[发明专利]一种由硼镁铁矿制备氧化镁、氧化铁、二氧化硅及硼酸的方法

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、氧化铁、二氧化硅及硼酸的方法。 

背景技术

硼是重要的化工原料，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，但选矿效果不佳。

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：固相预还原熔化分离渣铁和高炉直接冶炼硼镁铁矿。 

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，还原后的矿石用电炉熔化，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、含硼生铁的应用及环境治理等内容。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。因此，有必要进行更深入的研究。 

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，与硫酸氢铵均匀混合，硼镁铁矿与硫酸氢铵的比例为：矿中的氧化镁、氧化铁与硫酸氢铵完全反应生成盐所消耗的硫酸氢铵物质的量计为1，硫酸氢铵与矿比例为0.8～1.5∶1，将混好的物料在250℃～400℃焙烧，保温0.5～2h。过剩的硫酸氢铵分解产生的三氧化硫和氨气用硫酸吸收，得到的硫酸氢铵再返回硼镁铁矿焙烧工序。涉及的化学反应为： 

MgO+2NH₄HSO₄＝(NH₄)₂Mg(SO₄)₂+H₂O↑ 

Fe₂O₃+4NH₄HSO₄＝2NH₄Fe(SO₄)₂+2NH₃↑+3H₂O↑ 

NH₄HSO₄＝SO₃↑+NH₃↑+H₂O↑ 

SO₃+NH₃+H₂O＝NH₄HSO₄

将反应后的熟料加入3～5倍质量的水溶出，在50℃～95℃下搅拌15～60min，过滤，滤液为硫酸镁铵、硫酸铁铵和硼酸溶液；滤渣主要成分为二氧化硅，作为微硅粉产品。 

熟料溶出液先采用黄铵铁矾法沉铁，再采用针铁矿法沉铁。