[发明专利]硼镁铁矿的综合利用

说明书

本项发明为一种硼镁铁矿的综合利用冶炼方法。

如众所周知，硼元素是从含硼矿物中提取出来的。由于硼的物理及化学性能所决定，硼在化工、医药、建筑、冶金、机械加工、原子能、国防等工业部门以至农业部门都有着重要的用途，进而国内每年对硼及其制品有着相当数量的需求。然而目前硼的提取主要是以储量有限的硼镁矿为主要原料，采用化学的方法来进行，而对于另一种含硼矿物且储量相当大的硼镁铁矿却没有进行开采。

硼镁铁矿未被开采的主要原因是因为矿石中除含有一定量的硼而外，其铁的含量也比较高，下表中列出了硼镁矿（又称白矿）和硼镁铁矿（又称黑矿）的典型成分：（见表）从上表中可以看出，白矿的硼含量高于黑矿，而黑矿中的TFe含量却高于白矿。对于目前提取硼的成熟工艺而言，要求硼的氧化物（B₂O₃）大于12%，而铁的氧化物是属于无用矿物，含量越低越好。所以，黑矿不易直接被利用制取硼砂和硼酸等硼制品。另外硼镁铁矿中全铁（TFe）含量一般在30～35%之间，对于单纯炼铁而言，属于低品位矿石，冶炼的价值很小。因此到目前为止，硼的提取和铁的冶炼都未曾将硼镁铁矿开发利用起来。

本项发明的目的在于要找到一种技术上可行、经济上合理的综合利用方法，使硼镁铁矿亦能得到开发使用。经过实验室和现场的多次试验;终于获得了成功。发明的方法所依据的原理是：将硼镁铁矿装入高炉中，以焦炭为还原剂，当炉内温度达到1400～1500℃时，矿石中铁的各级氧化物将被优先还原出来。同时，由于铁液的存在，将有少量的氧化硼和氧化硅被还原，而大部分B₂O₃、SiO₂和CaO、MgO、Al₂O₃将一起留在渣子中。由于渣铁比重不同且有明确的界面，在其熔融状态下，达到了铁和硼（确切地说是硼的氧化物）的分离。高炉内各种元素的具体还原反应如下：

一、直接还原反应

而B、Si易溶于铁液中，在有铁存在的情况下，其还原反应为：

二、间接还原