CN108893572A - 一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法 - Google Patents

一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，属于冶金领域，采用微波加热、隧道窑冶炼、氯化分离。本发明能够使硼铁矿中的铁、硼、镁元素得到有效分离，提高了铁、硼的品位和收得率，同时产生的高镁尾渣得到了循环利用，促进了复合硼铁矿的利用，有效缓解了铁矿、硼矿、镁矿资源紧张的局面，兼顾“资源+能源”生态化特色，实现了硼铁矿资源的综合利用，具有工艺简单、生产成本低、节能减排等优点。

Description

一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法
技术领域
本发明涉及冶金渣资源综合利用，尤其是一种硼铁矿的处理方法，属于冶金领域。
背景技术
目前，硼矿生产主要来自辽宁沉积变质型的硼镁矿，但是该类矿仅占全国硼总储量的8.98％，且经过多年的开发利用，硼镁矿的储量已不足200万吨，硼镁矿资源已近枯竭，随着国民经济的发展，硼的需求量在快速增长，可利用的硼矿资源不能满足各行各业的需求。然而，我国硼铁矿资源丰富，仅辽宁地区的硼铁矿储量就达2.8亿吨，其中以B2O3计储量2184万吨，由于硼铁矿主要有硼镁石-磁铁矿-蛇纹石型及含晶质铀矿硼镁铁矿化硼镁石-磁铁矿型两种。
我国硼铁矿石特点：(1)组成复杂，已发现共生矿物60余种，主要金属矿物为磁铁矿、硼镁石、晶质铀矿和硼镁铁矿，此外还有少量磁黄铁矿、黄铁矿、黄铜矿等；非金属矿物主要为蛇纹石，其次是云母、长石、方解石、石英等。(2)磁铁矿、硼镁石、硼镁铁矿紧密共生，与蛇纹石、磁黄铁矿、云母等密切连生，共生关系紧密，且连晶十分复杂。(3)矿物呈细粒不均匀嵌布，矿物间物理化学性质有所差异。硼铁矿呈尖点状，粒度在0.001～0.01mm，硼镁石多为纤维状，粒度在0.003～0.06mm，磁铁矿粒度一般是0.002～0.1mm，因此综合开发利用复杂的硼铁矿资源已成为当务之急。
目前，对硼铁矿冶炼工艺主要有湿法分离工艺、火法分离工艺和传统选矿分离工艺等。湿法分离工艺的方法主要是用酸、碱、盐溶液溶解，再从浸出液中萃取硼酸，浸渣经磁选得到铁精矿，使硼铁分离。硼铁矿火法分离工艺，主要是利用高温从矿石中提取金属或金属氧化物的方法，特点为工艺流程短、设备简单、经济效益好。硼铁矿火法分离方法主要有高炉法、还原-磁选分离工艺、直接还原-熔化分离工艺等；传统选矿工艺主要是通过细磨-磁选得到铁精矿和含硼尾渣。此三种方案都能在一定程度上完成硼铁矿中铁与硼的分离，前一种方案能达到较好的铁、硼回收率和氧化硼的溢出，但工艺流程长，污染大；后两种方案铁、硼分离效果不是很好。此外，硼铁矿中镁含量较高，在硼铁分离后严重影响硼精矿的进一步冶炼，且在目前的冶炼工艺条件下，镁的利用率也较低，基本上以废弃物形式排放，不仅占地还影响环境。到目前为止尚未有一种同时分离回收硼铁矿中铁、硼、镁的有效冶炼方法。因此，如何高效综合利用硼铁矿的研究是对缓解我国硼、铁、镁矿资源日趋紧张的局面具有重大的意义。
发明内容
本发明需要解决的技术问题是提供一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，能够使硼铁矿中的铁、硼、镁元素得到有效分离，提高了铁、硼的品位和收得率，同时产生的高镁尾渣得到了循环利用，促进了复合硼铁矿的利用，有效缓解了铁矿、硼矿、镁矿资源紧张的局面，兼顾“资源+能源”生态化特色，实现了硼铁矿资源的综合利用，具有工艺简单、生产成本低、节能减排等优点。
为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：
一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，采用微波加热、隧道窑冶炼、氯化分离。
本发明技术方案的进一步改进在于包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、还原剂、改质剂加入混料机中混匀；
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，进行加热并保温，将铁的氧化物还原；
C.分离金属海绵铁：还原结束后，磁选分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣；
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入还原剂，混匀，加热并保温，保温过程中通入氯气；
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，分离回收氯化硼；
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
本发明技术方案的进一步改进在于：矿粉为复合硼铁矿粉，粒度≤100目。
本发明技术方案的进一步改进在于：还原剂为低硫煤或焦炭屑，粒度≤100目；步骤A中还原剂的加入量为矿粉总质量的10～15％，步骤D中还原剂的加入量为矿粉总质量的25～30％；高硼尾渣粒度≤100目。
本发明技术方案的进一步改进在于：改质剂为氧化钙，加入量为矿粉总质量的4～6％，粒度≤100目。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤B中，加热温度为1000～1200℃，保温时间为0.5～1小时。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤C中磁选分离的磁感应强度为1～2T。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤D中，加热温度为600～700℃，保温时间1～2小时，保温过程中通入的氯气量为矿粉总质量的20～25％，氯气纯度≥95％。
