一、世界硼資源狀況
硼礦石重要的非金屬礦。世界上含硼礦物很多,根據(jù)化學(xué)組成可將其分為三類:硼硅酸鹽礦、硼鋁硅酸鹽礦和硼酸鹽礦。硼硅酸鹽礦主要是硅鈣硼石和賽黃晶;硼鋁硅 酸鹽礦主要有電氣石和斧石。這兩種硼礦除硅鈣硼石尚有工業(yè)價(jià)值外,其他利用價(jià)值不大。主要是因?yàn)殡y加工或未形成可供開采的儲(chǔ)礦規(guī)模。目前,作為硼工業(yè)原料 的主要是第三類——硼酸鹽礦物。這類礦物有100多種,但作為工業(yè)硼資源開發(fā)利用的僅有10余種,如天然硼砂[Na2B4O5(OH)4·8H2O]、遂安石[Mg2(B2O5)]、硬硼鈣石{Ca(H2O)[B2BO4(OH)3]}、天然硼酸、硼鎂鐵礦{(Mg·Fe)3Fe[BO3]O2}、鈉硼解石{NaCa(H2O) 6[B3B2O7(OH)4]}、柱硼鎂石[MgB2O4·3H2O]等。據(jù)地質(zhì)部門報(bào)道,我國形成大、中型礦床的有硼砂、遂安石、硼鎂石、硼鎂鐵礦、鈉硼解石、柱硼鎂石等。
世界硼資源總儲(chǔ)量為1.7億噸(B2O3),主要分布在土耳其(儲(chǔ)量3000萬噸)、美國(儲(chǔ)量4000萬噸)、俄羅斯(儲(chǔ)量4000萬噸)、智利(儲(chǔ)量800萬噸)、秘魯(儲(chǔ)量400萬噸)、玻利維亞(儲(chǔ)量400萬噸)和中國等國家。
二、我國硼資源的種類及加工利用現(xiàn)狀
截止2006年,我國已發(fā)現(xiàn)硼礦區(qū)65處,探明總儲(chǔ)量(B2O3)3888.6萬噸。主要分布在西藏阿里地區(qū)的革吉縣、改則縣;遼寧省的營口、鳳城、寬甸,青海省的大柴旦、察爾汗鹽湖;吉林省的集安及湖南、湖北等地。
1、遼—吉地區(qū)主要礦種為纖維硼鎂石礦、硼鎂鐵礦。經(jīng)過多年的開采,目前纖維硼鎂石礦品位下降,B2O3含量大部分在7%~15%之間,20%以上的資源已為數(shù)不多。硼鎂鐵礦主要分布在鳳城翁泉溝一帶,已探明儲(chǔ)量2815萬噸(B2O3),占我國硼資源總量的58.54%。遼—吉硼鎂礦的特點(diǎn)是含鎂(MgO)、硅(SiO2)較高(分別為25%~46%和2%~15%),硬度高,品位低,活性差,加工難度較大。主要用于制備硼砂,B2O3品位20%以上的富礦則用于生產(chǎn)硼酸。生產(chǎn)硼砂所采用的工藝為碳?jí)A法,硼酸生產(chǎn)工藝多采用一步法。硼鎂鐵礦則由于加工技術(shù)不成熟,目前尚未開展工業(yè)化利用。遼寧省是我國最大的硼化物生產(chǎn)基地,硼砂和硼酸的年生產(chǎn)能力分別為40萬噸和4萬噸。
2、西藏的硼資源以多水硼鎂礦(MgB6O11·15H20)、庫水硼鎂礦(Mg2B5O11·15H20)、柱硼鎂礦[MgB2O4·3H2O]、鈉硼解石礦{NaCa(H2O) 6[B3B2O7(OH)4]}和天然硼砂礦為主,其他還有水方硼礦等。
西藏硼鎂礦的特點(diǎn)是品位高(B2O319%~31.5%),含鎂(MgO)、硅(SiO2)低(分別為11%~24%和0.39%), 質(zhì)地蓬松,比表面積大,活性度高,易加工。西藏硼礦資源主要集中在阿里地區(qū)革吉縣扎倉茶卡聶爾措鹽湖硼鎂礦和改則縣吉布茶卡鹽湖硼鎂礦及倉木錯(cuò)鈉硼解石礦 區(qū)。其中,扎倉茶卡硼鎂石是一種新型的優(yōu)質(zhì)硼鎂石,由于西藏地理?xiàng)l件和經(jīng)濟(jì)條件的限制,西藏扎倉茶卡硼鎂石長期被埋沒,沒能得到應(yīng)有的開發(fā)和利用。西藏扎 倉茶卡硼鎂礦是西藏境內(nèi)的主要硼鎂礦生產(chǎn)基地,也是亞洲最大的硼鎂礦區(qū)。目前,已探明的礦石儲(chǔ)量達(dá)1225.55萬噸,硼礦(以B2O3計(jì))137.6萬噸。