。38· 北京科技大学学报 第31卷 Fe304+C0=3Fe0+C02 (7) FexO++CO-Fe+CO: (8) Fe0+CO=Fe++CO2 (9) 反应的动力学条件得到改善，随温度的提高 和碳气化反应的加剧，C0的分压逐渐增大，铁氧化 物的还原剧烈地发生，金属化率提高，有利于磁选， 从而硼品位出现了直线上升， 随温度的进一步提高，FO和渣中SiO2形成了 极难还原的低熔点硅酸铁，阻止了铁氧化物的进一 步还原.从而造成培烧温度在1250~1350℃时硼 品位没有太大的变化. 图4原硼和矿的SEM照片（亮白色为铁矿物，灰色为含硼矿物，黑 色为基体) 当焙烧温度在1350℃以上时，硼品位反而略有 Fig.4 SEM photograph of original paigeite the bright w hite one is 回落：这可能是因为此时渣铁己开始熔融，但渣铁的 iron mineral,the gray one is boracic mineral,and the Hack one is 流动性并不太好，造成渣铁分离不完全，渣中带铁， matrix) 铁中有渣，因此硼品位略有下降。 当焙烧温度在550~750℃时.硼回收率达到第 由此看来：要满足硼化工工业对硼品位的要求 一个最低点，尾矿率也达到第一个最高点.说明在 (w(B203)≥12%)9，焙烧温度应控制在1200℃以 该温度时，铁氧化物的还原己经开始，此时的反应为 上：但温度过高，硼的品位不但没有太大的变化，还 焦炭和铁氧化物的固固反应，反应速度很慢，矿石 略有下降，并且高温能耗增大，所以，焙烧温度控制 中铁矿物的磁性略有增强.由于此时铁矿物和硼矿 在1200~1350℃为宜. 物没有分离，见图5，因此带入尾矿的硼增多而造成 22焙烧温度对硼回收率的影响 硼回收率的降低 从图3可以看出，硼回收率（硼回收率=选后硼 精粉中硼含量/焙烧前硼总量×100%呈波形变化， 随焙烧温度升高，回收率先下降后升高，再下降再升 高.这与尾矿率（尾矿率指选出的磁性部分质量与 选前样品总质量的比值)正好相反.究其原因，与随 焙烧温度升高铁晶颗粒长大聚集，以及该矿的自身 特点有关. 100 一口一回收率 100 一一尾矿率 80 80 60 60 图5经700℃培烧后硼矿的SEM照片（亮白色为铁矿物，灰色 40 为含硼矿物，黑色为基体) Fig.5 SEM photograph of paigeite roasted at 700 C the bright 20 whiteone is iron mineral,the gray one is boracic mineral,and the black one is matrix) 00 600 8001000120014001600 焙烧温度/℃ 当焙烧温度750~1000℃时，回收率逐渐升高 图3不同培烧温度下尾矿率和硼回收率的变化 到一个新的高峰，尾矿率逐渐下降.由图6可以看 Fig.3 Changes of tailing rate and boron recovery rate at different 出，此温度时铁矿物和含硼矿物并没有分离，随温度 roasting temperatures 升高，铁氧化物的还原反应加快，金属化率提高.含 该矿石的特点是含铁矿物和含硼矿物紧密交错 铁矿物的导磁性增强，但尾矿率却出现了下降.分 共生，嵌布粒度非常细，见图4文中所有SEM照片 析原因可能是焙烧后样品直接在空气中冷却，由于 均为粉料镶嵌在环氧树脂中磨样后的照片)， 温度高，被还原后的铁又被氧化成了无磁性F203Fe3O4 +CO =3FeO +CO2 ( 7) 1 4 Fe3O4 +CO = 3 4 Fe+CO2 ( 8) FeO +CO =Fe +CO2 ( 9) 反应的动力学条件得到改善[ 7] , 随温度的提高 和碳气化反应的加剧, CO 的分压逐渐增大, 铁氧化 物的还原剧烈地发生, 金属化率提高, 有利于磁选, 从而硼品位出现了直线上升. 随温度的进一步提高, FeO 和渣中 SiO2 形成了 极难还原的低熔点硅酸铁, 阻止了铁氧化物的进一 步还原, 从而造成焙烧温度在 1 250 ～ 1 350 ℃时硼 品位没有太大的变化 . 当焙烧温度在 1350 ℃以上时, 硼品位反而略有 回落 ;这可能是因为此时渣铁已开始熔融, 但渣铁的 流动性并不太好, 造成渣铁分离不完全, 渣中带铁, 铁中有渣, 因此硼品位略有下降. 由此看来:要满足硼化工工业对硼品位的要求 ( ω( B2O3) ≥12 %) [ 8] , 焙烧温度应控制在 1 200 ℃以 上;但温度过高, 硼的品位不但没有太大的变化, 还 略有下降, 并且高温能耗增大 .所以, 焙烧温度控制 在 1 200 ～ 1 350 ℃为宜 . 2.2 焙烧温度对硼回收率的影响 从图 3 可以看出, 硼回收率( 硼回收率=选后硼 精粉中硼含量/焙烧前硼总量 ×100 %) 呈波形变化, 随焙烧温度升高, 回收率先下降后升高, 再下降再升 高.这与尾矿率( 尾矿率指选出的磁性部分质量与 选前样品总质量的比值) 正好相反 .究其原因, 与随 焙烧温度升高铁晶颗粒长大聚集, 以及该矿的自身 特点有关 . 图 3 不同焙烧温度下尾矿率和硼回收率的变化 Fig.3 Changes of tailing rate and boron recovery rate at diff erent roasting t emperatures 该矿石的特点是含铁矿物和含硼矿物紧密交错 共生, 嵌布粒度非常细, 见图 4( 文中所有 SEM 照片 均为粉料镶嵌在环氧树脂中磨样后的照片) . 图 4 原硼矿的 SEM 照片( 亮白色为铁矿物, 灰色为含硼矿物, 黑 色为基体) Fig.4 SEM phot ograph of original paigeit e ( the bright w hit e one is iron mineral, the gray one is boracic mineral, and the black one is matrix) 当焙烧温度在 550 ～ 750 ℃时, 硼回收率达到第 一个最低点, 尾矿率也达到第一个最高点 .说明在 该温度时, 铁氧化物的还原已经开始, 此时的反应为 焦炭和铁氧化物的固-固反应, 反应速度很慢, 矿石 中铁矿物的磁性略有增强.由于此时铁矿物和硼矿 物没有分离, 见图 5, 因此带入尾矿的硼增多而造成 硼回收率的降低. 图 5 经 700 ℃焙烧后硼矿的 SEM 照片( 亮白色为铁矿物, 灰色 为含硼矿物, 黑色为基体) Fig.5 SEM photograph of paigeite roasted at 700 ℃ ( the bright w hit e one is iron mineral, the gray one is boracic mineral, and the black one is matrix) 当焙烧温度 750 ～ 1 000 ℃时, 回收率逐渐升高 到一个新的高峰, 尾矿率逐渐下降 .由图 6 可以看 出, 此温度时铁矿物和含硼矿物并没有分离, 随温度 升高, 铁氧化物的还原反应加快, 金属化率提高.含 铁矿物的导磁性增强, 但尾矿率却出现了下降 .分 析原因可能是焙烧后样品直接在空气中冷却, 由于 温度高, 被还原后的铁又被氧化成了无磁性 Fe2O3 · 38 · 北 京 科 技 大 学 学 报 第 31 卷