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硼泥的环境问题及资源化利用

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中国资源综合利用China Resources Comprehensive UtilizationVol.38，No.22020年2月

- 72 -综合利用

硼泥的环境问题及资源化利用

尹玉霞1，2

（1.湖南城市学院材料与化学工程学院，湖南　益阳　413000；2.北京鼎一致远科技发展有限公司，北京　100102）

摘要：作为硼砂工业废渣，硼泥会带来自然堆积、土地碱化、地下水污染、尘土风沙等环境问题。因此，

本文综述了硼泥资源化利用的研究成果，并提出了硼泥资源化利用建议。硼泥含有大量的硼镁元素，可提

取有效成分制备化工产品，也可作为原料制备烧结材料、建筑工程材料、水处理絮凝剂和高分子复合材料等。

硼泥的综合利用不是简单的把堆存的硼泥消耗掉，而是需要结合物质迁移转化率等制约因素，研究出可大

规模资源化利用的硼泥产品及工艺，构建循环经济生态圈。关键词：硼泥；环境；资源化利用；循环经济

中图分类号：TD985 文献标识码：A 文章编号：1008-9500(2020)02-0072-04DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2020.02.021

Environmental Problems and Comprehensive Utillization of Boron Mud

Yin Yuxia1,2

(1. School of Materials and Chemical Engineering, Hunan City University, Yiyang　413000, China; 2. Beijing Dingyi Zhiyuann Science

and Technology Development Co., Ltd., Beijing　100102, China)Abstract: As a borax industrial waste residue, boron mud will bring environmental problems such as natural accumulation,

land alkalization, groundwater pollution, dust and sand. Therefore, this paper summarizes the research results of boron slime

resource utilization and puts forward suggestions for boron slime resource utilization. Boron mud contains a large amount

of boron and magnesium elements, which can be extracted from active ingredients to prepare chemical products, and can

also be used as raw materials to prepare sintered materials, construction engineering materials, water treatment flocculants,

and polymer composite materials. The comprehensive utilization of boron mud is not simply the consumption of the boron

mud that has been piled up, instead, it is necessary to combine the constraints of material migration and conversion to study

the boron mud products and processes that can be used on a large scale for resource utilization to build a circular economy

ecosystem.Keywords: boron mud; environment; comprehensive utilization; circular economy

中国的硼矿资源丰富，目前已查明的硼矿有55

处。硼矿是一种重要的化工原料，可直接用于生产硼

砂和硼酸。本文重点关注硼资源形成硼砂过程中的环

境问题，研究了硼砂工业废渣硼泥的资源化利用。

1　硼泥的环境问题

目前，硼砂多以硼镁矿为原料，采用碳碱法制备。

碳碱法的优势在于流程短、B2O3收率、碱利用率高、

资源消耗小、环境污染低，尤其适用于品位低于8%的硼镁矿的提取加工。碳碱法制备硼砂的工艺主要有

三个步骤，即煅烧研磨、碳解反应和过滤提纯，其中，

过滤提纯阶段会产生大量的硼泥废渣[1]。

硼泥在硼砂工业中的排放量是惊人的，通常生

产1 t的硼砂，会产生4～5 t的硼泥。目前，硼砂厂

产生的硼泥多自然堆放，不做任何处理。新产生的硼

泥含有20～30%的水分，呈碱性，pH值为8～10，

可使堆积的土地碱化而寸草不生，碱液渗透到地下，

可造成地下水污染。另外，硼泥颗粒较细，粒径为

收稿日期：2019-12-17

作者简介：尹玉霞（1982-），女，山东莒南人，博士研究生，主要从事岩石矿物材料的功能化、固废的资源化利用及高分子复合材料研究工作。

第2期

- 73 -综合利用尹玉霞：硼泥的环境问题及资源化利用

200～350目，失去水分后，随风飞散形成粉尘，污

染大气环境。

硼泥堆积所带来的环境问题已成为一种急需解

决的环境公害。通常，将硼泥资源再利用，是符合循

环经济生态思维的最有效的方法。

2　硼泥的资源化利用

硼泥具有一定的黏结性，可塑性较好。由于硼

镁矿产地和硼砂生产工艺不同，硼泥的化学组成稍有

差异，基本组成如表1所示。由表1可知，硼泥含有

大量的镁、铁、硼等元素，可通过资源化利用，将硼

泥变废为宝，有效解决环境污染。

多年来，世界各地研究者对硼泥的资源化利用

做了大量的研究工作。国外的硼泥综合利用研究集中

在土耳其，多用于建筑工程，制备砂浆混凝土等。在

国内，硼泥的研究单位主要有中国地质大学（北京）、

东北大学、大连理工大学、长春应用化学研究所等，

综合利用涉及化工、土木、冶金等多个领域。表1　硼泥的化学组成序号成分含量（%）1MgO23.0～43.42SiO222.6～32.73TFe2.4～14.64B2O30.7～5.65Al2O30.1～5.06CaO2.1～5.97R2O1.1～2.18灰分10.0～20.02.1　提取有效成分制备化工产品

