專利名稱：硼鎂石化學(xué)分選工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種硼鎂石礦的化學(xué)分選工藝，屬化學(xué)選礦。
硼礦的加工方法隨礦種不同而不同，我國(guó)主要礦物是硼鎂石礦、硼鎂鐵礦。對(duì)于硼鎂石礦(2MgO·B2O3·H2O)，工業(yè)上普遍采用“加壓堿解法”及“碳?jí)A法”制取硼砂，前者是將預(yù)處理的硼鎂石礦粉與氫氧化鈉溶液混合，加溫加壓分解得偏硼酸鈉溶液，再經(jīng)碳化(CO2)處理即得;后者是將預(yù)處理的硼鎂石礦粉與純堿溶液混合加溫，再通二氧化碳升壓后反應(yīng)即得。這兩種方法都對(duì)原料品位要求高(B2O3大于10%)，故原礦需先經(jīng)選礦富集，從而大量的中、低品位礦不能得以利用;同時(shí)經(jīng)富集后的礦石的預(yù)處理一般是在高溫下煅燒三天左右，費(fèi)工費(fèi)時(shí)，而且堿解反應(yīng)需在高溫高壓下進(jìn)行數(shù)小時(shí)，反應(yīng)條件較苛刻。曾有人研究過(guò)用二氧化硫分解柱硼鎂石(MgO·B2O3·3H2O)制取硼酸，但該法的處理對(duì)象是柱硼鎂石，而且是高品位(B2O3含量在20%左右)，未能實(shí)現(xiàn)常溫分解纖維硼鎂石(2MgO·B2O3·H2O)。由于生產(chǎn)中長(zhǎng)期采富棄貪，致使我國(guó)富礦儲(chǔ)量近十幾年內(nèi)即將面臨枯竭，因此開發(fā)中、低品位硼鎂石礦的加工工藝已成為目前當(dāng)務(wù)之急。
本發(fā)明的目的是提出一種新的硼鎂石礦化學(xué)分選工藝，該工藝適合于各種粒度組成的高、中、低品位硼鎂石礦，從而充分利用目前棄置的大量中、低品位礦以及富礦中的粉礦。
本發(fā)明的要點(diǎn)是將原礦破碎后在大于850℃溫度下煅燒，然后用二氧化硫進(jìn)行分解，分解完畢后浮選得粗硼酸，經(jīng)精制得精硼酸;浮選尾渣用熱水浸取鎂鹽，浸取液加純堿回收輕質(zhì)碳酸鎂、亞硫酸鈉。
下面結(jié)合附圖
對(duì)本發(fā)明作詳細(xì)說(shuō)明。
附圖是本發(fā)明的工藝流程圖。
煅燒旨在改變纖維硼鎂石結(jié)構(gòu)及蛇紋面的結(jié)構(gòu)，以利于緊接著的分解和浮選工序。煅燒溫度大于850℃，煅燒時(shí)間大于0.5小時(shí)，礦石物料經(jīng)破碎至小于40目。
分解礦石經(jīng)上述煅燒工序后，用二氧化硫分解，能分解的成份除硼鎂石外，還有白云石、磁鐵礦，其余硅酸鹽及硫化物脈石均不分解，主要反應(yīng)如下
分解反應(yīng)在常溫常壓下進(jìn)行，反應(yīng)固液比為1∶3-8，二氧化硫用量為理論量的1.1-1.3倍反應(yīng)時(shí)間1-3小時(shí)，硼的分解率在85%以上，硼鎂石礦經(jīng)二氧化硫分解后主要生成硼酸(H3BO3)及亞硫酸鎂(MgSO3)，反應(yīng)生成的少量CaSO3及FeSO3幾乎是不溶的。
浮選將上述分解液用選礦的常規(guī)方法進(jìn)行浮選，以便將H3BO3從分解液中分離出來(lái)。硼酸屬分子結(jié)晶，象石墨、硫磺和萘一類自己具有疏水性能的固體物一樣，其結(jié)構(gòu)中沒(méi)有足夠數(shù)量的離子晶格來(lái)吸著水分子，因此可浮性是很好的，不需添加任何浮選藥劑。分解液中的鎂鹽、鐵鹽等可浮性很差，浮選工序中硼酸的回收率在95%以上。浮選礦漿濃度固液比1∶4～1∶8，浮選時(shí)間1～5分鐘，浮選段數(shù)一段粗選，二至四段精選，浮選得到的粗硼酸純度在80%左右。分解液浮選出硼酸產(chǎn)品后過(guò)濾，得浮選尾礦與分解母液，母液直接坊胤紙夤ば頡 精制通過(guò)重結(jié)晶粗硼酸以去掉其中的少量亞硫酸鎂、亞硫酸鐵雜質(zhì)，包括溶解、過(guò)濾、結(jié)晶、分離等步驟。首先作出硼酸、亞硫酸鎂、亞硫酸鐵等在不同溫度下的等溫多相平衡相圖，在80-100℃范圍內(nèi)、最好90℃左右時(shí)該體系中硼酸與雜質(zhì)的溶解度相差很大，根據(jù)該溫度下該體系的共飽點(diǎn)的硼酸溶解度數(shù)據(jù)，以粗硼酸產(chǎn)品制成硼酸的飽和溶液(用澄清的母液配制)，保溫濾去不溶物(主要為FeSO3、MgSO3)，將不溶物并入粗浮選槽，再按當(dāng)時(shí)室溫下該體系共飽點(diǎn)MgSO3的溶解度數(shù)據(jù)，以冷水稀釋濾液，降至室溫，過(guò)濾得精硼酸。再將濾液升溫至90℃左右，添加粗硼酸產(chǎn)品配成硼酸的飽和溶液，保溫過(guò)濾，不溶物送粗浮選槽，濾液又用冷水稀釋、降溫、過(guò)濾得精硼酸產(chǎn)品，如此反復(fù)，母液循環(huán)。精制得到的精硼酸產(chǎn)品純度大于99%。
