[发明专利]生产纯化的合成硼酸钙的方法

说明书

                            技术领域

本发明涉及一种从含有硼酸盐的矿物质或硼酸生产硼酸钙的方法。硼酸钙主要是用于生产玻璃纤维，而玻璃纤维又主要是用于强化材料以及隔热保温材料中。

                            背景技术

现有技术中，已知有几种从硼酸以及从含有硼酸盐的矿物质，如钠硼解石制备硼酸钙的方法。

特定的处理方法将取决于所使用的矿物质的类型、其纯度(杂质含量)、和“等级”(矿物质中所含有的硼酸盐的百分数)以及生产出的硼酸钙的所希望的质量。

如Kirk Othmer的化工技术百科全书(第二版，1964，第3卷，第615页)披露的生产硼酸的基本方法是从硬硼酸钙石与硫酸的反应开始的。

Kirk Othmer的化工技术百科全书(第二版，1964，第3卷，第649页)例举了一个形成硼和钙的化合物的经典实施例，其是通过将硼酸与乙酸钙反应而形成钙-硼化合物(CaO/B₂O₃，摩尔比为1∶3)。

生产硼酸钙的方法最常用的实施例是从钠硼解石(Na₂O、2CaO、5B₂O₃.15H₂oO)开始的那些方法。

伊斯特斯转让给欧文斯康宁玻璃纤维公司的美国专利4,270,944中披露了一种此类方法，其中，首先将高质量的钠硼解石(从秘鲁硼酸盐公司得到，其氧化物组成为：6.9％Na₂O，9.9％CaO和41.8％B₂O₃)溶于热的盐酸中以形成一含有未溶解的固体的混合物；将该混合物过滤；向该溶液中加入氯化钙以置换钠硼解石中所有的钠；在pH为7-9时将所述的溶液用氢氧化钠中和以形成白色的硼酸钙沉淀，过滤出硼酸钙沉淀，用水洗涤，并在110℃干燥2或3小时。该方法得到含有46.7％-49％的B₂O₃的硼酸钙。

另一个最近的例子是派皮转让给毕多西戴安娜公司的美国专利5,268,154所披露的获得硼酸钙和硼酸钠的循环方法。该方法包括在一含有HBO₃和Na₂O的溶液中，在120-200℃的温度下使钠硼解石离析(de-legregation)以得到一悬浮液。采用热过滤的方法从该悬浮液回收得到分子式为4CaO.5B₂O₃.7H₂O的硼酸钙。硼酸钠水合物在30℃从滤液中结晶出来，并与母液分离。将氢氧化钠加入到母液中以维持H₃BO₃/N₂O的重量比在1.8-2.7之间。将含有NaOH的母液作为所述的离析液体的一部分循环使用。

在维德尔转让给美国海军部的美国专利3,332,738(1967)中，披露了一种生产合成硬硼酸钙石的方法，其中，硼酸钠或硼酸与诸如Ca(IO₃)₂，CaCl₂、Ca(C₂H₃O₂)₂的化合物反应1-8天。

其他的有关生产硼酸的专利包括：

1、授予萨尔维·伊特·西埃的美国专利2,020,570，其中，在一高压反应器中使悬浮于水中的硬硼钙石与CO₂反应；

2、美国专利4,196,177，其中，在甲醇的存在下，将碱金属硼酸盐与氨和硫酸铵反应。

3、授予给斯道夫化学公司的美国专利3,650,690，其中，使碱金属硼酸盐与硫酸反应，随后用过热蒸汽使硼酸蒸发并回收。

4、其他的专利披露了采用下述试剂对硼和钙或硼和钠矿物质进行处理：盐酸(美国专利2,855,276)，磷酸(英国专利423,293)，碳酸铵(瑞士专利354,760)。

5、转让给太平洋海岸波莱克斯公司的专利2,089,406披露了从斜方硼砂(Na₂O.2B₂O₃.4H₂O)与硫酸反应生产硼酸的方法；以及

6、转让给索兰德公司的专利3,103,412，其中，硬硼酸钙石和/或硅硼钙石矿物质与硫酸铵反应。