专利名称：一种含三氧化二硼矿石的提纯方法
技术领域：
本发明涉及一种矿石的提纯方法，特别是一种含三氧化二硼矿石的提纯方法。
硼矿是一种宝贵的矿藏，世界固体硼的资源主要分布在北美、俄罗斯、土耳其、中国等国家。而我国的富矿含B2O3在20％以上品位的硼镁矿资源90％以上是分布在西藏、青海地区。该硼镁矿产于青藏盐湖阶地，天然矿物组合为柱硼镁石、库水硼镁石，少量水硼镁石，外观呈糖粒状，内部为蜂窝状，极易粉碎和溶化。另外还有B2O3含量丰富的钠硼解石。世界上年需要B2O3矿石约120-150万吨，其中用于生产硼酸约90-100万吨，但由于大量的硼矿如硼镁矿、硼砂矿地处偏远、交通不便，销售成本中，运输费用占很大比重。例如西藏阿里地区，既无铁路又无公路，交通的不便导致运输费用增加，运输费用占销售成本的80％，此外，矿点分布在无人区，处于荒无人烟的戈壁、草滩盐湖边，缺水、无电、寒冷期长、海拔高(4300-4500米)，不适生活居住，无法形成矿区的生活区，因此现行开采方法是采富矿弃贫矿，一般是达到含B2O3为30％的则取走，达不到的丢弃不用。硼镁矿是一层层沉积形成，各层含量不同，需逐层挖开层层化验，被丢弃的25％含量左右的矿藏随处可见，造成破坏性的开采，浪费了大量宝贵的矿产资源。一种解决办法是就地将矿石加工成化学制品如加工制成硼酸，然后将硼酸运出，以节约运输矿石的成本，但现有方法中，就地加工成制品需要多种辅料，而这些辅料同样需从外地运入，且缺水、电、动力，同样增加制品成本，提纯后增加的效益，还抵不上运输辅料的费用。
本发明的目的是提供一种就地提纯含B2O3矿石的方法，它能利用低品位含量的矿，加热提纯，使提纯后的B2O3的品位提高一约倍，以降低矿石的外运成本。该提纯方法简单易行，无需各种辅料，经济效益显著。
本发明的目的是按如下技术方案实现的。它是采用如下工序进行提纯(1)加热煅烧，将所述含硼矿加热至600-980℃，(2)后处理，将加热后的含硼矿冷却除去磁性物质。
所述加热煅烧的最佳温度为700-900℃。所述的加热时间为10-60分钟。可在加热煅烧工序前，将含B2O3矿加以预处理，包括干燥、粉碎、除去磁性物质。所述加热煅烧工序可采用浮腾法，是将矿粉送入炉筒体内加热，从炉底送入气流将煅烧去杂的矿粉颗粒浮起，并随气流送出于炉筒体外，经收集器收集，未完全去杂的颗粒落到炉箅上重新加热煅烧，至完全去杂后，随气流送出炉体外。本发明方法主要是采用将矿石加热的工艺，使含有B2O3的矿中的杂质如结晶水、有机物、硫酸盐、碳酸盐、游离水及挥发物等通过加热分解或蒸发加以去除，以提高矿石中的B2O3的含量。
采集的原矿经预处理、也可不经过预处理直接进入加热炉处理。
不处理或预处理后的原矿可以与加热炉排出的矿物料通过热交换器进行预热，也可以用其它方式进行预热，然后进入加热炉处理。
原矿提纯后的可利用成份三氧化二硼(B2O3)的含量主要取决于加热的温度，原矿中杂质主要是结晶水，有机物，硫酸盐，碳酸盐，游离水及挥发物等，从300℃开始分解，随着温度的升高，分解量逐步增加，矿物的颜色由灰逐渐变白，加热炉的加热提纯温度控制在600到980℃为好，温度过低杂质燃烧不彻底，B2O3含量提不高，温度过高矿石熔融，出现重结晶现象，由于矿石的质量不尽相同，所含B2O3和杂质的量及类型也不尽相同，应根据不同矿石来调整其加热温度和加热时间。经试验最佳温度为700-900℃。
本发明为连续性生产，因此需控制原矿进入加热炉的速度，原矿由料仓进入加热炉的入口，慢慢在加热炉内流向炉的出口，在炉内需流经一段保温时间，其长短取决于原矿中杂质的类型及含量，炉体的设计，原矿的粒度等，其流经保温时间是10-60分钟。
高温炉中的燃烧装置，采用的燃料是燃油或天然气。但给炉子提供热能的热源没有限制，也可以是电源或其它能源。从经济及实用考虑，在西藏、青海地区，燃油和天然气更具有优越性。
加热炉可采用链板式、震动槽式隧道炉或立式浮腾炉，以燃油和天然气为热源较好。
采用上述本发明的工艺步骤，由于通过加热将含B2O3矿中的杂质烧掉，可将矿的品位提高，硼矿通过本发明的提纯方法处理后，其品位即含B2O3量可提高近1倍。
综上所述，本发明硼矿的提纯方法设备简单，操作方便，成本低，就地使用可将原矿中含有的游离水，结晶水，有机物，硫酸盐，碳酸盐及挥发物等除去。从而使硼矿的B2O3品位提高约一倍，提高了低品位的天然硼矿的利用价值。同时也降低了矿石外运的运输成本，提高了化工产品的经济效益。
本发明通过以下的实施例做进一步阐述。
实施例1原矿为西藏改则地区的硼镁矿。采用加热炉为链板、震动式隧道炉。