根据硼砂的碳碱法制备工艺流程可知，硼泥中

镁元素主要以MgCO3和Mg(OH)2形式存在，而硼元

素则存在于原矿中没有充分反应的B2O3。在资源化

处理时，镁和硼元素都采用酸浸的方法提取，制备

成Mg（OH）2、MgSO4、MgCO3、MgO和B2O3。研究

发现，使用硼泥制备含镁产品的关键步骤是酸浸，酸

浸的时间和固液比例是影响镁浸出率的重要因素。硼

泥中镁的酸浸浸出率通常可达88%，综合回收率大于

80%[2]。硼泥经过700～800 ℃煅烧除去部分可燃杂

质后再酸浸，可进步一提高镁的浸出率[3]。

提取镁元素涉及的化学反应主要有：

MgCO3+2H+→Mg2++CO2↑+H2O （1）

Mg2++2OH-→Mg(OH)2↓ （2）

Mg(OH)2+2CO(过量)→Mg2++2HCO3- （3）

Mg2++2HCO3-→MgCO3↓+CO2↑+H2O （4）从硼泥中提取硼元素制备B2O3，常选用酸性气

体的饱和溶液浸出硼元素，再脱水得到B2O3，研究发

现，B2O3的回收产率可达95%[4]。使用SO2饱和溶液

浸出硼元素的主要化学反应如式（5）所示。

2CaO·3B2O3·xH2O+4SO2+

(11-x)H2O→2Ca2++6H3BO3+4HSO3- （5）

以上提取有效成分制备化工成品的方法，总体

成本较高，反应中使用大量酸会产生次生的环境威胁

和能量消耗。因而，此领域仍然有很大的发展空间，

开发出低能耗和无污染的工艺至关重要。

2.2　作为原料制备材料产品

2.2.1　烧结材料

从表1的硼泥组成可知，硼泥中含有大量的

MgO和SiO2，可用于制备砖、陶粒、玻璃和保温泡沫

等烧结材料。

硼泥可与其他矿物粉体，如煤矸石、粉煤灰、

铁尾矿等，按比例复配并高温烧结制砖。研究发现，

当硼泥混掺量达到25%时，制得的硼泥砖的力学

性能优于普通黏土砖[5]。60%～80%的硼泥与掺合

料、膨胀剂等复配制备陶粒，其耐火度高，保持在

1 390～1 700 ℃[6]。以硼泥为原料，通过浆料发泡法

在1 050 ℃烧结1 h，可制得孔隙率高、密度低、强

度高和保温隔热性能好的新型保温泡沫材料，导热系

数可达0.186 6 W/（m·K）[7]。硼泥可与其他矿物烧

结制备成CaO-MgO-Al2O3-SiO2系微晶玻璃[8]。

硼泥用于制备烧结材料，是目前消耗硼泥的主

要途径之一，但总体消耗量仍不足50%。此外，制备

烧结材料一般采用高温烧结，是一种高能耗的硼泥资

源化再利用方法。

2.2.2　建筑工程材料

硼泥具有较好的粘结性能，可与水泥、砂子等

掺合制备建筑混凝土。研究发现，将硼泥用作建筑砂

浆中的掺合料，与水泥、煤渣和砂子混合，28 d凝固

后的抗压强度、软化系数和冷冻系数均高于相同质量

配比的白灰混合砂浆[9]。

此外，硼泥有较好的粘结度和密实性，用水浇

注后不透水。基于此特点，硼泥作为一种新型的粘结

和填充材料，已用于多种工程和设施的修建中。修建

运动场时，以硼泥、黏土和砂子夯实，六年后，场地

仍完好无龟裂现象，且遇雨雪不吸水，可马上使用[10]。

2.2.3　水处理絮凝剂

硼泥可作为吸附剂或絮凝剂，用于处理洗煤废

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硼泥的性质及综合利用

硼泥的性质及综合利用

硼泥的性质及综合利用

单松高　阎加强　陈　文　伍卫琼　(武汉工业大学材料学院)

