以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法

摘要

一种以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法，属于真空金属热还原炼镁技术领域，该方法包括以下步骤：(1)配料；(2)磨料；(3)煅烧；(4)将煅烧后的团块粉碎至粒径小于0.2mm，然后与粒径小于0.2mm的铝粉均匀混合，压制成团块；(5)真空还原；(6)渣料浸出；(7)过滤分离；(8)烘干；(9)种分或碳分，将过滤后的含有少量Na2CO3和NaOH的NaAl(OH)4溶液进入种分或碳分容器中，使NaAl(OH)4分解为氢氧化铝(Al(OH)3)。本发明提供的一种利用硼镁石提取金属镁并获得低镁富硼料的方法，可以使硼镁石矿得到综合利用。

主权项

一种以硼镁石为原料真空热还原法制取金属镁及富硼料的方法，其特征在于包括以下步骤：(1)配料：以低硅高镁硼镁石，其中MgO＞30％，SiO2＜10％和石灰石为原料进行配料；按这两种混合物料在高温煅烧时生成的CaO满足下列几种化学反应对CaO的需求；①要使所生成的CaO能和硼镁石中的B2O3按如下反应生成3CaO·B2O3：3CaO+B2O3＝3CaO·B2O3                      (1)②要使CaO与硼镁石中的杂质SiO2按如下反应生成2CaO·SiO2：2CaO+SiO2＝2CaO·SiO2                      (2)③要使CaO按如下反应，用铝进行真空还原MgO时对CaO的需求量：12CaO+21MgO+14Al＝21Mg+12CaO·7Al2O3       (3)或：CaO+3MgO+2Al＝3Mg+CaO·Al2O3           (4)或：CaO+6MgO+4Al＝6Mg+CaO·2Al2O3          (5)或：CaO+18MgO+12Al＝18Mg+CaO·6Al2O3       (6)(2)磨料：将配好的硼镁石和石灰石破碎进行细磨，磨至粒径小于0.2mm；(3)煅烧：将磨细后的原料制成团块，将制成的团块放入炉中煅烧，煅烧温度为700℃～1100℃；(4)将煅烧后的团块粉碎至粒径小于0.2mm，然后与粒径小于0.2mm的铝粉均匀混合，压制成团块；(5)真空还原，将压制好的团块置于带有镁结晶器的高温还原反应炉中，进行真空还原，压力20～80Pa，温度为900～1300℃，生成气态金属镁，而后在镁结晶器上冷凝结晶成固态镁，另一种为主要由12CaO·7Al2O3或CaO·Al2O3或CaO·2Al2O3或CaO·6Al2O3或前述的两种或三种或四种的混合物与3CaO·B2O3和2CaO·SiO2化合组成的渣块；(6)渣料浸出：将获得的渣块磨细至粒径小于0.2mm，然后将磨细的渣料放入由Na2CO3或Na2CO3与NaOH组成的溶液中，在50～300℃的温度下，将渣料的Al2O3以NaAl(OH)4的形式被浸出于溶液中，渣料中与氧化铝结合的CaO以CaCO3的形式沉淀出来，而渣料中的3CaO·B2O3组分不参与反应而留在浸出后剩余的沉淀泥渣中；(7)过滤分离，将浸出液与泥渣过滤分离，滤液为含有少量Na2CO3和NaOH的NaAl(OH)4溶液，滤渣主要为3CaO·B2O3、CaCO3和2CaO·SiO2组成的混合物；(8)烘干，将滤渣烘干，作为制造无碱玻璃纤维的原料；(9)种分或碳分，将过滤后的含有少量Na2CO3和NaOH的NaAl(OH)4溶液进入种分或碳分容器中，使NaAl(OH)4分解为氢氧化铝(Al(OH)3)：a、种分，向含有NaAl(OH)4的溶液中加入Al(OH)3晶种进行晶种种分分解，使NaAl(OH)4分解成Al(OH)3和Na(OH)，溶液中种分分解后生成的Al(OH)3经过滤分离后得到产品Al(OH)3滤液则由Na(OH)以及部分未分解的NaAl(OH)4组成，生成的Al(OH)3大部分作为最终产品，部分作为晶种返回到晶种分解容器中去种分分解NaAl(OH)4，最终的产品为Al2O3，将生成的Al(OH)3在800℃～1000℃的温度条件下进行煅烧使Al(OH)3脱水；b、碳分，向含有NaAl(OH)4浸出液中通入CO2气体进行碳分分解，使NaAl(OH)4分解生成Al(OH)3和Na2CO3，碳分过程所需的CO2来自于石灰石和硼镁石煅烧过程生成的CO2副产物，碳分分解生成的Al(OH)3经过滤与碳分后生成的Na2CO3溶液分离，即形成商品氢氧化铝，最终的产品为Al2O3，将生成的Al(OH)3在800℃～1000℃的温度条件下进行煅烧使Al(OH)3脱水得到氧化铝产品。