ITMI961346A1 - PROCESS FOR THE PRODUCTION OF PURIFIED SYNTHETIC CALCIUM BORATE - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE DESCRIPTION
La presente invenzione riguarda un processo per la produzione di borato di calcio da minerali che contengono sali borato e da acido borico. Il borato di calcio viene usato principalmente nella produzione di fibre di vetro, che a loro volta vengono usate principalmente per rinforzare materiali e per l'isolamento. The present invention relates to a process for the production of calcium borate from minerals containing borate salts and from boric acid. Calcium borate is mainly used in the production of glass fibers, which in turn are used mainly for reinforcing materials and for insulation.
Vi sono diversi processi noti per la preparazione di borato di calcio sia da acido borico che da minerali che contengono sali borato, come ad esempio ulexite. There are several known processes for the preparation of calcium borate from both boric acid and minerals that contain borate salts, such as ulexite.
Il processo di trattamento specifico dipende dal tipo di minerale usato, dalla sua purezza (contenuto di impurità) e dalla "qualità" (percentuale di borato contenuto nei minerali) nonché dalla qualità desiderata del borato di calcio da produrre. The specific treatment process depends on the type of mineral used, its purity (impurity content) and "quality" (percentage of borate contained in the minerals) as well as the desired quality of the calcium borate to be produced.
Il processo di base per la produzione di acido borico, come è indicato nella Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2a edizione, 1964., vol. 3, pag. 615, parte dalla reazione della colemanite con acido solforico. The basic process for the production of boric acid, as indicated in the Kirk Othmer Encyclopedia of Chemical Technology, 2nd edition, 1964., vol. 3, p. 615, starts from the reaction of colemanite with sulfuric acid.
Un esempio classico per la formazione di composti di boro e calcio e da acido borico, citato nella Kirk Othmer encyclopedia of Chemical Technology, 2a edizione, 1964, voi. 3, pag. 649, fa riferimento alla formazione di composti di calcio-boro (Ca0/B203, rapporto molare 1:3) facendo reagire acido borico e acetato di calcio. A classic example for the formation of compounds of boron and calcium and from boric acid, cited in the Kirk Othmer encyclopedia of Chemical Technology, 2nd edition, 1964, vol. 3, p. 649, refers to the formation of calcium-boron compounds (Ca0 / B203, molar ratio 1: 3) by reacting boric acid and calcium acetate.
Gli esempi più frequenti di processi per la produzione di borato di calcio sono quelli che iniziano con ulexite The most frequent examples of processes for the production of calcium borate are those starting with ulexite
Uno di tali processi è quello descritto da Eastes nel brevetto US No. 4.270.944, assegnato , in cui ulexite ad alta qualità (da borato del Perù, con una composizione di ossido del 6,9% di One such process is that described by Eastes in US patent No. 4,270,944, assigned, in which high quality ulexite (from Peruvian borate, with an oxide composition of 6.9% of
viene sciolto principalmente in acido clo¬ it is mainly dissolved in chloric acid
ridrico caldo per formare una miscela contenente solidi non disciolti. Questa miscela viene quindi filtrata. Cloruro di calcio viene aggiunto alla soluzione per sostituire tutto il sodio nella ulexite. L'altra soluzione viene neutralizzata con idrossido di sodio fino ad pH di 7-9, per formare un precipitato di borato di calcio bianco che viene filtrato, lavato con acqua, ed essiccato ad 110°C per 2 o 3 ore. Questo processo da un borato di calcio e contiene dal hot water to form a mixture containing undissolved solids. This mixture is then filtered. Calcium chloride is added to the solution to replace all the sodium in the ulexite. The other solution is neutralized with sodium hydroxide to a pH of 7-9, to form a precipitate of white calcium borate which is filtered, washed with water, and dried at 110 ° C for 2 or 3 hours. This process gives a calcium borate and contains dal
Un altro esempio recente è il processo ciclico per ottenere borato di calcio e borato di sodio come descritto da Pepi nel brevetto US No. 5.268.154 assegnato Questo processo comprende la desegregazione di ulexite in un liquido contenente e ad una temperatura di 120-200°C, per formare una sospensione. Il borato di calcio, con la formula viene recuperato dalla sospensione mediante filtrazione a caldo. Il deidrato di borato di calcio viene cristallizzato dal liquido restante, ad una temperatura di 30°C, e separato dal liquido madre o effluente. Idrossido di sodio viene aggiunto al liquido madre per mantenere il rapporto ponderale di fra 1,8 e 2,7. Il liquido madre con NaOH viene nuovamente posto in circolo per l'uso come parte del liquido di desegregazione. Another recent example is the cyclic process for obtaining calcium borate and sodium borate as described by Pepi in US patent No. 5,268,154 assigned This process involves the desegregation of ulexite in a containing liquid and at a temperature of 120-200 ° C, to form a suspension. Calcium borate, with the formula, is recovered from the suspension by hot filtration. The calcium borate dehydrate is crystallized from the remaining liquid, at a temperature of 30 ° C, and separated from the mother liquor or effluent. Sodium hydroxide is added to the mother liquor to maintain the weight ratio of between 1.8 and 2.7. The mother liquor with NaOH is re-circulated for use as part of the desegregation liquid.
