[发明专利]一种综合利用硼镁铁矿的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种综合利用硼镁铁矿的方法，具体涉及一种由硼镁铁矿制备氧化镁、二氧化硅及三氧化二硼的方法。 

背景技术

硼是一种重要的化工原料，在高科技领域有着重要的地位。随着国民经济的发展，硼的需求量快速增长，但我国可利用的硼矿资源不能完全满足化工行业的需要。我国硼矿总储量占世界第五位，但分布稀散，可供开发利用的主要是“白硼矿”，该类矿只占全国总储量的8.98％。因此现阶段开发和利用复杂的硼矿资源已成为当务之急。 

硼镁铁矿又被称作“黑硼矿”，占我国硼矿资源的57.88％，但是其结构复杂，共生矿物多。目前处理硼镁铁矿主要有三种方法： 

1)硼镁铁矿选矿分离 

根据硼镁铁矿的理化特性，利用磁选-重选分级的联合选矿和阶段磨矿-阶段选别的方法，分选出含铁53％～55％的含硼铁精矿和含B₂O₃大于12％的硼精矿。 

2)硼镁铁矿化学法处理 

对硼镁铁矿直接用酸或碱处理，得到硼酸或硼砂，铁、镁等留在提硼后的渣中，对提硼渣进行处理，提取铁、镁等有价元素。目前该方法尚未实现工业化。 

硼镁铁矿经过选矿后，分离出硼精矿，制备硼砂。目前国内主要采用碱法生产硼砂，但是其脚渣硼泥一直没有得到很好的综合利用。它碱性强，在堆积的地方，寸草不生，附近的农田也因淋溶入碱、硼而受害，有的地方因长期渗溶污染了地下水，经省环保部门定为限期治理的项目，急需各地努力解决这一问题。 

3)硼镁铁矿火法分离工艺 

火法分离工艺是先炼铁后提硼，主要有两种方法：固相还原-熔化分离法和高炉法。 

固相还原-熔化分离法是将硼镁铁矿原矿或经过抛尾处理的硼镁铁矿，用煤在固态下将矿石中铁的氧化物还原为金属铁，还原后的产物用电炉熔化，得到不含硼的铁和高活性的富硼渣。由于生产设备等问题，该研究工作目前只进行到实验室放大规模。 

高炉法是将硼镁铁矿先经选矿去除部分硅、铝，在经烧结造块后入高炉冶炼，产品为含硼生铁和富硼渣。此工艺进行了工业试验，完成了选矿、造块、小高炉冶炼硼铁分离、富硼渣缓冷，提硼等内容。但要实现稳定的工业化生产还需要作进一步的工作。 

由于硼镁铁矿结构复杂，共生矿物多，用常规的方法分离困难。所以至今也没有一个成熟的工艺能综合提取硼镁铁矿中的有价组分铁、硼、硅、镁等。 

发明内容

针对硼镁铁矿未能合理利用的现状，本发明提供一种综合利用硼镁铁矿的方法。 

本发明的目的可以通过以下措施来达到： 

将硼镁铁矿磨细至80μm以下，与质量分数为70％～98％的硫酸均匀混合。硼镁铁矿与硫酸的比例为：矿中的氧化镁、氧化铁按与硫酸完全反应生成盐所消耗的硫酸物质的量计为1，硫酸与矿比例为0.8～1.5∶1，将混好的物料在250℃～400℃焙烧，保温0.5～2h。过剩的硫酸分解产生的三氧化硫用质量分数为60％～70％的硫酸吸收，再返回硼镁铁矿的焙烧工序。涉及的化学反应为： 

Fe₂O₃+3H₂SO₄＝Fe₂(SO₄)₃+3H₂O↑ 

MgO+H₂SO₄＝MgSO₄+H₂O↑ 

H₂SO₄＝SO₃↑+H₂O↑ 

SO₃+H₂O＝H₂SO₄

将反应后的熟料加水溶出，加入的水与熟料的质量比为2～5∶1，在50℃～95℃下搅拌溶出15～60min，过滤，滤液为含硫酸镁、硫酸铁和硼酸的溶液；滤渣主要成分为二氧化硅，洗涤干燥后直接作为微硅粉产品。