本发明技术方案的进一步改进在于：步骤E中，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3。
本发明技术方案的进一步改进在于：磁选分离后的金属海绵铁作为炼钢或制铁粉原料；冷却凝固富集的SiCl4用于制造多晶硅、高纯二氧化硅、石英纤维等材料；BCl3用于半导体硅的掺杂源、有机合成催化剂、制高纯硼或有机硼；高镁尾渣用于制备金属镁、消毒剂、灭火剂、高纯氧化镁。
由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：
本发明提供的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，能够使硼铁矿中的铁、硼、镁元素得到有效分离，提高了铁、硼的品位和收得率，同时产生的高镁尾渣得到了循环利用，促进了复合硼铁矿的综合利用，有效缓解了铁矿、硼矿、镁矿资源紧张的局面，兼顾“资源+能源”生态化特色，实现了硼铁矿资源的综合利用，具有工艺简单、生产成本低、节能减排等优点。
本发明采用微波加热技术将硼铁矿中铁的氧化物还原得到金属海绵铁，然后采用磁选进行分离金属海绵铁。利用硼铁矿中含铁氧化物(磁铁矿)与含硼氧化物(硼镁石)吸波能力的差异，采用微波对硼铁矿进行加热，有利于使磁铁矿、硼镁石之间产生热应力，形成晶间裂纹，有利于铁、硼分离；同时经氧化钙脱硫，隧道窑冶炼，可连续化生产低硫高质量的金属海绵铁，经磁选可达到分离富集金属海绵铁的目的；此外磁选后的高硼尾渣经氯化处理可使硼、镁得到有效分离。当矿粉微波加热到1000～1200℃，保温0.5～1小时，金属海绵铁中铁品位高达90％以上，铁回收率高达80％以上；高硼尾渣在600～700℃，保温时间为1～2小时，经氯化处理后，硼的回收率高达85％以上，BCl3的品位高达85％以上。整个反应过程加热均匀、加热速度快，不仅缩短了加热与保温时间且加快了反应速率、减少污染物的排放，具有生产工艺简单、设备投资少、生产效率高、节能环保的优点。
本发明在铁氧化物的还原，加入了改质剂和还原剂，当改质剂为氧化钙，加入量为矿粉总质量的4～6％，粒度≤100目时，可有效脱除铁中的硫，得到低硫海绵铁，可用于制铁粉或炼钢原料。当还原剂为低硫煤或焦炭屑，加入量为矿粉总质量的10～15％，粒度≤100目时，硼镁石、蛇纹石分解，铁的氧化物还原，还原速度快，可保证铁氧化物有效还原，便于后续的分离，提高了铁的品位。此外，低硫煤或焦炭屑廉价易得，降低了生产成本。还原铁过程中化学反应如下：
2MgBO2(OH)＝2MgO·B2O3+H2O (1)
2Mg3Si2O5(OH)4＝3Mg2SiO4+SiO2+4H2O (2)
3Fe2O3+CO＝2Fe3O4+CO2 (3)
Fe3O4+CO＝FeO+CO (4)
Fe3O4+C＝3FeO+CO (5)
FeO+C＝Fe+CO (6)
SiO2+xCaO＝xCaO·SiO2(3≥x≥0.5) (7)
CaO+S+C＝CaS+CO (8)
SiO2+2MgO＝2MgO·SiO2 (9)
本发明在分离铁后的高硼尾渣加入还原剂，能够促进氯化分离硼、镁，当还原剂加入量为矿粉总量25～30％，粒度≤100目，保温过程中通入矿粉总质量20～25％的氯气，气体纯度≥95％，高硼尾矿中各氧化物氯化反应完全，生成的氯化物主要以气相形式存在，气相主要包括BCl3、AlCl3、SiCl4、Cl2，在降温过程中分别收集不同温度段冷凝的氯化物，而MgCl2和CaCl2以固相或液相形式存在，达到硼、镁分离的目的。在氯化过程中发生如下发应：
2(2MgO·B2O3)+5C+10Cl2＝4MgCl2+4BCl3+5CO2 (10)
2MgO·SiO2+2C+4Cl2＝2MgCl2+SiCl4+2CO2 (11)
2xCaO·SiO2+3xC+6xCl2＝2xCaCl2+2xSiCl4+3xCO2(3≥x≥0.5) (12)
2FeO+2C+2Cl2＝2FeCl2+2CO (13)
2CaO+2C+2Cl2＝2CaCl2+2CO (14)
2BaO+2C+2Cl2＝2BaCl2+2CO (15)
本发明在气相冷却过程中，从600～700℃逐渐降温冷却过程中，沸点高的氯化物杂质逐步冷凝去除。AlCl3的沸点为181℃，收集200～60℃冷却凝固的液体即为AlCl3；SiCl4沸点为57.6℃，收集60～15℃冷却凝固的液体即为SiCl4；BCl3的沸点为12.5℃，收集15℃以下冷却凝固的液体即为BCl3。
本发明待处理的硼铁矿为难处理的复合硼铁矿粉，通过本发明的处理，使得大量有价资源得到充分利用，缓解了目前铁、硼、镁资源紧张问题。当粒度≤100目时，使得原料与还原剂、改质剂混合得更加均匀，便于后续铁的还原与分离。
本发明原料适用性强，可适用于不同成分范围的硼铁矿，铁回收率高，可达80％以上；硼的回收率高达85％以上，生成的BCl3可用于半导体硅的掺杂源或有机合成催化剂，也可作为高纯硼或有机硼的原料；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制金属镁、消毒剂、灭火剂等；收集的AlCl3可用于冶炼铝的原料；收集的SiCl4可用于制造多晶硅、高纯二氧化硅、石英纤维等材料；尾渣得到了充分利用，有效解决了废渣占地的问题，实现了变废为宝与资源的高效循环利用。
