阅读说明：本技术 一种利用so2气体选择性浸出硼镁矿的方法 (It is a kind of to utilize SO2The method of gas-selectively leaching boron magnesium ore ) 是由 史培阳 刘宇哲 张孜屹 宁俊翔 刘承军 姜茂发 于 2019-08-06 设计创作，主要内容包括：本发明提供了一种利用SO_2气体选择性浸出硼镁矿的方法,即利用SO_2气体作为浸出剂浸出硼镁矿,属于湿法冶金领域。该方法将硼镁矿研磨后置于反应设备中,液固比为3～8:1,通入SO_2气体,在25～90℃、10～500r/min的搅拌速率下反应10～300min,然后固液分离得到含硼溶液。本发明不仅硼浸出率高,而且镁浸出率低。本发明借助SO_2气体对矿物侵蚀能力较弱的特性,利用SO_2气体仅分解硼镁矿中的硼镁石相和菱镁矿相,不仅显著降低了硼镁矿的酸耗量,且有利于浸出尾渣的资源化利用,还有利于提高硼酸的收率和硼酸的产品质量；对于硼镁矿的资源化综合利用意义重大。(SO is utilized the present invention provides a kind of 2 The method that gas-selectively leaches boron magnesium ore utilizes SO 2 Gas leaches boron magnesium ore as leaching agent, belongs to field of hydrometallurgy.Boron magnesium ore grinding is placed in consersion unit by this method, and liquid-solid ratio is 3~8:1, is passed through SO 2 Gas reacts 10~300min under 25~90 DEG C, the stirring rate of 10~500r/min, is then separated by solid-liquid separation and obtains boron-containing solution.Not only boron leaching rate is high by the present invention, but also magnesium leaching rate is low.The present invention is by SO 2 The gas characteristic weaker to mineral erosiveness, utilizes SO 2 Gas only decomposes boromagnesite phase and magnesite phase in boron magnesium ore, not only significantly reduces the sour consumption of boron magnesium ore, and be conducive to the resource utilization of leached tailings, also advantageously improves the yield of boric acid and the product quality of boric acid；It is significant for the comprehensive utilization of resources of boron magnesium ore.)

一种利用SO2气体选择性浸出硼镁矿的方法

技术领域

本发明属于湿法冶金领域，具体涉及一种利用SO₂气体选择性浸出硼镁矿的方法。

背景技术

我国已探明的硼矿资源储量约为7575.69万吨，约占世界总储量的8％，居世界第五位。从总储量上讲，我国硼矿资源较为丰富，但是硼矿品位(以B₂O₃％计)低于11％约占我国硼矿总量的83.2％，多属于硼镁石型硼矿资源。当采用传统方法提取硼酸时，不仅硫酸消耗量大，而且大量的可溶性镁盐进入到溶液中，严重影响到硼酸收率和硼酸的产品质量，致使企业在采用国内硼镁矿生产硼酸时成本居高不下，环境污染严重，造成我国硼行业在与国外产品竞争时处于劣势。因此，亟待开发硼镁矿浸出新工艺。

随着我国硼产品消费量逐年升高，预计在2022年总消费量将达到97万吨。硼酸作为重要的基础工业原料，广泛应用于玻璃陶瓷、钢铁、医药和核电领域。但受限于硼矿品位和生产方法的限制，我国硼化工行业所使用原料90％依靠进口，对外依存度高，风险大，不利于我国硼行业的健康发展。

中国专利(CN102887525)以青海地区硼镁矿为原料经硫酸酸化压滤后，将母液蒸发，调整pH后浮选得到硫酸镁产品。中国专利(CN105480987)利用超声辅助强化硼镁矿酸解，并向母液中加入表面活性剂制备碱式碳酸镁，经除铁后制备硼酸。这些方法虽然在一定程度上减少硼酸生产过程中的环境污染现象，但并未从根本上改变硼镁矿硫酸法生产过程中存在的根本问题，即溶液中硼酸和硫酸镁的比值并未发生根本性变化，硼酸的收率和产品质量仍然受溶液中硫酸镁浓度过高的影响。本发明的创新性体现在提出了一种友好型选择性浸出硼镁矿工艺，与传统硼镁矿硫酸法浸出工艺存在本质上的差异。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明提出一种利用SO₂气体选择性浸出硼镁矿的方法，旨在不影响硼镁矿中硼浸出率的基础上，降低镁元素的浸出率，不仅可以削弱溶液中硫酸镁对硼酸收率和产品质量的影响，还可以降低酸耗量。

