自上個世紀五十年代中期從遼寧省的鳳城市發(fā)現(xiàn)第一塊硼礦石以來,我國的硼工業(yè)從無到有,逐步發(fā)展壯大,以至形成了目前的以“三硼”生產(chǎn)(硼礦開采、硼砂、硼酸生產(chǎn))為基礎(chǔ)的、各種精細硼化物,含硼新材料共同發(fā)展的、比較完整的硼化物產(chǎn)業(yè)體系。具備了年開采硼礦石近300萬噸,年產(chǎn)工業(yè)硼砂50萬噸,硼酸15萬噸,其它精細硼化物、含硼新材料近6萬噸的生產(chǎn)能力,使硼工業(yè)成為我國無機鹽工業(yè)體系的重要組成部分。就生產(chǎn)總量而言,已躍居世界產(chǎn)硼國的第四位。并有可能在不久的將來坐上世界產(chǎn)硼國的第三把交椅。
在看到成績的同時,我們還應(yīng)清醒的認識到,隨著國民經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及硼化合物的應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓寬,市場在產(chǎn)品品種、品質(zhì)和用途方面對我們提 出了一些新的、更高的要求。尤其是隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢的深化,世界主要產(chǎn)硼國,如俄羅斯、美國、土爾其等國的硼產(chǎn)品大舉進入我國市場,對于我國硼化物 市場形成了沖擊。使我國硼工業(yè)在新形勢下遇到了一些新情況、新問題。
一、關(guān)于我國硼工業(yè)發(fā)展的前景
這個問題可能是業(yè)界人士思考較多的問題之一。目前,在行業(yè)內(nèi)有一種悲觀情緒,把我國硼工業(yè)的發(fā)展前景看的比較暗淡。出現(xiàn)這種情緒的原因,主要是基于近幾年來 進口產(chǎn)品給我國硼化學(xué)品市場帶來的沖擊以及由此導(dǎo)致的硼化物價格波動,生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益下滑等。這種悲觀情緒是沒有依據(jù)的。我國硼工業(yè)雖然遇到了一些挑 戰(zhàn),同時也存在著難得的發(fā)展機遇。這個機遇,一是來自國際、國內(nèi)兩大市場對硼化學(xué)品需求的不斷增長,二是來自市場對硼化合物品種、品質(zhì)要求的不斷提高,三 是來自世界經(jīng)濟一體化日益深化的趨勢。需求的增長為我們提供了廣闊的產(chǎn)品銷售市場;對品種、品質(zhì)要求的提高為我們提供了發(fā)展、創(chuàng)新的動力;世界經(jīng)濟一體化 趨勢的深化則為我們提供了走出去參與國際市場競爭的舞臺。從需求方面看,我們有一個處在不斷拓展、完善中的龐大的硼產(chǎn)品消費市場。從資源方面看,雖然硼是 地球上稀缺的非金屬資源,但我國卻有幸的成為世界上少數(shù)幾個擁有硼資源的國家之一,而且儲量居第四位。這是我國硼工業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們一有市場,二有 資源,所遇到的困難只是發(fā)展與競爭中存在的問題。進口產(chǎn)品能夠占去我國硼化物市場的半壁江山,這起碼說明兩個問題,一是我國的硼消費市場確實大,二是國產(chǎn) 硼化物在品種、質(zhì)量方面與進口產(chǎn)品確實存在有較大的差距,難以滿足國內(nèi)市場及不同領(lǐng)域的需要。對此,只要注意科技進步,提高行業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)水平,善于 發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)展中存在的問題,我們就一定能夠迎來我國硼工業(yè)發(fā)展的新曙光,取得新成就。在這個方面,我們要善于總結(jié)經(jīng)驗,找出差距,發(fā)揮優(yōu)勢,逐步消除與 世界先進產(chǎn)硼國在技術(shù)、管理、質(zhì)量、品種及產(chǎn)品性能上的差距,贏得在國際、國內(nèi)市場競爭中的主動地位。從上述意義上講,我國的硼工業(yè)大有希望。
二、關(guān)于市場需求與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
目前,我國硼工業(yè)的主體仍然以“兩硼”生產(chǎn)為主,其產(chǎn)量約占我國硼化物生產(chǎn)總量的90%。近幾年來,精細硼化物生產(chǎn)雖然發(fā)展迅速,但在我國硼工業(yè)經(jīng)濟總量中所占的比例不大。從世界先進產(chǎn)硼國家的發(fā)展情況看,他們一是生產(chǎn)水平高,二是生產(chǎn)技術(shù)先進,三是產(chǎn)品的精細化程度高。美國除了“兩硼”生產(chǎn)外,還能夠生產(chǎn)精細硼化物、含硼新材料150個品種,不僅滿足本國社會經(jīng)濟各領(lǐng)域的需要,而且大量出口。日本是一個沒有硼資源的國家,他們依靠進口的硼化物初級產(chǎn)品進行深加工,生產(chǎn)近百個精細產(chǎn)品來滿足國內(nèi)需求。從國內(nèi)的情況看,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,市場對精細硼化物、含硼新材料的需求增長較快,雖然我們也能夠生產(chǎn)30余 個精細產(chǎn)品,但難以滿足市場需要。