In US No. 3.332.73S, 1967, assegnato al Dipartimento Navale Statunitense, Wieder et al hanno descritto un procedimento per la produzione di colemanite sintetica in cui borato di sodio o acido borico vengono fatti reagire con composti come ad esempio Per 1-8 giorni . In US No. 3,332.73S, 1967, assigned to the US Naval Department, Wieder et al described a process for the production of synthetic colemanite in which sodium borate or boric acid are reacted with compounds such as for 1-8 days .
Altri brevetti per processi per la produzione di acido borico comprendono : Other patents for boric acid manufacturing processes include:
1. US No. 2.020.570 concesso a Solvay Et Cie, in cui colemanite calcinata sospesa in acqua viene fatta reagire con CO2 in un reattore ad alta pressione; 1. US No. 2,020,570 issued to Solvay Et Cie, wherein calcined colemanite suspended in water is reacted with CO2 in a high pressure reactor;
2. US No. 4.196.177, in cui un borato alcalino viene fatto reagire con ammoniaca e solfito di ammonio in presenza di metanolo. 2. US No. 4,196,177, wherein an alkaline borate is reacted with ammonia and ammonium sulfite in the presence of methanol.
3. US No. 3.650.690 concesso a Stauffer Chemical, in cui un borato alcalino viene fatto reagire con acido solforico, successivamente, con vapore surriscaldato, l'acido borico viene fatto evaporare e recuperato. 3. US No. 3,650,690 issued to Stauffer Chemical, where an alkaline borate is reacted with sulfuric acid, subsequently, with superheated steam, the boric acid is evaporated and recovered.
4. Altri brevetti descrivono l'attacco di boro e calcio oppure minerali di boro e calcio con i seguenti reagenti: acido cloridrico (brevetto US No. 2.855.276), acido fosforico (brevetto britannico No. 423.293), carbonato di ammonio (brevetto Svizzero No. 354.760). 4. Other patents describe the etching of boron and calcium or minerals of boron and calcium with the following reagents: hydrochloric acid (US Patent No. 2,855,276), phosphoric acid (British Patent No. 423,293), ammonium carbonate (patent Swiss No. 354.760).
5. Brevetto No. 2.089.406, assegnato alla Pacific Coast Borax Co. mostra la produzione di acido borico da rasorite con acido solforico; e 5. Patent No. 2,089,406, awarded to Pacific Coast Borax Co. shows the production of boric acid from rasorite with sulfuric acid; And
6. Brevetto 3.103.412 assegnato alla Tholand, Ine., in cui il minerale di colemanite e/o howlite viene fatto reagire con solfato di ammonio. 6. Patent 3,103,412 awarded to Tholand, Inc., in which the ore of colemanite and / or howlite is reacted with ammonium sulfate.
In aggiunta, come è illustrato nei documenti Bulltech University Instanbul, vol. 38, pagg. 207-231, 1985; Journal of Colloid Science, vol. In addition, as illustrated in Bulltech University Instanbul, vol. 38, pp. 207-231, 1985; Journal of Colloid Science, vol.
13, pagg. 386-396, Journal of Crystal Growth, voi. 20, pagg. 125-134, 1973, Can. J. Chem. vol. 36, pagg. 1057-1063, 1958, nella produzione di acido borico, prima della produzione di borato di calcio, è di grande importanza la formazione corretta di gesso, che è uno dei prodotti di reazione della colemanite con l'acido solforico. 13, pp. 386-396, Journal of Crystal Growth, vol. 20, pp. 125-134, 1973, Can. J. Chem. vol. 36, pp. 1057-1063, 1958, in the production of boric acid, before the production of calcium borate, the correct formation of gypsum, which is one of the reaction products of colemanite with sulfuric acid, is of great importance.
Come si può vedere, la produzione di acido borico può essere iniziata da una varietà di minerali e/o composti di boro e calcio e/o boro e sodio, utilizzando vari agenti e varie condizioni di reazione. As can be seen, the production of boric acid can be initiated by a variety of minerals and / or compounds of boron and calcium and / or boron and sodium, using various agents and various reaction conditions.
