本书是关于我国特有硼铁（精）矿资源的短流程高效利用的专著。本书围绕硼铁精矿的合理利用，基于选择性还原-熔分-熔分渣提硼的基本原理，提出了转底炉直接还原综合利用硼铁精矿的新工艺，以充分利用我国低品位硼铁矿资源，保障我国硼产品的战略供给，书中系统介绍了作者团队围绕该工艺进行的相关基础研究，可为硼铁矿及其它复合铁矿资源的利用提供参考。 本书可作为高等院校冶金工程、矿物加工等相关专业本科生、研究生的参考书，也可供广大冶金、矿产资源综合利用、硼化工相关设计院、研究院的技术人员参考。

目 录 1 研究背景与新技术路线的提出 2 1．1 硼铁矿资源综合利用现状 2 1．1．1 开发硼铁矿资源的必要性 2 1．1．2 选矿工艺 3 1．1．3 湿法工艺 5 1．1．4 火法工艺 6 1．1．5 联合工艺 6 1．2 煤基还原炼铁概述 7 1．2．1 发展低品位铁矿煤基还原的必要性 7 1．2．2 典型煤基还原炼铁工艺 9 1．2．3 煤基还原理论基础 11 1．2．4 煤基还原在我国复合铁矿资源利用中的应用 14 1．3 煤基低温快速还原工艺简介 15 1．3．1 催化还原 15 1．3．2 使用高反应性还原剂 18 1．3．3 机械力活化在煤基还原中的应用 19 1．3．4 低温快速还原工艺的实现 21 1．4 含碳球团珠铁工艺研究进展 21 1．4．1 珠铁工艺发展历程 21 1．4．2 珠铁工艺的应用潜力 26 1．5 新技术路线提出的必要性 30 2 硼铁精矿还原特性研究 31 2．1 铁矿原料基础特性分析 31 2．1．1 成分分析 31 2．1．2 物相分析 31 2．1．3 表面形貌及结构分析 32 2．1．4 粉体物性分析 36 2．1．5 硼铁精矿电子探针分析 37 2．2 硼铁精矿碳热还原特性 38 2．2．1 试验方法 38 2．2．2 试验结果与分析 38 2．2．3 还原产物结构分析 42 2．3 参考文献 43 3 硼铁精矿碳热还原行为及动力学 44 3．1 硼铁精矿碳热还原影响因素研究 44 3．1．1 试验方法与方案 44 3．1．2 温度的影响 47 3．1．3 还原剂粒度的影响 52 3．1．4 配碳量的影响 54 3．1．5 还原剂种类的影响 56 3．1．6 成型压力及球团尺寸的影响 57 3．2 硼铁精矿碳热还原过程分析 58 3．2．1 还原过程气体产物逸出特性 58 3．2．2 还原过程物相演变 60 3．2．3 还原过程球团的收缩特性 67 3．3 硼铁精矿碳热还原过程动力学 72 3．4 参考文献 80 4 硼铁精矿含铁球团还原过程数值模拟 81 4．1 硼铁精矿含碳球团还原过程数学模型的建立 81 4．1．1 模型描述及相关假设 81 4．1．2 控制方程及相关参数的确定 83 4．1．3 模型的求解方法 93 4．2 还原过程数学模型所需关键参数的获取 98 4．2．1 碳素溶损反应 99 4．2．2 铁氧化物还原反应 101 4．3 模型的验证与讨论 104 4．3．1 模型的验证 104 4．3．2 还原过程中温度与含铁物相含量的变化 105 4．3．3 不同因素对碳热还原过程的影响 110 4．4 参考文献 116 5 硼铁精矿碳热还原强化研究 118 5．1 试验方法与方案 118 5．2 单一因素强化 120 5．2．1 机械力活化 120 5．2．2 添加催化剂 123 5．2．3 添加高反应性还原剂 125 5．3 混合强化 126 5．4 强化还原过程分析 127 5．5 参考文献 131 6 硼-铁分离过程研究 132 6．1 B2O3-MgO-SiO2渣系熔融特性研究 132 6．1．1 试验方法及内容 132 6．1．2 熔化性分析 135 6．1．3 流动性分析 137 6．2 硼铁精矿含碳球团一步还原熔分 139 6．2．1 还原熔分过程中的形貌变化 139 6．2．2 还原与熔分的关系 141 6．2．3 还原熔分过程矿相结构演变 144 6．2．4 还原剂演变规律 145 6．