其中富礦(B2O3≥30%)的礦石為125萬噸。該礦為白糖礦類型,形似白糖,有玻璃光澤,白度在85%以上。礦石以庫水硼鎂石(Mg2B5O11·15H20)為主,硼酸鹽粒狀集合體組成,無色或白色,質(zhì)地疏松,用手可捏散,晶體粒度一般為0.2~1.5mm。局部礦石中尚含有極少量的自形多水硼鎂石(MgB6O11·15H20)晶體。硼鎂石平均品位(B2O3)高達(dá)33.52%。經(jīng)國家地質(zhì)科學(xué)院鹽湖中心檢測認(rèn)定,該礦區(qū)的硼鎂礦具有品位高、質(zhì)量好等特點(diǎn)。
西藏改則倉木措礦是以鈉硼解石礦為主的礦區(qū),目前已探明的鈉硼解石礦(B2O3≥20%)儲(chǔ)量為161.87萬噸(B2O3)。
目前藏礦年開采量約10萬噸左右。1995年,河南南陽首先以Ⅰ湖礦為原料建起了13家硼砂廠,所采用的工藝為常壓堿解法,這應(yīng)該是規(guī)?;庸?、利用西藏硼鎂礦的開始。此后,青海、山東等地先后建起了一批以西藏硼鎂礦為原料的硼酸廠,所采用的工藝為一步法。目前西藏硼鎂礦90%用于生產(chǎn)硼酸,少量被直接應(yīng)用于玻纖和玻球行業(yè)。
西藏天然硼砂礦主要分布在日喀則地區(qū),儲(chǔ)量相對(duì)較少,不足45萬噸(B2O3),隨著開采的深化,目前礦石品位下降,已由2004年以前的25%下降到目前的12%~19.5%。該礦主要成分為十水硼砂,有6家企業(yè)用于提純生產(chǎn)硼砂。
3、青海硼礦以柱硼鎂石礦[MgB2O4·3H2O]、鈉硼解石礦{NaCa(H2O) 6[B3B2O7(OH)4]}和鹽湖液體硼礦為主,礦區(qū)主要分布在海西州的大柴旦湖、小柴旦湖,液體礦主要分布在察爾汗鹽湖。柱硼鎂石礦B2O3品位在6%~18%之間,含MgO10%~24%之間,主要分布在大柴旦湖,總儲(chǔ)量(B2O3)630萬噸。該礦質(zhì)地較硬,雜質(zhì)含量高,只能用于生產(chǎn)硼酸。目前大柴旦鎮(zhèn)有10條硼酸生產(chǎn)線在從事硼酸的生產(chǎn),但由于工藝落后,生產(chǎn)水平低,資源浪費(fèi)嚴(yán)重資源利用率和產(chǎn)品質(zhì)量合格率不高。鈉硼解石礦主要分布在小柴旦湖,B2O3品位在25%左右,比較適宜于生產(chǎn)硼酸、硼砂,但是由于礦層較深,湖區(qū)水面大,目前無法進(jìn)行開采。鹽湖液體礦為鹽湖含硼鹵水,主要由中信國安公司在進(jìn)行利用,但由于多方面的原因,所出產(chǎn)品主含量極少突破50%,為典型的粗硼酸,只能作為生產(chǎn)工業(yè)硼酸的原料。
全國90%的硼礦分布在上述三個(gè)地區(qū)。我國硼礦儲(chǔ)量雖然不小,但絕大多數(shù)硼礦石的品位較低,B2O3含量低于12%的硼礦石約占全國硼礦保有儲(chǔ)量的90.74%。我國硼礦的主要品種是硼鎂石、硼鎂鐵和硼鎂石——硼鎂鐵三種類型。青藏高原固體硼礦的B2O3平均含量只有3.33%,只有極少數(shù)硼礦的平均品位達(dá)20%~30%,個(gè)別礦可達(dá)38.7%,但這種富礦的全國總儲(chǔ)量只占全國總量的8.54%。液體硼礦(鹽湖鹵水)中B2O3平均含量為866.16mg/L。目前被加工利用的原料95%以上是硼鎂石礦石,這部分礦石的數(shù)量僅占總儲(chǔ)量的6.64%,占儲(chǔ)量33.13%的鹽湖硼礦由于分布在青藏高原,受交通條件和開采條件的制約,應(yīng)用受限。
三、我國硼礦主要生產(chǎn)單位
1、遼—吉地區(qū)
序號(hào) |
礦石生產(chǎn)單位 |
開工年份 |
硼礦石種類 |
1 |
寬甸硼礦 |
1958 |
