我国是硼资源较丰富的国家,绝大多数分布在辽宁、吉林、青海和西藏四个省区。其中辽宁省硼矿储量占全国64%,主要为硼镁石矿和硼铁矿,其硼铁矿储量达到2.8亿,属于大型硼矿。目前硼镁石是生产硼酸和硼砂的主要原料。但是经过60多年的大量开采,硼镁矿资源已近枯竭。因此,加快低品位硼铁矿资源的开发利用,对于缓解我国硼资源紧张状况有着重要的现实意义。硼铁矿作为一种多元素共生矿,因其品位低、结构复杂、物化性质与硼镁石矿差异较大,导致其加工利用难度较大。按现有生产工艺流程,硼铁矿中B203回收率不足60%,不仅导致大量资源被浪费,而且环境污染严重(硼泥量增大)。目前,硼铁矿经磁-重选分后得到含硼铁精矿和硼精矿,硼精矿中硼含量相对较高,经焙烧后活性较好,可基本满足目前硼工业生产需要。因此,将硼精矿作为硼镁石矿的高品质替代硼原料,已成为我国当前硼工业发展的迫切要求。针对目前国内碳碱法生产硼砂过程中存在硼回收率低等问题,本文提出了硼精矿钠化焙烧制取硼砂,并在常压下进行焙烧和水浸,以提高反应中硼浸出率的新工艺。分别考察了焙烧温度、钠化剂种类、钠化剂质量、焙烧时间、水浸温度、水浸时间和水浸液/固比等工艺条件对钠化焙烧产物硼浸出率的影响,并确定最佳工艺条件。在此基础上,将浸出液净化、浓缩结晶得到硼砂制品。实验结果表明,在硼精矿用量12g下：(1)以Na2C03为钠化剂,Na2C03加入量为理论量5倍,焙烧温度850℃,焙烧时间3h,水浸温度为99℃,水浸液/固比为10：1,水浸时间为2h,B203浸出率为86.27%。(2)以NaOH为钠化剂,NaOH加入量为理论量10倍,焙烧温度600℃,焙烧时间3h,水浸温度为99℃,水浸液/固比为10：1,水浸时间3h,B203浸出率为95.31%。(3)以NaOH-Na2CO3为钠化剂,钠化剂总质量8.025g,焙烧温度700℃,NaOH:Na2CO3为3：1,焙烧时间3h,水浸温度为99℃,水浸液/固比为10：1,水浸时间为2h,B203浸出率为87.19%。(4)钠化焙烧产物水浸滤液,通过加入盐酸(HCl)调节浸出液pH值到9左右,经过滤后去除Si02,将滤液再结晶后得到硼砂制品。本实验根据硼精矿矿物组成特点,通过优化反应物组成设计,将硼精矿粉与钠化剂按比例混合后进行焙烧,使矿粉焙烧活化过程和碱解反应同步完成,使硼精矿中的硼转化为硼酸钠盐,提高硼矿物反应浸出率。根据硼酸钠盐水溶性好的特点,将焙烧产物经水浸处理,使硼酸钠盐溶解至水溶液中,再对溶液进行蒸发浓缩、冷却结晶,最终制得硼砂。本工艺简单易行,耗时少、效率高,有望弥补现行碳碱法工艺碳化时间长、设备要求高的不足,为硼铁矿中硼的高效利用提供了新思路。