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硼鐵礦選礦技術

1 研究背景

硼礦是一種稀缺的戰(zhàn)略性礦產資源，以其為原料生產的硼及硼化合物廣泛應用于化工、冶金、玻璃、醫(yī)藥、國防、航空、航天及核工業(yè)等領域，是社會發(fā)展和國家安全的重要保障。我國硼礦資源豐富，截止2017年，我國查明資源儲量（以B2O3計）3200萬噸，占全球總儲量的2.91%，居世界第五位。我國可利用的硼礦資源主要是遼東地區(qū)沉積變質型的硼鎂石礦和硼鐵礦，以及青藏高原現(xiàn)代鹽湖型硼砂礦。目前，我國95%以上的硼產品是來自硼鎂石礦，但該類礦石儲量僅占全國總儲量的6.64%，且經過60多年的開采利用，優(yōu)質硼鎂石資源已近枯竭；青藏高原現(xiàn)代鹽湖型硼礦資源豐富，占全國總儲量的33.14%，但受交通運輸條件、加工技術水平等限制，開發(fā)利用率低，目前僅能生產B2O3品位≥24%的“富礦”，產量較小。然而，隨著硼化工及下游產業(yè)的快速發(fā)展,硼資源需求量日益擴大,硼產品進口量不斷增長，對外依存度逐年上升。

尤其是最近五年，我國硼酸對外依存度超過50%、硼砂對外依存度高達80%以上，這將嚴重威脅我國硼資源的安全供給和硼化工的可持續(xù)發(fā)展。遼寧鳳城翁泉溝硼鐵礦是我國特色硼礦資源，也是目前探明的唯一特大型、亞洲最大的硼鐵礦床，主要包括東臺子、業(yè)家溝和翁泉溝三個礦段。已累計探明資源儲量2.8億噸，含B2O3 2184萬噸，占全國硼礦儲量的58%，是我國未來硼化工的主要原料來源，伴生的鐵、鈾也具有很高的綜合利用價值。

但硼鐵礦品位低、結構復雜、礦物共生關系密切，加工利用難度大。我國自1958年發(fā)現(xiàn)翁泉溝硼鐵礦床以來，國內多家科研院所及高校針對硼鐵礦的開發(fā)利用開展了大量研究工作，已取得重大進展。其中，研發(fā)的磁-重聯(lián)合分選工藝先后在鳳城市燈塔硼鐵選礦廠、遼寧首鋼硼鐵有限責任公司及鳳城化工集團有限公司獲得了工業(yè)化應用，實現(xiàn)了硼、鐵、鈾資源的大規(guī)模生產，形成了完整的硼、鐵、鈾產業(yè)鏈，為國民經濟建設和國防建設作出了重要貢獻。

2 內容簡介

隨著我國社會經濟不斷發(fā)展進步，硼鐵礦資源的戰(zhàn)略地位愈加重要。為高質量開發(fā)利用硼鐵礦資源，對硼鐵礦選礦開發(fā)利用過程進行全面梳理和系統(tǒng)總結是十分必要的。為此，東北大學通過收集、整理相關技術資料，編寫出版了《硼鐵礦選礦技術》一書。其中，第1章介紹了硼礦資源概況，主要包括硼的性質與用途、全球硼礦資源概況、中國硼礦資源概況及開發(fā)利用現(xiàn)狀；

第2章介紹了硼鐵礦石的工藝礦物學特性，主要包括礦石的物質組成、結構與構造及主要組成礦物的產出特征與粒度分布，并探討了合理的選礦工藝方案；

第3章介紹了硼鐵礦碎磨工藝與裝備，主要包括選礦概念、常用礦石的破碎、篩分、磨礦與分級的流程與裝備；

第4章介紹了硼鐵礦選礦工藝與裝備，主要包括硼鐵礦常用的磁選、重選及浮選工藝與裝備；

第5章介紹了硼鐵礦選礦實踐案例，主要包括硼鐵礦的磁選-分級分選、單一磁選、磁選-浮選聯(lián)合分選等工藝流程，并概述了遼寧首鋼硼鐵有限責任公司及鳳城化工集團有限公司的工業(yè)化生產情況；