硼鎂石礦 |
2 |
寬甸二人溝硼礦 |
1973 |
高鎂硼鎂石礦 |
3 |
寬甸花園溝硼礦 |
1967 |
硼鎂石礦 |
4 |
寬甸牛毛圬硼礦 |
1977 |
硼鎂石礦 |
5 |
營口501礦 |
1961 |
硼鎂石礦 |
6 |
大石橋黃土嶺礦 |
1972 |
硼鎂石礦 |
7 |
大石橋呂王礦 |
1972 |
硼鎂石礦 |
8 |
大石橋建一硼礦 |
1979 |
硼鎂石礦 |
9 |
鳳城東臺(tái)子硼鐵礦 |
1993 |
硼鐵礦 |
10 |
吉林集安硼礦 |
|
硼鎂石礦 |
2、青藏地區(qū)
序號(hào) |
礦石生產(chǎn)單位 |
開工年份 |
硼礦石種類 |
1 |
西藏金薩礦業(yè) |
|
庫水硼鎂石 柱硼鎂礦 |
2 |
西藏晨宇礦業(yè) |
|
庫水硼鎂石 |
3 |
西藏阿里華峰礦業(yè) |
|
庫水硼鎂石 鈉硼解石礦 |
4 |
阿里地區(qū)礦業(yè) |
|
庫水硼鎂石 柱硼鎂礦 |
5 |
日喀則地區(qū)礦業(yè) |
|
天然硼砂礦 復(fù)合礦 |
6 |
青海中天硼鋰礦業(yè) |
|
柱硼鎂礦 |
7 |
青海礦業(yè) |
|
鹽湖含硼鹵水 |
8 |
中信國安 |
|
粗硼酸 |
四、我國主要硼礦加工企業(yè):
1、硼砂:
我國共有硼砂生產(chǎn)企業(yè)50余家,產(chǎn)能50萬噸/a,主要分布在遼—吉、青藏地區(qū)。其中遼—吉地區(qū)以纖維硼鎂石礦為原料,所采用的為碳?jí)A法工藝,產(chǎn)能46萬噸/a。青藏地區(qū)以天然硼砂礦為原料,所采用的工藝為水浸溶法,產(chǎn)能2萬噸/a。河南一些企業(yè)以西藏硼鎂礦為原料,所采用的工藝為常壓堿解法,產(chǎn)能1.5萬噸/a,其它地區(qū)如四川也有硼砂企業(yè)分布。我國硼砂品種98%為十水物。
2、硼酸:
我國有硼酸生產(chǎn)企業(yè)70余家,主要分布在遼—吉、青藏地區(qū)及山東、上海、河南等省市,總生產(chǎn)能力15萬噸/a。其中遼寧、青海、河南多采用一步法,山東、上海等省市多采用兩步法。兩步法產(chǎn)能為9萬噸/a,約占生產(chǎn)總能力的60%,其中規(guī)模較大的為上海金胤實(shí)業(yè)公司,年生產(chǎn)能力為5萬噸。我國硼酸產(chǎn)品品種以工業(yè)品為主,由于生產(chǎn)企業(yè)規(guī)模普遍較小,技術(shù)實(shí)力薄弱,裝備水平低,所產(chǎn)產(chǎn)品與進(jìn)口產(chǎn)品質(zhì)量差距較大,市場及應(yīng)用空間受到一定限制。
3、其它涉硼生產(chǎn)企業(yè):
我國有其它涉硼生產(chǎn)企業(yè)146家,主要從事精細(xì)硼化物、含硼新材料的生產(chǎn)。
五、我國硼酸產(chǎn)品執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn):
GB538-2006標(biāo)準(zhǔn)
項(xiàng)目 |
指標(biāo)/% |
||
優(yōu)等品 |
一等品 |
合格品 |
|
硼酸(H3BO3) |
99.6~100.8 |
99.4~ 100.8 |
≥99.0 |
水不溶物 ≤ |
0.010 |
0.040 |
0.060 |
硫酸鹽(以SO4計(jì)) ≤ |
0.10 |
0.20 |
0.30 |
氯化物(以Cl計(jì)) ≤ |
0.010 |
0.050 |
0.10 |
鐵(Fe)≤ |
0.0010 |
0.0015 |
0.0020 |
重金屬 ≤ |
0.0010 |
- |
- |
【南陽東方應(yīng)用化工研究所】