本发明通过微波加热、碳浴低温还原、氧化钙脱硫、磁选分离、氯化分离达到硼铁矿中铁、硼、镁的分离，金属海绵铁中铁品位高达90％以上，铁的回收率高达80％以上，可用于制铁粉或炼钢原料，而磁选后的尾渣中硼的品位较原矿粉有大幅度提升，此外尾渣经碳热氯化处理，有效的分离硼、镁等有价元素，且得到的各产品可进一步加工利用，高镁尾渣可被有效利用。本发明解决了硼铁矿因铁、硼、镁矿相组成和嵌布关系复杂，难以利用传统的选、冶技术来实现该类矿石的综合利用问题，使得大量难处理的硼铁矿资源得到充分利用。整个生产过程反应速率快、生产效率高，降低了污染物的排放，提高了产品质量，经济环保。
具体实施方式
下面是本发明的一些具体实施方式，用以作进一步详细说明。
一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，采用微波加热、隧道窑冶炼、氯化分离，包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、还原剂、改质剂加入混料机中，充分混匀。矿粉为硼铁矿粉，粒度≤100目；还原剂为低硫煤或焦炭屑，加入量为矿粉总质量的10～15％，粒度≤100目；改质剂为氧化钙，加入量为矿粉总质量的4～6％，粒度≤100目。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1000～1200℃，保温0.5～1小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1～2T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入还原剂，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到600～700℃，保温1～2小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的20～25％；还原剂为低硫煤或焦炭屑，加入量为矿粉总质量的25～30％，粒度≤100目；高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁作为炼钢或制铁粉原料；BCl3用于半导体硅的掺杂源、有机合成催化剂、制高纯硼或有机硼；高镁尾渣用于制备金属镁、消毒剂、灭火剂、高纯氧化镁。
实施例1
采用某地1#硼铁矿，其化学成分为TFe:29.23％、Fe3O4:26.24％、FeO:12.87％、B2O3:8.03％、MgO:26.88％、SiO2:12.22％、CaO:0.35％、其它氧化物:13.41％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、低硫煤、氧化钙加入混料机中，低硫煤的加入量为矿粉总质量的10％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的5％，矿粉、低硫煤和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1200℃，保温0.8小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1.5T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的30％的低硫煤，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到650℃，保温1.5小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的23％；低硫煤、高硼尾渣的粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为94％，回收率为85％，作为炼钢的原料；BCl3品位达86％以上，回收率为93％，作为制高纯硼的原料；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制备金属镁的原料。
实施例2
采用某地1#硼铁矿，其化学成分为TFe:29.23％、Fe3O4:26.24％、FeO:12.87％、B2O3:8.03％、MgO:26.88％、SiO2:12.22％、CaO:0.35％、其它氧化物:13.41％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、焦炭屑、氧化钙加入混料机中，焦炭屑的加入量为矿粉总质量的12％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的4％，矿粉、焦炭屑和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1000℃，保温1小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1.2T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的25％的焦炭屑，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到600℃，保温2小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的20％；焦炭屑、高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为95％，回收率为86％，作为制铁粉原料；BCl3品位达89％以上，回收率为91％，作为制有机硼的原料，高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制消毒剂。
实施例3
