《低品位硼鐵礦有價組元強化遷移規律與分離理論研究》是依託東北大學，由姜濤擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：低品位硼鐵礦有價組元強化遷移規律與分離理論研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：姜濤
- 依託單位：東北大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
本項目針對我國低品位硼鐵礦資源特點和現有分離工藝的利弊，圍繞低品位硼鐵礦綜合利用過程中有價組元強化遷移與高效分離的關鍵科學問題，以提高硼鐵礦中鐵、硼鎂有價組元回收率為目標，開展從微觀到巨觀尺度的有價組元強化遷移規律及分離理論的基礎研究，主要包括：（1）硼鐵礦中有價組元高效分離提取過程的礦相演變規律；（2）有價組元高效分離提取過程的相間反應動力學；（3）外場對有價組元遷移與分離的強化與協同作用。在此基礎上，揭示多相複雜體系中鐵、硼、鎂有價組元礦物結構演變規律和相間遷移規律，闡明外場及熔鹽介質條件下有價組元傳遞與反應過程的協同強化機制，豐富和完善硼鐵礦有價組元強化遷移規律和有效分離理論，提出旨在提高我國硼鐵礦資源有價組元利用率的新方法，為我國低品位硼鐵礦資源的清潔高效利用奠定理論和實驗基礎。
結題摘要
由於硼鐵礦複雜的礦物組成和結構特點，現有傳統的磨礦工藝在硼鐵礦礦物磨細、有價組元有效解離過程中存在能耗高、效率低的弊端；硼鐵礦礦物的分選產物硼精礦具有較低的活性，導致現有工藝難以清潔高效浸取硼元素。基於此，本項目著重對硼鐵礦磨選礦工藝及其選分產物硼精礦浸取有價組元工藝進行最佳化，並且對這些過程中礦相演變規律、有價組元的分離強化遷移規律和界面化學反應演變規律進行了研究，通過引入微波場強化礦物的磨選和有價組元的浸取，通過焙燒過程添加鈉鹽使得鈉化和活化同時進行，並且初步探討了機械場對礦物活性的影響，同時通過礦物物理化學性質以及界面反應的變化探討外場強化作用機制。主要結論為：（1）微波加熱後硼鐵礦表面產生許多巨觀裂紋以至於破裂成很多小碎屑，礦石內部產生缺陷，裂紋的產生有利於礦石的磨細並且減少了細碎礦物過程中的能量消耗及機器的磨損。同時，採用難選礦石的微波預處理方法，有效強化了礦石磁性，利用後續硼鐵礦的磁選分離，提高了硼鐵礦的鐵精礦品位和元素回收率。（2）採用微波能對硼精礦進行活化焙燒，可加快硼精礦的升溫速率，在最優處理條件下，硼精礦的活性由64.68%提高至86.73%。微波焙燒有助於提高硼精礦的表面能，增大粉體的親水性；同時，與傳統焙燒相比，微波焙燒對硼精礦表面電性的影響更為顯著，硼精礦微波條件下焙燒產物的ζ電位下降15.28mV~17.07mV，吸附OH-的能力明顯增強。以Na2CO3、NaOH、NaOH-Na2CO3分別為鈉化劑時，水浸兩小時後，浸出率分別可達86.27%、89.83%、87.19%。鈉化焙燒產物水浸濾液，通過加入鹽酸調節pH至9左右，經過濾取出SiO2後，濾液再結晶克制的硼砂製品。（3）採用機械力場提高硼精礦活性，使硼精礦顆粒細化比表面積增大，同時形成晶格缺陷，降低表面化學鍵的穩定性，可以在短時間內將硼精礦的活性提高至89.47%。