本发明的技术方案为：

一种利用SO₂气体选择性浸出硼镁矿的方法，该方法包括下列步骤：

(1)将硼镁矿研磨后置于反应设备中，按照3～8:1的液固比通入SO₂气体，在恒定搅拌速率下进行反应；其中，反应温度为25～90℃；反应时间为10～300min。

(2)反应结束后进行固液分离，得到含硼溶液。

所述步骤(1)中，硼镁矿中B₂O₃含量为5％～30％、MgO含量为20％～60％；研磨后的硼镁矿粒度为10～250μm；SO₂气体的流量为1～80mL/min；搅拌速率为10～500r/min。

本发明的有益效果：传统硫酸法浸出硼镁矿工艺中，硼浸出率约为90％，镁浸出率达到80％以上。本发明利用SO₂气体选择性浸出硼镁矿，硼浸出率高(B₂O₃浸出率≥90％)，镁浸出率低(MgO浸出率≤40％)；本发明显著降低了硼镁矿浸出过程中酸耗量，每公斤硼镁矿减少约0.46kg浓硫酸(质量分数98％)，溶液中硫酸镁减少0.55kg，因而显著降低了溶液中硫酸镁的含量，改善了硼酸和硫酸镁分离难度，提高了硼酸产品质量和硼酸的收率；同时为湿法冶金矿物提取工艺提供一种途径。

附图说明

图1为本发明利用SO₂气体选择性浸出硼镁矿的工艺流程图。

具体实施方式

以下结合技术方案和附图详细叙述本发明的具体实施方式。

实施例1

将硼镁矿研磨成粒度为75～150μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.46％、MgO含量为44.11％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在60℃下反应240min后进行固液分离。硼的浸出率为90.07％，镁的浸出率为29.70％。

实施例2

将硼镁矿研磨成粒度为75～150μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.46％、MgO含量为44.11％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在90℃下反应180min后进行固液分离。硼的浸出率为91.86％，镁的浸出率为33.17％。

实施例3

将硼镁矿研磨成粒度为45～75μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.89％、MgO含量为42.16％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在90℃下反应180min后进行固液分离。硼的浸出率为92.45％，镁的浸出率为30.19％。

实施例4

将硼镁矿研磨成粒度为18～45μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.89％、MgO含量为42.16％，液固比为8:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为40mL/min，在90℃下反应240min后进行固液分离。硼的浸出率为90.67％，镁的浸出率为29.75％。

实施例5

将硼镁矿研磨成粒度为150～250μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为8.15％、MgO含量为45.83％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为40mL/min，在90℃下反应240min后进行固液分离。硼的浸出率为90.67％，镁的浸出率为29.75％。

实施例6

将硼镁矿研磨成粒度为75～150μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为19.05％、MgO含量为35.14％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在90℃下反应180min后进行固液分离。硼的浸出率为93.75％，镁的浸出率为32.16％。

实施例7

将硼镁矿研磨成粒度为18～45μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为19.05％、MgO含量为35.14％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在90℃下反应120min后进行固液分离。硼的浸出率为90.57％，镁的浸出率为28.51％。

实施例8

将硼镁矿研磨成粒度为75～150μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.46％、MgO含量为44.11％，液固比为4:1。在搅拌转速为300r/min下通入SO₂气体，气体流量为80mL/min，在80℃下反应180min后进行固液分离。硼的浸出率为90.89％，镁的浸出率为32.65％。

实施例9

将硼镁矿研磨成粒度为75～150μm，其中硼镁矿中B₂O₃含量为9.46％、MgO含量为44.11％，液固比为4:1。在搅拌转速为500r/min下通入SO₂气体，气体流量为20mL/min，在80℃下反应180min后进行固液分离。硼的浸出率为93.15％，镁的浸出率为33.65％。