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搞好硼资源综合利用，拓展“两硼”应用领域[点击量：160][作者：admin][日期：2007-10-26]我国是世界上少数几个拥有硼资源的国家之一就矿种而言，主要是硼铁矿，其次是硼 镁矿目前，由于受技术条件的限制，对硼镁铁矿的加工利用尚未实现工业化，而硼镁矿则 是我国硼工业的主要原料，被用于生产硼砂、硼酸等随着社会、科技国民经济的快速发展, 相关领域对硼工业在环保、品种、品质等方面的 要求不断堤高.在新的形势下, 一是要树立科学发展观，本照发展循环经济，建立节约型社 会的基本思路，做好对硼资源尤其是对硼镁矿伴生镁资源的综合利用二是要在搞好涉硼新 产品研发与生产发展的同时, 尽快调整占我国硼化物生产总量 90%的硼砂、硼酸产品结构 一方面抓好对硼资源的综合利用，提高资源利用率和资源增值率；一方面根据市场需求抓好 对两硼产品的结构调整，不断优化产品性能，拓展“两硼” 市场与应用空间，对确保我国 硼工业的可持续发展具有十分重要的意义一、关于对硼资源的综合利用：1、我国的硼资源种类：主要有硼镁铁矿，储量约占我国硼资源总量的58％；其次为硼镁矿，约占源总量的20％； 其它还有天然硼砂矿、钠硼解石矿、水方硼矿等。

我国应用较多的是硼镁矿. 主要用来生产 硼砂、硼酸. 约占资源利用量的 95％2、目前硼矿加工过程硼矿各组份的流向：（1）、硼砂生产过程：碳碱法制备硼砂：处理对象为辽吉硼镁矿B2O3 :转化为硼砂，少量随硼泥弃去，利用率80〜85%；MgO：转化为碱式碳酸镁，为硼泥的主要成分之一，占硼泥的23%〜43%,随硼泥弃去;Si02:转化为活性二氧化硅，为硼泥的主要成分之一，占硼泥的22%〜37%，随硼泥弃 去常压碱解法制备硼砂:处理对象为西藏硼镁矿西藏硼镁矿中的主要成分为B2O3和MgO, SiO2含量较低,在加工过程中B2O3和MgO的流向同碳碱法工艺2）、硼酸生产过程:一步法硼酸:① 辽吉硼镁矿:B2O3:分解率98%以上，65-75%转化为硼酸产品，一部分存在于硼酸母液中，少量随 硼泥弃去；MgO:分解率95%以上，转化为硫酸镁，为硼酸母液的主要成分，随母液排放，或用于 收得七水硫酸镁；SiO2 :为硼泥的主要成分之一，占硼泥的30%以上，随硼泥弃去② 西藏硼镁矿:B2O3：分解率98%以上，75%〜85%转化为硼酸产品，一部分存在于硼酸母液中，少 量随硼泥弃去；MgO :分解率 95%以上，转化为硫酸镁，为硼酸母液主要成分，或随母液排放，或用 于收得七水硫酸镁；3、硼资源综合利用的环保意义:硼矿加工过程所产生的硼泥、硼酸母液是硼工业对环境造成影响的主要因素，也是镁， 硅及硼资源流失的载体。

每生产一吨硼砂要产生1-4 吨硼泥（西藏矿较少）目前，仅辽宁省 的硼泥历史积累量就达到1600万吨，而且目前仍以每年近百万吨的速度增长硼泥的水溶 液呈碱性，PH值& 5〜9.5，是当地主要污染源之一在硼酸生产过程中，以西藏矿为例, 每生产一吨硼酸产生母液3〜3.5m3,按40%的排放量计算，一条规模为5000吨/a的硼酸 生产线，母液年度排放量达7000m3，同时产生硼泥5000吨以上母液和硼泥呈酸性，PH 值 1〜3.5硼泥和被排放的硼酸母液是当地主要污染源之一对“硼泥和母液进行综合利 用，用生产镁、硅化合物或其它产品，不仅可以进一步提高硼收率，而且使废渣排放量下降 60%或基本消除，废液排放量下降95%，有效控制由两废排放对环境带来的污染从环保 角度看，做好对硼资源的综合利用势在必行4、 硼资源综合利用的经济意义：一方面，镁元素是重要的碱土金属，在硼矿中含量5.4%〜15%（按Mg2+计）.以硼泥 或硼酸母液中的镁制备不同品种的碳酸镁、氧化镁或氢氧化镁，经济效益显著以西藏硼镁 矿为例，每生产一吨硼酸，同时可制得价值最高达5040元的阻燃级氢氧化镁，其价值和硼 酸差不多碳酸镁、氧化镁及氢氧化镁被广泛应用于橡胶、塑料、医药、食品、电子、防（耐） 火材料、冶金、高分子等领域，不仅市场需求旺盛，而且附加值高，具有广阔的发展前景。

