[发明专利]一种含三氧化二硼矿石的提纯方法

说明书

本发明涉及一种矿石的提纯方法，特别是一种含三氧化二硼矿石的提纯方法。

硼矿是一种宝贵的矿藏，世界固体硼的资源主要分布在北美、俄罗斯、土耳其、中国等国家。而我国的富矿含B₂O₃在20％以上品位的硼镁矿资源90％以上是分布在西藏、青海地区。该硼镁矿产于青藏盐湖阶地，天然矿物组合为柱硼镁石、库水硼镁石，少量水硼镁石，外观呈糖粒状，内部为蜂窝状，极易粉碎和溶化。另外还有B₂O₃含量丰富的钠硼解石。世界上年需要B₂O₃矿石约120-150万吨，其中用于生产硼酸约90-100万吨，但由于大量的硼矿如硼镁矿、硼砂矿地处偏远、交通不便，销售成本中，运输费用占很大比重。例如西藏阿里地区，既无铁路又无公路，交通的不便导致运输费用增加，运输费用占销售成本的80％，此外，矿点分布在无人区，处于荒无人烟的戈壁、草滩盐湖边，缺水、无电、寒冷期长、海拔高(4300-4500米)，不适生活居住，无法形成矿区的生活区，因此现行开采方法是采富矿弃贫矿，一般是达到含B₂O₃为30％的则取走，达不到的丢弃不用。硼镁矿是一层层沉积形成，各层含量不同，需逐层挖开层层化验，被丢弃的25％含量左右的矿藏随处可见，造成破坏性的开采，浪费了大量宝贵的矿产资源。一种解决办法是就地将矿石加工成化学制品如加工制成硼酸，然后将硼酸运出，以节约运输矿石的成本，但现有方法中，就地加工成制品需要多种辅料，而这些辅料同样需从外地运入，且缺水、电、动力，同样增加制品成本，提纯后增加的效益，还抵不上运输辅料的费用。

本发明的目的是提供一种就地提纯含B₂O₃矿石的方法，它能利用低品位含量的矿，加热提纯，使提纯后的B₂O₃的品位提高一约倍，以降低矿石的外运成本。该提纯方法简单易行，无需各种辅料，经济效益显著。

本发明的目的是按如下技术方案实现的。它是采用如下工序进行提纯：

(1)加热煅烧，将所述含硼矿加热至600-980℃，

(2)后处理，将加热后的含硼矿冷却除去磁性物质。

所述加热煅烧的最佳温度为700-900℃。所述的加热时间为10-60分钟。可在加热煅烧工序前，将含B₂O₃矿加以预处理，包括干燥、粉碎、除去磁性物质。所述加热煅烧工序可采用浮腾法，是将矿粉送入炉筒体内加热，从炉底送入气流将煅烧去杂的矿粉颗粒浮起，并随气流送出于炉筒体外，经收集器收集，未完全去杂的颗粒落到炉箅上重新加热煅烧，至完全去杂后，随气流送出炉体外。本发明方法主要是采用将矿石加热的工艺，使含有B2O3的矿中的杂质如结晶水、有机物、硫酸盐、碳酸盐、游离水及挥发物等通过加热分解或蒸发加以去除，以提高矿石中的B₂O₃的含量。

采集的原矿经预处理、也可不经过预处理直接进入加热炉处理。

不处理或预处理后的原矿可以与加热炉排出的矿物料通过热交换器进行预热，也可以用其它方式进行预热，然后进入加热炉处理。

原矿提纯后的可利用成份三氧化二硼(B₂O₃)的含量主要取决于加热的温度，原矿中杂质主要是结晶水，有机物，硫酸盐，碳酸盐，游离水及挥发物等，从300℃开始分解，随着温度的升高，分解量逐步增加，矿物的颜色由灰逐渐变白，加热炉的加热提纯温度控制在600到980℃为好，温度过低杂质燃烧不彻底，B₂O₃含量提不高，温度过高矿石熔融，出现重结晶现象，由于矿石的质量不尽相同，所含B₂O₃和杂质的量及类型也不尽相同，应根据不同矿石来调整其加热温度和加热时间。经试验最佳温度为700-900℃。

本发明为连续性生产，因此需控制原矿进入加热炉的速度，原矿由料仓进入加热炉的入口，慢慢在加热炉内流向炉的出口，在炉内需流经一段保温时间，其长短取决于原矿中杂质的类型及含量，炉体的设计，原矿的粒度等，其流经保温时间是10-60分钟。

高温炉中的燃烧装置，采用的燃料是燃油或天然气。但给炉子提供热能的热源没有限制，也可以是电源或其它能源。从经济及实用考虑，在西藏、青海地区，燃油和天然气更具有优越性。