[发明专利]以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法

权利要求书

1.一种以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)配料：以低硅硼镁石和石灰石为原料进行配料；

(2)磨料：将配好的硼镁石和石灰石破碎进行细磨，磨至粒径小于0.2mm；

(3)煅烧：将磨细后的原料制成团块，将制成的团块放入炉中煅烧，煅烧温度为700℃～1100℃；

(4)将煅烧后的团块粉碎至粒径小于0.2mm，然后与粒径小于0.2mm的铝粉均匀混合，压制成团块；

(5)真空还原，将压制好的团块置于带有镁结晶器的高温还原反应炉中，进行真空还原，压力小于20～80Pa，温度为900～1300℃，生成气态金属镁，而后在镁结晶器上冷凝结晶成固态镁，另一种为主要由12CaO·7Al₂O₃或CaO·Al₂O₃或CaO·2Al₂O₃或CaO·6Al₂O₃或前述的两种或三种或四种的混合物与3CaO·B₂O₃和2CaO·SiO₂化合组成的渣块；

(6)渣料浸出：将获得的渣块磨细至粒径小于0.2mm，然后将磨细的渣料放入由Na₂CO₃或Na₂CO₃与NaOH组成的溶液中，在50-300℃的温度下，将渣料的Al₂O₃以NaAl(OH)₄的形式被浸出于溶液中，渣料中与氧化铝结合的CaO以CaCO₃的形式沉淀出来，而渣料中的3CaO·B₂O₃组分不参与反应而留在浸出后剩余的沉淀泥渣中；

(7)过滤分离，将浸出液与泥渣过滤分离，滤液为含有少量Na₂CO₃和NaOH的NaAl(OH)₄溶液，滤渣主要为3CaO·B₂O₃、CaCO₃和2CaO·SiO₂组成的混合物；

(8)烘干，将滤渣烘干，即可作为制造无碱玻璃纤维的原料；

(9)种分或碳分，将过滤后的含有少量Na₂CO₃和NaOH的NaAl(OH)₄溶液进入种分或碳分容器中，使NaAl(OH)₄分解为氢氧化铝(Al(OH)₃)：

a、种分，向含有NaAl(OH)₄的溶液中加入Al(OH)₃晶种进行晶种种分分解，使NaAl(OH)₄分解成Al(OH)₃和Na(OH)，溶液中种分分解后生成的Al(OH)₃经过滤分离后得到产品Al(OH)₃滤液则由Na(OH)以及部分未分解的NaAl(OH)₄组成，生成的Al(OH)₃大部分可作为最终产品，部分作为晶种返回到晶种分解容器中去种分分解NaAl(OH)₄，如果需要最终的产品为Al₂O₃，可将生成的Al(OH)₃在800℃-1000℃的温度条件下进行煅烧使Al(OH)₃脱水即可；

b、碳分，向含有NaAl(OH)₄浸出液中通入CO₂气体进行碳分分解，使NaAl(OH)₄分解生成Al(OH)₃和Na₂CO₃，碳分过程所需的CO₂来自于石灰石和硼镁石煅烧过程生成的CO₂副产物，碳分分解生成的Al(OH)₃经过滤与碳分后生成的Na₂CO₃溶液分离，即形成商品氢氧化铝，如果需要最终的产品为Al₂O₃，可将生成的Al(OH)₃在800℃-1000℃的温度条件下进行煅烧使Al(OH)₃脱水即可得到氧化铝产品。

2.如权利要求1所述的以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法，其特征在于步骤(1)中配料，石灰石配料按这两种混合物料在高温煅烧时生成的CaO满足下列几种化学反应对CaO的需求；

①要使所配入的CaO能和硼镁石中的B₂O₃按如下反应生成3CaO·B₂O₃：

3CaO+B₂O₃＝3CaO·B₂O₃                    (1)

②要使CaO与硼镁石中的杂质SiO₂按如下反应生成2CaO·SiO₂：

2CaO+SiO₂＝2CaO·SiO₂                    (2)

③要使CaO按如下反应，用铝进行真空还原MgO时对CaO的需求量：

12CaO+21MgO+14Al＝21Mg+12CaO·7Al₂O₃     (3)

或：CaO+3MgO+2Al＝3Mg+CaO·Al₂O₃         (4)

或：CaO+6MgO+4Al＝6Mg+CaO·2Al₂O₃        (5)

或：CaO+18MgO+12Al＝18Mg+CaO·6Al₂O₃     (6)。