一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法技术

本发明专利技术提供一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法。本发明专利技术将硼铁混合精矿矿粉与碳酸钠的混合物经预先造块，团块在含CO和/或CO2、H2、N2的气氛下进行焙烧，焙烧温度为500～900℃，焙烧时间为10～60min，焙烧样品按照一定矿浆浓度置于球磨机中进行湿磨，矿浆经过滤可获得硼酸钠溶液，滤液可用于制备硼砂或硼酸产品；滤渣经磁选可获得高品位磁铁精矿，是炼铁的优质原料。磁选尾矿为镁硅富集物，可作为制备耐火/保温材料的原料。本发明专利技术具有操作简单、原料适应性强、环保节能、生产效率高以及硼、镁、铁利用率高等优点。为我国储量丰富的硼镁铁矿资源的高效综合利用提供技术支撑，有着广阔的推广应用前景。有着广阔的推广应用前景。有着广阔的推广应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法


[0001]本专利技术属于资源综合利用领域，涉及一种硼铁混合精矿低温控制气氛焙烧综合利用方法。

技术介绍

[0002]硼镁铁矿约占我国硼资源的60％，仅辽东地区硼镁铁矿储量就达2.8亿吨，其中B2O3储量为2184万吨，属于大型硼矿床。硼镁铁矿资源是目前我国硼资源开发利用的主体，但品位低(平均B2O3:7％～8％)，矿物组成复杂、结晶粒度细而不均，难选难冶。目前我国硼镁铁矿的处理工艺流程为：磁
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重联选获得硼精矿、含硼铁精矿和尾矿，大约40％左右的B2O3进入硼精矿，30％的B2O3进入含硼铁精矿，另外30％的B2O3进入尾矿中。含硼铁精矿目前主要通过烧结造块用于高炉炼铁，其中的硼组分无法得以回收。硼精矿主要采用碳碱法工艺制取硼砂等，但由于硼品位低(B2O3～12％)、活性差，采用碳碱法处理时需要预先活化焙烧，存在硼回收率低(～80％)、硼泥排放量大(吨硼砂产生4～5吨硼泥)、能耗高、污染环境等问题。综上所述，现有的硼镁铁矿处理工艺存在资源综合利用效率低、能耗高、污染环境等严重问题。
[0003]从长远来看，开发硼镁铁矿综合利用新工艺，实现硼、铁、镁、硅等有价组分全量化利用，并从源头上消除硼泥的产生，是实现硼镁铁矿资源高效清洁利用的根本途径。
[0004]专利技术人所在团队通过多年研究攻关，专利技术了含硼铁精矿钠化还原焙烧
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磨浸
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磁选同步提取硼和铁的新方法(专利号：ZL201210279135.7)，该方法以含硼铁精矿为原料，通过添加碳酸钠进行金属化焙烧(1000～1100℃)，将硼活化为水溶性的硼酸钠盐、铁氧化物还原为金属铁，然后通过磨矿
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浸出
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磁选提取硼和铁，其中硼的浸出率达85～90％，湿磨矿浆进一步经磁选分离可获得金属铁粉产品。上述专利技术所需的还原温度较高(1000～1100℃)，镁、硅组分与碳酸钠在高温强还原气氛条件下反应生成钠镁硅酸盐，导致焙烧过程能耗大、碳酸钠用量高、碱性浸出渣难以利用等问题。
[0005]同时，经检索发现，到目前为止还未见在低温下(500～900℃)，采用焙烧气氛的调控来调整后续硼的浸出率和铁的回收率的相关报道。