Una ricerca bibliografica ha trovato processi per bonificare colemanite e/o howlite utilizzando sia procedimenti meccanici come ad esempio la macinatura, l'attrito e la separazione, che procedimenti chimici come ad esempio reazioni chimiche, estrazione con solvente o calcinazione. Tuttavia, i minerali di colemanite e/o howlite che sono contaminati con arsenico, ferro, magnesio, stronzio, silice, solfati fra gli altri contaminanti, sono inadatti alla bonifica ove il composto di calcio-boro attenuto rimane in condizioni favorevoli per un uso industriale senza danneggiare le apparecchiature e/o i sistemi di misura. A literature search has found processes to reclaim colemanite and / or howlite using both mechanical processes such as grinding, friction and separation, and chemical processes such as chemical reactions, solvent extraction or calcination. However, the minerals of colemanite and / or howlite that are contaminated with arsenic, iron, magnesium, strontium, silica, sulfates among other contaminants, are unsuitable for remediation where the calcium-boron compound remains in favorable conditions for industrial use. without damaging the measuring equipment and / or systems.
Esempi di processi per bonificare colemanite e/o howlite sono rappresentati dai brevetti statunitensi 4.756.745, 4.756.894 e 4.804.524, concessi Nei primi due, i minerali di colemanite e/o howlite vengono fatte reagire dapprima con acido solforico per formare una soluzione dei solidi che vengono rimossi come un sedimento o torta di gesso e la soluzione restante viene fatta reagire con acido solfidrico per far precipitare le impurità di arsenico e ferro, per produrre colemanite o acido borico bonificati con una quantità minore di impurità. Questi brevetti descrivono inoltre la possibilità di produrre borato di calcio facendo reagire la colemanite bonificata con Nel brevetto menzionato per secondo, dopo aver fatto precipitare con le impurità di arsenico e ferro, la soluzione restante viene fatta reagire con per precipitare impurità di alluminio Al e ancora con acido solforico per far precipitare per ottenere acido borico. Examples of processes to reclaim colemanite and / or howlite are represented by US patents 4,756,745, 4,756,894 and 4,804,524, granted In the first two, the minerals of colemanite and / or howlite are first reacted with sulfuric acid to form a solution of the solids which are removed as a sediment or gypsum cake and the remaining solution is reacted with hydrogen sulfide to precipitate the arsenic and iron impurities, to produce reclaimed colemanite or boric acid with a smaller amount of impurities. These patents also describe the possibility of producing calcium borate by reacting the quenched colemanite with In the second mentioned patent, after precipitating with the arsenic and iron impurities, the remaining solution is reacted with to precipitate aluminum impurities Al and again with sulfuric acid to precipitate to obtain boric acid.
Poiché questi processi iniziano con colemanite e/o howlite, minerali di bassa purità (alto contenuto di impurità) e qualità bassa (basso contenuto di borato in tali minerali) si è sempre considerato strettamente necessario far precipitare e rimuovere le impurità di arsenico, ferro e solfato di ammonio per ottenere un acido borico o colemanite bonificato industrialmente accettabile. Since these processes begin with colemanite and / or howlite, minerals of low purity (high content of impurities) and low quality (low content of borate in these minerals) it has always been considered strictly necessary to precipitate and remove impurities of arsenic, iron and ammonium sulfate to obtain an industrially acceptable quenched and tempered boric acid or colemanite.
Nella presente invenzione, si utilizzano minerali di colemanite e/o howlite a bassa purezza e bassa qualità senza il trattamento del liquido forte con reagenti quali acido solfidrico e ammoniaca per eliminare le impurità. In the present invention, low purity, low quality colemanite and / or howlite minerals are used without treating the strong liquid with reagents such as hydrogen sulfide and ammonia to remove impurities.
La presente invenzione descrive un processo per la produzione di borato di calcio da minerali di colemanite e/o howlite a bassa purezza e bassa "qualità”, contaminati con composti come ad esempio gesso The present invention describes a process for the production of calcium borate from low purity and low "quality" colemanite and / or howlite minerals, contaminated with compounds such as gypsum
calcite celestite quarzo ortocla¬ calcite celestite orthoclastic quartz
sio , eccetera, dapprima facendo reagire detti minerali con acido solforico per formare acido borico che viene cristallizzato, e quindi facendo reagire l'acido borico con idrossido di calcio in un mezzo acquoso, senza stadi di bonifica intermedi, per produrre borato di calcio. Contrariamente a quanto ci si aspetterebbe dai procedimenti esistenti, questo nuovo processo non solo è economicamente fattibile, ma anche sorprendentemente produce un borato di calcio di purezza elevato e "qualità" elevata. sio, etc., by first reacting said minerals with sulfuric acid to form boric acid which is crystallized, and then reacting the boric acid with calcium hydroxide in an aqueous medium, without intermediate cleaning steps, to produce calcium borate. Contrary to what would be expected from existing processes, this new process is not only economically feasible, but also surprisingly produces a high purity, high "quality" calcium borate.
