BE631217A - - Google Patents

Description

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  Procédé pour la   fabrication   de l'acide bon'que à   partir   df minerais borocalciques. 



     L'acide   borique eut obtenu par décomposition d'un minerai   borooaloique   à l'aide d'acide   chlorhydrique,   d'acide sulfurique ou de bisulfites de sodium ou d'ammonium selon des procédés connus, mais   saulaie   procédé à l'acide sulfurique est   applique   à l'heure actuelle, bien qu'il présente encore de notables inconvénients tels que,par exemple - gros volumes de solutions - grande consommation d'énergie calorique - dissolution partielle des impuretés contenues dans le mi- nerai   -.   problèmes de corrosion. 



   Les procédas au bisulfite de sodium ou d'ammonium n'ont pas pu   e'impooer     jusqu'ici,   principalement pour les raisons suivantes : - les résidus d'attaque sont difficilement filtrables et leur lavage à fond demande de grandes quantités d'eau; - pertes en SO2.surtout à des températures élevées;

   

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 - impossibilité d'utiliser des gaz pauvres en 302provqnant du. grillage de pyrites ou autres m1n.,:rt.1..ultut'Í., Non reoharoheM en vue d'éliminer les 1IHlonv.sn1tn;, et d1tt1ijt. pm'WoaUsftf à lw drfôQiii,p{j*iUon 4e  intï a4s bore- caloïqued par un bisulfite et de mettre au point un procède plue économique, ont conduit aux constatations 8uianea 1, Un très léger  XQÏ!X en pégoti4   'avers luft1iant pour obtenir une   décomposition   pratiquement complets du minerai. 
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  2. Une déoompoultion rapide et complète du minerai avec formation d'un résidu tAoilIH,tnt Itrable $'6 :1.f4vabl. peut dtre obtenu dans un milieu qul uut faiblement aloeînl neutre ou faiblement aoide, conditions qui pur la suite mont design**** par "onnd1 tion8 de c1$u,s;r4ut1on m4nusdo". 



  3  Le S02 ' mame à l'état de gaz pauvres et tem'-'   pérature   élevée, est complètement absorbé par une solution tamponnée, faiblement alcaline) neutre ou faiblement acide,. et qui contient le minerai en   suspension ;   l'absorption du SO2 est accompagnée de la désagrégation du Minerai. 
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  4. L'introduction de S02 dans la solution d'attaque,., refroidie   perciet   de précipiter l'acide borique   aveo un bon'   rendement à un pH de 5-6, sans que la solution présente une 
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 pression 02 g dnantes Zn nous bauant sur ces résultats, noua avons develop" pé un procède nouveau pour la fabrication de l'acide borique à partir de minerais borooaloloues au moyen de 902 sous forme libre et/ou lié à l'état de sulfite ou de   bisulfite,"   caractérisé en ce que la solution d'attaque est   maintenue , .   faiblement alcaline, neutre ou faiblement acide pendant toute la durée de la   désagrégation   du minerai,

   et   qu'après .   
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 la wéparation du résidu d'aztaquet l'acide borique tot pré- oipité en un milieu faiblement acide t un pH d'environ environ 6, par exemple à 5t5j tandis que l'eau-mère est simultanément régénérée de façon a pouvoir être réiïtifXXaé* ' 

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 au cycle suivante 
Le procédé revendiqué comme   éttant   notre invention se laisse conduite par exemple ainsi = on   introduit'   un minerai borooaloique, par exemple la Colémanite, en quantité   voulue   et éventuellement avec addition d'eau dans une solution de roulement saturée en H3BO3 et contenant un borate, un sulfite ou un bisulfite d'alcali;

   on ohauffe à   60-70 0,   puis, on . introduit du SO2 pur ou sous forme de gaz à une   cadence'   qui suit de près celle de la   décomposition   du minerai. La réac- tion achevée, on sépare le résidu d'attaque et introduit du SO2 dans le filtrat refroidi jusque réaction faiblement acide (pH par exemple entre 5-6), afin de régénérer la   solu-   tion de roulement et précipiter   l'acide   borique.   l'eau-mère   résultant de la cristallisation de   l'acide   borique revient en circuit.