以硼泥生产轻质碳酸镁，吨产品消耗硼泥两吨，成本2450元/吨, 价值3400〜3500元.同时,Si是重要的非金属资源之一在以硼泥制备碱式碳酸镁的过程中，将二次废渣中的 Si02转化为沉淀二氧化硅，每生产一吨碱式碳酸镁所收得的沉淀二氧化硅，按普通工业品 计价值1800元左右沉淀二氧化硅是橡胶、塑料工业的重要填充剂，市场需求量较大此外, 硼泥还可用于制砖、加工、制备建筑砂浆、农肥、炼钢添加剂、防水、隔热材料、 除硫剂、塑料及橡胶填充剂等. 尤其是以硼泥制砖, 不仅经济效益显著, 而且具有良好的社 会效益.5、 硼矿综合利用途径：（ 1）、硼泥综合利用对硼泥的综合利用问题，国内外许多学者从各个角度进行了大量探讨，主要在建筑、建 材、冶金、环保、有用物质的提取等几个方面但比较成熟且具实际应用价值的为以硼泥制 砖及对硼泥中有用物质的提取① 硼泥制砖：以硼泥和炉渣为原料，经预处理后在粘合剂的存在下压模成型，然后采用免烧工艺，以 蒸汽热蒸定型产品质量符合国家标准该工艺具有硼泥处理量大，节约耕地，生产过程无二次污染，项目投资规模小,产品质量好， 经济效益显著等特点，是一条十分理想的硼泥利用途径② 硼泥碳化法制备轻质碳酸镁：将经预处理的硼泥经消化、碳解，使其中的MgO转化为溶解度较大的Mg(HCO3)2，然后 经过滤获重镁水。

将重镁水热解获碱式碳酸镁沉淀，经漂洗、脱水、干燥制得轻质碳酸镁该工艺借鉴了白云石碳化法工艺，技术成熟工艺过程除了排放一定的 CO2 气体外，其 它如中性废渣不会对环境造成污染③ 硼泥制备阻然级氢氧化镁：以硫酸为分解剂，使硼泥中的MgCO3转化为MgS04而进入液相，经过滤、精制获纯净 的MgS04溶液然后氨为沉淀剂，在助剂存在的条件下与溶液中的Mg2+反应生成超细氢氧 化镁沉淀再经漂洗、改性、脱水、干燥制得阻然级氢氧化镁母液经蒸氨、吸收制得氨水，循环使用该工艺具有流程短、设备投资少、产品纯度高、晶形可控、Mg2+转化率高、生产成本相 对较低、产品附加值高(高纯特细类仟维状产品出厂价在14000 元/吨以上)等特点相对 于制备轻质碳醇酸镁、氧化镁而言，该工艺路线无疑是一条最佳的，经济效益较好旦具有实 际应用价值的硼泥综合利用途径④ 硼泥复分解法制备碳酸镁、氧化镁:将经预处理的硼泥与硫酸铵溶液反应，生成硫酸镁，挥发出氨氨气经吸收制得氨水 将来自煅烧系统的二氧化碳气体冷却、压缩进入碳化系统，与氨水反应使转化为 碳酸铵溶 液以所获碳酸铵溶液与硫酸镁溶液中的镁离子反应，生成碱式碳酸镁沉淀将沉淀漂洗、 脱水、干燥制得碱式碳酸镁或直接煅烧制得氧化镁。

碱式碳酸镁 母液主要成份为硫酸铵， 调整浓度后用于分解硼泥，循环使用本工艺的明显优点在于使系统内产生的（NH4）2S04、NH3和C02得以循环使用，不仅大 幅度降低了生产成本，而且消除了对环境的污染其次，C02的回收使用消除了导致温室效 应气体的排放；NH3的回收，改善了生产环境过滤系统产生的滤饼系中性残渣，可用于制 砖，对环境无害该工艺适于生产分散性、流动性良好的重质医用（食品）级碳酸镁和高纯 度氧化镁（含量98.5％以上）2）硼酸母液综合利用当前比较成熟的综合利用途径，一是将母液蒸发、冷却、结晶、浮选使H3BO3与MgS04 分离，在收得粗硼酸的同时，制得七水硫酸镁、即硼镁肥粗硼酸返回配料系统；二是在高 温条件下加入盐析剂，如MgCl2等使硫酸镁析出，获一水硫酸镁，母液循环使用；三是硫酸 分解、浮选分离制取硼酸副产硫酸镁工艺在酸解、配料及其它相关过程不考虑MgS04浓度， 经冷却、结晶后以浮选的方式使H3BO3与MgS04分离，母液循环使用上述几种处理方法， 在一定程度上解决母液处理中的硼镁分离问题实现或部分实现了硼酸母液的循环使用，使 硼收率有了一定提高但是，还存在如设备条件、可操作性、对硼酸质量的影响、建设投资、 能耗等一些需要研究与完善的地方。