La presente invenzione si riferisce ad un processo per la produzione di borato di calcio e da acido borico oppure da minerali contenenti borato di calcia, in particolare colemanite e howlite. A differenza dei brevetti 4.804.524 e 4.756.894, concessi The present invention relates to a process for the production of calcium borate and boric acid or from minerals containing calcium borate, in particular colemanite and howlite. Unlike patents 4,804,524 and 4,756,894, granted
nella presente invenzione non si prevede alcun trattamento del liquido forte con reagenti quali acido solfidrico e ammoniaca no treatment of the strong liquid with reactants such as hydrogen sulphide and ammonia is envisaged in the present invention
per eliminare le impurità. to eliminate impurities.
In generale, prima del processo per la produzione di borato di calcio, la colemanite e/o howlite viene sottoposto ad un processo di lavaggio in cui viene ridotto il livello di sostanze contaminanti come ad esempio solfuro di arsenico, solfato di calcio e stronzio, carbonato di calcio nonché la maggior parte dell'argilla contenuta nella roccia nascosta del minerale, e si ottiene acido borico. In general, before the process for the production of calcium borate, colemanite and / or howlite is subjected to a washing process in which the level of contaminants such as arsenic sulfide, calcium and strontium sulphate, carbonate is reduced. of calcium as well as most of the clay contained in the hidden rock of the mineral, and boric acid is obtained.
In questo processo di lavaggio, il minerale viene macinato in una dimensione di particelle di 12,7 mm e viene alimentato ad un serbatoio ad una concentrazione del 65% di solidi e agitato vigorosamente. La pasta generata viene fatta passare per un vaglio da 150 mesh. La frazione fine, che costituisce il 35% in peso viene scartata. La colemanite e/o howlite lavati, che è ottenuta nella frazione grossolana, viene essiccata e macinata in una dimensione di particelle di 2 mm. In this washing process, the ore is ground to a 12.7mm particle size and fed to a reservoir at a 65% solids concentration and vigorously stirred. The generated pulp is passed through a 150 mesh screen. The fine fraction, which constitutes 35% by weight, is discarded. The washed colemanite and / or howlite, which is obtained in the coarse fraction, is dried and ground to a particle size of 2 mm.
Il vaglio attraverso un vaglio da 150 mesh libera la colemanite e/o howlite dalle impurità, aumenta la concentrazione dei valori del boro, riduce il consumo di acido solforico e riduce i tempi di filtraggio. The screening through a 150 mesh screen frees the colemanite and / or howlite from impurities, increases the concentration of boron values, reduces the consumption of sulfuric acid and reduces filtering times.
Tuttavia, questo processo per la produzione di borato di calcio può anche essere iniziato con minerale grezzo, come ad esempio colemanite e howlite, ottenuto dalla miniera, senza il processo di lavaggio. However, this process for the production of calcium borate can also be started with ore, such as colemanite and howlite, obtained from the mine, without the washing process.
Il minerale lavato o il minerale grezzo, come ad esempio colemanite e/o howlite, viene fatto reagire principalmente con acido solforico, in un primo reattore, con agitazione. The washed ore or raw ore, such as colemanite and / or howlite, is reacted mainly with sulfuric acid, in a first reactor, with agitation.
Le reazioni principali svolte nel primo reattore sono: The main reactions carried out in the first reactor are:
Il consumo di acido solforico nelle reazioni può variare fra 0,56 e 3,0 tonnellate di per tonnellata di L'acido solforico usato per la reazione è di 20-36 molare. La temperatura di reazione è di 80-100'C, e il tempo di reazione è di 0,25-2,5 ore. Questa reazione fornisce una pasta con il 25-35% di solidi, principalmente solfato di calcio, argilla e altri composti insolubili, nonché acido borico in soluzione. Detta pasta viene filtrata e lavata con acqua, separando il materiale insolubile, il "fango di gesso", dal liquido restante, il "liquido forte" che viene depositato in un serbatoio. Questo liquido forte contiene il 10-18% in peso di acido borico, oltre alle sostanze contaminanti solubili e all 'acqua. The consumption of sulfuric acid in the reactions can vary between 0.56 and 3.0 tons of per ton of The sulfuric acid used for the reaction is 20-36 molar. The reaction temperature is 80-100 ° C, and the reaction time is 0.25-2.5 hours. This reaction gives a paste with 25-35% solids, mainly calcium sulfate, clay and other insoluble compounds, as well as boric acid in solution. Said paste is filtered and washed with water, separating the insoluble material, the "gypsum mud", from the remaining liquid, the "strong liquid" which is deposited in a tank. This strong liquid contains 10-18% by weight of boric acid, in addition to soluble contaminants and water.