因此,我們要做好產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整這篇文章。在抓好硼化物基礎(chǔ)產(chǎn)品(硼砂、硼酸、硼酸鈣等)生產(chǎn)的同時,著力發(fā)展技術(shù)含量 高、附加值高的精細硼化物的生產(chǎn)。這有利于提高行業(yè)經(jīng)濟效益,有利于拓展硼化物基礎(chǔ)產(chǎn)品新的應(yīng)用與市場空間,有利于確保我國硼工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、和諧發(fā) 展。因此,要根據(jù)硼化工走向精細化、專用化和功能化這一趨勢,開發(fā)、生產(chǎn)包括各種專用硼化學(xué)品,單體硼、過硼酸鹽、偏硼酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬硼化物、含 硼合金、硼的鹵化物、氟硼酸鹽、硼氫化物、有機硼化物及其它含硼新材料在內(nèi)的衍硼產(chǎn)品,逐步提高我國硼工業(yè)的精細化水平。改變硼工業(yè)粗加工的格局。
在占我國硼工業(yè)經(jīng)濟總量較高比重的“兩硼”產(chǎn)品方面,硼砂產(chǎn)品因受進口產(chǎn)品(特別是土爾其產(chǎn)五水硼砂)的沖擊,市場價格時有波動,但市場需求總量和銷售形勢比較穩(wěn)定,但也存在著產(chǎn)品品種單一的問題。目前,我國硼砂產(chǎn)品十水硼砂約占硼砂總產(chǎn)的95%,而市場需求量不小的五水硼砂、無水硼砂及其它各種專用硼砂產(chǎn)量極少,有的品種幾乎處于空白狀態(tài)。自加入WTO以后,美國、土爾其等國生產(chǎn)的五水硼砂大量涌入我國市場,進口量逐年增長。據(jù)不完全統(tǒng)計,2006年上半年,僅從土爾其進口的五水硼砂就達15萬噸。消費硼砂較多的行業(yè),如兩步法硼酸、陶瓷、特種玻璃等,從2004以來,紛紛修改配方,增加了進口五水硼砂用量。山東省淄博市每天消費硼砂在250噸 (按十水硼砂計)以上,幾乎全面改用進口五水硼砂,進口產(chǎn)品對我國硼砂市場的影響可想而知。因此,硼砂企業(yè)也要根據(jù)市場需求去調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在這方面,首 要的是要通過強化管理、改進工藝、降低生產(chǎn)成本來提高十水硼砂的市場競爭力,同時要發(fā)展五水硼砂、無水硼砂及其它各種專用硼砂的生產(chǎn),滿足不同消費領(lǐng)域的 需求。
近幾年來,硼酸產(chǎn)品由初級化向高品質(zhì)化、精細化、專用化和功能化方向轉(zhuǎn)變的趨勢日益明顯。我國現(xiàn)有的硼酸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已顯現(xiàn)出明顯的不足。一是一步法硼酸缺陷較 多,僅能生產(chǎn)國標工業(yè)品,而且雜質(zhì)指標普遍超標。兩步法硼酸也存在著產(chǎn)品中硫酸鹽、硝酸鹽含量偏高等不足,其在高端領(lǐng)域的應(yīng)用也有一定的局限性。從產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)方面看,目前我國硼酸品種比較單一,對國內(nèi)外市場急需的,質(zhì)優(yōu)價高的高品質(zhì)硼酸,由于受技術(shù)等因素的限制,發(fā)展相對遲緩,某些品種,如光譜級、電子級 等,目前處于空白狀態(tài)。 此外,產(chǎn)品質(zhì)量上的差距,限制了國產(chǎn)硼酸在某些領(lǐng)域,如太陽能、光學(xué)儀器、電子、精細硼化物、含硼新材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。極大地壓縮了國產(chǎn)硼酸的應(yīng)用與市場空間。以山東太陽能行業(yè)為例,他們每年對硼酸的需求總量在三萬噸以上,但他們堅持采用進口硼酸,拒用國產(chǎn)硼酸。 究其原因,癥結(jié)就在于質(zhì)量方面。2006年,全國進口硼酸總量約13.5萬噸,高于國產(chǎn)硼酸生產(chǎn)總量,占有國內(nèi)硼酸市場60%以上的份額。去年下半年,進口硼酸市場售價為4700―5600元/噸,而國產(chǎn)硼酸售價則在3300―4500元/噸 之間。個別地區(qū)的一步法硼酸生產(chǎn)企業(yè)面對國內(nèi)市場競爭激烈的局面,盲目地陶醉于當?shù)厮^的資源優(yōu)勢中,不是依靠技術(shù)進步、科技創(chuàng)新去調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn) 品品質(zhì)、尋求新的發(fā)展機遇,而是以落后的工藝、陳舊的設(shè)備去生產(chǎn)應(yīng)用價值不高的劣質(zhì)產(chǎn)品,再以超低價格擠身有限的低端市場。不僅造成了珍貴的硼資源的流失 與浪費,而且擾亂了國內(nèi)硼酸市場秩序,損害了行業(yè)利益。
綜上所述,以品種和質(zhì)量為著研點,對我國硼工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,迅速提高我國硼工業(yè)的市場競爭能力,增加市場占有率,已成為我國硼工業(yè)進一步發(fā)展的當務(wù)之急。
