專利名稱：一種含三氧化二硼礦石的提純方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種礦石的提純方法，特別是一種含三氧化二硼礦石的提純方法。
硼礦是一種寶貴的礦藏，世界固體硼的資源主要分布在北美、俄羅斯、土耳其、中國等國家。而我國的富礦含B2O3在20％以上品位的硼鎂礦資源90％以上是分布在西藏、青海地區(qū)。該硼鎂礦產(chǎn)于青藏鹽湖階地，天然礦物組合為柱硼鎂石、庫水硼鎂石，少量水硼鎂石，外觀呈糖粒狀，內(nèi)部為蜂窩狀，極易粉碎和溶化。另外還有B2O3含量豐富的鈉硼解石。世界上年需要B2O3礦石約120-150萬噸，其中用于生產(chǎn)硼酸約90-100萬噸，但由于大量的硼礦如硼鎂礦、硼砂礦地處偏遠(yuǎn)、交通不便，銷售成本中，運輸費用占很大比重。例如西藏阿里地區(qū)，既無鐵路又無公路，交通的不便導(dǎo)致運輸費用增加，運輸費用占銷售成本的80％，此外，礦點分布在無人區(qū)，處于荒無人煙的戈壁、草灘鹽湖邊，缺水、無電、寒冷期長、海拔高(4300-4500米)，不適生活居住，無法形成礦區(qū)的生活區(qū)，因此現(xiàn)行開采方法是采富礦棄貧礦，一般是達(dá)到含B2O3為30％的則取走，達(dá)不到的丟棄不用。硼鎂礦是一層層沉積形成，各層含量不同，需逐層挖開層層化驗，被丟棄的25％含量左右的礦藏隨處可見，造成破壞性的開采，浪費了大量寶貴的礦產(chǎn)資源。一種解決辦法是就地將礦石加工成化學(xué)制品如加工制成硼酸，然后將硼酸運出，以節(jié)約運輸?shù)V石的成本，但現(xiàn)有方法中，就地加工成制品需要多種輔料，而這些輔料同樣需從外地運入，且缺水、電、動力，同樣增加制品成本，提純后增加的效益，還抵不上運輸輔料的費用。
本發(fā)明的目的是提供一種就地提純含B2O3礦石的方法，它能利用低品位含量的礦，加熱提純，使提純后的B2O3的品位提高一約倍，以降低礦石的外運成本。該提純方法簡單易行，無需各種輔料，經(jīng)濟(jì)效益顯著。
本發(fā)明的目的是按如下技術(shù)方案實現(xiàn)的。它是采用如下工序進(jìn)行提純(1)加熱煅燒，將所述含硼礦加熱至600-980℃，(2)后處理，將加熱后的含硼礦冷卻除去磁性物質(zhì)。
所述加熱煅燒的最佳溫度為700-900℃。所述的加熱時間為10-60分鐘?？稍诩訜犰褵ば蚯埃瑢⒑珺2O3礦加以預(yù)處理，包括干燥、粉碎、除去磁性物質(zhì)。所述加熱煅燒工序可采用浮騰法，是將礦粉送入爐筒體內(nèi)加熱，從爐底送入氣流將煅燒去雜的礦粉顆粒浮起，并隨氣流送出于爐筒體外，經(jīng)收集器收集，未完全去雜的顆粒落到爐箅上重新加熱煅燒，至完全去雜后，隨氣流送出爐體外。本發(fā)明方法主要是采用將礦石加熱的工藝，使含有B2O3的礦中的雜質(zhì)如結(jié)晶水、有機(jī)物、硫酸鹽、碳酸鹽、游離水及揮發(fā)物等通過加熱分解或蒸發(fā)加以去除，以提高礦石中的B2O3的含量。
采集的原礦經(jīng)預(yù)處理、也可不經(jīng)過預(yù)處理直接進(jìn)入加熱爐處理。
不處理或預(yù)處理后的原礦可以與加熱爐排出的礦物料通過熱交換器進(jìn)行預(yù)熱，也可以用其它方式進(jìn)行預(yù)熱，然后進(jìn)入加熱爐處理。
原礦提純后的可利用成份三氧化二硼(B2O3)的含量主要取決于加熱的溫度，原礦中雜質(zhì)主要是結(jié)晶水，有機(jī)物，硫酸鹽，碳酸鹽，游離水及揮發(fā)物等，從300℃開始分解，隨著溫度的升高，分解量逐步增加，礦物的顏色由灰逐漸變白，加熱爐的加熱提純溫度控制在600到980℃為好，溫度過低雜質(zhì)燃燒不徹底，B2O3含量提不高，溫度過高礦石熔融，出現(xiàn)重結(jié)晶現(xiàn)象，由于礦石的質(zhì)量不盡相同，所含B2O3和雜質(zhì)的量及類型也不盡相同，應(yīng)根據(jù)不同礦石來調(diào)整其加熱溫度和加熱時間。經(jīng)試驗最佳溫度為700-900℃。
