硼鐵礦石活化技術(shù)

 
一、項(xiàng)目意義：
遼寧省擁有國(guó)內(nèi)50％的硼礦資源，其中翁泉溝的硼鐵礦的硼儲(chǔ)量達(dá)到2185萬(wàn)噸，占全國(guó)儲(chǔ)量45％。經(jīng)過(guò)多年的研究，已能通過(guò)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(chǎng)的生產(chǎn)數(shù)據(jù)表明，單獨(dú)使用這種硼精粉為原料制造硼砂，B2O3的收率在50～65％，遠(yuǎn)低于用硼鎂石為原料的硼收率78～80％。這不僅原料費(fèi)用增加25％左右，而且因設(shè)備生產(chǎn)能力降低，制造費(fèi)用相應(yīng)增加20％以上。因此這種原料還無(wú)力承受市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)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(xiàng)目研究的目的是在經(jīng)濟(jì)合理的條件下，提高翁泉溝硼鎂鐵礦制造硼砂時(shí)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(qiáng)酸分解的濕法，更不是類(lèi)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(jìn)、經(jīng)濟(jì)上合理的方法。新工藝的實(shí)施對(duì)促進(jìn)遼寧硼工業(yè)健康發(fā)展及創(chuàng)建節(jié)約型社會(huì)均有現(xiàn)實(shí)意義。
二、產(chǎn)品和技術(shù)簡(jiǎn)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(xiàng)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(lái)。
技術(shù)特點(diǎn)：當(dāng)硼鐵礦石中含有較高的硼鎂鐵石時(shí)，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?jí)A法制硼砂。
四、生產(chǎn)條件：
現(xiàn)有碳?jí)A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(shí)副產(chǎn)一定量的純堿。
六、規(guī)模與投資：
對(duì)1.2萬(wàn)噸硼砂廠(chǎng)，焙燒設(shè)備300-500萬(wàn)元。對(duì)1.2萬(wàn)噸硼砂廠(chǎng)，除焙燒設(shè)備外的全部投資約在1500-2000萬(wàn)。
七、市場(chǎng)與效益：
當(dāng)前我國(guó)“兩硼”工業(yè)面臨硼鎂石原料短缺，在與國(guó)外硼行業(yè)的市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)中受到嚴(yán)重沖擊，而且還有進(jìn)一步加劇的趨勢(shì)。其主要原因是缺少價(jià)廉的硼原料。雖然翁泉溝的硼鐵礦的硼儲(chǔ)量達(dá)到2185萬(wàn)噸，占全國(guó)儲(chǔ)量45％。但以其為原料采用碳減法制硼砂時(shí)，硼收率只有50-60%。本項(xiàng)目除硼礦活化部分外，碳減法工藝設(shè)備無(wú)需改變。由于鈉化焙燒使用粉料與鈉鹽相混，若原工廠(chǎng)使用塊礦焙燒，只需對(duì)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(yàn)，一個(gè)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(dá)到80％以上，比現(xiàn)有生產(chǎn)的60％左右提高20個(gè)百分點(diǎn)。若硼精粉中B2O3以12％計(jì)，每噸硼砂（95％）消耗礦石量將會(huì)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(dá)到50萬(wàn)噸。若其中50％使用硼鐵礦粉，則可節(jié)省24.375萬(wàn)噸。從經(jīng)濟(jì)效益和保護(hù)資源延長(zhǎng)礦山使用壽命來(lái)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。