1. Um processo de flotação de minério de bórax, caracterizado pelo fato de seu fluxograma de processo compreender a decomposição em água, a decomposição ácida, a flotação preliminar, a flotação de limpeza e a desidratação mecânica para obter o produto; as condições do processo são: na etapa de decomposição em água, a relação volumétrica sólido/líquido entre a matéria-prima e a água é de 1:0,6–4, e o tempo de decomposição é de 0,1–5 horas; na etapa de decomposição ácida, a quantidade de ácido sulfúrico concentrado adicionada é de 10–40% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio, e o tempo de decomposição ácida é de 0,1–2 horas; nas etapas de flotação preliminar e flotação de limpeza, o agente de flotação é o ácido sulfúrico concentrado; na etapa de flotação preliminar, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é de 7–25% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio; na etapa de flotação de limpeza, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é de 4–15% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio.
2. O processo de acordo com a reivindicação 1, caracterizado pelo fato de que a etapa de flotação preliminar utiliza pelo menos dois estágios de flotação preliminar na pasta.
3. O processo de acordo com a reivindicação 1 ou 2, caracterizado pelo fato de que a etapa de flotação de limpeza utiliza pelo menos dois estágios de flotação de limpeza na espuma contendo boro.

Processo de flotação do minério de bórax

I. Área técnica: A presente invenção pertence ao campo técnico dos processos de beneficiamento de minério de bórax e, em particular, refere-se a um processo de flotação de minério de bórax.

II. Arte de fundo: Os minérios de bórax costumam conter grandes quantidades de impurezas, como lama, areia, gesso, mirabilita e halita. O processo de beneficiamento do minério de bórax consiste na remoção dessas grandes quantidades de impurezas, retendo o concentrado de bórax. Atualmente, os processos de beneficiamento de minério de bórax amplamente adotados incluem principalmente o processo de flotação direta com decomposição por ácido sulfúrico e o processo de flotação por decomposição ácida do minério de bórax seco. Ambos os métodos apresentam desvantagens, como processos complexos, dificuldade de controle, alto consumo de ácido, reação insuficiente do minério de bórax, baixa recuperação de boro e altos custos de produção.

III. Resumo da invenção: O objetivo da presente invenção é projetar um novo processo de flotação de minério de bórax para sanar as deficiências acima mencionadas da técnica anterior. Em comparação com os processos existentes, esse novo processo apresenta as vantagens de ser simples, de fácil operação e controle, com baixo consumo de ácido, alta recuperação de boro e baixos custos de produção.

A solução técnica é a seguinte: O processo de flotação do minério de bórax caracteriza-se pelo fato de seu fluxograma de processo compreender a decomposição em água, a decomposição ácida, a flotação preliminar, a flotação de limpeza e a desidratação mecânica para a obtenção do produto. As condições do processo são: na etapa de decomposição em água, a relação volumétrica sólido/líquido entre a matéria-prima e a água é de 1:0,6–4, e o tempo de decomposição é de 0,1–5 horas; na etapa de decomposição ácida, a quantidade de ácido sulfúrico concentrado adicionada é de 10–40% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio, e o tempo de decomposição ácida é de 0,1–2 horas; nas etapas de flotação preliminar e flotação de limpeza, o agente de flotação é o ácido sulfúrico concentrado; na etapa de flotação preliminar, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é de 7–25% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio; na etapa de flotação de limpeza, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é de 4–15% em peso do equivalente total de cálcio-magnésio. O conceito de “porcentagem em peso do equivalente total de cálcio-magnésio” é: primeiro, analise o teor de íons de cálcio e magnésio na matéria-prima do minério de bórax, determine os teores desses íons e, em seguida, calcule a quantidade total de íons de cálcio e magnésio por unidade de volume (metro cúbico) ou unidade de peso (tonelada) da matéria-prima do minério de bórax. Em seguida, utilizando essa quantidade total de íons de cálcio e magnésio, converte-se integralmente, em base equivalente, para o peso total de ácido sulfúrico concentrado consumido para formar sulfato de cálcio e sulfato de magnésio; esse é o equivalente total de cálcio-magnésio. A porcentagem em peso do equivalente total de cálcio-magnésio é calculada como uma porcentagem em peso; por exemplo, se o equivalente total de cálcio-magnésio for 100, a quantidade de ácido sulfúrico concentrado ou agente de flotação adicionada é expressa em partes. Por exemplo: se o equivalente total de cálcio-magnésio da matéria-prima do minério de bórax após a análise for de 80 kg/m³, e a quantidade de ácido sulfúrico concentrado adicionada na etapa de decomposição ácida for selecionada como 20% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio, então a quantidade de ácido sulfúrico concentrado a ser adicionada na etapa de decomposição ácida é de 80 kg/m³ × 20% = 16 kg/m³, ou seja, 16 kg de ácido sulfúrico concentrado devem ser adicionados por metro cúbico de matéria-prima de minério de bórax na etapa de decomposição ácida. As quantidades de agente de flotação adicionadas nas etapas subsequentes de flotação preliminar e flotação de limpeza também são calculadas dessa maneira.