采用某地2#硼铁矿，其化学成分为TFe:26.82％、Fe3O4:28.52％、FeO:6.64％、B2O3:8.97％、MgO:23.50％、SiO2:18.29％、CaO:0.72％、其它氧化物:13.36％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、低硫煤、氧化钙加入混料机中，低硫煤的加入量为矿粉总质量的13％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的6％，矿粉、低硫煤和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1200℃，保温0.5小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1.5T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的30％的低硫煤，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到700℃，保温1.2小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的25％；低硫煤、高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为92％，回收率为89％，作为炼钢的原料；BCl3品位达88％以上，回收率为93％，作为制半导体硅的掺杂源；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制灭火剂。
实施例4
采用某地2#硼铁矿，其化学成分为TFe:26.82％、Fe3O4:28.52％、FeO:6.64％、B2O3:8.97％、MgO:23.50％、SiO2:18.29％、CaO:0.72％、其它氧化物:13.36％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、焦炭屑、氧化钙加入混料机中，焦炭屑的加入量为矿粉总质量的12％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的5％，矿粉、焦炭屑和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1150℃，保温1小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的25％的焦炭屑，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到650℃，保温1.6小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的22％；焦炭屑、高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为95％，回收率为85％，作为炼钢的原料；BCl3品位达90％以上，回收率为88％，作为制有机合成催化剂；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制高纯氧化镁。
实施例5
采用某地3#硼铁矿，其化学成分为TFe:32.82％、Fe3O4:31.73％、FeO:12.66％、B2O3:6.30％、MgO:24.40％、SiO2:17.90％、CaO:0.95％、其它氧化物:6.06％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、低硫煤、氧化钙加入混料机中，低硫煤的加入量为矿粉总质量的12％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的5％，矿粉、低硫煤和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1100℃，保温1小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1.2T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的30％的低硫煤，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到600℃，保温2小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的20％；低硫煤、高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为95％，回收率为82％，作为制铁粉原料；BCl3品位达94％以上，回收率为86％，作为制高纯硼的原料，高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制金属镁。
实施例6
采用某地3#硼铁矿，其化学成分为TFe:32.82％、Fe3O4:31.73％、FeO:12.66％、B2O3:6.30％、MgO:24.40％、SiO2:17.90％、CaO:0.95％、其它氧化物:6.06％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、低硫煤、氧化钙加入混料机中，低硫煤的加入量为矿粉总质量的15％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的6％，矿粉、低硫煤和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1200℃，保温0.8小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用1.5T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的28％的低硫煤，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到650℃，保温1.5小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的23％；低硫煤、高硼尾渣粒度≤100目。
