第11卷第2期 2011年4月
过程工程学报
The Chincse Journal of Process Engineering
以硅为还原剂真空热还原硼镁石矿的实验研究
武小雷，冯乃祥，彭建平，王智慧，程恩庆
(1.东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819；2.辽宁省镁资源保护办公室，辽宁沈阳110001)
Vol.1I No.2 Apr.2011
摘要：采用真空热还原法还原硼镁石矿中的镁，并将矿石中的硼保留在还原渣中，使还原渣透用于生产无碱玻璃纤反应温度降为661C.确定了镁石矿的最佳焕烧条件为1000C，恒温30min，增大CaO加入量镁还原率显著增加. 关键词：硼镁石矿：镁：真空热还原：热力学分析：无碱玻璃纤维
中图分类号：TF822 1前言
文献标识码：A
文章编号：1009606X(2011)02029405
低品位含硼原料的实验中也未遇到
目前我国绝大多数硼工业都利用东北地区的低品位硼镁石矿(，采用湿法浸出工艺制取硼酸或硼砂，硼的提取率只有不到75%，且其中的镁资源完全没有利用而是丢弃在废渣硼泥中，不仅浪费资源且污染环境[2] 多年来很多相关厂家和科研单位都试图将硼泥污染御底消除，提出了一些想法和建议，但都是对污染的未端处理，既不能根除确泥污染，也不能高效地利用确镁石矿资源[3]
硼镁石矿的成分与无碱玻璃纤维所需原料十分接近，多年来无碱玻璃纤维厂家一直想利用辽宁省的硼镁石矿，但因为其中含大量镁，使其不能用于无碱玻璃的生产，如果能降低其中的镁含量而不降低硼含量，就能使这种原料大量用于无碱玻璃纤维的生产
文献[4]提出先将硼矿石中的镁提取出来，再利用其中的硼的思路，这样就可从源头上消除硼泥污染，实现清洁生产，且充分利用资源
马丽红[5]和徐冬等(2]曾采用多种还原剂进行真空热还原硼镁石矿，Wu等[3]也曾进行过以CaC,为还原剂真空热还原确泥的研究，但这些实验所用原料中硼和镁的品位都不高，导致镁的还原率较低，且还原渣中硼的品位也很低，使还原渣的利用受到一定限制.采用高品位硼镁石矿可保证还原中硼的品位，武小雷也曾进行过用CaCz还原高品位硼镁石矿的实验，但该实验结果未曾发表，因为CaC2还原能力不高，且易受潮变质，使其在工业上不易推广应用，
本实验发现硼含量较高时，在高温条件下，还原物科会完全熔化成液相，阻碍镁蒸汽间外扩散，此现象不仅在目前成熟的热法炼镁中从未遇到过，且在之前采用收稿日期：2011-0212，修回日期：2011-0331
基金项目：中央高校基本科研业务专项资金资助项目(编号：N100302009)
2实验 2.1实验原料
确镁石矿来自辽宁宽甸，其化学成分如表1所示从表可见，矿石中硼和镁含量都很高，镁含量基至远远超过白云石，而白云石就是热法炼镁的主要原料，所以用该矿提取金属镁非常有潜力
表1原料的化学成分
Table1
Chemical composition of raw ore MgoB.O,Sio,
CaoAl:O,Others
Component
Content (%, e)44.6726.086.183.19
18.45
1.43
目前成熟的炼镁工艺，炉料越细越好[6]，但又不能太细。实验原料的粒度参照日本宇部镁厂的规格闪，硼镁石矿粒径全部小于120μm.因为硼镁石矿经瘢烧后会更加坚硬，不易破碎，故实验中在烧前采用球磨机将硼镁石破碎鹿细，粒度分布如表2所示，
表2硼镁石矿粉末的粒径分布
Table 2The particle size distribution of ascharite powder
Particle size (μm) Percen (%)
97120 89.71
74-97 1.73
74 8.56
磨细后的粉末置于电阳阻炉中，120min内升温至 1000℃，之后恒温30min使其脱去结晶水和碳酸根.对搬烧熟料在常压常温空气气氛条件下进行X射线衍射分析(荷兰PanalyticalB.V.公司生产的PW3040/60型 X'pertProMPD衍射仪)，结果如图1所示，
由图1可看出，镁主要存在于2MgO-B,O，和 3MgO-BO;中，要使镁被还原，就需先得到高活性的游离MgO，同时还要使硼不损失
工业上真空热还原法炼镁通常采用硅铁作还原剂，
作者简介：武小雷(1981-)，男，河南省焦作市人，博士研究生，有色金属冶金专业，Tel:13504983261E-mail:ascharite@sina.com；冯乃祥，通讯联系人
Tel: 024-83686463, E-mail: fengnaixiang@163.com 万方数据