富硼渣综合利用试验研究.pdf

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1、第3期矿产综合利用No．32013年6月MultipurposeUtilizationofMineralResourcesJun．2013富硼渣综合利用试验研究李金生，李杰，雷丽，王亮娟，樊占国(1．东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819；2．内蒙古工业大学材料科学与工程学院，内蒙古呼和浩特010051)摘要：富硼渣与焙烧后的硼镁矿的化学组成相似，可代替硼镁矿作为硼和镁的来源。以富硼渣为原料，采用硫酸一步法分解制取硼酸和一水硫酸镁，以及用碳碱法制取硼砂均得到了较佳结果，硼酸的回收率达到71．86％，一水硫酸镁的回收率为55．77％，硼砂的回

2、收率达到71．93％。硼酸、一水硫酸镁和硼砂纯度均很高，符合国家质量标准。比较两种方法，综合环保与市场因素，采用硫酸分解一步法生产硼酸更为合适。关键词：富硼渣；硫酸一步法；碳碱法；综合利用doi：10．3969／j．issn．1000—6532．2013．03．010中图分类号：TD985，TF534文献标识码：A文章编号：1000-6532(2013)03-0045-04近年来，硼酸在半导体、陶瓷、电镀等工业制造解法制硼酸与碳碱法制取硼砂工艺的优劣，考察哪业中得到广泛应用⋯，它是重要的工业资源；一水种方法更为环保、合适。硫酸镁是阻燃材料、催化剂

3、载体、化妆品、洗涤剂、食1试验品添加剂、医疗盐溶等的主要成分，具有良好的商业价值；硼砂在冶金、医疗、钢铁、机械、军工、刀具、造1．1试验原料纸、电子管、化工及纺织等部门中都有着重要而广泛富硼渣采集自营口广大实业有限公司，其主要的用途。我国生产硼酸、一水硫酸镁、硼砂的硼矿资化学组成见表1。源丰富，但富矿少，贫矿多。随着我国对硼镁资表1富硼渣化学成分／％源的开发，高品位的硼镁矿越来越少，低品位硼镁矿Table1Thechemicalcompositionofboron—richslag含硼低，含镁高，不利于用来加工。富硼渣是硼铁矿B2O3MgOSiO

4、2CaOA120，TFeFeOS经过高炉铁硼分离后得到的一种重要产品，它与焙：竺：竺：Z垒兰：兰Z：丝：箜：垒：鱼Z．烧后的硼镁矿相似，可代替硼镁矿作为抽取硼和镁1．2试验方法的来源。将磨细(一741xm)的富硼渣加入三口烧瓶中，按富硼渣是一种含硼炉渣，可作为硼化工原料，国一定液固比加入去离子水，加热至95℃，在搅拌条内外研究很少。硼酸和硼砂是硼系列品种中最主要件下加入浓硫酸，反应完毕后，浆液趁热过滤，残渣的品种，绝大部分的硼系列品种都是以它们为起点用热水冲洗，在一定pH条件下，利用活性炭对铀的制成的。我国生产硼酸的方法一般有硫酸法、硼砂吸附作用

5、，使铀富集。然后向溶液中加入适量的双硫酸酸化法、碳氨法、盐酸法等；生产硼砂的方法有氧水，用碳酸钙调节pH，使铁离子和铝离子转变为碳碱法、加压碱解法、硫酸法、酸碱联合法等。将各沉淀，对溶液进行热过滤，残渣用热水冲洗，滤液放种硼矿的加工方法优缺点加以比较，考虑到富硼渣人专门制作的聚四氟乙烯烧杯中，然后放入高压釜的组成和结构特点，以及我国硼化工的历史和现状，中进行硫酸镁的高温结晶，母液经低温结晶得到硼采用硫酸分解一步法制取硼酸和碳碱法工艺制取硼酸。试验流程见图1。砂比较合适。本文通过对比以富硼渣为原料硫酸分收稿日期：2012—09一l1：改回日期：20

6、12-10—18基金项目：“863”国家高技术研究发展计划资助项目(2006AA06Z368)作者简介：李金生(1986．)，男，博士。·46·矿产综合利用回收率低，造成资源的浪费。由文献得到的浓硫酸浸出富硼渣的较佳工含艺条件为：硫酸用量为95％，浸出时间为80min，浸出温度为99℃，浸出液固比为5：1。采用先高温结晶一水硫酸镁，再结晶硼酸共进行了五组平行验证试验，试验结果见表2。幸■一表军2。一富硼渣浸出和回收试验结果Table2Theresultsofleachingandrecoveryofboron—richslag水洗浸出％产％B2O

7、3MgOH3BO3MgSO4·H20图1回收硼酸和一水硫酸镁的试验流程Fig．1Theflowsheetofpreparationofboricacidandrecoveryofmagnesiumsulfate富硼渣浸出率=[1一×泥渣率]×1。。％式中，泥渣率随渣的组分不同而异，本试验经测浓CO纯碱定泥渣率为1．04，扩大试验测定的泥渣率为1．0。试验结果表明，随着硼酸浓度的增加，一水硫酸镁的产量和结晶率均得到提高，而一水硫酸镁的存热水硼泥一弃去在，几乎对硼酸的结晶没有影响。所以采用先高温硼砂溶液结晶一水硫酸镁再结晶硼酸的方法，得到了很好的效果

8、。由表2可以看出，B：O，和MgO的浸出率分别达到98％和73％以上，H3BO3和MgSO·H2O的产率分别达到了71．86％和55．7