Il liquido forte ottenuto ha un pH di 0,5-3,0 e contiene dallo 0,1 a 4% di acido libero sotto forma di acido solforico, Questo liquido forte viene raffreddato ad una temperatura di fino a 45’C per ottenere acido borico, La miscela ottenuta che contiene acido borico, viene quindi filtrata, separando l'acido borico dal liquido restante, il "liquido madre". Si dovrebbe notare che, a questo stadio, l'acido borico ottenuto per raffreddamento è solitamente cristallizzato. L'acido borico viene lavato per eliminare le impurità che verrebbero assorbite se un acido borico venisse essiccato. Il liquido madre può essere posto nuovamente in ciclo verso il primo reattore e l'acido borico ottenuto viene depositato in un secondo reattore ed agitato per formare una soluzione acquosa del 16-50% in peso di acido borico. Questa soluzione acquosa viene quindi fatta reagire con un composto di calcio di tenore elevato, come ad esempio idrossido di calcio, ad una temperatura di 80-100°C e ad un tempo di reazione di 1-3 ore per ottenere borato di calcio. In questa invenzione, si possono utilizzare al posto dell'idrossido di calcio altri composti di calcio, come ad esempio ossido di calcio, cloruro di calcio, acetato di calcio, iodinato di calcio e carbonato di calcio. La miscela di borato di calcio ottenuta viene filtrata separando il filtrato di calcio dal restante liquido, chiamato "liquido di borato". Il borato di calcio viene filtrato e lavato in un filtro ed essiccato in un essiccatore a 110°C per ottenere borato di calcio. Il liquido di borato può essere posto riciclato verso il primo reattore. The strong liquid obtained has a pH of 0.5-3.0 and contains 0.1 to 4% free acid in the form of sulfuric acid, This strong liquid is cooled to a temperature of up to 45'C to obtain acid boric, The mixture obtained which contains boric acid, is then filtered, separating the boric acid from the remaining liquid, the "mother liquor". It should be noted that, at this stage, the boric acid obtained by cooling is usually crystallized. Boric acid is washed to remove impurities that would be absorbed if a boric acid were dried. The mother liquor can be cycled back to the first reactor and the obtained boric acid is deposited in a second reactor and stirred to form an aqueous solution of 16-50% by weight of boric acid. This aqueous solution is then reacted with a high content calcium compound, such as calcium hydroxide, at a temperature of 80-100 ° C and a reaction time of 1-3 hours to obtain calcium borate. In this invention, other calcium compounds, such as calcium oxide, calcium chloride, calcium acetate, calcium iodine and calcium carbonate, can be used instead of calcium hydroxide. The resulting calcium borate mixture is filtered by separating the calcium filtrate from the remaining liquid, called "borate liquid". The calcium borate is filtered and washed in a filter and dried in a desiccator at 110 ° C to obtain calcium borate. The borate liquid can be recycled to the first reactor.
In questo processo il borato di calcio prodotto è un composto che comprende, in peso, il 48-61% di ossido di boro, il 19-31% di ossido di calcio e il 19-23% di acqua e lo 0-1% di impurità. In this process the calcium borate produced is a compound that includes, by weight, 48-61% of boron oxide, 19-31% of calcium oxide and 19-23% of water and 0-1% of impurities.