   En introduisant une quantité correspondante de mi- nerai frais dans la solution de   roulmont,   le   sulfite/bisul-   fite qu'elle   contient   est rapidement consommé, de sorte que lies conditions de désagrégation ménagée faisant   l'objet   de la   présente   invention, s'établissent   nécessairement     d'elles-      marnée.   



   Le procéda   revendique   permet d'autre part   de   varier dans une large meuure la relation entre le SO2 contenu dans la solution de roulement et le gaz SO2   à   introduire ultérieu- rement pour compléter l'attaque du minerai. Cependant, il a été établi qu'une relation de 3 :1   1 est   favorable;

   ce rapport sert de base aux équations   suivantes.'   Théoriquement, la réaction globale de l'attaque correspond à I-   4Ca2B6011  + 6   NaHSO.   + 2 SO2 + 15 H2O - 8   CaS03 +   3   Na2B407     +   12 H3BO3 où le premier stade de la désagrégation, qui comprend l'at- taque de la   Oolémanite   par la solution de roulement, se dé- roule selon t a. 4 Ca2B6O11 + 6 NaHSO3 + 6 H20 = 6 CaSO3 +   Ca2B6011   + 3 Na2B4O7 + 6 H3BO3 

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 et le second stade comprenant l'introduction de gaz 802 : 
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 b.

   Ca2B6011 + 2 302 + 9 '12 0 m 2 caso 3 + 6 H33   Après   séparation du résidu de désagrégation. on intro- 
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 duit du 302 dans la solution pour décomposer les borates d'alcali, régénérer les biu1fite d'alcali introduits sous 1-a) et précipiter l'acide borique selon il - 3 xiAB°07 + 12 H 3BO3 + 6 S02 + 21 H20   6 I;aI3s+4 $3i3(7., En conformité avec les nouvelles notions expoaéeaaous 1 à 4, une certaine partie des borates d'alcali est constam- ment ramonée avec la solution de roulement selon   l'équation   suivante, où il est également tenu compte de l'acide borique restant nécessairement en circuit 
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 III - 4 Ca2B6 011 + x Na2B4 0 7 + y H3BO) + 6 NaH50J+2S02+15 H24 m 8 caso 3 + (3 + x)Na2B4 07+ (12 + Y)H 3 BO3 et la régénération de la solution en   circuit   se fait   d'après:

     
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 IV - (3 + x)Na2B407 + (12 + y)H3BO3 + 6 S02 + 21 H20 xrrao7 + 6 NaHS0 3 + yHJ30- + 24 H 3'BO3 - ' '##### rn   solution faiblerent acide, précipité saturée en acide borique précipita   
A oe   eu{).et,   il faut   souligna*1   que tunt la rapport   NaHSO.,     à   SO2 que la quantité du borate   d'alcali   maintenu en circuit peuvent être variés dans de larges mesurer étant donné que le procédé revendiqué n'est pas lié à des rela- tiens moléculaires rigides dos composée en jeu. Il convient toutefois de choisir les relations moléculaires et de fixer le volume de la solution d'attaque de façon à éviter la pré- oipitation, même à froid, de composés de bore. 
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  Afin de simplifier les équations su.ndiq,uea, le bora- te d'alcali ost représenté par le tétraborate, bien qu'il soit connu que d'autres borates, notamment le pentaborate, puissent être présente dans des solutions qui sont faiblement 
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 alcalines, neutres ouikiblemônt acides. 



   Les avantages du procédé revendiqué sont les suivants: A - Les matières étrangères et la gangue ne sont prati que- 

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 ment pas attaquée durant la décomposition du minerai, ce qui permet d'éviter   1' accumulation   d'Impuretés dans les eaux- mères circulant dans le processus de fabrication. 



  B -   Le   résidu de la réaction se laisse très facilement   fil-   trer et il suffit de très peu d'eau pour l'expulser par levage, ce qui permet d'éviter des pertes en bore et   des   évaporation. 
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  00ILtouose. 



  J On ptitt utiliser des gaz pauvres en 3021 comme par exem- ple dos gum de grillage* D - Les t'toi réll1dudr.u mont pratiquement exempts de tJO2#à Zip Pas de problèmes de corrosion étant donné que l'on ,r-. vaille aveo des solutions voisines de la neutralité*  ï1 - Le rendement en B2 03 est proche de 9t3096. , G - Le débit par unité de   volume/temps   est favorable, H - les besoins en énergie calorique   son 11   relativement fai- bles. 



