专利名称：硼铁矿磁一重选分离综合利用的方法
技术领域：
本发明属于矿产资源综合利用领域，特别涉及一种用于对硼铁矿磁—重选分离综合利用的方法。
背景技术：
我国硼资源丰富，B2O3总贮量达3900多万吨。按成因硼资源可分为沉积变质型(硼镁石矿、硼铁矿)，现代盐湖型(固体矿、液体矿)，矽卡岩型等三大类，其贮量分别占全国总贮量的60％，33％，1％。现代盐湖型矿及矽卡岩型矿因地处边远及开发技术问题没有大规模开发利用。目前我国硼原料工业(硼砂、硼酸)主要以沉积变质型硼矿中的硼镁石(俗称白硼矿)为原料。硼镁石矿结构单一，易于加工，虽然B2O3品位较低(平均B2O3品位12～14％)，但经我国自行开发的碳碱法可以经济的生产硼砂，并形成了我国特有的硼化工工业体系。经过40多年的开发利用硼镁石矿保有储量现已不足200万吨(B2O3)，原有硼镁石矿矿山矿源枯竭，部分矿山已闭矿转产，硼镁石矿的产量已远不能满足硼工业的需要。多年来已迫使许多硼化工企业不得不使用B2O3品位不足10％的矿石生产，造成消耗大幅上升，成本增高，严重影响我国硼工业的生存、发展和进步。开发新的硼资源已成为我国硼工业发展的当务之急。但硼铁矿组成复杂，多元素共生。
辽宁硼铁矿是原生硼镁铁矿(Ludwigite)经地质作用多数已分解较为完全的硼镁石磁铁矿型矿石。虽然该矿含TFe～30％，与目前东北地区铁矿品位相近，但矿区铁贮量仅占全国铁总贮量的1％左右。该矿含B2O3～7.5％，但B2O3贮量占全国B2O3总贮量的58％，是我国最重要的硼资源，该矿的开发必须以硼为主。
近年来，硼铁矿综合利用研究较多，其中有硼铁矿化学处理最终产品为硼砂(硼酸)、碳酸镁、铁红，以及硼铁矿高炉冶炼硼铁分离，产品为含B生铁(生铁含B～1.0％)和供硼化工生产使用的富硼渣二种方法进行了大规模试验，但均未被化工部门所接受，其主要原因是这些成果未能为现有的硼化工生产提供所急需高品质、高活性原料，或利用这些成果对原生产工艺改变太大，环保及附产品投资过高，资金来源难以解决。致使该矿至今未能得以开发利用。
发明内容
针对现有硼铁矿综合利用不能提供高品质、高活性硼工业原料、解决硼资源的匮乏问题，本发明提供一种硼铁矿磁—重选分离综合利用的方法，该方法使硼铁矿中的B2O3最大限度的富集，为硼工业提供B2O3品位高，活性高，品优价廉的原料；矿石中的磁铁矿及与磁铁矿紧密共生的部分B2O3最大限度的有效回收和利用。
本发明的技术方案是利用硼铁矿中主要矿物间的磁性和粒度差异，采用阶段磨矿、阶段磁选、磁选—重选联合选矿的方法，实现硼铁矿中硼和铁的分离，从硼铁矿中生产硼精矿和含硼铁精矿。所得硼精矿通过活化焙烧后，硼精矿中的B2O3可直接用于碳碱法生产硼砂；所得含硼铁精矿可采用直接还原—熔化分离生产钢铁产品和高活性富硼渣；也可作为含硼添加剂用于炼铁原料-球团矿/烧结矿的生产；还可以用含硼铁精矿作为主体原料，经过造块(烧结/球团)入高炉冶炼生产低硼含硼生铁。本发明的原矿及分选后各产品成分见附表附表 硼铁矿磁—重选分离综合利用各种产物化学成分(质量分数)％TFeB2O3SiO2AL2O3MgO CaO S PULos原 矿25.208.4019.821.1127.041.300.7000.0400.0272 5.83硼 精 矿5.67 13.13 25.680.4242.800.12--0.0018 -含硼铁精矿55.865.243.04 0.1010.210.050.7800.0190.000751.25尾 矿3.90 1.3448.73- 21.89- --0.045 -使用本发明首先为硼化工工业提供了优质原料，解决硼资源的匮乏问题，同时实现了资源的合理综合利用1)可将原矿中B2O3主要富集于硼精矿中，铁主要富集于含硼铁精矿中，硼铁矿的主体矿物可以实现有效分离。
2)硼精矿利用本发明中的活化焙烧技术，焙烧后B2O3的活化率可达到85％以上，优于目前以白硼矿(硼镁石矿)为原料的生产中B2O3的活化率要求指标(80～85)，更优于硼铁矿(黑硼矿)直接焙烧后B2O3的活化率(70～75)，且焙烧条件宽松，多种工艺装备均可作为焙烧设备。焙烧后的硼精矿可直接用于碳碱法生产硼砂。
3)含硼铁精矿利用本发明中的技术，成为炼铁工业的含硼添加剂或生产低含硼生铁原料，利用价值高，用途广泛。