La forma di realizzazione preferita della presente invenzione, il minerale di colemanite e/o howlite viene agitato in un primo reattore con acido solforico e liquidi riciclati ad una temperatura di 95"C per dare una pasta che viene filtrata e lavata con acqua calda a 95"C, separando il materiale insolubile, il "fango di gesso" dal liquido restante, il "liquido forte". Il liquido forte viene depositato in un serbatoio. Questo liquido forte viene raffreddato sotto vuoto ad una temperatura di fino a 30°C, in un cristallizzatore per ottenere cristalli di acido borico The preferred embodiment of the present invention, the mineral of colemanite and / or howlite is stirred in a first reactor with sulfuric acid and recycled liquids at a temperature of 95 "C to give a paste which is filtered and washed with hot water at 95" "C, separating the insoluble material, the" gypsum sludge "from the remaining liquid, the" strong liquid ". The strong liquid is deposited in a reservoir. This strong liquid is cooled under vacuum to a temperature of up to 30 ° C, in a crystallizer to obtain boric acid crystals
La miscela ottenuta viene filtrata per separare cristalli di acido borico dal liquido restante, il "liquido madre". I cristalli di acido borico vengono filtrati e lavati in un filtro. Il liquido madre viene riciclato al primo reattore e i cristalli di acido borico ottenuti vengono depositati entro un secondo reattore ed ivi agitati per formare una soluzione acquosa al 35% in peso di acido borico. Questa soluzione acquosa viene quindi fatta reagire con un grado o tenore elevato di idrossido di calcio in un rapporto di cinque (5) parti di acido borico ad una parte di calce in peso, oppure in un rapporto molare di sei moli di boro rispetto ad una mole di calcio, ad una temperatura di 90°C e ad un tempo di reazione di 1-3 ore per ottenere una miscela contenente borato di calcio, detto borato di calcio avendo la formula di La miscela contenente borato di calcio viene filtrata, separando il borato di calcio dal liquido restante, il "liquido di borato". Il borato di calcio viene lavato in un filtro ed essiccato in un essiccatore a 110°C per ottenere un borato di calcio con la formula che contiene il 60-61% di Alle temperature di essiccazione da 140 a 800 °C, è possibile ottenere borato di calcio con un contenuto idrico anche minore. Il liquido di borato ha un pH di 6-7 e viene riciclato al primo reattore. The resulting mixture is filtered to separate boric acid crystals from the remaining liquid, the "mother liquor". The boric acid crystals are filtered and washed in a filter. The mother liquor is recycled to the first reactor and the obtained boric acid crystals are deposited within a second reactor and stirred there to form a 35% by weight aqueous solution of boric acid. This aqueous solution is then reacted with a high degree or content of calcium hydroxide in a ratio of five (5) parts of boric acid to one part of lime by weight, or in a molar ratio of six moles of boron to a mole of calcium, at a temperature of 90 ° C and a reaction time of 1-3 hours to obtain a mixture containing calcium borate, called calcium borate having the formula of The mixture containing calcium borate is filtered, separating the calcium borate from the remaining liquid, the "borate liquid". Calcium borate is washed in a filter and dried in a desiccator at 110 ° C to obtain a calcium borate with the formula containing 60-61% of At drying temperatures of 140 to 800 ° C, it is possible to obtain borate of calcium with an even lower water content. The borate liquid has a pH of 6-7 and is recycled to the first reactor.
Nella forma di realizzazione preferita, il peso del composto di calcio utilizzato viene determinato in modo da mantenere rapporto molare di 6 moli di boro rispetto ad una mole di calcio. In the preferred embodiment, the weight of the calcium compound used is determined so as to maintain a molar ratio of 6 moles of boron to one mol of calcium.
Utilizzando questo processo, si è ottenuto un borato di calcio insolitamente puro comprendente in peso circa 61% di ossido di boro, circa il 18,5% di ossido di calcio, circa il 20% di acqua e circa lo 0,5% di impurità. Using this process, an unusually pure calcium borate was obtained comprising about 61% by weight of boron oxide, about 18.5% of calcium oxide, about 20% of water and about 0.5% of impurities. .
ESEMPI EXAMPLES
In seguito sono alcuni esempi del processo che è stato realizzato nel laboratorio e nell'impianto Below are some examples of the process that was carried out in the laboratory and plant
ESEMPIO 1 EXAMPLE 1
10 grammi di minerali di colemanite e/o howlite contenente il 39% di 10 grams of colemanite and / or howlite minerals containing 39% of
sono state miscelate con 60 grammi di liquido riciclato were mixed with 60 grams of recycled liquid
5,08%) ad una temperatura di 95°C e sono stati fatti reagire con 2 grammi di acido solforico a 100% per 2 ore a detta temperatura. La torta di gesso è stata lavata e filtrata e si è ottenuto un liquido forte a 16% di acido borico. La temperatura è stata abbassata da 95 a 30°C, ottenendo cristalli di acido borico, che sono stati separati per filtraggio dal liquido madre. Il liquido madre è stato riciclato. Dopo il lavaggio di questi cristalli, essi sono stati miscelati con 6,9 grammi di acqua a 95°C e sono stati fatti reagire con 2,5 grammi di ossido di calcio, sotto forma di idrossido di calcio a d una temperatura di 95-100°C, e sono stati lasciati reagire per 3 ore. Il prodotto è stato filtrato e lavato, il liquido di borato è stato riciclato e il borato di calcio è stato essiccato a 1 10°C. 5.08%) at a temperature of 95 ° C and were reacted with 2 grams of 100% sulfuric acid for 2 hours at said temperature. The gypsum cake was washed and filtered and a strong liquid with 16% boric acid was obtained. The temperature was lowered from 95 to 30 ° C, obtaining boric acid crystals, which were separated by filtering from the mother liquor. The mother liquor was recycled. After washing these crystals, they were mixed with 6.9 grams of water at 95 ° C and reacted with 2.5 grams of calcium oxide in the form of calcium hydroxide at a temperature of 95-100. ° C, and were allowed to react for 3 hours. The product was filtered and washed, the borate liquid was recycled and the calcium borate was dried at 10 ° C.