E.将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为93％，回收率为87％，作为制铁粉原料；BCl3品位达92％以上，回收率为88％，作为制高纯硼的原料；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制高纯氧化镁。
实施例7
采用某地3#硼铁矿，其化学成分为TFe:32.82％、Fe3O4:31.73％、FeO:12.66％、B2O3:6.30％、MgO:24.40％、SiO2:17.90％、CaO:0.95％、其它氧化物:6.06％。
硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、焦炭屑、氧化钙加入混料机中，焦炭屑的加入量为矿粉总质量的15％，氧化钙的加入量为矿粉总质量的5％，矿粉、焦炭屑和氧化钙的粒度≤100目，充分混匀。
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，微波加热到1150℃，保温0.8小时，将铁的氧化物还原，得到金属海绵铁。
C.分离金属海绵铁：还原结束后，用2T磁感应强度进行分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣。
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入矿粉总质量的25％的焦炭屑，在混料机中混匀，置于高温炉，微波加热到700℃，保温1小时，在保温过程中通入纯度≥95％氯气，通入的氯气量为矿粉总质量的24％；焦炭屑、高硼尾渣粒度≤100目。
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，气相冷却过程中，收集200～60℃冷却凝固的AlCl3，收集60～15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3，分离回收氯化硼。
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
磁选分离后的金属海绵铁品位为92％，回收率为88％，作为制铁粉原料；BCl3品位达88％以上，回收率为86％，作为制高纯硼的原料；高镁尾渣中MgCl2含量高达80％以上，可用于制高纯氧化镁。

Claims (10)

1.一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：采用微波加热、隧道窑冶炼、氯化分离。
2.根据权利要求1所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于包括以下步骤：
A.混料：将矿粉、还原剂、改质剂加入混料机中混匀；
B.铁氧化物的还原：将混匀后的粉料装入隧道窑，进行加热并保温，将铁的氧化物还原；
C.分离金属海绵铁：还原结束后，磁选分离，得到金属海绵铁和高硼尾渣；
D.氯化分离硼、镁：高硼尾渣中加入还原剂，混匀，加热并保温，保温过程中通入氯气；
E.回收氯化硼：将保温过程中产生的气相冷却，分离回收氯化硼；
F.回收尾渣：回收高镁尾渣。
3.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：矿粉为复合硼铁矿粉，粒度≤100目。
4.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：还原剂为低硫煤或焦炭屑，粒度≤100目；步骤A中还原剂的加入量为矿粉总质量的10~15%，步骤D中还原剂的加入量为矿粉总质量的25~30%；高硼尾渣粒度≤100目。
5.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：改质剂为氧化钙，加入量为矿粉总质量的4~6%，粒度≤100目。
6.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：步骤B中，加热温度为1000~1200℃，保温时间为0.5~1小时。
7.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：步骤C中磁选分离的磁感应强度为1~2T。
8.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：步骤D中，加热温度为600~700℃，保温时间1~2小时，保温过程中通入的氯气量为矿粉总质量的20~25%，氯气纯度≥95%。
9.根据权利要求2所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：步骤E中，气相冷却过程中，收集200~60℃冷却凝固的AlCl3，收集60~15℃冷却凝固的SiCl4，收集15℃以下冷却凝固的BCl3。
10.根据权利要求2或9所述的一种硼铁矿中有价组元综合回收利用的方法，其特征在于：磁选分离后的金属海绵铁作为炼钢或制铁粉原料；BCl3用于半导体硅的掺杂源、有机合成催化剂、制高纯硼或有机硼；高镁尾渣用于制备金属镁、消毒剂、灭火剂、高纯氧化镁。
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