将采集的改则硼镁矿加以预处理，即将原矿晒干，然后经一锥式粉碎机粉碎成5-10目的细粉，再经磁性分离器将磁性物质除去。经皮带输送机将预处理后的原矿输送到料仓备用。将料仓的出口对准加热炉的入口。该加热炉为隧道式的，主体构架由钢材构成，外壳经过保温处理。燃料柴油通过加热炉上方设有的燃烧装置，即喷油装置，喷出油雾燃烧，使炉内温度达850-900℃。通过控制给料速度，使被处理的原矿在炉内流经时，达到规定温度后的保温时间为30分钟，使炉内原矿受热均匀。原矿慢慢流经高温炉到排料口出炉，进入冷却料仓，再除去磁性物质后，即得提纯的矿产物，进入包装。提纯前后含B2O3矿中各成份的含量变化(实测)情况为下列表1所示表1
由表1可看出，矿中的游离水、结晶水、有机物、硫酸盐、碳酸盐及挥发物己被除去，硼矿中B2O3含量(品位)从25.39％提高到48.53％，提高接近一倍。
实施例2原矿为西藏盐湖矿。
将采集的含B2O3的盐湖矿原矿加以提纯，采用设备和加工艺同实施例1，原矿物料在加热炉内加热至750-800℃流经的保温时间为40分钟，可达到同样纯化的目的，提纯前后硼矿中各成份的含量变化(实测)情况如下列表2所示表2
由表2可以看出，盐湖矿中的游离水、结晶水、有机物、硫酸盐、碳酸盐及挥发物除去，硼矿中B2O3含量(品位)提高接近一倍。
实施例3原矿为青海大柴旦湖的含B2O3矿石，采用浮腾法加热。
提纯加工工艺同实施例1，但设备有所不同，采用立式炉浮腾法加热，经预处理的原矿粉送至浮腾炉入口，经燃烧加热800-850℃将其中的杂质加热分解挥发后，由于矿粉重量显著减轻，从炉底下方送入热风，将矿粉吹浮起，随着上升的气流经出口排出炉外，经集料器收集。而未燃烧彻底的原矿粉由于重量较大，上升热气流不能将其带出炉外，又落到加热区再次煅烧，至彻底燃烧后，重量减轻，则随气流送出到炉外，经集料器收集。将加热提纯后的物料冷却，除去磁性物质。提纯前后硼矿中各成份的含量变化(实测)情况如表3所示。
表3
经生产实践统计，采用本发明方法在矿区就地提纯，能使B2O3的含量提高约一倍，而其加热成本只占提纯后增加的经济效益的12-13％。就运输而言，运输费用相应也降低了一半。矿石产品质量的提高，运输成本的降低，使其具有市场竞争力。
经提纯的矿石做为硼化工厂原料，经酸解生产硼酸，用提纯后的矿石比原矿石在吨产品消耗上大幅度下降到1/2。生产单位使用用本发明方法提纯的矿石做为原料，用酸解法生产硼酸，其验证结论为“提纯后的硼镁矿在吨产品耗用上大幅度下降，减少一倍(由原矿的2.35吨耗降为1.18吨耗)，相应在其它辅助材料上也降低了许多。迫切需要提纯后的硼镁矿做为长期生产硼酸的原料。”受到生产使用单位的欢迎。
权利要求
1.一种含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是采用如下工序进行提纯(1)加热煅烧，将所述含硼矿加热至600-980℃，(2)后处理，将加热后的含硼矿冷却除去磁性物质。
2.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述加热煅烧的最佳温度为700-900℃。
3.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述的加热达到规定温度后，保温时间为10-60分钟。
4.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是在加热煅烧工序前，将含硼矿加以预处理，包括干燥、粉碎、除去磁性物质。
5.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述加热煅烧工序采用隧道炉加热，通过控制给料速度，使矿石在炉内温度850-900℃下保温30分钟。
6.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述加热煅烧工序采用隧道炉加热，通过控制给料速度，使矿石在炉内温度750-800℃下保温40分钟。
7.根据权利要求1所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述加热煅烧工序采用浮腾法，是将矿粉送入炉筒体内加热，从炉底送入气流将煅烧去杂的矿粉颗粒浮起，并随气流送出于炉筒体外，经收集器收集，未完全去杂的颗粒落到炉箅上重新加热煅烧，至完全去杂后，随气流送出炉体外。
8.根据权利要求7所述的含三氧化二硼矿石的提纯方法，其特征是所述加热温度为800-850℃。
全文摘要
一种含三氧化二硼矿石的提纯方法,包括如下工序进行提纯(1)加热煅烧,将所述含B
文档编号C01B35/10GK1315292SQ00103218
公开日2001年10月3日 申请日期2000年3月24日 优先权日2000年3月24日
发明者聂文江, 张茂, 王宗礼 申请人:张茂