三、關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新與科技投入
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。在社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,市場競爭激烈的今天,技術(shù)的進步與創(chuàng)新是硼工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。
上個世紀九十年代以來,世界主要產(chǎn)硼國家在硼資源的開發(fā)利用,新產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展方面都有長足的進步。各大公司要么依靠自身的技術(shù)實力進行技術(shù)攻關(guān),推動企業(yè)技術(shù)進步,要么靠購買專利及技術(shù)訣巧進行擴大再生產(chǎn)。土爾其五水硼砂年生產(chǎn)總量約50萬噸,其在中國市場的銷售價格最低為3120元/T,而我國的五水硼砂生產(chǎn)成本在3500元/T左右。價格與成本上的差距,體現(xiàn)了不同的生產(chǎn)水平和技術(shù)水平。
在 我國的硼酸工業(yè)中,一步法硼酸占有相當?shù)谋壤F渲杏邢喈斠徊糠制髽I(yè)的生產(chǎn)技術(shù)處于上個世紀六、七十年代水平。多年一貫制,缺少改進與創(chuàng)新。近幾年來,雖 然一些新技術(shù)、新成果,如浮選法硼酸工藝,硼酸高純鎂鹽聯(lián)產(chǎn)工藝等在遼寧、山東等地得以推廣和應(yīng)用,并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益,但還有相當一部分企業(yè)由于對 技術(shù)進步重視不夠,科技投入不力,生產(chǎn)與技術(shù)水平仍然十分原始。有的企業(yè)在組建之初便缺少技術(shù)基礎(chǔ),投資者憑著對硼酸生產(chǎn)工藝的一知半解,從相當然出發(fā), 盲目投資、盲目建設(shè)。在一些地區(qū),這種工藝落后、設(shè)備簡陋的作坊式企業(yè)不乏其例。這不僅給投資者造成了慘重損失,而且導(dǎo)致了硼資源的流失與浪費,這也是過 去幾年在一些地方一步法硼酸一轟而上,又一轟而下,大起大落的根本原因。
因此,發(fā)展硼工業(yè)要高度重視技術(shù)進步與技術(shù)創(chuàng)新工作,不僅科研部門要加大科研力度,研發(fā)一些能夠解決生產(chǎn)實際問題的應(yīng)用技術(shù),生產(chǎn)企業(yè)也要完善和培育企業(yè)內(nèi) 部的科研能力,提高科技水平。還要善于花錢去引進、吸收先進的生產(chǎn)工藝,解決生產(chǎn)實踐中需要解決的實際問題。應(yīng)該認識到,科技投入比固定資產(chǎn)的投入更重 要,沒有堅實的技術(shù)基礎(chǔ),沒有相應(yīng)的科技保障,固定資產(chǎn)的投入無異于搭建空中樓閣。
從科研領(lǐng)域看,開展基礎(chǔ)研究固然重要,但更不能忽視占我國硼工業(yè)比重達90%的“兩硼”產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實科技需要。應(yīng)該把“兩硼”生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、完善與更新放到優(yōu)先地位,為“兩硼”的振興提供強有力的技術(shù)支持,使我國的“兩硼”產(chǎn)業(yè)走上低耗、高效、優(yōu)質(zhì)的良性發(fā)展軌道,扭轉(zhuǎn)近幾年來在市場競爭中的被動局面,具有深遠的現(xiàn)實意義。
總之,硼工業(yè)的發(fā)展,要重視科技投入、技術(shù)進步與科技創(chuàng)新問題。要樹立科學(xué)發(fā)展觀,不但要注意發(fā)展的速度與規(guī)模,更要注意發(fā)展的質(zhì)量與和諧。
四、關(guān)于對硼資源的綜合利用
我國硼礦儲量雖然豐富,但與我們的國情比,與國民經(jīng)濟建設(shè)的現(xiàn)實需要與潛在需求比,其豐富性只是相對的,從發(fā)展的角度看,明顯處于偏緊狀態(tài)。因此,重視對硼資源的綜合利用,提高資源利用水平,對確保硼工業(yè)的健康、穩(wěn) 定和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。對此,一是要合理規(guī)劃,正確引導(dǎo),依靠科技,增加投入,開發(fā)和完善貧礦富集加工技術(shù),提高礦石品位品質(zhì)。二是要重視對 低品位礦石的加工利用,糾正在資源開采上的采富棄貧現(xiàn)象及加工利用上的富礦劣用現(xiàn)象,要提高收率、提升品質(zhì)、增加品種、降低成本,使有限的資源產(chǎn)生較高的 社會與經(jīng)濟效益。三是要重視硼礦共伴生資源及加工廢棄物的綜合利用。在這方面,重點要做好硼酸母液、硼泥的綜合利用工作。同時要積極研究、探索硼礦共伴生 資源的其它利用途徑。
在對硼礦伴生資源及加工廢棄物的綜合利用方面,近年來涌現(xiàn)出了一批成果,這些成果在山東、遼寧地區(qū)得以推廣應(yīng)用,取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。這里就硼礦加工廢棄物綜合利用技術(shù)的進展情況作以簡單介紹。
