[发明专利]一种硼泥再利用的处理方法

说明书

技术领域

本发明涉及废弃硼泥再利用处理技术领域，特别涉及一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法。

背景技术

我国硼矿资源丰富，已探明储量超过1亿吨（以B₂O₃计），是世界上为数不多的硼资源大国；但是，我国多数硼矿石的品位低，且多为硼镁石、硼镁铁等混合型矿石，以碳碱法提取硼砂后，产生大量废弃硼泥（注：按目前的生产工艺，每生产1吨硼砂，就要产生3-4吨硼泥）；硼泥的主要成分为MgO、CaO、Fe₂O₃、B₂O₃等，关于硼泥综合利用的研究也有开展，如利用硼泥生产硼镁肥和轻质碳酸镁等，但由于硼泥中的硼、铁、镁等均属杂贫矿，提取成本过高，处理工艺复杂；因此，我国目前尚缺少针对废弃硼泥实现高附加值综合利用的工业化方法，一直作为弃渣堆积处理，不仅占用大量土地资源，而且由于碳碱法提硼后的硼泥具有较强碱性，大量的硼泥露天堆积对土壤和水资源形成严重的污染，长此以往必将危及人类的健康甚至生存；我国以碳碱法生产硼砂四十余年来，定点堆积的硼泥近亿吨，带来的污染及占地问题日益严重，因此，硼泥综合利用问题急待解决。

现有技术中，将硼泥作为冶金造渣添加剂的报道较多；如中国发明专利（申请号：200910012692.0）炼铁添加剂及其制备方法；中国发明专利（申请号：201010505931.9）一种电炉炼钢用含硼无氟助熔化渣剂；中国发明专利（申请号：201110037710.8）一种钢连铸结晶器用含硼无氟保护渣及其制备方法，等等，这些现有发明都提出在硼泥中配加石灰、硅灰石等制备冶金造渣材料，这是利用硼泥具有熔点低、活性高、易成渣等优点，可以替代炼钢造渣助熔剂萤石、氧化铁球、铁矾土等；但是，现有硼矿提硼技术产生的硼泥中有害物质含量偏高，特别是硼泥中的磷、硫等有害元素，会向钢中增磷和硫，污染钢液，限制了硼泥在冶金造渣中的使用量和使用范围。

因此，为解决目前硼泥用于冶金造渣材料存在的磷硫等杂质含量高的问题，本发明提出一种硼泥用于冶金造渣材料实现再利用的原料处理方法。

发明内容

本发明的目的是：提供一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法，解决硼泥用于冶金造渣存在的磷硫等有害元素含量高的问题，提高硼泥的应用量和应用范围。

本发明的技术设想原理是：硼泥用于冶金造渣的主要有价成分为MgO、CaO、B₂O₃等，其有害成分主要是P₂O₅、硫和结晶水等，通过加热焙烧，硼泥中的有机硫和结晶水可有效除去，无机硫通过焙烧，硫化物可以转变为SO₂气体去除；硼泥中的磷主要是磷酸盐，通过还原焙烧，控制体系的温度、配碳量，使磷酸盐中的P₂O₅还原成P₂蒸气以去除，硼泥中MgO、CaO、B₂O₃等在焙烧过程不被还原，所以焙烧后的硼泥可以作为冶金造渣材料。

基于上述原理，实现本发明的技术方案是：

发明一种硼泥用于冶金造渣材料，去除有害杂质，实现再利用的处理方法，其特征在于通过采用烘干→配碳→造球→还原焙烧的方法，脱除硼泥中的水、磷和硫等有害物质；具体处理方法的特征如下：

a）烘干过程主要去除硼泥中的结晶水和有机硫，烘干温度控制在200-300℃，烘干时间控制在0.5小时以上，如果烘干温度过低，无法有效去除结晶水，反之，烘干温度过高，会导致烧结，不利于后序的配碳和混匀及造球；

b）硼泥烘干后应成细粉状，经常规的破碎筛分，使其粒度小于0.075mm，然后进行配碳，由于硼泥中的磷主要以磷酸盐形式存在，其还原的难度大于自由的P₂O₅，硼泥中的氧化铁优先于P₂O₅还原，因此，欲还原渣中的磷酸盐，必须先还原渣中的氧化铁，所以，配碳量根据硼泥中的氧化铁、磷元素含量和所需的过剩量计算，计算公式为：

配碳量[C]%=0.3×[Fe₂O₃]%+1.0×[P]%+过剩量

式中：配碳量[C]%为配碳的质量分数；[Fe₂O₃]%为硼泥中氧化铁的质量分数；      [P]% 为硼泥中磷元素的质量分数；过剩量取2-3%；