鹼解法加工硼礦的製作方法
2023-05-27 01:43:11 3
專利名稱：鹼解法加工硼礦的製作方法
技術領域：
本發明屬於硼礦加工，更進一步說是硼鎂礦的加工工藝。
背景技術：
由品位較低的硼礦製取硼砂，例如由硼鎂礦製取硼砂，多年來採用加壓鹼解法和碳鹼法。六十年代初採用的是加壓鹼解法，近幾年碳鹼法被廣泛地用於生產，並在加工低品位硼礦，特別是低品位硼鎂礦中顯示出一定的優越性。但是碳鹼法的分解反應時間長達20～24小時，限制了進一步提高生產強度，與碳鹼法相比，加壓鹼解法的分解反應時間能夠縮短一半左右，但仍長達10小時，而且加工過程能耗大，同樣也不利於大幅度提高生產強度，因此，加快分解反應，縮短反應時間，成為當前硼礦加工研究中的重點。
發明內容
本發明提供一種加工硼礦的鹼解方法，它既能極其顯著地縮短反應時間，又能充分利用加工過程中礦粉的消化熱、燒鹼的溶解熱和分解反應的反應熱，同時又不用耐壓設備，使分解反應在常壓下快速進行。
本發明對鹼法加工硼礦，特別是對鹼法加工硼鎂礦影響分解反應時間長短，即反應快慢的各個影響因素進行了綜合分析，發現在鹼濃度一定的條件下，液固比起了首要作用，反應速度隨著液固比的下降而加快，即液固比越小反應時間越短。其次是加熱方式的影響，當鹼濃度和液固比一定時，升溫速度越快反應時間越短，以上的分析亦就為加快分解反應，縮短反應時間指明了方向。
本發明在分析了硼礦的化學組成後發現，一般低品位的硼礦，其熟礦粉中均含有一定量的游離氧化鎂和氧化鈣，特別是低品位的硼鎂礦、其熟礦粉中游離氧化鎂和氧化鈣含量一般都較高，它們在配料時能夠產生大量的消化熱，如能充分利用這一熱量，再加上配料時燒鹼的溶解熱，可將料漿迅速升溫至較高甚至達到或超過反應所需溫度。
本發明注意到料漿中有電解質存在，因此本發明充分利用這一因素，使用電流直接加熱料漿收到良好效果。使用電流直接加熱料漿的方法，是使含有電解質的料漿既成為電導體，又是加熱體，同時還是被加熱體。電流直接加熱料漿與前述的利用化學熱自加熱料漿的方法結合起來，徹底解決了料漿傳熱性能差所導致的升溫慢問題。
本發明提供的方法是首先利用配料時熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱以及其它反應熱，使料漿自升溫至分解反應溫度，以完成分解反應，在上述的自升溫熱量達不到要求時，再用電流或高壓蒸汽或煙道氣直接加熱料漿的方法補充熱量，以完成分解反應。
本發明的要點是，將硼鎂礦熟礦粉與燒鹼及水按一定液固比在一有保溫裝置的反應器內配成料漿，礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱使料漿迅速升溫至較高溫度，當料漿溫度達到了反應溫度時，反應放出的熱量可維持反應溫度5～25分鐘，使分解率達到40～90％。當礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱不夠以及因熱損失大或其它原因使料漿溫度達不到反應溫度時，再利用電流或高壓蒸汽或煙道氣直接加熱料漿，使之迅速達到反應溫度，並維持反應溫度5～45分鐘，使分解率達到40～95％。
例如，將品位為10～25％的硼鎂礦熟礦粉與過量為0～140％的燒鹼及可使鹼濃度達到25～80％，液固比達到0.2～1.2的水在一裝有金屬電極並帶有保溫裝置的絕緣反應器內配成料漿，熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱可直接將所配料漿加熱至40～140℃。當料漿溫度超過120℃時，不需提供任何外熱，反應熱即可維持料漿溫度在12℃以上5～25分鐘，其分解率可達到40～90℃，甚至更高。當熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱不能使料漿溫度達到120℃以上時，通過金屬電極，用10～100V交流電直接加熱料漿，使料漿溫度迅速升至120℃以上，維持5～45分鐘，其分解率達到40～95％。