本發(fā)明為連續(xù)性生產(chǎn)，因此需控制原礦進(jìn)入加熱爐的速度，原礦由料倉進(jìn)入加熱爐的入口，慢慢在加熱爐內(nèi)流向爐的出口，在爐內(nèi)需流經(jīng)一段保溫時間，其長短取決于原礦中雜質(zhì)的類型及含量，爐體的設(shè)計，原礦的粒度等，其流經(jīng)保溫時間是10-60分鐘。
高溫爐中的燃燒裝置，采用的燃料是燃油或天然氣。但給爐子提供熱能的熱源沒有限制，也可以是電源或其它能源。從經(jīng)濟(jì)及實用考慮，在西藏、青海地區(qū)，燃油和天然氣更具有優(yōu)越性。
加熱爐可采用鏈板式、震動槽式隧道爐或立式浮騰爐，以燃油和天然氣為熱源較好。
采用上述本發(fā)明的工藝步驟，由于通過加熱將含B2O3礦中的雜質(zhì)燒掉，可將礦的品位提高，硼礦通過本發(fā)明的提純方法處理后，其品位即含B2O3量可提高近1倍。
綜上所述，本發(fā)明硼礦的提純方法設(shè)備簡單，操作方便，成本低，就地使用可將原礦中含有的游離水，結(jié)晶水，有機(jī)物，硫酸鹽，碳酸鹽及揮發(fā)物等除去。從而使硼礦的B2O3品位提高約一倍，提高了低品位的天然硼礦的利用價值。同時也降低了礦石外運的運輸成本，提高了化工產(chǎn)品的經(jīng)濟(jì)效益。
本發(fā)明通過以下的實施例做進(jìn)一步闡述。
實施例1原礦為西藏改則地區(qū)的硼鎂礦。采用加熱爐為鏈板、震動式隧道爐。
將采集的改則硼鎂礦加以預(yù)處理，即將原礦曬干，然后經(jīng)一錐式粉碎機(jī)粉碎成5-10目的細(xì)粉，再經(jīng)磁性分離器將磁性物質(zhì)除去。經(jīng)皮帶輸送機(jī)將預(yù)處理后的原礦輸送到料倉備用。將料倉的出口對準(zhǔn)加熱爐的入口。該加熱爐為隧道式的，主體構(gòu)架由鋼材構(gòu)成，外殼經(jīng)過保溫處理。燃料柴油通過加熱爐上方設(shè)有的燃燒裝置，即噴油裝置，噴出油霧燃燒，使?fàn)t內(nèi)溫度達(dá)850-900℃。通過控制給料速度，使被處理的原礦在爐內(nèi)流經(jīng)時，達(dá)到規(guī)定溫度后的保溫時間為30分鐘，使?fàn)t內(nèi)原礦受熱均勻。原礦慢慢流經(jīng)高溫爐到排料口出爐，進(jìn)入冷卻料倉，再除去磁性物質(zhì)后，即得提純的礦產(chǎn)物，進(jìn)入包裝。提純前后含B2O3礦中各成份的含量變化(實測)情況為下列表1所示表1
由表1可看出，礦中的游離水、結(jié)晶水、有機(jī)物、硫酸鹽、碳酸鹽及揮發(fā)物己被除去，硼礦中B2O3含量(品位)從25.39％提高到48.53％，提高接近一倍。
實施例2原礦為西藏鹽湖礦。
將采集的含B2O3的鹽湖礦原礦加以提純，采用設(shè)備和加工藝同實施例1，原礦物料在加熱爐內(nèi)加熱至750-800℃流經(jīng)的保溫時間為40分鐘，可達(dá)到同樣純化的目的，提純前后硼礦中各成份的含量變化(實測)情況如下列表2所示表2
由表2可以看出，鹽湖礦中的游離水、結(jié)晶水、有機(jī)物、硫酸鹽、碳酸鹽及揮發(fā)物除去，硼礦中B2O3含量(品位)提高接近一倍。
實施例3原礦為青海大柴旦湖的含B2O3礦石，采用浮騰法加熱。
