硼鐵礦石活化技術(shù)

 
一、項目意義：
遼寧省擁有國內(nèi)50％的硼礦資源，其中翁泉溝的硼鐵礦的硼儲量達到2185萬噸，占全國儲量45％。經(jīng)過多年的研究，已能通過選礦工藝將該礦選出含TFe53％的鐵精礦粉和含B2O313％的硼精粉。但工廠的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，單獨使用這種硼精粉為原料制造硼砂，B2O3的收率在50～65％，遠低于用硼鎂石為原料的硼收率78～80％。這不僅原料費用增加25％左右，而且因設(shè)備生產(chǎn)能力降低，制造費用相應(yīng)增加20％以上。因此這種原料還無力承受市場競爭的沖擊。其原因在于硼鐵礦中硼的反應(yīng)能力（活性）差，限制了硼的收率。
本項目研究的目的是在經(jīng)濟合理的條件下，提高翁泉溝硼鎂鐵礦制造硼砂時的反應(yīng)性能。采用的工藝技術(shù)既不是高溫火法，也不是用強酸分解的濕法，更不是類似傳統(tǒng)的硼鎂石活化焙燒的工藝。新的活化焙燒工藝技術(shù)上先進、經(jīng)濟上合理的方法。新工藝的實施對促進遼寧硼工業(yè)健康發(fā)展及創(chuàng)建節(jié)約型社會均有現(xiàn)實意義。
二、產(chǎn)品和技術(shù)簡介： 
眾所周知，硼鎂鐵礦(ludwigite （Mg Fe）2Fe（BO3）O2)加熱至950℃結(jié)構(gòu)不發(fā)生破壞，高于1500℃，在介質(zhì)作用下可破壞其結(jié)構(gòu)，如火法高爐煉鐵。鑒于硼鎂鐵礦在950℃還不能發(fā)生晶相變化，本項目采用提高另一反應(yīng)物的能量之手段，即用鈉化焙燒技術(shù)，利用高溫熔態(tài)鈉鹽具有很高的鈉離子濃度，從而提高礦石中破壞BO鍵與其它粒子結(jié)合的能力，使之轉(zhuǎn)變?yōu)榕鹚徕c鹽，隨后用水或H2CO3溶液浸取。硼酸鈉鹽轉(zhuǎn)變?yōu)槠鹚徕c或硼砂，鎂轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，鐵部分轉(zhuǎn)變?yōu)樘妓猁}，部分以磁鐵礦形式存在，從而將硼分離出來。
技術(shù)特點：當(dāng)硼鐵礦石中含有較高的硼鎂鐵石時，在低于950℃的條件下利用鈉化焙燒技術(shù)破壞硼鎂鐵石結(jié)構(gòu)，使硼的活性由60%左右提高到90％左右。
三、應(yīng)用范圍：
適用于碳堿法制硼砂。
四、生產(chǎn)條件：
現(xiàn)有碳堿法硼砂生產(chǎn)設(shè)備不變，改變硼礦的焙燒設(shè)備和條件。
五、成本估算：
視礦中硼鎂鐵礦的含量，消耗0.1-0.3噸添加劑/噸硼鐵礦（12%B2O3）。同時副產(chǎn)一定量的純堿。
六、規(guī)模與投資：
對1.2萬噸硼砂廠，焙燒設(shè)備300-500萬元。對1.2萬噸硼砂廠，除焙燒設(shè)備外的全部投資約在1500-2000萬。
七、市場與效益：
當(dāng)前我國“兩硼”工業(yè)面臨硼鎂石原料短缺，在與國外硼行業(yè)的市場競爭中受到嚴(yán)重沖擊，而且還有進一步加劇的趨勢。其主要原因是缺少價廉的硼原料。雖然翁泉溝的硼鐵礦的硼儲量達到2185萬噸，占全國儲量45％。但以其為原料采用碳減法制硼砂時，硼收率只有50-60%。本項目除硼礦活化部分外，碳減法工藝設(shè)備無需改變。由于鈉化焙燒使用粉料與鈉鹽相混，若原工廠使用塊礦焙燒，只需對礦石焙燒工序做適當(dāng)改變即可。因此其應(yīng)用領(lǐng)域至少在遼寧省硼砂行業(yè)應(yīng)當(dāng)能在50％以上。
依硼砂行業(yè)的經(jīng)驗，一個管理好的企業(yè)，硼收率比碳解率低2～3％，碳解率比活性低2～3％。新的研究成果表明，活化焙燒后硼鐵礦的活性在85-90%之間。據(jù)此推算，使用新的研究成果，硼收率預(yù)期至少可達到80％以上，比現(xiàn)有生產(chǎn)的60％左右提高20個百分點。若硼精粉中B2O3以12％計，每噸硼砂（95％）消耗礦石量將會由4.587噸減少到3.612噸，可節(jié)省0.975噸。依省硼工業(yè)“十一五”規(guī)劃，2010年硼砂產(chǎn)量將達到50萬噸。若其中50％使用硼鐵礦粉，則可節(jié)省24.375萬噸。從經(jīng)濟效益和保護資源延長礦山使用壽命來講，意義都很巨大。

• 提供技術(shù)的程度和合作方式：

    中試技術(shù)，使用權(quán)轉(zhuǎn)讓。