A fim de melhorar a recuperação do boro, a etapa de flotação preliminar utiliza pelo menos dois estágios de flotação preliminar na pasta; ou seja, a pasta após a primeira flotação preliminar é submetida a uma segunda ou a múltiplas flotações preliminares para recuperar ainda mais o boro remanescente na pasta após a flotação preliminar anterior. A fim de melhorar o teor de B₂O₃ do concentrado de bórax, a etapa de flotação de limpeza utiliza pelo menos duas etapas de flotação de limpeza na espuma contendo boro, ou seja, a espuma após a primeira flotação de limpeza é submetida a uma segunda ou a múltiplas flotações de limpeza para remover a espuma de impurezas remanescente após a flotação de limpeza anterior, melhorando assim o teor do produto de bórax. A etapa de decomposição com água consiste no processo de adicionar uma determinada quantidade de água à matéria-prima de minério de bórax de baixo teor e, após imersão por um determinado período, fazer com que a matéria-prima se decomponha e se desagrege. A etapa de decomposição ácida consiste em adicionar uma determinada quantidade de ácido sulfúrico concentrado à pasta após a decomposição com água, a fim de decompor ainda mais as substâncias orgânicas e inorgânicas solúveis nesse ácido, o que é benéfico para a subsequente flotação preliminar e para melhorar a recuperação de boro. A etapa de flotação preliminar consiste no tratamento da pasta após a decomposição ácida — que contém grandes quantidades de lama, areia e outras impurezas — por meio da adição de uma determinada proporção de agente de flotação e do uso de técnicas de flotação para remover lama, areia e outras impurezas. Como uma única flotação bruta só consegue recuperar parte do produto de boro da pasta, na operação prática, devem ser adotadas duas ou mais flotações brutas para submeter o subfluxo da flotação bruta anterior a uma nova flotação bruta, a fim de recuperar o produto de boro restante. Após combinar os produtos de espuma contendo boro de cada flotação preliminar, eles passam para a próxima etapa de flotação de limpeza. Após múltiplas flotações preliminares, o subfluxo também pode ser submetido a uma flotação de recuperação para recuperar ainda mais o produto de boro nele contido. Após a separação mecânica e a desaguagem do subfluxo submetido à recuperação, a solução aquosa pode ser devolvida à etapa de decomposição da água para reutilização, e o bolo de lama é descarregado como rejeito. A etapa de flotação de limpeza consiste na adição de agente de flotação à espuma combinada contendo boro, proveniente da flotação bruta, para a realização da flotação. A espuma contendo boro após cada flotação de limpeza pode ser submetida à próxima flotação de limpeza para aumentar o teor de boro no produto. O subfluxo após cada flotação de limpeza é devolvido à etapa de flotação bruta para processamento. A etapa de desaguamento mecânico consiste na remoção da umidade da espuma contendo boro, após múltiplas flotações de limpeza, por meios mecânicos, a fim de obter o concentrado de bórax. A água removida mecanicamente pode ser devolvida à etapa de flotação de limpeza para reutilização. Todo o processo é realizado à temperatura e pressão normais.

Em comparação com os processos atuais, o processo da presente invenção apresenta as vantagens de ser simples, de fácil controle e operação, com baixo consumo de ácido, baixo custo de produção, alta recuperação de boro e ajuste flexível do concentrado de bórax de acordo com as necessidades do usuário.

IV. Descrição detalhada das formas de realização:

Exemplo 1: Considere 10 m³ de minério de bórax com um teor de B₂O₃ de aproximadamente 4–10%. A análise mostra que o equivalente total de cálcio-magnésio por metro cúbico de minério de bórax é de 60 kg de ácido sulfúrico concentrado. Na etapa de decomposição com água, são adicionados 20 m³ de água, e a mistura é agitada e deixada em repouso para decomposição por 1 hora. Na etapa de decomposição com ácido, a quantidade de ácido sulfúrico concentrado adicionada é selecionada como 20% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio, portanto, a quantidade deve ser de 10 m³ × 60 kg/m³ × 20% = 120 kg de ácido sulfúrico concentrado, com um tempo de decomposição ácida de 1 hora. Na etapa de flotação preliminar, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é definida como 10% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio; portanto, deve ser 10 m³ × 60 kg/m³ × 10% = 60 kg de agente de flotação. Após a primeira flotação bruta, a pasta é submetida a uma segunda flotação bruta. Na etapa de flotação de limpeza, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é definida como 8% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio; portanto, deve ser 10 m³ × 60 kg/m³ × 8% = 48 kg de ácido sulfúrico concentrado. Após duas etapas de flotação de limpeza na espuma contendo boro, aplica-se a desaguagem centrífuga para obter um concentrado de bórax com teor de B₂O₃ de 30%.

Exemplo 2: Pegue 20 m³ de minério de bórax com um equivalente total de cálcio-magnésio de 10 kg de ácido sulfúrico concentrado e um teor de B₂O₃ de 4,8–9,2%, adicione 30 m³ de água e deixe em infusão para decomposição por 2 horas. Na etapa de decomposição ácida, a quantidade de ácido sulfúrico concentrado adicionada é selecionada como 30% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio; portanto, devem ser adicionados 420 kg de ácido sulfúrico concentrado, com um tempo de decomposição ácida de 1 hora. Na etapa de flotação preliminar, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é definida como 20% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio; portanto, deve ser de 280 kg. A pasta é submetida a três etapas de flotação preliminar, e as espumas de flotação são combinadas. Na etapa de flotação de limpeza, a quantidade de agente de flotação adicionada a cada vez é definida como 10% em relação ao peso do equivalente total de cálcio-magnésio, portanto, deve ser de 140 kg. Após três etapas de flotação de limpeza da espuma contendo boro e a subsequente desidratação centrífuga, obtém-se um concentrado de bórax com 40% de B₂O₃.