付產(chǎn)回收將浮選尾礦用少量水洗滌，該洗水濃縮結(jié)晶后與浮選閉路，尾渣進(jìn)一步用熱水浸出鎂鹽，該浸出液加入Na2CO3，產(chǎn)生沉淀，經(jīng)過(guò)濾即可得輕質(zhì)碳酸鎂，濾液濃縮結(jié)晶即可得亞硫酸鈉粗產(chǎn)品。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于1、不僅適用于高品位硼鎂鐵礦，同時(shí)也適用于中、低品位以及富礦中的粉礦，解決了生產(chǎn)中長(zhǎng)期懸而未決的中、低品位硼鎂鐵礦的利用問(wèn)題，為我國(guó)十幾年后硼礦資源枯竭開辟了一條行之有效的解決途徑;
2、把選礦與化學(xué)加工融為一體，工藝簡(jiǎn)單，流程短，易于產(chǎn)品分離提純及付產(chǎn)回收;
3、二氧化硫價(jià)廉易得，硼的總收率達(dá)85%以上，且直接得硼酸，產(chǎn)品成本低，經(jīng)濟(jì)效益顯著;
4、常溫常壓反應(yīng)，能耗低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
實(shí)施例500克含B2O37.24%的東北營(yíng)口五○一礦區(qū)硼鎂石，于850℃下煅燒40分鐘后，用澄清的硼酸、亞硫酸鎂飽和母液按1∶6固液比，在反應(yīng)器中配成料漿，在不斷攪拌下，于1.5小時(shí)內(nèi)通入理論用量1.15倍的二氧化硫氣體(以100%計(jì))，流量先大后小。反應(yīng)結(jié)束后，用XFD1-63型單槽浮選機(jī)不加任何藥劑進(jìn)行初選、得產(chǎn)品166.2g，(硼酸含量為34.51%)，再用澄清飽和母液進(jìn)行兩次精選，得含硼酸76%的浮選產(chǎn)品75.40g，將此產(chǎn)品用澄清飽和母液進(jìn)行結(jié)晶提純，得含H3BO399.2%的產(chǎn)品57.22g，硼的總收率為88.86%，浮選尾礦用少量水洗滌，再用90℃水浸泡(攪拌)、過(guò)濾，濾液在70℃下與Na2CO3作用1小時(shí)、過(guò)濾、洗滌、干燥得輕質(zhì)碳酸鎂、濾液蒸發(fā)結(jié)晶得粗亞硫酸鎂。
權(quán)利要求
1.一種硼鎂石的化學(xué)分選工藝，首先將原礦石在大于850℃溫度下煅燒，其特征在于礦石粒度小于40目，煅燒時(shí)間半小時(shí)以上，然后與二氧化硫在常溫常壓下反應(yīng)，SO2氣體用量為理論用量的1.1-1.3倍，反應(yīng)時(shí)間1-3小時(shí)，反應(yīng)結(jié)束后將分解液進(jìn)行浮選得粗硼酸，母液循環(huán)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于浮選尾礦洗滌后用熱水浸出鎂鹽，浸出液中加進(jìn)Na2CO3回收輕質(zhì)碳酸鎂及亞硫酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的工藝，其特征在于尾礦洗滌水經(jīng)濃縮結(jié)晶后與浮選閉路。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于分解反應(yīng)固液比為11∶3～8。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的工藝，其特征在于粗硼酸經(jīng)過(guò)重結(jié)晶得純度為99%以上的硼酸。
全文摘要
一種硼鎂石礦的化學(xué)分選工藝，其特點(diǎn)是將原礦粉經(jīng)高溫煅燒后用二氧化硫進(jìn)行分解，反應(yīng)在常溫常壓進(jìn)行，反應(yīng)結(jié)束后將分解液進(jìn)行浮選得含量在80％左右的粗硼酸，再經(jīng)結(jié)晶提純可得純度為99％以上的硼酸產(chǎn)品，母液循環(huán)使用。本發(fā)明的突出優(yōu)點(diǎn)是對(duì)高、中、低品位的硼鎂石及富礦中的粉礦皆適用；同時(shí)工藝簡(jiǎn)單，流程短，將選礦與化學(xué)加工融為一體，易于產(chǎn)品分離提純及副產(chǎn)回收；在常溫常壓下反應(yīng)，能耗低，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C01B35/10GK1034523SQ87107509
公開日1989年8月9日 申請(qǐng)日期1987年12月11日 優(yōu)先權(quán)日1987年12月11日
發(fā)明者童德愉, 唐中凡 申請(qǐng)人:化學(xué)工業(yè)部長(zhǎng)沙化學(xué)礦山設(shè)計(jì)研究所