提純加工工藝同實施例1，但設(shè)備有所不同，采用立式爐浮騰法加熱，經(jīng)預(yù)處理的原礦粉送至浮騰爐入口，經(jīng)燃燒加熱800-850℃將其中的雜質(zhì)加熱分解揮發(fā)后，由于礦粉重量顯著減輕，從爐底下方送入熱風(fēng)，將礦粉吹浮起，隨著上升的氣流經(jīng)出口排出爐外，經(jīng)集料器收集。而未燃燒徹底的原礦粉由于重量較大，上升熱氣流不能將其帶出爐外，又落到加熱區(qū)再次煅燒，至徹底燃燒后，重量減輕，則隨氣流送出到爐外，經(jīng)集料器收集。將加熱提純后的物料冷卻，除去磁性物質(zhì)。提純前后硼礦中各成份的含量變化(實測)情況如表3所示。
表3
經(jīng)生產(chǎn)實踐統(tǒng)計，采用本發(fā)明方法在礦區(qū)就地提純，能使B2O3的含量提高約一倍，而其加熱成本只占提純后增加的經(jīng)濟(jì)效益的12-13％。就運輸而言，運輸費用相應(yīng)也降低了一半。礦石產(chǎn)品質(zhì)量的提高，運輸成本的降低，使其具有市場競爭力。
經(jīng)提純的礦石做為硼化工廠原料，經(jīng)酸解生產(chǎn)硼酸，用提純后的礦石比原礦石在噸產(chǎn)品消耗上大幅度下降到1/2。生產(chǎn)單位使用用本發(fā)明方法提純的礦石做為原料，用酸解法生產(chǎn)硼酸，其驗證結(jié)論為“提純后的硼鎂礦在噸產(chǎn)品耗用上大幅度下降，減少一倍(由原礦的2.35噸耗降為1.18噸耗)，相應(yīng)在其它輔助材料上也降低了許多。迫切需要提純后的硼鎂礦做為長期生產(chǎn)硼酸的原料。”受到生產(chǎn)使用單位的歡迎。
權(quán)利要求
1.一種含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是采用如下工序進(jìn)行提純(1)加熱煅燒，將所述含硼礦加熱至600-980℃，(2)后處理，將加熱后的含硼礦冷卻除去磁性物質(zhì)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述加熱煅燒的最佳溫度為700-900℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述的加熱達(dá)到規(guī)定溫度后，保溫時間為10-60分鐘。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是在加熱煅燒工序前，將含硼礦加以預(yù)處理，包括干燥、粉碎、除去磁性物質(zhì)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述加熱煅燒工序采用隧道爐加熱，通過控制給料速度，使礦石在爐內(nèi)溫度850-900℃下保溫30分鐘。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述加熱煅燒工序采用隧道爐加熱，通過控制給料速度，使礦石在爐內(nèi)溫度750-800℃下保溫40分鐘。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述加熱煅燒工序采用浮騰法，是將礦粉送入爐筒體內(nèi)加熱，從爐底送入氣流將煅燒去雜的礦粉顆粒浮起，并隨氣流送出于爐筒體外，經(jīng)收集器收集，未完全去雜的顆粒落到爐箅上重新加熱煅燒，至完全去雜后，隨氣流送出爐體外。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的含三氧化二硼礦石的提純方法，其特征是所述加熱溫度為800-850℃。
全文摘要
一種含三氧化二硼礦石的提純方法,包括如下工序進(jìn)行提純(1)加熱煅燒,將所述含B
文檔編號C01B35/10GK1315292SQ00103218
公開日2001年10月3日 申請日期2000年3月24日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月24日
發(fā)明者聶文江, 張茂, 王宗禮 申請人:張茂