borsäure kristallisiert, welche von Mutterlauge und Waschwasser durch Schleudern abgetrennt wird. Man gewinnt überAfter D it is passed into a crystallizer kept at about 60 ° C., in which boric acid is crystallized, which is separated from the mother liquor and washing water by centrifugation. You win over

1010

11 343 kg Borsäure mit 20 kg Imprägnierungswasser. Die 60 kg Waschwasser werden in D durch 13 eingeführt.11,343 kg boric acid with 20 kg impregnation water. The 60 kg of wash water is introduced in D through 13.

Am Auslaß der Schleuder schickt man über 9 zum Absorber G935 kg Mutterlauge der Zusammensetzung:At the outlet of the centrifuge, 935 kg of mother liquor with the composition are sent to the absorber G935:

Na₂ONa ₂ O 125 g/kg125 g / kg (NH₄J₂O(NH ₄ I ₂ O 3 g/kg3 g / kg HClHCl 148 g/kg148 g / kg B₂O₃ B ₂ O ₃ 76 g/kg76 g / kg H₂OH ₂ O 646 g/kg646 g / kg

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen1 sheet of drawings

Claims (8)

Patentansprüche:Patent claims: 1. Verfahren zur Herstellung von Natriumbicarbonat, Borsäure und/oder Boroxyd durch Umsetzung einer Ammonchlorid enthaltenden, wäßrigen Lösung, insbesondere bei Siedetemperatur, mit Natriumborat, insbesondere mit Borax, unter Bildung einer Gasphase I und einer Lösung, konzentrierende Destillation dieser Lösung unter Bildung einer ammoniakhaltigen Gasphase II und von Wasserdampf, Abkühlung der Lösung unter Auskristallisieren und Abtrennung von Ammoniumpentaborat und/oder Borsäure von der Natriumchlorid enthaltenden Mutterlauge und gegebenenfalls Zersetzung des abgetrennten Ammoniumpentaborats zu einer ammonialfhaltigen Gasphase III und Borsäure oder Boroxyd, dadurch gekennzeichnet, daß man die Mutterlauge und die ammoniakhaltigen Gasphasen 1, II und gegebenenfalls III im Rahmen des Ammoniaksoda-Verfahrens mit CO₂ zu Natriumbicarbonat umsetzt und die Filterflüssigkeit von der Abtrennung des Natriumbicarbonats als Ammonchlorid enthaltende I ösung einsetzt.1. A process for the preparation of sodium bicarbonate, boric acid and / or boron oxide by reacting an aqueous solution containing ammonium chloride, especially at boiling point, with sodium borate, especially with borax, to form a gas phase I and a solution, concentrating distillation of this solution to form an ammonia-containing one Gas phase II and of water vapor, cooling of the solution with crystallization and separation of ammonium pentaborate and / or boric acid from the mother liquor containing sodium chloride and optionally decomposition of the separated ammonium pentaborate to an ammonium-containing gas phase III and boric acid or boron oxide, characterized in that the mother liquor and the ammonia-containing one Gas phases 1, II and optionally III in the context of the ammonia soda process are _{reacted with CO 2} to form sodium bicarbonate and the filter liquid from the separation of the sodium bicarbonate is used as a solution containing ammonium chloride. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man die Kristallisation des Ammoniumpentaborats und/oder der Borsäure derart regelt, daß die in die Sodafabrik geschickten Mutterlaugen nicht mehr als 78 g B₂O₃/kg enthalten, wenn die Umsetzung mit CO₂ zu Natriumbicarbonat bei ungefähr 30⁰C durchgeführt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that the crystallization of ammonium pentaborate and / or boric acid is regulated in such a way that the mother liquors sent to the soda factory _{contain no more than 78 g B 2} O ₃ / kg when the reaction with CO ₂ to sodium bicarbonate at about 30 ⁰ C is carried out. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Kristallisation des Ammoniumpentaborats und/oder der Borsäure bei einer Temperatur von mindestens gleich 0° C stattfindet.3. The method according to claim 2, characterized in that the crystallization of the ammonium pentaborate and / or the boric acid takes place at a temperature of at least equal to 0 ° C. 4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren derart regelt, daß bei der Umsetzung mit Natriumborat eine Lösung entsteht, welche weniger als 100 g B₂O₃/kg enthält, und daß mun daraus das Ammoniak durch Leiten durch eine Plattenkolonne im Gegenstrom zu Dampf desorbiert, welcher durch die Destillation dieser Lösung erzeugt wird, und daß man die Lösung dann zur Kristallisation von Borsäure abkühlt.4. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the process is regulated in such a way that the reaction with sodium borate results in a solution which contains less than 100 g B ₂ O ₃ / kg, and that munches the ammonia therefrom by conducting desorbed by a plate column in countercurrent to steam which is generated by the distillation of this solution, and that the solution is then cooled to crystallize boric acid. 5. Verfahren nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß man das Verfahren derart regelt, daß bei der Umsetzung mit Natriumborat eine Lösung entsteht, welche mehr als 100 g B₂O₃ enthält, und daß man einen Teil des Ammoniaks durch Leiten durch eine Plattenkolonne im Gegenstrom zu Dampf desorbiert, welcher durch die Destillation der Lösung erzeugt wird, und daß man dann die Lösung zur Gewinnung von Ammoniumpentaborat abkühlt.5. The method according to claim 1 to 3, characterized in that the process is regulated in such a way that the reaction with sodium borate results in a solution which contains more than 100 g of B ₂ O ₃ , and that part of the ammonia is passed through a plate column is desorbed in countercurrent to steam which is generated by the distillation of the solution, and that the solution is then cooled to obtain ammonium pentaborate. 6. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß man eine solche Menge an Filtcrflüssigkeit einsetzt, daß ein stöchiometrischer Überschuß von 10% an Ammoniumchlorid, bezogen auf das eingesetzte Natriumborat, eingestellt wird.6. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that one such an amount of filter liquid is used that a stoichiometric excess of 10% ammonium chloride, based on the sodium borate used. 7. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß als Natriumborat Tincal verwendet wird, und daß tier lineal vor der Umsetzung mit der Filterflüssigkeit in üblicher Weise von Calcium und Magnesium und von seinen inerten Bestandteilen gereinigt wird.7. The method according to any one of the preceding claims, characterized in that the sodium borate Tincal is used, and that tier ruler before reacting with the filter liquid in the usual way is purified of calcium and magnesium and its inert components. 8. Verfahren nach Anspruch I his b. iLulurch8. The method according to claim I his b. iLulurch gekennzeichnet, daß man als Natriumborat linca! verwendet und diesen mit der verdünnten Filterflüssigkeit unmittelbar umsetzt, und daß man vor der konzentrierenden Destillation der nach der Abtrennung der Gasphase I erhaltenen Lösung die den inerten Bestandteilen des Tincals entsprechenden Schlämme abtrennt und die Lösung in einer der Verfahrensstufen von Calcium und Magnesium reinigt, bevor sie im Ammoniak-Soda-Verfahren mit CO₂ umgesetzt wird.characterized that as sodium borate linca! used and this is reacted immediately with the diluted filter liquid, and that before the concentrating distillation of the solution obtained after the separation of the gas phase I, the sludge corresponding to the inert components of the tincal is separated and the solution is purified in one of the process stages of calcium and magnesium before it is reacted _{with CO 2} in the ammonia-soda process.