2．5 渣铁熔分瞬态转变过程 147 6．3 预还原硼铁精矿含碳球团熔分过程 148 6．3．1 试验方法 148 6．3．2 熔分温度的影响 148 6．3．3 坩埚材质的影响 149 6．4 矿石组成对还原熔分过程的影响 152 6．5 富硼渣在不同耐材上的铺展特性 154 6．6 关于“一步法”和“两步法”工艺的探讨 155 6．7 参考文献 156 7 富硼渣结晶过程及活性演变规律 157 7．1 富硼渣矿相结构表征 157 7．2 富硼渣缓冷结晶过程及活性演变 159 7．2．1 缓冷条件下富硼渣结晶过程 159 7．2．2 活性演变规律 162 7．3 富硼渣结晶影响因素研究 164 7．3．1 冶炼温度的影响 164 7．3．2 渣系组成的影响 165 7．3．3 冷却速率的影响 170 7．4 参考文献 173 8 添加剂对还原熔分及富硼渣的影响 174 8．1 试验方案 174 8．2 碳酸钠对还原熔分的影响 174 8．2．1 对还原的影响 174 8．2．2 对熔分效果的影响 175 8．2．3 对富硼渣结构及活性的影响 179 8．3 氧化钙对还原熔分的影响 183 8．3．1 对还原的影响 183 8．3．2 对熔分效果的影响 184 8．3．3 对富硼渣结构及活性的影响 187 8．4 参考文献 191 9 富硼渣有价元素浸取分离 193 9．1 富硼渣浸取特性研究 193 9．1．1 试验方法 193 9．1．2 浸出参数对B浸出的影响 193 9．1．3 杂质元素的浸出行为 196 9．1．4 残渣分析 197 9．2 浸出过程动力学分析 198 9．3 酸解工艺参数对酸解液过滤的影响 203 9．2．1 硫酸用量的影响 204 9．2．2 反应温度的影响 204 9．2．3 反应时间的影响 206 9．2．4 液固比的影响 207 9．2．5 富硼渣粒度的影响 207 9．3 与天然硼镁石矿的对比 208 9．4 参考文献 211 10 硼铁精矿全组分利用新流程及其技术经济分析 213 10．1 新流程的构建 213 10．2 技术经济对比分析 217 10．2．1 本流程主要技术指标 217 10

　　硼被称为“工业味精”，广泛应用于农业、化工、陶瓷、玻璃、冶金、医药、军工、航空航天以及核工业等领域。为了保障我国硼产品的战略供给，须充分利用我国低品位硼铁矿资源。本书针对硼铁精矿的合理利用，基于选择性还原一熔分一熔分渣提硼的基本原理，提出了煤基直接还原短流程综合利用硼铁精矿的新工艺，围绕该工艺进行了相关基础研究，为硼铁矿及其他复合铁矿资源的利用提供参考。本书主要内容包括：研究背景与新技术路线的提出、硼铁精矿还原特性研究、硼铁精矿碳热还原行为及动力学、硼铁精矿含碳球团还原过程数值模拟、硼铁精矿碳热还原强化研究、硼．铁分离过程研究、富硼渣结晶过程及活性演变规律、添加剂对还原熔分及富硼渣的影响、富硼渣有价元素浸取分离、硼泥做铁矿球团添加剂的探究、硼铁精矿全组分利用新流程及技术经济分析。
　　本书具有较强的针对性，为煤基直接还原短流程综合利用硼铁精矿工艺技术的开发奠定了理论基础。书中内容浅显，通俗易懂，但作者仍希望将研究工作和观点与广大同行共享，以期为实现我国硼铁矿资源高效利用以及煤基直接还原工艺的开发做出进一步探索，为带动相关领域的技术进步略尽绵薄之力。
　　本书内容是作者课题组近十年来在硼铁矿综合利用领域研究工作的系统总结，也包括了中南大学钟强老师的最新研究成果。在本书出版之际，感谢课题组硕士研究生郁新芸、沈颖峰对本书相关章节内容所开展研究工作的贡献以及丁银贵、马赛、佘雪峰在作者研究过程中给予的支持和帮助。作者有幸与孔令坛教授进行本书相关内容的学术讨论，先生的音容笑貌至今印象深刻，难以忘怀。
　　感谢国家自然科学基金面上项目（51274033）、中国博士后科学基金特别资助项目（2018T110046）对本书内容所涉及的研究项目的资助。
　　由于作者水平所限，书中不妥之处，敬请广大读者批评指正。