(一)硼泥綜合利用技術(shù)
主要指對碳堿法硼砂所產(chǎn)硼泥的綜合利用。此類硼泥主要集中在遼—吉地區(qū)。歷經(jīng)五十年的發(fā)展,該地區(qū)積累總量在一千萬噸以上。近年來,在綜合利用方面取得的成果有:
1、硼泥制磚工藝:
以硼泥和爐渣為原料,經(jīng)預(yù)處理后在粘合劑的存在下壓模成型,然后采用免燒工藝,以蒸汽熱蒸定型。產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準。目前,營口廣大實業(yè)公司已形成了年產(chǎn)兩億砌塊的生產(chǎn)能力。
2、硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂、氧化鎂工藝:
將經(jīng)預(yù)處理的硼泥經(jīng)消化、碳解,使其中的MgO轉(zhuǎn)化為溶解度較大的Mg(HCO3)2,然后經(jīng)過濾獲重鎂水。將重鎂水熱解獲堿式碳酸鎂沉淀,經(jīng)漂洗、脫水、煅燒,最終制得輕質(zhì)氧化鎂。
3、硼泥酸解法制備氧化鎂工藝:
以硫酸為分解劑,使硼泥中的MgCO3轉(zhuǎn)化為 MgSO4而進入液相,經(jīng)過濾、精制獲純凈的MgSO4溶液。然后以碳酸氫鹽或碳酸鹽為沉淀劑,與溶液中的Mg2+反應(yīng)生成堿式碳酸鎂沉淀。再經(jīng)漂洗、脫水、煅燒制得不同級別的氧化鎂。
堿式碳酸鎂母液經(jīng)蒸發(fā)可收得副產(chǎn)品硫酸銨或經(jīng)蒸氨、吸收制得氨水,循環(huán)使用。
4、硼泥復(fù)分解法制備碳酸鎂、氧化鎂工藝:
將經(jīng)預(yù)處理的硼泥與硫酸銨溶液反應(yīng),生成硫酸鎂,揮發(fā)出氨。氨氣經(jīng)吸收制得氨水。將來自煅燒系統(tǒng)的二氧化碳氣體冷卻、壓縮進入碳化系統(tǒng),與氨水反應(yīng)使轉(zhuǎn)化為 碳酸銨溶液。以所獲碳酸銨溶液與硫酸鎂溶液中的鎂離子反應(yīng),生成堿式碳酸鎂沉淀。將沉淀漂洗、脫水、干燥制得堿式碳酸鎂或直接煅燒制得氧化鎂。堿式碳酸鎂 母液主要成份為硫酸銨,調(diào)整濃度后用于分解硼泥,循環(huán)使用。
(二)硼酸母液綜合利用技術(shù)
以硫酸為分解劑處理硼鎂礦一步法制備硼酸,其母液是一個由H3BO3、MgSO4、H2O組成的三元體系。當前比較成熟的綜合利用途徑,一是經(jīng)蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、浮選使H3BO3與MgSO4分離,在收得粗硼酸的同時,制得七水硫酸鎂、即硼鎂肥。粗硼酸返回配料系統(tǒng);二是在高溫條件下加入鹽析劑,如MgCl2等使硫酸鎂析出,獲一水硫酸鎂,母液循環(huán)使用;三是硫酸分解、浮選分離制取硼酸副產(chǎn)硫酸鎂工藝。在酸解、配料及其它相關(guān)過程不考慮MgSO4濃度,經(jīng)冷卻、結(jié)晶后以浮選的方式使H3BO3與MgSO4分 離,母液循環(huán)使用。上述幾種處理方法,在一定程度上解決母液處理中的硼鎂分離問題。實現(xiàn)或部分實現(xiàn)了硼酸母液的循環(huán)使用,使硼收率有了一定提高。但是,還 存在如設(shè)備條件、可操作性、對硼酸質(zhì)量的影響、建設(shè)投資、能耗等一些需要研究與完善的地方。此外,由于我國大部分土壤并不缺少鎂元素,硫酸鎂作為肥料應(yīng)用 于農(nóng)業(yè)有一定的局限性,很難引起農(nóng)業(yè)戰(zhàn)線的重視。目前,MgSO4價格低廉,遼寧鳳城、寬甸一帶的硫酸鎂出廠價僅160元/t。
1、以硼酸母液制備氧化鎂工藝:
調(diào)整二次母液濃度,經(jīng)凈化去除其中的硼、鐵、鋁及其它金屬、重金屬雜質(zhì),獲純凈的硫酸鎂溶液。然后與經(jīng)凈化的碳酸氫鹽或碳酸鹽溶液反應(yīng),生產(chǎn)堿式碳酸鎂沉淀,經(jīng)漂洗、脫水、干燥,制得堿式碳酸鎂或經(jīng)煅燒制得氧化鎂。碳酸鎂母液經(jīng)濃縮收得硫酸銨,或經(jīng)蒸氨收得氨水循環(huán)使用。
2、以硼酸母液制備含硼硫酸鉀鎂肥工藝:
調(diào)整二次母液濃度,然后與KCl反應(yīng),生成以硫酸鉀、硫酸鎂和硼酸為組份的含硼硫酸鉀鎂肥。離心母液含有硼酸及一定量的鉀、鎂離子,循環(huán)使用。
該工藝具有投資少、母液處理量大、操作簡單、市場前景廣闊、經(jīng)濟效益明顯等特點。
五、結(jié)語
1、歷經(jīng)五十余年的發(fā)展,我國硼工業(yè)從無到有,成就輝煌,有力的支援了國民經(jīng)濟建設(shè)。雖然目前遇到的一些新挑戰(zhàn),但只是發(fā)展中的問題。我國的硼工業(yè)大有希望。
2、增加科技投入,加快行業(yè)技術(shù)進步,提高行業(yè)科技水平,是我國硼工業(yè)發(fā)展的迫切需要。
3、改進和完善“兩硼”生產(chǎn)工藝,尤其是一步法硼酸工藝,解決我國“兩硼”工業(yè)急得解決的技術(shù)進步、技術(shù)更新問題,最大限度地提高硼資源利用率,并通過改善產(chǎn)品質(zhì)量提升產(chǎn)品附加值,增強企業(yè)競爭力,是“兩硼”工業(yè)在新的形勢下存續(xù)和發(fā)展的必然要求。