技术实现思路

[0006]本专利技术在前期研究基础上，进一步研究发现：通过精准控制气氛在较低温度下(500～900℃)实现硼铁混合精矿中硼组分的精准活化以及铁组分保持或定向转化为磁铁矿，从而通过浸出和磁选实现硼、铁、镁组分的高效分离。基于上述发现，首次提出在低温下(500～900℃)，采用焙烧气氛的调控来调整后续硼的浸出率和铁的回收率的方案。
[0007]本专利技术具有工艺流程短、焙烧温度低、碳酸钠用量少、资源综合利用效率高、废渣排放量小等优点。
[0008]一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：将硼铁混合精矿矿粉与碳酸钠进行充分混匀后造块，对干燥的团块进行气氛焙烧，通过焙烧气
氛与温度的控制，调整后续硼的浸出率和铁的回收率；所述气氛为氧含量低于20V％，且还原性气体含量低于15V％；
[0009]进行气氛焙烧后，冷却后的焙烧产物经破碎、磨矿，磨矿后的矿浆经过滤获得硼酸钠溶液；滤渣经磁选获得磁铁矿精矿；所述焙烧的温度小于等于900℃。
[0010]本专利技术首次提出通过烧结气氛的控制，来调整硼的浸出率以及铁的回收率。
[0011]本专利技术中，硼铁混合精矿矿粉的粒度为
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200目占比75％以上。
[0012]本专利技术中，干燥的团块的尺寸为10～15mm。
[0013]作为优选，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，按质量比，碳酸钠：硼铁混合精矿矿粉＝5～30％、优选为10～25％，将硼铁混合精矿矿粉与碳酸钠进行充分混匀后造块。
[0014]作为优选，所述气氛中还原性气体含量为1～10V％。进一步优选为1～5V％；更进一步优选为1～2.5V％。
[0015]作为优选，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，硼铁混合精矿为硼镁铁矿原矿破碎后，经一段磨矿
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磁选所得的粗精矿。
[0016]作为优选，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，氧含量低于20V％的气氛包括N2气氛、N2‑
CO气氛、CO
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CO2气氛、CO
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CO2‑
N2气氛、CO
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CO2‑
N2‑
H2气氛中的一种。
[0017]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，N2‑
CO气氛中，CO的浓度为1～10V％、优选为1～2.5V％。
[0018]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，CO
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CO2气氛中，CO的浓度为1～15V％、优选为1～10V％。
[0019]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，CO
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CO2‑
N2气氛中，CO的浓度为5～15V％、优选为1～10V％。
[0020]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，CO
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CO2‑
N2‑
H2气氛中，CO的浓度为2～10V％、优选为1～5V％，H2浓度为1～5V％、优选为0.5～2.5V％。作为更进一步的优选，CO的浓度为1～2％；H2浓度为0.5～1V％。
[0021]作为进一步的优化方案，CO
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CO2‑
N2气氛中，N2的浓度为25～90V％、优选为50～75V％；
[0022]CO
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CO2‑
N2‑
H2气氛中，N2的浓度为35～95V％、优选为60～90V％。
[0023]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，焙烧的温度小于等于500～900℃，焙烧时间为10～60min。
[0024]在本专利技术中，在低温下，还原气体的含量大于等于5V％时，铁的回收率极低。此时硼的浸出率由碳酸钠的用量和焙烧温度决定。
[0025]作为优化方案，本专利技术一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，冷却后的焙烧产物经破碎至
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1mm，破碎后的矿物置于球磨机中按照液固比为1～5mL/g进行磨矿，磨矿后的矿浆经过滤获得硼酸钠溶液；滤渣经湿式磁选获得磁铁矿精矿。
[0026]本专利技术一种硼镁铁矿高效清洁综合利用的方法。硼镁铁矿原矿经一段磨矿
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磁选获得硼铁混合精矿，硼铁混合精矿与碳酸钠的混合物团块在CO
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CO2‑
N2‑
H2气氛下进行低温焙烧，焙烧温度为500～900℃本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：将硼铁混合精矿矿粉与碳酸钠进行充分混匀后造块，对干燥的团块进行气氛焙烧，通过焙烧气氛与温度的控制，调整后续硼的浸出率和铁的回收率；所述气氛为氧含量低于20V％，且还原性气体含量低于15V％；进行气氛焙烧后，冷却后的焙烧产物经破碎、磨矿，磨矿后的矿浆经过滤获得硼酸钠溶液；滤渣经磁选获得磁铁矿精矿；所述焙烧的温度小于等于900℃。2.根据权利要求1所述的一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：按质量比，碳酸钠：硼铁混合精矿矿粉＝5～30％优选为10～25％；硼铁混合精矿矿粉与碳酸钠进行充分混匀后造块。3.根据权利要求1所述的一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：所述气氛中还原性气体(CO+H2)含量为1～10V％。进一步优选为1～5V％；更进一步优选为1～2.5V％。4.根据权利要求1所述的一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：硼铁混合精矿为硼镁铁矿原矿破碎后，经一段磨矿
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磁选所得的混合粗精矿。5.根据权利要求1所述的一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：氧含量低于20V％的气氛包括N2气氛、N2‑
CO气氛、CO
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CO2气氛、CO
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CO2‑
N2气氛、CO
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CO2‑
N2‑
H2气氛中的一种。6.根据权利要求3所述的一种基于气氛控制低温焙烧的硼铁混合精矿综合利用的方法，其特征在于：N2‑
CO气氛中，CO的...

【专利技术属性】
技术研发人员：饶明军，李光辉，游锦香，张鑫，罗骏，彭志伟，王静，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：