L'analisi indica: The analysis indicates:
L'analisi dei prodotti degli stadi principali sono le seguenti: The analysis of the products of the main stages are as follows:
Distribuzione % Distribution%
ESEMPIO 2 EXAMPLE 2
2 chilogrammi di minerale di colemanite e/o howlite contenenti il 14% di sono stati aggiunti a 4,8 chilogrammi di liquido riciclato ad una temperatura di 95°C. Questo è reagito con il 0,5 chilogrammi di acido solforico al 100% per 2 ore, il pH di questa miscela è 1,5. La torta o sedimento di gesso è stata filtrata e lavata, a peso netto 2,5 kg (essiccamento a 50°C). Il liquido forte è sottoposto a cristallizzazione sotto vuoto (17% di acqua evaporata), diminuendo la temperatura da 95 a 30°C, il magma ottenuto viene filtrato e lavato, il liquido madre viene riciclato, ottenendo in questo modo 0,49 kg di acido borico che viene quindi miscelato con 0,92 kg di acqua a 95°C ed infine l'acido borico viene fatto reagire con 0,098 kg di idrossido di calcio industriale ad una temperatura di 95-100°C per 3 ore. Il pH della reazione è di 6,4. Dopo il filtraggio e il lavaggio con acqua a 90°C, si ottiene un liquido di borato che viene riciclato e il borato di calcio viene essiccato a 110°C, ottenendosi un peso di 0,415 kg. 2 kilograms of colemanite and / or howlite ore containing 14% of was added to 4.8 kilograms of recycled liquid at a temperature of 95 ° C. This is reacted with the 0.5 kilograms of 100% sulfuric acid for 2 hours, the pH of this mixture is 1.5. The gypsum cake or sediment was filtered and washed to a net weight of 2.5 kg (drying at 50 ° C). The strong liquid is subjected to crystallization under vacuum (17% of evaporated water), decreasing the temperature from 95 to 30 ° C, the obtained magma is filtered and washed, the mother liquor is recycled, thus obtaining 0.49 kg of boric acid which is then mixed with 0.92 kg of water at 95 ° C and finally the boric acid is reacted with 0.098 kg of industrial calcium hydroxide at a temperature of 95-100 ° C for 3 hours. The pH of the reaction is 6.4. After filtering and washing with water at 90 ° C, a borate liquid is obtained which is recycled and the calcium borate is dried at 110 ° C, obtaining a weight of 0.415 kg.
Sono stati analizzati sia l'acido borico che il borato di calcio Both boric acid and calcium borate were analyzed
Distribuzione % Distribution%
10 grammi di colemanite e/o howlite contenenti il 15% di sono stati miscelati con 30 g di liquido riciclato contenente 3,7% di acido borico, a 95°C, e sono stati fatti reagire sotto agitazione continua con 3 g di acido solforico, a 95’C, per 2 ore ad un pH di 1,5. 10 grams of colemanite and / or howlite containing 15% were mixed with 30 g of recycled liquid containing 3.7% boric acid, at 95 ° C, and reacted under continuous stirring with 3 g of sulfuric acid , at 95'C, for 2 hours at a pH of 1.5.
