松解助剂法综合利用硼铁矿及硼酸镁晶须的制备

摘要

由于硼及其化合物具有特殊性能，被广泛应用于国防、化工、冶金、医药、农业、核工业等领域。我国可直接利用硼矿资源主要是硼镁石矿，但其储量仅占我国硼资源的10％左右，且经过近几十年的开采已接近枯竭，不能满足我国硼工业发展的要求。硼铁矿约占我国硼矿资源的60％左右，但属于低品位的贫杂矿，主要矿物硼镁石和磁铁矿嵌布粒度极细，各有用元素之间共生关系复杂，属于难加工的矿石。因此加快开发利用硼铁矿，对于缓解我国硼资源紧张的现状具有非常重要的意义。目前硼铁矿综合利用的工艺路线存在路线复杂、设备腐蚀严重、能耗过高等缺点，因此本文开发了一种操作简单、环境友好的实现硼铁高效分离的新工艺——松解助剂法综合利用硼铁矿。并利用该工艺得到的硼精矿尝试制备硼酸镁晶须，由于杂质多等原因，效果并不理想，因此改为以分析纯试剂为原料。本论文主要研究内容为:
　　(1)松解助剂法综合利用硼铁矿机理研究。设计了松解助剂法综合利用硼铁矿的工艺路线，且通过初步实验发现该工艺确实有比较好的效果，利用XRD、SEM对工艺过程中硼铁矿的变化，以及以其他铵盐作为助剂进行考察，确定助剂松解机理为硫酸铵分解生成液态的硫酸氢铵，硫酸氢氨再与硼铁矿中的硼镁石反应，使硼镁石与磁铁矿实现分离。
　　(2)工艺条件的优化。以辽宁省翁泉沟硼铁矿为原料，考察了助剂添加量、焙烧温度及磨矿粒度等条件对分离效果的影响。采用络合滴定的方法对硼、铁、镁的含量进行了标定。最佳工艺条件下能得到全铁含量TFe=50％的铁精矿及13％左右的硼精矿，二者回收率均在80％左右。
　　(3)硼酸镁晶须的制备研究。以溶胶凝胶法制备前驱体，采用高温熔盐法制备硼酸镁晶须。以硼精矿为原料制备硼酸镁晶须，发现其效果并不理想，转而采用分析纯试剂为原料，考察了不同溶胶剂对硼酸镁晶须的影响，得到了均一性较好的产品。

目录

声明

摘要

引言

1 文献综述

1．1 我国硼资源开发利用概述

1．1．1 硼及硼化合物在国民经济中的地位和作用

1．1．2 我国硼资源及其分布

1．1．3 我国硼工业发展概况

1．2 硼铁矿综合利用概述

1．2．1 硼铁矿的组成和结构

1．2．2 物理法分选工艺

1．2．3 化学法处理工艺

1．2．4 火法分离工艺

1．3 硼酸镁晶须概述

1．3．1 晶须介绍

1．3．2 硼酸镁晶须介绍

1．3．3 硼酸镁晶须制备方法

1．3．4 目前制备工艺存在的问题

1．4 本论文的选题背景及研究内容

2 松解助剂法综合利用硼铁矿机理研究

2．1 引论

2．2 药品仪器与测试方法

2．2．1 药品仪器

2．2．2 测试方法

2．3 工艺流程图

2．4 硼铁矿的分析

2．4．1 硼铁矿化学组成的分析

2．4．2 硼铁矿硼铁矿X射线粉末衍射分析

2．5 实验结果

2．6 提出机理

2．7 机理验证

2．8 本章小结

3 工艺条件优化

3．1 引论

3．2 实验主要药品和仪器

3．3 实验结果与讨论

3．3．1 焙烧温度对分离效果的影响

3．3．2 磨矿粒度对分离效果的影响

3．3．3 助剂添加量对分离效果的影响

3．3．4 助剂种类对分离效果的影响

3．4 结论和展望

4 松解助剂法综合利用硼铁矿经济可行性评价

4．1 引论

4．2 经济可行性评价

5 硼酸镁(Mg2B2O5)晶须的制备

5．1 引论

5．2 药品仪器与测试方法

5．2．1 药品仪器

5．2．2 测试方法

5．3 工艺流程图

5．4 实验结果与讨论

5．5 本章小结

结论

参考文献

附录A 各元素分析方法

攻读硕士学位期间发表学术论文情况

致谢