[發(fā)明專利]處理硼鐵礦的系統(tǒng)和方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710113731.0
• 申請(qǐng)日: 2017-02-28
• 公開（公告）號(hào): CN106834666A
• 公開（公告）日: 2017-06-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 吳道洪;馮魯興;鄧君;韓志彪;唐敬坤;曹志成;薛遜
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江蘇省冶金設(shè)計(jì)院有限公司
• 主分類號(hào): C22B1/243
• 分類號(hào): C22B1/243;C22B1/02;C21B13/02
• 代理公司: 北京清亦華知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙)11201
• 代理人: 趙天月

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及能源化工領(lǐng)域，具體而言，本發(fā)明涉及處理硼鐵礦的系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

硼礦是一種稀缺的礦產(chǎn)資源，以硼礦為原料生產(chǎn)的硼砂、硼酸及其他硼化合物，廣泛用于化工、冶金、光學(xué)玻璃、醫(yī)藥、輕工、國防軍工、航天航空及核工業(yè)等領(lǐng)域。長期以來，我國硼工業(yè)主要以硼鎂礦為主要原料，目前可用硼鎂礦已接近枯竭，硼鐵礦占我國硼資源的58％，是硼鎂礦重要的替代資源，但因其礦相結(jié)構(gòu)復(fù)雜，加工處理難度大，至今尚未大規(guī)模開發(fā)利用。運(yùn)用濕法冶金的方法處理硼鐵礦，可實(shí)現(xiàn)硼和鐵的分離，但酸耗大、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重、成本高、環(huán)境污染嚴(yán)重。傳統(tǒng)的火法工藝盡管可以獲得較高的硼和鐵的分離度，但尾渣存在硼含量低、堿浸出率低的問題。

因此，改進(jìn)現(xiàn)有的處理硼鐵礦的手段，對(duì)于緩解我國硼資源供需緊張局面具有重要的現(xiàn)實(shí)和戰(zhàn)略意義。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明旨在至少在一定程度上解決相關(guān)技術(shù)中的技術(shù)問題之一。為此，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提出處理硼鐵礦的系統(tǒng)和方法。采用該系統(tǒng)可以有效地制備得到活性90％以上的富硼渣，且工藝簡單、流程短、效率高、成本低，全流程不使用固體還原劑，不引入灰分等固體雜質(zhì)，具有顯著的環(huán)境效益。

在本發(fā)明的第一方面，本發(fā)明提出了一種處理硼鐵礦的系統(tǒng)。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該系統(tǒng)包括：破碎裝置，所述破碎裝置具有硼鐵精礦入口和硼鐵精礦粉出口；造球裝置，所述造球裝置具有硼鐵精礦粉入口、助熔劑入口、水入口和混合球團(tuán)出口，所述硼鐵精礦粉入口與所述硼鐵精礦粉出口相連；焙燒裝置，所述焙燒裝置具有混合球團(tuán)入口和氧化球團(tuán)出口，所述混合球團(tuán)入口與所述混合球團(tuán)出口相連；氣基豎爐，所述氣基豎爐內(nèi)由上至下依次為預(yù)熱段、中溫預(yù)還原段和高溫還原段，所述預(yù)熱段具有氧化球團(tuán)入口，所述高溫還原段具有金屬化球團(tuán)出口和還原氣入口，所述氧化球團(tuán)入口與所述氧化球團(tuán)出口相連；熔分裝置，所述熔分裝置具有金屬化球團(tuán)入口、含硼鐵水出口和富硼熔分渣出口，所述金屬化球團(tuán)入口與所述金屬化球團(tuán)出口相連；冷卻裝置，所述冷卻裝置與所述富硼熔分渣出口相連，所述冷卻裝置適于對(duì)富硼熔分渣進(jìn)行冷卻處理并得到活性富硼渣。

由此，根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的處理硼鐵礦的系統(tǒng)通過采用破碎裝置將硼鐵精礦破碎后得到硼鐵精礦粉，進(jìn)而將硼鐵精礦粉、助熔劑和水供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，將得到的混合球團(tuán)供給至焙燒裝置進(jìn)行焙燒處理，以便使硼鐵精礦中的硼轉(zhuǎn)化為氧化物的形式，得到氧化球團(tuán)，然后采用氣基豎爐利用還原氣對(duì)氧化球團(tuán)進(jìn)行還原處理，得到金屬化球團(tuán)，再將金屬化球團(tuán)熱送至熔分裝置進(jìn)行熔分處理，得到含硼鐵水和富硼熔分渣，最后采用冷卻裝置對(duì)富硼熔分渣進(jìn)行冷卻處理，使富硼熔分渣緩慢冷卻，即可獲得活性90％以上的活性富硼渣。相對(duì)于傳統(tǒng)的高爐工藝，采用該系統(tǒng)制備得到的富硼渣活性可提高約40個(gè)百分點(diǎn)，且省去了傳統(tǒng)工藝中污染嚴(yán)重的燒結(jié)、焦化等工序，全流程不使用固體還原劑，不引入灰分等固體雜質(zhì)，對(duì)環(huán)境更為友好，另外，采用該系統(tǒng)制備高活性富硼渣的工藝簡單、流程短、效率高、成本低，特別適用于規(guī)模化生產(chǎn)。

另外，根據(jù)本發(fā)明上述實(shí)施例的處理硼鐵礦的系統(tǒng)還可以具有如下附加的技術(shù)特征：

在本發(fā)明的一些實(shí)施例中，所述冷卻裝置進(jìn)一步包括：保溫料罐，所述保溫料罐與所述富硼熔分渣出口相連，所述保溫料罐適于盛放所述富硼熔分渣；保溫室，所述保溫室適于對(duì)所述保溫料罐進(jìn)行保溫，以便使所述富硼熔分渣緩冷降溫；余熱回收室，所述余熱回收室內(nèi)具有風(fēng)冷設(shè)備和換熱器，所述風(fēng)冷設(shè)備適于對(duì)所述富硼熔分渣進(jìn)行風(fēng)冷冷卻并產(chǎn)生熱空氣，所述換熱器適于對(duì)所述熱空氣進(jìn)行余熱回收。由此，通過對(duì)富硼熔分渣進(jìn)行緩冷降溫，可以活性90％以上的活性富硼渣。通過余熱回收可以顯著降低系統(tǒng)的能耗。

在本發(fā)明的第二方面，本發(fā)明提出了一種利用前面實(shí)施例的處理硼鐵礦的系統(tǒng)處理硼鐵礦的方法。根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，該方法包括：(1)將硼鐵精礦在破碎裝置中進(jìn)行破碎處理，以便得到硼鐵精礦粉；(2)將所述硼鐵精礦粉、助熔劑和水供給至造球裝置進(jìn)行混合造球，以便得到混合球團(tuán)；(3)將所述混合球團(tuán)供給至焙燒裝置進(jìn)行焙燒處理，以便得到氧化球團(tuán)；(4)將所述氧化球團(tuán)和還原氣供給至氣基豎爐進(jìn)行還原處理，以便得到金屬化球團(tuán)；(5)將所述金屬化球團(tuán)熱送至燃?xì)馊鄯譅t進(jìn)行熔分處理，以便得到含硼鐵水和富硼熔分渣；以及(6)將所述富硼熔分渣供給至冷卻裝置進(jìn)行冷卻處理，以便得到活性富硼渣。