4、 通過對硼礦共伴生資源及加工廢棄物的綜合利用,提高資源利用水平,消除環(huán)境污染,以實現(xiàn)資源利用效益的最大化和環(huán)境保護的最優(yōu)化。大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)和高品質(zhì)硼 化學(xué)品的生產(chǎn),走硼工業(yè)高品質(zhì)化、精細化、高附加值化的路子,是提高我國硼工業(yè)總體生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益的必然要求,也是提高資源增值率和資源綜合利用率的 重要途徑,符合國務(wù)院關(guān)于建立節(jié)約型社會,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,改造高能耗產(chǎn)業(yè)的有關(guān)精神。
試論我國硼工業(yè)發(fā)展中值得關(guān)注的幾個問題
在2007年3月在硼化物專家組上海會議上的報告 肖景波
自上個世紀五十年代中期從遼寧省的鳳城市發(fā)現(xiàn)第一塊硼礦石以來,我國的硼工業(yè)從無到有,逐步發(fā)展壯大,以至形成了目前的以“三硼”生產(chǎn)(硼礦開采、硼砂、硼酸生產(chǎn))為基礎(chǔ)的、各種精細硼化物,含硼新材料共同發(fā)展的、比較完整的硼化物產(chǎn)業(yè)體系。具備了年開采硼礦石近300萬噸,年產(chǎn)工業(yè)硼砂50萬噸,硼酸15萬噸,其它精細硼化物、含硼新材料近6萬噸的生產(chǎn)能力,使硼工業(yè)成為我國無機鹽工業(yè)體系的重要組成部分。就生產(chǎn)總量而言,已躍居世界產(chǎn)硼國的第四位。并有可能在不久的將來坐上世界產(chǎn)硼國的第三把交椅。
在 看到成績的同時,我們還應(yīng)清醒的認識到,隨著國民經(jīng)濟建設(shè)和科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展及硼化合物的應(yīng)用領(lǐng)域進一步拓寬,市場在產(chǎn)品品種、品質(zhì)和用途方面對我們提 出了一些新的、更高的要求。尤其是隨著世界經(jīng)濟一體化趨勢的深化,世界主要產(chǎn)硼國,如俄羅斯、美國、土爾其等國的硼產(chǎn)品大舉進入我國市場,對于我國硼化物 市場形成了沖擊。使我國硼工業(yè)在新形勢下遇到了一些新情況、新問題。
一、關(guān)于我國硼工業(yè)發(fā)展的前景
這 個問題可能是業(yè)界人士思考較多的問題之一。目前,在行業(yè)內(nèi)有一種悲觀情緒,把我國硼工業(yè)的發(fā)展前景看的比較暗淡。出現(xiàn)這種情緒的原因,主要是基于近幾年來 進口產(chǎn)品給我國硼化學(xué)品市場帶來的沖擊以及由此導(dǎo)致的硼化物價格波動,生產(chǎn)企業(yè)經(jīng)濟效益下滑等。這種悲觀情緒是沒有依據(jù)的。我國硼工業(yè)雖然遇到了一些挑 戰(zhàn),同時也存在著難得的發(fā)展機遇。這個機遇,一是來自國際、國內(nèi)兩大市場對硼化學(xué)品需求的不斷增長,二是來自市場對硼化合物品種、品質(zhì)要求的不斷提高,三 是來自世界經(jīng)濟一體化日益深化的趨勢。需求的增長為我們提供了廣闊的產(chǎn)品銷售市場;對品種、品質(zhì)要求的提高為我們提供了發(fā)展、創(chuàng)新的動力;世界經(jīng)濟一體化 趨勢的深化則為我們提供了走出去參與國際市場競爭的舞臺。從需求方面看,我們有一個處在不斷拓展、完善中的龐大的硼產(chǎn)品消費市場。從資源方面看,雖然硼是 地球上稀缺的非金屬資源,但我國卻有幸的成為世界上少數(shù)幾個擁有硼資源的國家之一,而且儲量居第四位。這是我國硼工業(yè)發(fā)展的物質(zhì)基礎(chǔ)。我們一有市場,二有 資源,所遇到的困難只是發(fā)展與競爭中存在的問題。進口產(chǎn)品能夠占去我國硼化物市場的半壁江山,這起碼說明兩個問題,一是我國的硼消費市場確實大,二是國產(chǎn) 硼化物在品種、質(zhì)量方面與進口產(chǎn)品確實存在有較大的差距,難以滿足國內(nèi)市場及不同領(lǐng)域的需要。對此,只要注意科技進步,提高行業(yè)技術(shù)水平和生產(chǎn)水平,善于 發(fā)現(xiàn)和解決發(fā)展中存在的問題,我們就一定能夠迎來我國硼工業(yè)發(fā)展的新曙光,取得新成就。在這個方面,我們要善于總結(jié)經(jīng)驗,找出差距,發(fā)揮優(yōu)勢,逐步消除與 世界先進產(chǎn)硼國在技術(shù)、管理、質(zhì)量、品種及產(chǎn)品性能上的差距,贏得在國際、國內(nèi)市場競爭中的主動地位。從上述意義上講,我國的硼工業(yè)大有希望。
二、關(guān)于市場需求與產(chǎn)品結(jié)構(gòu)