此外MgS04价格低廉，目前辽宁凤城、宽甸一带的硫酸 镁出厂价仅为160元/t,经济意义值得考虑①以硼酸母液制备碳酸镁、氧化镁:调整二次母液浓度，经净化去除其中的硼、铁、铝及其它金属、重金属杂质，获纯净的 硫酸镁溶液然后与经净化的碳酸氢盐或碳酸盐溶液反应，生产碱式碳酸镁沉淀，经漂洗、 脱水、干燥，制得碱式碳酸镁或经煅烧制得氧化镁碳酸镁母液经浓缩收得硫酸铵，或经蒸 氨收得氨水循环使用该技术已在山东实现产业化，形成了年产万吨以上氧化镁的生产能力③ 以母液制备阻然级氢氧化镁：将硼酸液母经净化去除其中的硼、铁、钙、铝等杂质，获纯净的MgS04溶液其它工艺过程与硼泥法相同但以母液制备阻然级氢氧化镁省去了酸解工序，过程更简单②以硼酸母液制备含硼硫酸钾镁肥工艺：原调整二次母液浓度，然后与KCl反应，生成以硫酸钾、硫酸镁和硼酸为组份的含硼硫 酸钾镁肥离心母液含有硼酸及一定量的钾、镁离子，循环使用产品为含硼硫酸钾镁肥，含H3B035%、K2S0430%、MgS0441%硼、镁分别是农作物必须 的微量元素和中量元素，K2SO4是优质钾肥，适用于忌氯作物二、两硼产品的应用与结构调整市场需求和产品的用途是影响硼化物生产发展的决定性因素之一。

世界主要产硼国，如美国、土耳其等，不仅科研与生产水平高，而且产品品种多，结构 合理，可以满足不同消费领域的需要如美国可以生产150余个硼化物产品曰本虽然诀少 硼资源，但他们依靠进口的初级硼产品为原料，生产七十余个精细硼化物产品而我国仅为 40 余个，在这方面，我们有较大的差距1、我国硼化物产品的品种：我国的硼化物产品主要是十水硼砂和硼酸，占硼化物产量的90％其它涉硼产品如有 机硼化物、金属硼化物、偏硼酸盐、复硼酸盐、硼氢化物、含硼新材料等30 余个品种，产 量有限2、我国两硼市场及应用状况：目前国内市场对硼砂的需求量约55 万吨，硼酸约18 万吨玻璃、 陶瓷工业的消耗 量约占总需求量的 50%以上.从近几年的情况看, 随着各消费领域对原材料品种的调整及品 质要求的堤高，受品种，质量等因素的影响，国产硼砂、硼酸被应用于建陶、玻纤、玻球、 冶金、农业等方面，应用与市场空间受限对硼砂, 硼酸质量要求较高的行业，如光学玻璃、 各种硼硅酸盐技术玻璃（包括照明器材, 试验仪器, 炊具, 医疗器具, 液晶显示屏等）,电 子、医药、高级电镀，精细硼化物, 含硼新材料等，则多采用进口产品进口产品占有我国 两硼高端消费市场 90％的份额。

目前, 国产硼砂（主要为十水物）3550-3950 元/吨（折算为五 水物）, 硼酸 4700-5300元/吨; 而进口产品则分别为4400 元/吨以上和5800元/吨以上.山 东太阳能及釉料行业每年对硼砂、硼酸的需求总量分别为15 万吨和 4 万吨, 仅力诺集团一 家对五水硼砂和硼酸的年需求量就达56 万吨和18 万吨 但却全部采用美国、土尔其 及俄罗斯产品.究其原因, 多与品种、质量有关. 由此可以看出: 一方面 我国两硼产品的质 量状况、成本水平及以十水工业硼砂、普通工业硼酸为主体的产品结构已不适应科技进步与 市场发展的需要, 应用与市场空间受到日益明显的压缩与限制. 另一方面世界主要产硼国 对我国硼化物市场的影响进一步深化. 国内两硼产业 竟争压力增大，面临着不容勿视的挑 战. 鉴于两硼产品产量占居我国硼化物生产总量的 90％，居硼工业的基础与主体地位，因 此应引起足够的重视3、国内市场对“两硼”产品的质量要求：不同应用领域对硼砂、硼酸的质量、性能有不同的要求，玻璃生产中选。