[发明专利]一种悬浮还原焙烧强化含硼铁精矿硼铁分离提取的方法

说明书

一种悬浮还原焙烧强化含硼铁精矿硼铁分离提取的方法，按以下步骤进行：(1)含硼铁精矿磨细作为原料；(2)将原料加热后通入还原反应器，与还原性气体混合，悬浮状态发生还原反应；(3)还原物料水淬至常温，水淬物料与氢氧化钠和水搅拌调浆；(4)矿浆磨矿，同时进行浸出获得浸出矿浆；(5)将浸出矿浆过滤，分离出浸出液和浸出渣；浸出液为含有偏硼酸钠的溶液；(6)将浸出渣制成二次矿浆后进行磁选。本发明的还原主体设备为悬浮炉，还原效率可以大幅度提高；磨矿浸出同步进行，使硼矿物在磨矿过程中充分浸取出来，具有缩短浸出时间、简化流程、降低能耗等优点。

技术领域

本发明属于矿物加工、冶金技术领域，特别涉及一种悬浮还原焙烧强化含硼铁精矿硼铁分离提取的方法。

背景技术

硼铁矿中由于铁、硼矿物共生关系密切，组成复杂，结晶粒度细，选矿方法只能获得TFe品位45～55％，B₂O₃含量4～6％的含硼铁精矿和B₂O₃含量12～18％硼精矿；而含硼铁精矿进一步加工利用的关键在于硼、铁的二次分离，否则只能作为高炉配矿使用而无法回收硼矿物，造成硼资源的巨大浪费。

目前，含硼铁精矿的硼铁综合利用方法以火法为主，包括高炉法、回转窑法和转底炉法；基本原理是在一定温度下，以煤粉、焦炭或还原性气体将铁氧化物还原为金属铁，而硼矿物不被还原，通过磨矿-磁选或高温熔化实现硼铁分离。火法工艺优点在于流程短；如发明名称为“对硼铁矿进行硼铁分离的方法”的中国专利(201210592282.X)公开了一种转底炉-熔分实现硼铁分离的方法，将硼铁矿制成球团进行转底炉还原焙烧，将还原产物进行熔化分离，以便得到铁水和含有B₂O₃的富硼渣，硼铁分离效果好，回收率高；但该方法还原及熔分过程温度高，时间长，需要在1400～1500℃下熔化分离40～90min，能耗高。发明名称为“一种转底炉直接还原-电炉熔分综合利用硼铁矿的方法”的中国专利(201310616734.8)公开了一种综合利用硼铁矿的方法，将还原剂与硼铁矿及粘结剂制成含碳球团，将球团置于转底炉内，经加热还原得到金属化球团。然后加入焦炭后在电炉内熔分，得到生铁和B₂O₃含量为10～22％的硼渣，硼铁分离彻底，对生球强度要求不高。以上两种方法获得的熔融态富硼渣均需要经过缓慢冷却处理才能获得较高的反应活性，降低了生产效率，开发一种流程短、能耗低、硼活性高的含硼铁精矿综合利用方法具有重要意义。

发明内容

针对现有硼铁精矿的硼铁分离技术中存在的上述不足，本发明提供一种悬浮还原焙烧强化含硼铁精矿硼铁分离提取的方法，通过先悬浮焙烧将铁氧化物还原为金属铁，然后在磨矿同时用氢氧化钠浸出硼，分离出硼后磁选获得铁，使硼铁达到良好的分离效果。

本发明的方法按以下步骤进行：

1、将含硼铁精矿磨细至粒径≤0.074mm的部分占总质量≥60％，作为原料；

2、将原料加热至700～850℃，硼镁石活化分解为遂安石；然后通入还原反应器，与还原性气体混合，原料在气流作用下处于悬浮状态，并与还原性气体发生还原反应，使原料中的铁氧化物被还原为金属铁，生成的还原物料从还原反应器的排料口排出；其中还原性气体先从还原反应器底部的进气口通入后，再将原料从还原反应器顶部的进料口通入，原料在还原反应器内的停留时间20～50min；

3、将排出的还原物料直接水淬至常温，获得水淬物料；将水淬物料取出后与氢氧化钠和水共同给入搅拌桶进行搅拌调浆，使氢氧化钠溶于水中并使物料混合均匀，制成质量浓度50～60％的矿浆；氢氧化钠的加入量按NaOH与还原物料中的Mg₂B₂O₅完全反应所需理论用量的1.1～1.3倍；

4、将矿浆给入磨机中进行磨矿，磨矿同时进行浸出反应，磨矿至固体中粒径≤0.045mm的部分占总质量≥80％，同时完成浸出，磨矿时间30～60min，获得浸出矿浆；