[发明专利]一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种提取并分离工艺，特别是涉及一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺。

背景技术

我国目前能加工利用的硼资源只占总储量的10%，这与硼工业发展的需求存在日益突出的矛盾。而占硼资源总储量58%的辽宁低品位的硼铁矿是我国硼工业的重要资源之一。硼铁矿(B₂O₃7.22%、TFe30.0%、MgO24%)是一种不可再生的资源，因结构复杂、共生矿物多、加工难度大、用常规的分离方法分离困难和无成熟的加工工艺等因素，一直未能形成工业规模的开发利用，共生矿中铁-硼-镁的共提取,是具有中国资源特色的重要课题。目前对硼铁矿的综合利用工艺主要有以下几种，但都存在不足之处：

1．机械选矿

采用粗粒抛尾-阶段选别工艺，可将品位低、不能直接作为硼化工原料的硼铁矿（B₂O₃7.22%、TFe30.0%、MgO24%）选分为硼精粉（B₂O₃12%、MgO24%、硼回收率40%）和含硼铁精粉（B₂O₃6.0%、TFe50%、铁回收率90%），两种产品硼回收率加在一起达87%。从研究结果看，机械选矿方法不能实现铁-硼彻底分离，尚有47%B₂O₃赋存在含硼铁精粉中。而含硼铁精粉B₂O₃品位只有6.0%，仍然是低品位硼矿，满足不了硼化工的需要。

2．火法铁硼分离技术

火法铁硼分离技术可得到富硼渣(B₂O₃12%、MgO40%)和含硼生铁(B0.6±0.2％)，硼基本上不受损失，很好地解决了硼铁矿中铁资源的利用问题。但13m³高炉炼铁扩大实验结果表明，该工艺硼和镁的提取利用率仍然不高。

3．硼铁矿湿法分离技术

和火法工艺的分离次序相反，硼铁矿湿法分离技术是先提硼，残渣炼铁。该法也分为两类：盐酸浸取硼铁矿，有机溶剂萃取提硼；硫酸浸取硼铁矿，盐析结晶一水硫酸镁。湿法分离工艺由于矿石的品位低，相对耗酸量大，故只适宜于加工B₂O₃含量在10%以上的矿，由于已发现的硼铁矿品位差别较大，且多为含硼品位低的矿，因此制约了湿法分离技术研究成果在硼工业上的推广。

发明内容

本发明的目的是提供一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺。该工艺由三个技术作业组成：硼铁矿的高温焙烧与硫酸浸出工艺、采用有机溶剂一元醇作用结晶分离镁工艺、采用浸出液铁粉还原和有机溶剂作用结晶硫酸铁工艺，实现了提取并有效分离硼、铁和镁元素的目的。

本发明的目的是通过以下技术方案实现的：

一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺，该工艺由三个技术作业组成：硼铁矿高温焙烧硫酸浸出工艺；采用添加有机溶剂作用结晶镁盐工艺；酸浸液正三价铁铁粉还原和有机溶剂作用结晶工艺；该工艺流程为：将硼铁矿在700~800℃温度下焙烧，之后用浓硫酸浸出硼铁矿，固液分离之后，在酸浸液中加入一元醇静置，过滤得固态MgSO₄·7H₂O，滤液经正三价铁粉或铁屑还原浓缩后，加入一元醇后再经过滤、冷却结晶及烘干得到固态FeSO₄·7H₂O，结晶液中含硼酸。

所述的一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺，所述的硼铁矿焙烧过程中将其中磁铁矿转化为赤铁矿。

所述的一种从硼铁矿中提取并分离硼-铁-镁的工艺，所述有机溶剂采用一元醇，循环利用。

本发明的优点与效果是：

1．本发明是从硼铁矿中提取并有效分离硼、铁和镁元素，合三为一的工艺方法。与现有技术相比，本发明具有加工方法独特，硼、铁和镁共提取率高，生产工艺简单，流程短，设备投资省，原料消耗少，不产生废液的排放，易于工业化生产等特点；

2．本发明根据无机盐在有机溶剂中的溶解性不同，在有机溶剂作用下的分步结晶，产品为硫酸镁和硫酸亚铁，可实现矿中主要成分的初步分离。

3. 本发明由酸浸-有机溶剂作用结晶法制得产品硫酸镁和硫酸亚铁，产品硫酸亚铁是制备高附加值铁质产品的原料，具有经济价值高，用途广等特点，产品硫酸镁不需除杂可直接用于生产价值较高的一水硫酸镁。

4．本发明结晶过程中使用的有机溶剂可循环利用，有利于降低生产成本，减少环境污染。