[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

说明书

技术领域

本发明属于真空金属热还原炼镁技术领域，具体涉及用低硅高镁硼镁石真空热还原法生产金属镁和富硼料的方法。

技术背景

硼镁石是一种主要成分为硼酸镁的含镁和硼的矿物，目前硼镁石的利用主要是通过碳碱法生产硼砂，该方法在浸出过程中硼的回收率较低，且只能将硼镁石中的硼加以利用，而大量镁进入渣(即硼泥)中，生产硼砂过程中产生大量的硼泥，目前硼泥尚未得到有效利用，只能堆积处理对生态环境造成严重破坏。

在无碱玻璃纤维工业中，无碱玻璃纤维是一种由B₂O₃、CaO、SiO₂和Al₂O₃等物质组成的化合物，其中要求氧化硼含量为8.8％，目前玻璃纤维中的硼都是以硼酸或硼酸钙的形式加入，这两种产品价格昂贵造成无碱玻璃纤维成本较高，因此多年来建材行业一直想用硼镁石作为硼酸或硼酸钙的代用品降低无碱玻璃纤维的成本，但均因为硼镁石中镁含量过高而未能成功。

发明内容

针对上述问题，本发明提供一种以低硅高镁硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁同时副产低镁富硼料的方法。本发明采用铝粉为还原剂，以硼镁石和石灰石为原料，经煅烧后通过真空热还原工艺，可得到金属镁和渣块，其渣块经磨细后用碱液浸出，其中的氧化铝得到Al(OH)₃和低镁富硼料两种产品。该低镁富硼料，可代替硼酸用作生产无碱玻璃纤维的原料。这样使低硅硼镁石得到了高度地综合利用，不仅可以获得很好的经济效益，而且可实现清洁生产。

本发明的主要技术方法大体上可分为两步，第一步是对硼镁石进行真空热还原提取金属镁副产低镁高硼的渣块，第二步是对热还原后所产生的渣块进行浸出，并对浸出液采用种分或碳分的方法得到Al(OH)₃。

实现本发明的具体方法包括以下步骤：

1、工艺采用低硅高镁硼镁石或者经浮选脱硅后的低硅高镁硼镁石，其中MgO＞30％，SiO₂＜10％。

以低硅硼镁石和石灰石为原料进行配料，在配料时要根据低硅硼镁石中MgO、B₂O₃、SiO₂、Al₂O₃和CaO的化学组成配入石灰石，其石灰石的配入量要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)

2、首先将配好的硼镁石和石灰石破碎后放入磨细装置中进行磨细，磨细至粒径小于0.2mm。

3.将磨细后的原料制成团块，然后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的铝粉混合均匀，并压制成团块，其中铝粉配入量按反应式(3)或(4)或(5)或(6)配入，并比反应需要的理论量过量1-10％，若还原剂为铝镁合金粉则还原剂只计算合金粉中的铝量，以铝量计算比理论量过量1-10％。