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硼镁铁矿多组分高效分离与增值利用技术研究进展

硼镁铁矿多组分高效分离与增值利用技术研究进展

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第十二届中国金属学会青年学术年会暨首届〝碳中和〞冶金青年科学家沙龙

作者：饶明军游锦香张鑫罗骏彭志伟李光辉姜涛中南大学资源加工与生物工程学院中南大学化学与化工学院

硼镁铁矿赋存我国硼资源总量的60%,是当前我国硼资源开发利用的主体,但因其多组分复杂共生、难选难冶,现有加工流程存在流程长、能耗高、有价组分综合回收率低等问题。作者及其团队近年来以硼镁铁矿硼/铁高效分离和硼产品增值化利用为... 详细信息

硼镁铁矿赋存我国硼资源总量的60%,是当前我国硼资源开发利用的主体,但因其多组分复杂共生、难选难冶,现有加工流程存在流程长、能耗高、有价组分综合回收率低等问题。作者及其团队近年来以硼镁铁矿硼/铁高效分离和硼产品增值化利用为研究目标,提出了焙烧气氛-钠盐协同调控的硼镁铁矿硼/铁组分定向转化与分离的新思路。系统研究了焙烧气氛、钠盐添加量、焙烧温度、时间对不同组分物相转变、微观结构演变以及元素迁移行为的影响规律,构建了面向硼、铁、镁组分高效分离的定向转化调控机制。主要研究结果有:（1）碳酸钠是硼组分活化的物质基础,不同焙烧气氛下,含硼矿物均转化为易溶于水的硼酸钠,实现硼组分的活化;（2）铁矿物在氧化气氛下转化为赤铁矿和镁铁尖晶石,中性和弱还原气氛转化为含镁磁铁矿和镁铁浮氏体,强还原气氛转化为金属铁;（3）开发了基于气氛-钠盐协同焙烧的焙烧硼铁精矿硼/铁分离新技术。针对硼铁精矿弱还原气氛焙烧实验室小型试验优化条件下,焙烧矿经磨浸,硼浸出率为92.03%,滤渣经磁选可获得TFe含量为62.15%,铁回收率为90.33%的磁铁精矿。在此基础上,开展了扩大化试验研究,模拟链箅机扩大化焙烧试验结果表明:针对硼镁铁矿一次磁选精矿,焙烧矿经磨浸-磁选,硼浸出率为88.31%,磁选精矿铁品位为58.54%,铁回收率为95.52%。回转窑模拟强还原气氛焙烧扩大化试验结果为:焙烧矿经磨浸-磁选,硼浸出率为70.23%,磁选精矿铁品位和回收率分别为94.12%和95.35%。（4）开发了磨浸液（富硼液）碳分制备硼砂和硫酸法制备硼酸新技术。采用CO2碳分,调节溶液pH至8～9,溶液中的B（OH）离子转化为BO（OH）离子,碳分后的溶液在35℃结晶析出硼砂,产品纯度满足工业要求。采用硫酸法制备硼酸,控制溶液pH至2～3,溶液中的B（OH）离子转化为HBO,溶液在40℃结晶析出硼酸,产品纯度满足工业要求。（5）针对磁选尾矿开发了水热浸出回收残余的碱,浸出渣（镁硅富集物）制备镁质耐火材料的技术,在水热温度200℃,水热时间3h,钠的浸出率超过95%,浸出渣外配6wt.%AlO和10wt.%MgO在1300℃烧结3h,获得的耐火材料耐火度为1800℃,表观孔隙率为15.9%,容重为3.05 g/cm,抗压强度为106.7 MPa,抗热震性能为六次,优于商业镁质耐火材料。基于上述研究结果,构建了硼镁铁矿多组分高效分离与增值利用的新流程。新流程与现流程对比,具有流程短、能耗低、有价组分综合回收率高等优点,实现了硼镁铁矿全组分的综合利用,为硼镁铁矿资源的高效利用提供了新途径。

关键词：硼镁铁矿钠化焙烧磨浸-磁选硼砂硼酸

来源： cnki会议评论

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