本發明對於加工品位為10～25％的硼鎂礦，最佳過量鹼為60～100％，最佳液固比為0.4～0.8，最佳鹼濃度為40～70％，使用不鏽鋼電極，最佳使用電壓10～35V。最佳反應溫度120～150℃，反應時間5～25分鐘，分解率達到60～95％。
充分實施本發明，可以在短時問內達到較高的分解率。例如對於加工硼鎂礦，一般僅需十幾分鐘即可達到加壓鹼解法或碳鹼法幾小時乃至十幾小時甚至二十小時才能達到的分解率。本發明是在常壓下進行分解反應，不需要而j壓設備。正如本發明所述的那樣，充分利用配料時的各種化學熱，可以大幅度降低能耗，加工一噸硼鎂礦熟礦粉，電耗僅為30～120度，甚至可以更低。由於本發明大幅度降低了配料的液固比，因此在後加工工序中可省去濃結工序，更使本發明顯示出節能的優點。
本發明適於加工品位在10％以上的硼鎂礦和硬硼鈣石礦，特別適於加工品位在10％以上的硼鎂礦。
具體實施例方式
實例1將品位為21％的硼鎂礦熟礦粉200克與過量100％的燒鹼及120毫升水在有保溫裝置的反應器內配成料漿，在2～4分鐘內科漿溫度迅速升至140～145℃。達到最高溫度後保持10分鐘，打漿過濾，測其分解率為92％。
該熟礦粉中臺游離氧化鎂35％左右，含游離氧化鈣10％左右。
實例2
將品位為21％的硼鎂礦熟礦粉200克與過量80％的燒鹼及140毫升水在一裝有不鏽鋼電極的反應器內配成料漿，熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱使料漿自升溫至120℃，再用20V交流電通過不鏽鋼電極直接加熱料漿，料漿溫度從120℃升至145℃。約需5分鐘，電流即從十三安培降至四安培。然後出料打漿，測其分解率為90％，一噸熟礦粉耗電約為110度。
權利要求
1.一種加工硼鎂礦的鹼解方法，其特徵是將品位為10％～25％的硼鎂礦熟礦粉與過量為0～140％的燒鹼及可使鹼濃度達到25～80％、液固比達到0.2～1.2的水在一裝有金屬電極並帶有保溫裝置的絕緣反應器內配成料漿，熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱使料漿溫度迅速升至40～140℃，當料漿溫度超過120℃時，反應熱使料漿溫度維持在120℃以上5～25分鐘。當熟礦粉的消化熱和燒鹼的溶解熱不能使料漿溫度達到120℃，通過金屬電極，用10～100V交流屯直接加熱料漿，使料漿溫度迅速升至120℃以上，維持5～45分鐘。
2.按照權利要求1所述的方法，其特徵是對於加工品位為10％～25％的硼鎂礦，最佳過量鹼為60～100％最佳液固比為0.4～0.8，最佳鹼濃度為40～70％最佳使用電壓為10～35V，最佳反應溫度為120℃～150℃。
3.按照權利要求1所述的方法，其特徵是所說的金屬電極是不鏽鋼電極。
全文摘要
本發明屬於硼礦的加工工藝。目前採用的加工硼礦的鹼解方法，例如加工硼鎂礦所用的加壓鹼解法和碳鹼法，分解反應時間長達10小時以上。本發明採用一種常壓鹼解的方法，控制一定的料漿配比，充分利用化學熱，在不加外熱或少加外熱的情況下，使分解反應時間縮短為幾分鐘至幾十分鐘，例如加工品位為10～25％的硼鎂礦，分解反應時間最長也僅為50分鐘，分解率可達40～95％。
文檔編號C22B3/00GK1952186SQ20051010044
公開日2007年4月25日 申請日期2005年10月20日 優先權日2005年10月20日
發明者杜志堅 申請人:杜志堅