目前,我國硼工業(yè)的主體仍然以“兩硼”生產(chǎn)為主,其產(chǎn)量約占我國硼化物生產(chǎn)總量的90%。近幾年來,精細硼化物生產(chǎn)雖然發(fā)展迅速,但在我國硼工業(yè)經(jīng)濟總量中所占的比例不大。從世界先進產(chǎn)硼國家的發(fā)展情況看,他們一是生產(chǎn)水平高,二是生產(chǎn)技術(shù)先進,三是產(chǎn)品的精細化程度高。美國除了“兩硼”生產(chǎn)外,還能夠生產(chǎn)精細硼化物、含硼新材料150個品種,不僅滿足本國社會經(jīng)濟各領(lǐng)域的需要,而且大量出口。日本是一個沒有硼資源的國家,他們依靠進口的硼化物初級產(chǎn)品進行深加工,生產(chǎn)近百個精細產(chǎn)品來滿足國內(nèi)需求。從國內(nèi)的情況看,隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展,市場對精細硼化物、含硼新材料的需求增長較快,雖然我們也能夠生產(chǎn)30余 個精細產(chǎn)品,但難以滿足市場需要。因此,我們要做好產(chǎn)品結(jié)構(gòu)調(diào)整這篇文章。在抓好硼化物基礎(chǔ)產(chǎn)品(硼砂、硼酸、硼酸鈣等)生產(chǎn)的同時,著力發(fā)展技術(shù)含量 高、附加值高的精細硼化物的生產(chǎn)。這有利于提高行業(yè)經(jīng)濟效益,有利于拓展硼化物基礎(chǔ)產(chǎn)品新的應(yīng)用與市場空間,有利于確保我國硼工業(yè)的持續(xù)、穩(wěn)定、和諧發(fā) 展。因此,要根據(jù)硼化工走向精細化、專用化和功能化這一趨勢,開發(fā)、生產(chǎn)包括各種專用硼化學(xué)品,單體硼、過硼酸鹽、偏硼酸鹽、金屬硼酸鹽、金屬硼化物、含 硼合金、硼的鹵化物、氟硼酸鹽、硼氫化物、有機硼化物及其它含硼新材料在內(nèi)的衍硼產(chǎn)品,逐步提高我國硼工業(yè)的精細化水平。改變硼工業(yè)粗加工的格局。
在占我國硼工業(yè)經(jīng)濟總量較高比重的“兩硼”產(chǎn)品方面,硼砂產(chǎn)品因受進口產(chǎn)品(特別是土爾其產(chǎn)五水硼砂)的沖擊,市場價格時有波動,但市場需求總量和銷售形勢比較穩(wěn)定,但也存在著產(chǎn)品品種單一的問題。目前,我國硼砂產(chǎn)品十水硼砂約占硼砂總產(chǎn)的95%,而市場需求量不小的五水硼砂、無水硼砂及其它各種專用硼砂產(chǎn)量極少,有的品種幾乎處于空白狀態(tài)。自加入WTO以后,美國、土爾其等國生產(chǎn)的五水硼砂大量涌入我國市場,進口量逐年增長。據(jù)不完全統(tǒng)計,2006年上半年,僅從土爾其進口的五水硼砂就達15萬噸。消費硼砂較多的行業(yè),如兩步法硼酸、陶瓷、特種玻璃等,從2004以來,紛紛修改配方,增加了進口五水硼砂用量。山東省淄博市每天消費硼砂在250噸 (按十水硼砂計)以上,幾乎全面改用進口五水硼砂,進口產(chǎn)品對我國硼砂市場的影響可想而知。因此,硼砂企業(yè)也要根據(jù)市場需求去調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)。在這方面,首 要的是要通過強化管理、改進工藝、降低生產(chǎn)成本來提高十水硼砂的市場競爭力,同時要發(fā)展五水硼砂、無水硼砂及其它各種專用硼砂的生產(chǎn),滿足不同消費領(lǐng)域的 需求。
近 幾年來,硼酸產(chǎn)品由初級化向高品質(zhì)化、精細化、專用化和功能化方向轉(zhuǎn)變的趨勢日益明顯。我國現(xiàn)有的硼酸產(chǎn)品結(jié)構(gòu)已顯現(xiàn)出明顯的不足。一是一步法硼酸缺陷較 多,僅能生產(chǎn)國標工業(yè)品,而且雜質(zhì)指標普遍超標。兩步法硼酸也存在著產(chǎn)品中硫酸鹽、硝酸鹽含量偏高等不足,其在高端領(lǐng)域的應(yīng)用也有一定的局限性。從產(chǎn)品結(jié) 構(gòu)方面看,目前我國硼酸品種比較單一,對國內(nèi)外市場急需的,質(zhì)優(yōu)價高的高品質(zhì)硼酸,由于受技術(shù)等因素的限制,發(fā)展相對遲緩,某些品種,如光譜級、電子級 等,目前處于空白狀態(tài)。 此外,產(chǎn)品質(zhì)量上的差距,限制了國產(chǎn)硼酸在某些領(lǐng)域,如太陽能、光學(xué)儀器、電子、精細硼化物、含硼新材料等領(lǐng)域的應(yīng)用。極大地壓縮了國產(chǎn)硼酸的應(yīng)用與市場空間。以山東太陽能行業(yè)為例,他們每年對硼酸的需求總量在三萬噸以上,但他們堅持采用進口硼酸,拒用國產(chǎn)硼酸。 究其原因,癥結(jié)就在于質(zhì)量方面。2006年,全國進口硼酸總量約13.5萬噸,高于國產(chǎn)硼酸生產(chǎn)總量,占有國內(nèi)硼酸市場60%以上的份額。去年下半年,進口硼酸市場售價為4700―5600元/噸,而國產(chǎn)硼酸售價則在3300―4500元/噸 之間。個別地區(qū)的一步法硼酸生產(chǎn)企業(yè)面對國內(nèi)市場競爭激烈的局面,盲目地陶醉于當?shù)厮^的資源優(yōu)勢中,不是依靠技術(shù)進步、科技創(chuàng)新去調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)、提升產(chǎn) 品品質(zhì)、尋求新的發(fā)展機遇,而是以落后的工藝、陳舊的設(shè)備去生產(chǎn)應(yīng)用價值不高的劣質(zhì)產(chǎn)品,再以超低價格擠身有限的低端市場。不僅造成了珍貴的硼資源的流失 與浪費,而且擾亂了國內(nèi)硼酸市場秩序,損害了行業(yè)利益。
綜上所述,以品種和質(zhì)量為著研點,對我國硼工業(yè)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)進行調(diào)整,迅速提高我國硼工業(yè)的市場競爭能力,增加市場占有率,已成為我國硼工業(yè)進一步發(fā)展的當務(wù)之急。