含硼铁精矿可作为炼铁工业中烧结矿和球团矿生产的含硼添加剂利用。在球团生产中添加含硼铁精矿(同时配加1％皂土)使生球抗压强度及干球抗压强度明显升高，焙烧球团抗压强度大幅度提高，为达到相同抗压强度可大幅度降低焙烧温度(50～70℃)。在烧结矿生产中添加含硼铁精矿可使烧结矿强度(转鼓强度)大幅度提高，返矿率下降，烧结矿自然粉化率明显下降，可降低生产成本。含硼铁精矿是烧结球团生产的良好含硼添加剂。
含硼铁精矿还可以利用选择性还原原理，采用直接还原—熔化分离工艺进行有效的铁与硼的分离，用控制炉渣中氧位的方法，控制氧化亚铁的含量。当氧化亚铁小于0.5％时铁中含硼，当氧化亚铁高于0.5％时铁中不含硼，从而获得含B铁或不含B铁及高品位高活性富硼渣。
含硼铁精矿还可以经烧结或球团造块，用高炉冶炼获得含B生铁(含B0.1～0.3％)这种含B生铁可取代部分硼铁合金作为耐磨铸件的原料使用，该工艺可进行小规模工业生产。虽然该法对含硼铁精矿中B2O3利用率仅10～20％，但可有较好经济效益。
附图为本发明的工艺流程图具体实施方式
如图所示将原矿破碎到20～30mm以下，通过磁选将非磁性脉石抛除。经预选抛尾后的矿石细碎后，经磨矿1将矿石磨碎到-0.074mm占35～50％。矿浆经湿式磁选1(弱磁场强度磁选)，分选为磁性部分和非磁性部分。磁性部分经磨矿2将矿石磨碎到-0.074mm超过90％，用湿式磁选2(强磁场强度磁选)将高品位硼精矿与铁精矿分离。
非磁性部分采用水重力分选机将以硼镁石为主要矿物的硼精矿和脉石分离。
将选矿中的各硼精矿合并为同一硼精矿，硼精矿活化焙烧后可直接用于碳碱法生产硼砂。活化焙烧温度为700～900℃，焙烧时间1.0～2.0小时，焙烧后B2O3的活化率可达到85％以上，且焙烧条件宽松，多种工艺装备均可作为焙烧设备。
含硼铁精矿有以下三种用途可用于炼铁工业生产低含硼生铁原料，含硼铁精矿经烧结或球团造块，用高炉冶炼可获得B生铁(含B 0.1～0.3％)，这种含B生铁可取代部分硼铁合金作为耐磨铸件的原料使用；含硼铁精矿可作为炼铁工业中烧结矿和球团矿生产的含硼添加剂利用。含硼铁精矿还可以利用选择性还原原理，采取直接还原—熔化分离工艺进行有效的铁与硼的分离，获得含B铁或不含B铁及高品位高活性富硼渣。
权利要求
1.一种硼铁矿磁—重选分离综合利用的方法，其特征在于采用阶段磨矿、阶段磁选、磁选—重选联合选矿对硼铁矿中硼和铁进行分离，从硼铁矿中生产硼精矿和含硼铁精矿，所得硼精矿通过活化焙烧后其中的三氧化二硼直接用于碳碱法生产硼砂；所得含硼铁精矿可采用直接还原一熔化分离生产钢铁产品和高活性富硼渣，也可以作为含硼添加剂用于炼铁原料，还可以作为主体原料经过造块入高炉冶炼，生产低硼含硼生铁，其主要工艺步骤和工艺参数将原矿破碎到20～30mm以下，通过磁选将非磁性脉石抛除，经预选抛尾后的矿石细碎后，经磨矿1将矿石磨碎到-0.074mm占35～50％，矿浆经湿式磁选1分选为磁性部分和非磁性部分；磁性部分经磨矿2将矿石磨碎到-0.074mm超过90％，用湿式磁选2将高品位硼精矿与铁精矿分离；非磁性部分采用水重力分选机将以硼镁石为主要矿物的硼精矿和脉石分离；将选矿中的各硼精矿合并为同一硼精矿，活化焙烧，活化焙烧温度为700～900℃，焙烧时间1.0～2.0小时，活化焙烧后的硼精矿直接用于碳碱法生产硼砂；含硼铁精矿可用于a.炼铁工业生产低含硼生铁原料，经烧结或球团造块用高炉冶炼低硼含硼生铁；b.作为炼铁工业中烧结矿和球团矿生产的含硼添加剂；c.采用直接还原—熔化分离工艺进行铁与硼的分离，获得含硼铁、不含硼铁及高品位高活性的富硼渣。
2.根据权利要求1所述的硼铁矿磁—重选分离综合利用的方法，其特征在于所说的含硼铁精矿直接还原—熔化分离生产钢铁产品和高活性富硼渣技术是采用控制炉渣中氧位的方法，控制炉渣中氧化亚铁的含量来解决的。
全文摘要
一种硼铁矿磁—重选分离综合利用的方法,属于矿产资源综合利用领域,采用阶段磨矿、阶段磁选、磁选—重选联合选矿对硼铁矿中硼和铁进行分离,从硼铁矿中生产硼精矿和含硼铁精矿,所得硼精矿通过活化焙烧后其中的B
文档编号B02C1/00GK1374150SQ0210909
公开日2002年10月16日 申请日期2002年1月28日 优先权日2002年1月28日
发明者王常任, 赵庆杰, 王德民, 燕民才 申请人:赵庆杰