第6章介紹了硼鐵礦的浮選分離基礎研究成果，主要包括礦物表面及晶體化學特性、純礦物浮選試驗、藥劑與礦物表面作用及礦物顆粒間相互作用的機理分析，以期為硼鐵礦中硼鎂石的高效浮選回收提供理論基礎；第7章展望了硼鐵礦開發(fā)利用前景，介紹了硼鐵礦綜合利用開發(fā)現(xiàn)狀及含硼鐵精礦選擇性還原硼鐵分離新技術，并提出了硼鐵礦開發(fā)與資源保護的合理建議。

3 關鍵技術

我國硼礦資源經過60多年的開發(fā)，現(xiàn)已形成遼寧東部最重要的硼礦生產區(qū)域，吉林、西藏、青海等�。▍^(qū)）有小規(guī)模的資源開發(fā)生產企業(yè)。其中，硼砂礦與硼鐵礦以露天開采為主，硼鎂石礦以地下開采為主；除低品位硼鐵礦外，其他類型硼礦石均沒有選礦作業(yè)。為及時總結我國在硼鐵礦選礦開發(fā)利用方面所取得的技術研究進展及其工業(yè)化應用成果，在鋼鐵共性技術協(xié)同創(chuàng)新中心及冶金工業(yè)出版社的支持和幫助下，東北大學成功撰寫和出版了《硼鐵礦選礦技術》專著。本書根據(jù)我國硼鐵礦“以硼為主，綜合利用”的開發(fā)利用原則進行撰寫，著重論述了硼及其伴生元素鐵、鈾的選礦利用。

目前工業(yè)生產上，一般采用“階段磨礦-階段磁選-旋流分選”的工藝流程處理硼鐵礦，可獲得富鎂鐵精礦和合格硼精礦產品。其中，富鎂鐵精礦可作為燒結礦的優(yōu)質原料，燒結配加富鎂鐵精礦可提高燒結礦強度、降低粉化率，改善燒結礦粒度組成和還原性，同時對燒結礦TFe含量無明顯影響；硼精礦經活化焙燒處理后，可作為碳堿法制取硼砂的優(yōu)質原料。若硼鐵礦中含鈾，則在上述工藝流程的基礎上增加一道 “搖床重選提鈾”作業(yè)環(huán)節(jié)。晶質鈾礦的重選回收與生產，可為我國核工業(yè)提供原料。硼鐵礦是我國的特色優(yōu)勢資源，富含硼、鐵、鎂和鈾等多種有價元素，綜合利用價值極高。目前，硼鐵礦開發(fā)利用過程中“卡脖子”技術難題為富鎂鐵精礦中硼的提取與回收，攻克富鎂鐵精礦中硼的高效提取與經濟回收難題不僅可以緩解我國硼化工礦物原料日趨緊張的局面，而且對促進我國鋼鐵工業(yè)持續(xù)發(fā)展具有十分重要的戰(zhàn)略意義�；谂痂F礦開發(fā)利用“以硼為主”的基本原則，硼鐵礦綜合利用建議方案路線如圖3所示。

4 圖書價值

《硼鐵礦選礦技術》的出版填補了硼鐵礦選礦分離利用技術資料空白，適用于高等學校硼鐵礦等多金屬共生礦資源選礦分離綜合利用技術開發(fā)、基礎理論研究和教學參考資料，也可用于有關礦山企業(yè)硼鐵礦選礦實踐、生產管理、項目建設和投資決策重要參考資料。本書適合從事硼鐵礦選礦利用、硼化工等相關領域的技術研發(fā)人員、生產人員、技術管理及操作人員閱讀，也可供大專院校礦物加工工程、化學工程等專業(yè)師生參考。相信本書的出版將受到硼鐵礦選礦利用及其相關硼、鐵、鈾等行業(yè)工作者的歡迎，并將對提升我國乃至全球硼鐵礦資源選礦分離科學研究和生產技術水平、指導相關行業(yè)高質量發(fā)展起到積極的促進和借鑒作用。

來源：世界金屬導報

• [責任編輯：Alakay]