第一節(jié) 硼礦工藝特性及主要用途
一、工藝特性
硼屬元素周期表第Ⅲ主族，元素符號(hào)B，原子序數(shù)為5，相對(duì)原子質(zhì)量10.81，原子價(jià)3。非結(jié)晶硼為棕色或黃色極軟的粉末；晶體硼為灰色，有光澤，透明，硬度接近金剛石，性脆，電阻高。晶體硼密度為2.34g/cm3，非晶體硼密度為2.37g/cm3，熔點(diǎn)2300℃，沸點(diǎn)為2550℃。硼不溶于水、乙醇、乙醚，溶于濃硝酸和濃硫酸，并在這些濃酸中反應(yīng)生成硼酸。
硼是典型的親石元素，化學(xué)性質(zhì)很活潑，屬半金屬或準(zhǔn)金屬范疇，但主要表現(xiàn)為非金屬屬性，僅在單質(zhì)狀態(tài)下顯有某些金屬性。單質(zhì)晶體為二十面體。這種不尋常的結(jié)構(gòu)，使單質(zhì)硼和硼氫化物具有一些特殊的性質(zhì)和用途。
硼能和周期表中第四、五、六族的元素形成金屬硼化物，主要結(jié)合的離子有鎂、鈣、鈉、鉀、鍶等。
硼在室溫下可與氟化合，在高溫下可與氯、溴和硫化合，與碘不直接化合。在電弧溫度下可與碳反應(yīng)形成碳化硼B(yǎng)4C，其硬度僅次于金剛石。
硼與水、二氧化碳、氧化氮或許多其它氧化物在一起加熱時(shí)可起還原劑的作用。硼可形成一系列的共價(jià)氫化物，最簡單、最重要的是乙硼烷B2H6，也可能生成長硼鏈的氫化物，如B4H10、B5H9等。
硼在氧氣中于700℃時(shí)著火，并生成氧化硼B(yǎng)2O3。硼溶于熱水中生成正硼酸H3BO3，繼續(xù)加熱則生成偏硼酸HBO2(100℃)、四硼酸H2B4O7(140～160℃)。硼的氮化物有氮化硼B(yǎng)N、硼氮烷B3N3H6等。
硼幾乎能和元素周期表中大部分元素化合，硼化物具有錯(cuò)綜復(fù)雜的鍵型結(jié)構(gòu)，所生成的多種化合物具有獨(dú)特的理化性質(zhì)。
二、主要用途
硼礦，是一種用途廣泛的化工原料礦物。它主要用于生產(chǎn)硼砂、硼酸和硼的各種化合物以及元素硼。是冶金、建材、機(jī)械、電器、化工、輕工、核工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)等部門的重要原料。
第二節(jié) 硼礦開發(fā)利用現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢
一、開發(fā)利用現(xiàn)狀、存在問題及解決對(duì)策
硼礦是重要的化工礦產(chǎn)。硼礦經(jīng)化學(xué)加工制成硼砂、硼酸、廣泛應(yīng)用于許多 行業(yè) 。目前我國的硼礦山主要集中在遼寧省，全國硼礦石生產(chǎn)能力約為48.7萬噸/年(折含B2O3為12%的標(biāo)礦能力)，國內(nèi)和主要硼礦山及另外全國有鄉(xiāng)鎮(zhèn)及個(gè)體小硼礦100余家，這些小礦沒有固定的生產(chǎn)能力。
中國現(xiàn)有生產(chǎn)硼砂、硼酸的化工廠約30家，生產(chǎn)能力分別為20萬噸和3萬噸左右。目前存在的主要問題是中國現(xiàn)有的硼礦生產(chǎn)礦山保有可采儲(chǔ)量(硼鎂石礦石)已不多，即將面臨枯竭。供求予盾十分突出。隨著國民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，硼的需求量持續(xù)增長。據(jù)有關(guān)部門統(tǒng)計(jì)預(yù)測，硼砂和硼酸的產(chǎn)量，隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展的需要，每年將分別以6.25%和6.50%的平均速度增長，無疑硼鎂礦的產(chǎn)量也必須同步增長，才能滿足硼化學(xué)工業(yè)發(fā)展的需要，這樣硼鎂礦的供求形勢更為嚴(yán)峻。
因此解決這種供求矛盾采取的對(duì)策措施為：一是盡快開發(fā)翁泉溝鐵硼礦，該礦硼儲(chǔ)量占全國儲(chǔ)量的一半，翁泉溝鐵硼礦的開發(fā)與否，對(duì)滿足未來需求十分關(guān)鍵。二是繼續(xù)加強(qiáng)硼礦資源勘查，根據(jù)硼礦成礦規(guī)律和成礦條件，中國硼礦資源尚有較大潛力。在東北地區(qū)老礦區(qū)外圍和深部繼續(xù)尋找易采選的硼鎂石型礦，對(duì)中國其它兩個(gè)成礦帶也應(yīng)加強(qiáng)成礦條件 研究 ，注意尋找火山沉積型硼礦。第三是綜合利用鹽湖硼礦，西部青藏鹽湖硼礦保有儲(chǔ)量(B2O3)1800多萬噸，占全國總量的36%，對(duì)其開發(fā)利用 研究 將具有十分重要意義。
二、發(fā)展趨勢
為開發(fā)我國硼化學(xué)加工需求的硼礦資源，除加強(qiáng)地質(zhì)勘探工作，尋找新的礦產(chǎn)地外，對(duì)已查明的表內(nèi)貧礦、多元素共生鐵硼礦和含鈾鐵硼礦，應(yīng)加速其選礦、化工、冶金多方面的開發(fā)性
研究
工作，使這些資源盡快成為硼化學(xué)原料基地。在這方面，鄭州礦產(chǎn)綜合利用
研究
所和國內(nèi)幾家科研單位通過對(duì)遼寧鳳城翁泉溝含鈾鐵硼礦的綜合利用
研究
，采用預(yù)先粗粒拋尾，制取鐵硼混合精礦，降低了鎂硼比，進(jìn)一步濕法提硼取得了突破性的進(jìn)展；化工部長沙化學(xué)礦山設(shè)計(jì)
研究
院開發(fā)了“硼的化學(xué)分選法”，(又稱“一步法”)制取硼酸的新工藝，通過這些新工藝的推廣應(yīng)用，必將進(jìn)一步緩解我國硼礦緊缺的狀況。