  1 - Le procédé opère en   circuit   fermé. 



  J - L'acide borique produit est   chimiquement   pur. 



   Exemple 1 -Cycle. de départ. 



  40 g de Colémanite calcinée à environ 550 C et titrant en- 
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 viron 58% B2 0,, sont mis en suspension dans 200 ml H20 con- tenant 10,6 g NazB407' 10 H20; on y introduit du 302 et on ohauffe à 60-? C, puis on continue , introduire du S02 à cette température et soue agitation   mécanique,   jusqu'à ce que la décomposition soit achevée, Le résidu cet filtré et lavé.Dans le filtrat refroidi ayant un pH d'environ 6,5, on 
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 introduit du SO, pour précipiter l'acide borique. L'introduc- tion de SO2 est interrompue à un pH de   5, 5.   Au bout de quel- avec que temps, l'acide borique est filtré puis lavé/un peu d'eau 
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 et séché à 8t1 0. Rendement z4 I43. 



   Exemple 2 une opération de circuit. 



   Dans une eau-mère de 200 ml provenant de l'opération précédente, on introduit 23 g de Colémanite   calcinée   à 550 C 
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 et titrant 58j6 EgO*. Le mélange eet agité, chauffé et maiate- 

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 nu à une température de 60-70 C pendant l'introduction de SO2 jusqu'à achèvement de la désagrégation;   toutefois,   on ralentit l'introduction du SO2 vers la fin de la réaction, Après séparation et lavage du résidu de la désagrégation, on introduit du SO2 dans le filtrat refroidi jusqu'à   abaisse-   ment du pH à environ 5,5, L'acide borique précipite, il est filtre, lavé et séché à 80 C.   Rendement  : 23,7 g H3BO3.

Claims (1)

1. R E V E N D I C A T I O N S 1. Procédé pour la fabrication de l'acide borique à partir de rainerai borocaliques su moyen do SO2 Noue forme libre et/ 'eu lié à l'état de sulfite ou de bisulfite, carac- térisé en ce que la solution d'attaque cet maintenue faible- ment aloaline, neutre ou faiblement acide pendant toute la durée de la désagrégation du minerai, et qu'après la sépare- tion du résidu d'attaque, l'acide borique est précipité en un milieu faiblement soide à un pH d'environ 5 à environ 6, par exemple à 5,5, tandis que l'eau-mère est simultanément régé- nérée de façon à pouvoir être réutilisée au cycle suivant.

   2. Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que la désagrégation du minerai eat effectuée dans un mi- lieu tampon faiblement alcalin, neutre ou faiblement acide par introduction de SO2 ou de gaz SO2.

   3. Procédé selon les revendications 1 et 2, oaraoté- riaé en ce que la désagrégation du minerai débute dans une solution qui contient du sulfite et/ou bisulfite d'alcali et de l'acide borique, et qu'elle s'achève par introduction de SO2 ou de gaz SO2 dans la solution de désagrégation 4.

   Procédé selon la revendication 1, caractérise, en ce que la précipitation de l'acide borique du filtrat provenant de la réaction de désagrégation ainsi que la régi- nération simultanée de l'eau-tère t'obtient par introduction de la quantité de SO2 ou de gaz SO2 nécessaire à atteindre environ un pH d'environ 5 à environ 6, p&r exemple/9,5. <Desc/Clms Page number 7>

   5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé' en ce que la désagrégation se fait à chaud, par exemple à de températures entre 30-95 C. de préférence entre 60-70 C.

   6.Procédé selon les revendications 1 à 5, carac- térisé en ce que des gaz SO2 chauds sont utilisée pour la désagrégation du minerai.

   Procédé selon la revendication 1, caractérise en ce que,âpres achèvement de la désagrégation et avant la séparation du résidu de laréaction, on continueà introduire du SO2 ou des gaz SO2 dans le mélange jusqu'à ce que la so- lution devienne faiblement acide (pH environ 5 à environ 6), et qu'après séparation durésidu à chaud, l'acide borique est précipité par refroidissement de la solution* .,