CN1115302A

CN1115302A - 硼渣中提取硼的新方法

Info

Publication number: CN1115302A
Application number: CN94112415A
Authority: CN
Inventors: 隋智通; 张培新
Original assignee: Research And Development Centre For Non-Ferrous Metal And Chemical Industry Don
Current assignee: Research And Development Centre For Non-Ferrous Metal And Chemical Industry Don
Priority date: 1994-07-27
Filing date: 1994-07-27
Publication date: 1996-01-24

Abstract

本发明涉及一种由硼渣中提取硼的方法，其特征是在硼渣中加入一些添加剂，促使在冷却和凝固过程中2MgO·B₂O₃晶体选择性析出，抑制玻璃相形成，从而提高了硼的提取率，但不增加生产成本，且易于工业上实现。

Description

硼渣中提取硼的新方法

本发明涉及在硼渣中提取硼的方法。

硼镁铁矿是我国一大型含有硼、铁等多种元素共生的复合矿，含铁30—45％，含B₂O₃为6—12％。该矿储量约占我国固态硼资源的80％，是今后硼工业原料的重要来源。该矿结构复杂，共生矿物多，嵌布粒度细，不能直接作为化工原料制取硼砂。采用传统的选矿和冶金方法分离铁硼效果不佳，同时成本较高，通常硼的回收率只有44—64％，通常情况，硼的回收率在60％以内，经济价值低，一般企业不愿接产。但经高炉冶炼完成铁硼分离后，90％的硼富集到渣相(MgO—Al₂O₃—CaO—B₂O₃—SiO₂)，有效地从硼渣中提取硼是关键技术环节。

硼镁铁矿经高炉冶炼，得到含B₂O₃14—20％的富硼渣，已超过目前硼镁矿含B₂O₃ 12％的平均品位，但这种在高温下得到的富硼渣，在自然冷却后硼的提取效率低。

本发明的目的是提供一种能显著提高硼提取率且工业上易于实现的新方法。

提高硼提取率的实质是控制含硼组分的走向，本发明采用向渣中添加少量的添加剂TiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、Mn₂O₃、SiC、Si₃N₄、La₂O₃、Y₂O₃、CeO₂、CaF、V₂O₅、MO_x(M＝Mg、Fe、Si、Ca)。添加剂力加入量约占渣量的1—3％。

所述的渣为硼镁铁矿经高炉冶炼分离铁后所剩渣体，也适用于含稀土和钒钛的其它凝渣。采用常压碱解法测定硼提取率，计算方法如下：

经研究发现，硼提取率与渣中含硼组分的析出形态直接相关。若含硼组分以2MgO·B₂O₃为主晶相，硼提取率高，反之，以玻璃相存在则低。影响含硼组分析出形态的主要因素是：(1)渣组成。酸性氧化物SiO₃，B₂O₃等是网络形成氧化物易形成玻璃相，使进入玻璃三维网络的硼难提取；碱性氧化物MgO，CaO等是网络改性氧化物，促进硼以结晶相析出，易提取。但渣的组成主要由原料及高炉操作工艺决定，通过调节渣组成来改善硼提取率的幅度十分有限。(2)冷却速度。缓冷有利于结晶相析出，快冷易生成玻璃相。渣中SiO₂＋B₂O₃含量在30—50％，属玻璃渣，即使在自然冷却条件下，渣中玻璃相仍为主体。因此，工业规模实现缓冷改善硼提取率也有相当难度。富硼渣在冷却和凝固过程中，只要优先析出2MgO·B₂O₃，抑制玻璃相的形成，就能提高硼提取率。在添加剂诱导下，促使富硼渣在冷却和凝固过程中，含硼组分以2MgO·B₂O₃非均匀成核，晶核形成势垒降低，从而提高晶核形成速率，使2MgO·B₂O₃晶体选择性析出，从而改善硼提取率。本发明还可用于稀土渣，钒钛渣中有价组分的选性析出。

本发明的优点是通过控制含硼组分的走向，使硼的提取率与原来相比有显著的提高，加入的添加剂在实施中几乎不增加成本，工业上易于实现。

下面结合实施例加以具体说明：

例一：在40％MgO—30％B₂O₃—30％SiO₂(重量比)渣中加入1—3％TiO₂或MOx添加剂(M＝Mg、Fe、Si、Ca)，硼提取率提高了8—11％，即未加入添加剂硼提取率仅有67％，加入3％MOx后，硼提取率提高到78％。偏光显微镜观察，未加添加剂的渣中主要是以玻璃相存在，约占80％，结晶程度差，晶粒细小，加入TiO₂，渣中玻璃相明显减少，约占60％，晶粒变大，加入Mox后，渣中主要以结晶相存在，晶粒明显变粗，晶核发育成形。X射衍射结果证实，未加晶核剂的衍射图是典型的玻璃态，加入TiO₂，MOx后，析出了2MgO·B₂O₃晶体。因此，添加剂能控制渣中含硼组分的走向，抑制玻璃相形成，促使含硼组分以结晶相析出，从而提高硼提取率。

例二：本例为实际高炉渣，其组分为11.8％B₂O₃，37.8％MgO，28.9％SiO₂，8.5％Al₂O₃，10.9％CaO，2.1％S。向硼渣中添加2％渣重的TiO₂，ZrO₂，硼提取率提高了4—6％，即从75％提高到81％；添加Cr₂O₃，硼提取率提高5％，添加La₂O₃，CeO₂，硼提取率提高2—3％；添加SiC，Si₃N₄，硼提取率提高3—4％；添加V₂O₅，硼提取率提高2％；添加MOx，(M＝Mg、Fe、Si、Ca)，硼提取率提高8％。

Claims

1.一种由硼渣中提取硼的方法，其特征在于：在渣中加入一种或几种下列添加剂TiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、Mo₂O₃、SiC、Si₃N₄、La₂O₃、CeO₂、Y₂O₃、CaF、V₂O₅、MOx(M＝Mg、Fe、Si、Ca)，添加剂加入量占渣重量的1—3％。

2.根据权利要求1所述的硼渣中提取硼的方法，其特征在于：在渣中加入其中一种或几种下列添加剂TiO₂、ZrO₂、Cr₂O₃、SiC、Si₃N₄、La₂O₃、CeO₂、CaF、V₂O₅、MO_x(M＝Mg、Fe、Si、Ca)，添加剂加入量占渣重量的1—3％。

3.根据权利要求1或2所述的硼渣中提取硼的方法，其特征在于所述的渣为硼镁铁矿经高炉冶炼分离铁后所剩渣体，也适用于含稀土和钒钛的其它凝渣。