La pasta risultante è stata filtrata e lavata con acqua a 95°C. Si sono ottenuti una torta o sedimento umido di 13 grammi e 30 grammi di liquido forte ad un pH di 1,8. Questo è stato cristallizzato, condensando 8 g di acqua e diminuendo la temperatura d a 95°C a 30°C. La pasta di acido borico è stata lavata e filtrata, ottenendosi 18,7 grammi di liquido madre. L'acido borico umido è di 4,1 g dopo essiccato viene miscelato con 4,94 g di acqua a 95°C, a 2,66 g di idrossido di calcio sono stati aggiunti e fatti reagire a 95°C-100°C per 2 ore, e quindi sono stati filtrati e lavati con acqua a 95°C dando 3 g di liquido di borato e 9,42 g di un borato di calcio umido, che viene asciugato a 110°C, mostrando sotto analisi: The resulting paste was filtered and washed with water at 95 ° C. We obtained a cake or wet sediment of 13 grams and 30 grams of strong liquid at a pH of 1.8. This was crystallized by condensing 8 g of water and decreasing the temperature from 95 ° C to 30 ° C. The boric acid paste was washed and filtered, yielding 18.7 grams of mother liquor. Wet boric acid is 4.1 g after dried it is mixed with 4.94 g of water at 95 ° C, to 2.66 g of calcium hydroxide were added and reacted at 95 ° C-100 ° C for 2 hours, and then they were filtered and washed with water at 95 ° C giving 3 g of liquid borate and 9.42 g of a wet calcium borate, which is dried at 110 ° C, showing under analysis:
Distribuzione % Distribution%
ESEMPIO 4 EXAMPLE 4
506 grammi di e 31 grammi di acido borico (tipo reattivo) sono stati miscelati a 85°C. 200 grammi di colemanite e/o howlite contenenti il 17,4% di sono stati aggiunti alla miscela e quindi fatti reagire con 63 grammi di acido solforico a 100% per 2 ore, a 90-95°C, ad un pH di 2,3. La pasta risultante è stata filtrata e lavata con acqua a 95°C, e si sono ottenuti una torta o sedimento di gesso umido di 288 g e un liquido forte al 17.8% di con un peso di 600 g, questo liquido con un'acidità libera di 0,08% come acido solforico è stato fatto evaporare a vuoto per condensare 295 g di acqua. Il liquido risultante, contenente il 35% di acido borico, è stato fatto reagire con 21,3 g di idrossido di calcio ad alta purezza ad una temperatura di 95-100°C per 2 ore. La miscela risultante è stata filtrata e lavata con acqua calda ad una temperatura di 95°C dando 230 g di un liquido di borato e un solido umido di un colore giallo arancio, con un peso di 140 g, che è quindi stato essiccato a 110°C. 506 grams of and 31 grams of boric acid (reactive type) were mixed at 85 ° C. 200 grams of colemanite and / or howlite containing 17.4% of were added to the mixture and then reacted with 63 grams of 100% sulfuric acid for 2 hours, at 90-95 ° C, at a pH of 2, 3. The resulting paste was filtered and washed with water at 95 ° C, resulting in a 288 g moist chalk cake or sediment and a 17.8% strong liquid with a weight of 600 g, this liquid with a free acidity of 0.08% as sulfuric acid was evaporated in vacuo to condense 295 g of water. The resulting liquid, containing 35% boric acid, was reacted with 21.3 g of high purity calcium hydroxide at a temperature of 95-100 ° C for 2 hours. The resulting mixture was filtered and washed with hot water at a temperature of 95 ° C giving 230 g of a borate liquid and a wet solid of an orange yellow color, with a weight of 140 g, which was then dried at 110 ° C.
Distribuzione % Distribution%
L'analisi chimica degli stadi principali è descritta enfatizzando che dal liquido forte è stato derivato liquido di borato e borato di calcio. The chemical analysis of the main stages is described by emphasizing that liquid borate and calcium borate were derived from the strong liquid.
In questo esempio, un borato di calcio molto contaminato è derivato dall'aggiunta di idrossido di calcio ad un liquido forte concentrato (contenente l'acido borico). Se i cristalli di acido borico vengono separati dal liquido madre e quindi fatte reagire con calce, si ottiene un borato di calcio ad alta purezza (basso livello di sostanze contaminante). In this example, a highly contaminated calcium borate is derived from the addition of calcium hydroxide to a strong concentrated liquid (containing boric acid). If the boric acid crystals are separated from the mother liquor and then reacted with lime, a high purity calcium borate (low level of contaminants) is obtained.
Claims (67)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI961346 IT1284095B1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Calcium borate for use in glass fibre manufacture - is produced e.g. from low grade colemanite mineral by reaction with sulphuric acid to produce boric acid which is then treated with calcium hydroxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| ITMI961346 IT1284095B1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Calcium borate for use in glass fibre manufacture - is produced e.g. from low grade colemanite mineral by reaction with sulphuric acid to produce boric acid which is then treated with calcium hydroxide |
Publications (3)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| ITMI961346A0 ITMI961346A0 (en) | 1996-07-01 |
| ITMI961346A1 true ITMI961346A1 (en) | 1998-01-01 |
| IT1284095B1 IT1284095B1 (en) | 1998-05-08 |
Family
ID=11374515
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| ITMI961346 IT1284095B1 (en) | 1996-07-01 | 1996-07-01 | Calcium borate for use in glass fibre manufacture - is produced e.g. from low grade colemanite mineral by reaction with sulphuric acid to produce boric acid which is then treated with calcium hydroxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| IT (1) | IT1284095B1 (en) |
-
1996
- 1996-07-01 IT ITMI961346 patent/IT1284095B1/en active IP Right Grant
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| IT1284095B1 (en) | 1998-05-08 |
| ITMI961346A0 (en) | 1996-07-01 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| 0001 | Granted |