» » Восстановление бора из его галогенидов водородом
28.04.2015

Принципиально восстановление бора из его галогенидов можно осуществить с помощью водорода и целого ряда металлов. Ho на практике в качестве восстановителя применяется только водород. Этот способ производства несомненно наиболее перспективен как в отношении качества полученного продукта, так и в отношении технико-экономических показателей. Однако в настоящее время процесс во всех его вариантах не обеспечен нужной аппаратурой в крупных масштабах и поэтому имеет характер лабораторных и лабораторно укрупненных опытов.
По расчетным и экспериментальным данным, чем выше молекулярный вес галогенида бора, тем легче и при более низкой температуре восстанавливается бор. По этим соображениям в качестве исходного сырья для восстановления бора с помощью водорода фторид бора не используется. Все варианты способа восстановления бора из его галогенидов основаны на реакции 2ВС13+3Н2→2В+6НС1 и частично 2ВВr3+ЗН2→2В+6НВr, проводимых в газовой фазе и при избытке восстановителя. Различие состоит в способе подвода энергии, необходимой для прохождения реакций, и, следовательно, в конструкции реакционного аппарата. Так, в одном из первых вариантов аппаратурного оформления процесса, проведенном в лабораторно-укрупненном масштабе, смесь восстановителя и хлорида в газовой фазе проходила через электродугу высокой интенсивности. Был получен бор двух видов в виде стержнеобразных наростов (на водоохлаждаемых электродах) и в виде высокодиспергированного порошка (на стенках аппарата). В наростах содержание бора было не менее 99 8% в дисперсном порошке — не более 99%.
Общий выход бора не превышал 10% от содержания в галогениде.
Позднее для подобного же процесса был применен тлеющий разряд при напряжении до 4000 в и частоте до 1000 гц. Бор получался в виде тонкодиспергированного черного порошка, осаждающегося на стенках аппарата Выход бора не превышал 50% от введенного в процесс. Производительность аппарата не превышала 1,5 г бора в час. Расход электроэнергии (аппарат мощностью 250 вт) определен в 100 квт*ч на 1 кг бора.
Примерно одновременно с описанным вариантом было предложено проводить процесс восстановления бора в аппарате с телом накаливания, находящимся в рабочем пространстве. Основную массу восстановленного бора в кристаллическом виде осаждают на теле накаливания. Температура тела накаливания поддерживалась в интервале 1000—1200°. Осаждение бора происходило в зоне 20 см при общей длине тела накаливания 60 см. Скорость осаждения бора не превышала 8 г в час при расходной мощности до 8 квт*ч. Выход бора колебался от 10 до 20% по отношению к введенному в процесс. Оптимальный расход водорода примерно 8-кратный от теоретически необходимого. Вес полученного блока кристаллического бора достигал 0,5 кг, диаметр блока 5 см. Полученный бор содержал до 1 % титана, попавшего из тела накаливания.
Аналогичный процесс восстановления водородом может быть проведен и из трехбромистого соединения Бромид вследствие относительной дороговизны едва ли может оказаться конкурентно-способным в сравнении со способом, использующим хлорид бора.