三、關(guān)于技術(shù)創(chuàng)新與科技投入
科學(xué)技術(shù)是第一生產(chǎn)力。在社會經(jīng)濟、科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展,市場競爭激烈的今天,技術(shù)的進步與創(chuàng)新是硼工業(yè)發(fā)展的基礎(chǔ)和前提。
上個世紀九十年代以來,世界主要產(chǎn)硼國家在硼資源的開發(fā)利用,新產(chǎn)品開發(fā)及應(yīng)用領(lǐng)域的拓展方面都有長足的進步。各大公司要么依靠自身的技術(shù)實力進行技術(shù)攻關(guān),推動企業(yè)技術(shù)進步,要么靠購買專利及技術(shù)訣巧進行擴大再生產(chǎn)。土爾其五水硼砂年生產(chǎn)總量約50萬噸,其在中國市場的銷售價格最低為3120元/T,而我國的五水硼砂生產(chǎn)成本在3500元/T左右。價格與成本上的差距,體現(xiàn)了不同的生產(chǎn)水平和技術(shù)水平。
在 我國的硼酸工業(yè)中,一步法硼酸占有相當?shù)谋壤?。其中有相當一部分企業(yè)的生產(chǎn)技術(shù)處于上個世紀六、七十年代水平。多年一貫制,缺少改進與創(chuàng)新。近幾年來,雖 然一些新技術(shù)、新成果,如浮選法硼酸工藝,硼酸高純鎂鹽聯(lián)產(chǎn)工藝等在遼寧、山東等地得以推廣和應(yīng)用,并產(chǎn)生了良好的經(jīng)濟效益,但還有相當一部分企業(yè)由于對 技術(shù)進步重視不夠,科技投入不力,生產(chǎn)與技術(shù)水平仍然十分原始。有的企業(yè)在組建之初便缺少技術(shù)基礎(chǔ),投資者憑著對硼酸生產(chǎn)工藝的一知半解,從相當然出發(fā), 盲目投資、盲目建設(shè)。在一些地區(qū),這種工藝落后、設(shè)備簡陋的作坊式企業(yè)不乏其例。這不僅給投資者造成了慘重損失,而且導(dǎo)致了硼資源的流失與浪費,這也是過 去幾年在一些地方一步法硼酸一轟而上,又一轟而下,大起大落的根本原因。
因 此,發(fā)展硼工業(yè)要高度重視技術(shù)進步與技術(shù)創(chuàng)新工作,不僅科研部門要加大科研力度,研發(fā)一些能夠解決生產(chǎn)實際問題的應(yīng)用技術(shù),生產(chǎn)企業(yè)也要完善和培育企業(yè)內(nèi) 部的科研能力,提高科技水平。還要善于花錢去引進、吸收先進的生產(chǎn)工藝,解決生產(chǎn)實踐中需要解決的實際問題。應(yīng)該認識到,科技投入比固定資產(chǎn)的投入更重 要,沒有堅實的技術(shù)基礎(chǔ),沒有相應(yīng)的科技保障,固定資產(chǎn)的投入無異于搭建空中樓閣。
從科研領(lǐng)域看,開展基礎(chǔ)研究固然重要,但更不能忽視占我國硼工業(yè)比重達90%的“兩硼”產(chǎn)業(yè)的現(xiàn)實科技需要。應(yīng)該把“兩硼”生產(chǎn)技術(shù)的發(fā)展、完善與更新放到優(yōu)先地位,為“兩硼”的振興提供強有力的技術(shù)支持,使我國的“兩硼”產(chǎn)業(yè)走上低耗、高效、優(yōu)質(zhì)的良性發(fā)展軌道,扭轉(zhuǎn)近幾年來在市場競爭中的被動局面,具有深遠的現(xiàn)實意義。
總之,硼工業(yè)的發(fā)展,要重視科技投入、技術(shù)進步與科技創(chuàng)新問題。要樹立科學(xué)發(fā)展觀,不但要注意發(fā)展的速度與規(guī)模,更要注意發(fā)展的質(zhì)量與和諧。
四、關(guān)于對硼資源的綜合利用
我國硼礦儲量雖然豐富,但與我們的國情比,與國民經(jīng)濟建設(shè)的現(xiàn)實需要與潛在需求比,其豐富性只是相對的,從發(fā)展的角度看,明顯處于偏緊狀態(tài)。因此,重視對硼資源的綜合利用,提高資源利用水平,對確保硼工業(yè)的健康、穩(wěn) 定和可持續(xù)發(fā)展具有十分重要的意義。對此,一是要合理規(guī)劃,正確引導(dǎo),依靠科技,增加投入,開發(fā)和完善貧礦富集加工技術(shù),提高礦石品位品質(zhì)。二是要重視對 低品位礦石的加工利用,糾正在資源開采上的采富棄貧現(xiàn)象及加工利用上的富礦劣用現(xiàn)象,要提高收率、提升品質(zhì)、增加品種、降低成本,使有限的資源產(chǎn)生較高的 社會與經(jīng)濟效益。三是要重視硼礦共伴生資源及加工廢棄物的綜合利用。在這方面,重點要做好硼酸母液、硼泥的綜合利用工作。同時要積極研究、探索硼礦共伴生 資源的其它利用途徑。
在對硼礦伴生資源及加工廢棄物的綜合利用方面,近年來涌現(xiàn)出了一批成果,這些成果在山東、遼寧地區(qū)得以推廣應(yīng)用,取得良好的社會效益和經(jīng)濟效益。這里就硼礦加工廢棄物綜合利用技術(shù)的進展情況作以簡單介紹。
(一)硼泥綜合利用技術(shù)
主要指對碳堿法硼砂所產(chǎn)硼泥的綜合利用。此類硼泥主要集中在遼—吉地區(qū)。歷經(jīng)五十年的發(fā)展,該地區(qū)積累總量在一千萬噸以上。近年來,在綜合利用方面取得的成果有:
1、硼泥制磚工藝:
以硼泥和爐渣為原料,經(jīng)預(yù)處理后在粘合劑的存在下壓模成型,然后采用免燒工藝,以蒸汽熱蒸定型。產(chǎn)品質(zhì)量符合國家標準。目前,營口廣大實業(yè)公司已形成了年產(chǎn)兩億砌塊的生產(chǎn)能力。
2、硼泥碳化法制備輕質(zhì)碳酸鎂、氧化鎂工藝:
將經(jīng)預(yù)處理的硼泥經(jīng)消化、碳解,使其中的MgO轉(zhuǎn)化為溶解度較大的Mg(HCO3)2,然后經(jīng)過濾獲重鎂水。將重鎂水熱解獲堿式碳酸鎂沉淀,經(jīng)漂洗、脫水、煅燒,最終制得輕質(zhì)氧化鎂。
3、硼泥酸解法制備氧化鎂工藝:
以硫酸為分解劑,使硼泥中的MgCO3轉(zhuǎn)化為 MgSO4而進入液相,經(jīng)過濾、精制獲純凈的MgSO4溶液。然后以碳酸氫鹽或碳酸鹽為沉淀劑,與溶液中的Mg2+反應(yīng)生成堿式碳酸鎂沉淀。再經(jīng)漂洗、脫水、煅燒制得不同級別的氧化鎂。
堿式碳酸鎂母液經(jīng)蒸發(fā)可收得副產(chǎn)品硫酸銨或經(jīng)蒸氨、吸收制得氨水,循環(huán)使用。
4、硼泥復(fù)分解法制備碳酸鎂、氧化鎂工藝:
將 經(jīng)預(yù)處理的硼泥與硫酸銨溶液反應(yīng),生成硫酸鎂,揮發(fā)出氨。氨氣經(jīng)吸收制得氨水。將來自煅燒系統(tǒng)的二氧化碳氣體冷卻、壓縮進入碳化系統(tǒng),與氨水反應(yīng)使轉(zhuǎn)化為 碳酸銨溶液。以所獲碳酸銨溶液與硫酸鎂溶液中的鎂離子反應(yīng),生成堿式碳酸鎂沉淀。將沉淀漂洗、脫水、干燥制得堿式碳酸鎂或直接煅燒制得氧化鎂。堿式碳酸鎂 母液主要成份為硫酸銨,調(diào)整濃度后用于分解硼泥,循環(huán)使用。
(二)硼酸母液綜合利用技術(shù)
以硫酸為分解劑處理硼鎂礦一步法制備硼酸,其母液是一個由H3BO3、MgSO4、H2O組成的三元體系。當前比較成熟的綜合利用途徑,一是經(jīng)蒸發(fā)、冷卻、結(jié)晶、浮選使H3BO3與MgSO4分離,在收得粗硼酸的同時,制得七水硫酸鎂、即硼鎂肥。粗硼酸返回配料系統(tǒng);二是在高溫條件下加入鹽析劑,如MgCl2等使硫酸鎂析出,獲一水硫酸鎂,母液循環(huán)使用;三是硫酸分解、浮選分離制取硼酸副產(chǎn)硫酸鎂工藝。在酸解、配料及其它相關(guān)過程不考慮MgSO4濃度,經(jīng)冷卻、結(jié)晶后以浮選的方式使H3BO3與MgSO4分 離,母液循環(huán)使用。上述幾種處理方法,在一定程度上解決母液處理中的硼鎂分離問題。實現(xiàn)或部分實現(xiàn)了硼酸母液的循環(huán)使用,使硼收率有了一定提高。但是,還 存在如設(shè)備條件、可操作性、對硼酸質(zhì)量的影響、建設(shè)投資、能耗等一些需要研究與完善的地方。此外,由于我國大部分土壤并不缺少鎂元素,硫酸鎂作為肥料應(yīng)用 于農(nóng)業(yè)有一定的局限性,很難引起農(nóng)業(yè)戰(zhàn)線的重視。目前,MgSO4價格低廉,遼寧鳳城、寬甸一帶的硫酸鎂出廠價僅160元/t。
1、以硼酸母液制備氧化鎂工藝:
調(diào)整二次母液濃度,經(jīng)凈化去除其中的硼、鐵、鋁及其它金屬、重金屬雜質(zhì),獲純凈的硫酸鎂溶液。然后與經(jīng)凈化的碳酸氫鹽或碳酸鹽溶液反應(yīng),生產(chǎn)堿式碳酸鎂沉淀,經(jīng)漂洗、脫水、干燥,制得堿式碳酸鎂或經(jīng)煅燒制得氧化鎂。碳酸鎂母液經(jīng)濃縮收得硫酸銨,或經(jīng)蒸氨收得氨水循環(huán)使用。
2、以硼酸母液制備含硼硫酸鉀鎂肥工藝:
調(diào)整二次母液濃度,然后與KCl反應(yīng),生成以硫酸鉀、硫酸鎂和硼酸為組份的含硼硫酸鉀鎂肥。離心母液含有硼酸及一定量的鉀、鎂離子,循環(huán)使用。
該工藝具有投資少、母液處理量大、操作簡單、市場前景廣闊、經(jīng)濟效益明顯等特點。
五、結(jié)語
1、歷經(jīng)五十余年的發(fā)展,我國硼工業(yè)從無到有,成就輝煌,有力的支援了國民經(jīng)濟建設(shè)。雖然目前遇到的一些新挑戰(zhàn),但只是發(fā)展中的問題。我國的硼工業(yè)大有希望。
2、增加科技投入,加快行業(yè)技術(shù)進步,提高行業(yè)科技水平,是我國硼工業(yè)發(fā)展的迫切需要。
3、改進和完善“兩硼”生產(chǎn)工藝,尤其是一步法硼酸工藝,解決我國“兩硼”工業(yè)急得解決的技術(shù)進步、技術(shù)更新問題,最大限度地提高硼資源利用率,并通過改善產(chǎn)品質(zhì)量提升產(chǎn)品附加值,增強企業(yè)競爭力,是“兩硼”工業(yè)在新的形勢下存續(xù)和發(fā)展的必然要求。
4、 通過對硼礦共伴生資源及加工廢棄物的綜合利用,提高資源利用水平,消除環(huán)境污染,以實現(xiàn)資源利用效益的最大化和環(huán)境保護的最優(yōu)化。大力發(fā)展優(yōu)質(zhì)和高品質(zhì)硼 化學(xué)品的生產(chǎn),走硼工業(yè)高品質(zhì)化、精細化、高附加值化的路子,是提高我國硼工業(yè)總體生產(chǎn)水平和經(jīng)濟效益的必然要求,也是提高資源增值率和資源綜合利用率的 重要途徑,符合國務(wù)院關(guān)于建立節(jié)約型社會,發(fā)展循環(huán)經(jīng)濟,改造高能耗產(chǎn)業(yè)的有關(guān)精神。【南陽東方應(yīng)用化工研究所】