摘　要　简要介绍了硼泥的产生、组成及性质,重点讨论了硼泥在建材、化工、冶金等领域的再生利用,以期加速推广硼泥的综合利用,减少污染,保护环

境。

关键词　硼泥　综合利用　性质

1　前　言

硼泥是工业上利用硼镁(铁)矿生产硼砂

后排出的废渣,每生产一吨硼砂约排出4～5

吨硼泥。目前我国硼砂生产厂较多,每年有大

量硼泥排出并堆积野外,侵占土地,污染环

境。因此,分析研究硼泥的性质,开发应用这

种二次资源,对提高经济效益,减少环境污

染,促进资源再生都有重要意义。

2　硼泥的产生、组成与性质

硼泥的组成与生产硼砂的原料及其工艺

密切相关。生产硼砂的主要原料是硼镁矿

(2MgO・B2O3・H2O),硼镁矿中伴有部分蛇

纹石、磁铁矿及少量白云石、真绿泥石、滑石及云母等杂质。利用硼镁矿生产硼砂的方法

主要有加压碱解法和碳碱法两种,加压碱解

法的原理可表示为:

2MgO・B2O3+2NaOH+H2O

2NaBO2+2Mg(OH)2(1)

　4NaBO2+CO2Na2B4O7+Na2CO3(2)

碳碱法生产硼砂的原理为:

　2(2MgO・B2O3)+Na2CO3+2CO2+

xH2ONa2B4O7+4MgO・3CO2・xH2O

(3)

硼泥的主要化学组成为MgO和SiO2,

并含有一定量的Fe2O3、B2O3和少量CaO、

Al2O3等,表1列出了国内部分厂家硼泥的

化学成分。表1　国内部分厂家硼泥的化学成分

厂 名SiO2MgOTFeB2O3Al2O3CaOR2OILTotal鞍山化工建材厂32.2043.434.900.742.562.090.6514.07100.64凤城二台子硼矿32.6323.942.385.642.565.86///四宝山硼砂厂20.8331.3214.593.151.022.56///辽阳冶建化工厂32.6828.2314.212.531.192.110.68512.7594.385沈阳农药厂22.6034.517.754.580.0992.310.048//开原化工厂25.6137.035.984.400.0653.080.35//牡丹江化工二厂23.1628.5613.183.904.983.65/13.9391.36牡丹江化工二厂23.4436.746.896.101.342.41/15.8892.80

研究疏浚土资源化利用现状及存在问题

研究疏浚土资源化利用现状及存在问题

研究疏浚土资源化利用现状及存在问题

发表时间：2020-01-13T10:54:49.807Z 来源：《防护工程》2019年18期 作者： 宋苗苗 贺晓东 任志 赵卫民 宋泽宇

[导读] 强化疏浚土的宣传、建立疏浚土资源化利用机制等，以便疏浚土的应用更加合理、科学，保障港口环境的健康发展。

湖南百舸水利建设股份有限公司 湖南省长沙市 410000

摘要：我国应用疏浚土，尽管取得了一定的成就，但是资源化应用情况并不是非常理想，其技术标准还处于刚刚发展的阶段，所以存在的一些问题需要研究和解决。本文针对疏浚土资源化利用现状及存在问题给出了详细分析。

关键词：疏浚土；资源化利用；存在问题

为了对河道的泄洪能力给予保障，使得航道更加通畅，使得湖泊的蓄洪能力得到增强等，河湖疏浚会产生大量的疏浚土，并且疏浚土的含水率非常高。我国沿海回淤强度比较大的港口包括渤海湾的天津港以及黄骅港、长江口区域的上海港和长江口深水航道。一般的处理

为抛弃。但是，这样的处理方式，会严重破坏海洋环境，所以受到了多方的限制。

1、疏浚土应用的现状

1.1疏浚土总量大

疏浚土的总量非常大，并且大多数都来自沿海港口航道疏浚。我国内部水运工程中，疏浚土的总量正在逐步提升，根据相应的数据统计，沿海水运工程当中的疏浚土，每年的产量大概为3-10亿立方米，其中内和水运工程大概为8000万立方米左右。现在的港口建设速度非

常快，所以产生的疏浚土数量越来越多，并且集中的区域为沿海区域。

1.2疏浚土的应用方式单一

疏浚土的应用形式非常单一，多数都应用在了吹填造路中。由于新建港口、临港工业产生的一系列生产需求，需要实施更多的围海造地工程，使得吹填的需求有了很大的提升。从总体角度进行分析，在沿海工程当中，对于疏浚土的应用效率非常高，但使用的形式却非常

单一[1]。大约有九成以上的疏浚土被应用在了吹填造陆中，剩下的部分应用在了稳固堤坝中。在内陆江河，对其应用的数量尽管少一些，

硼矿资源清洁高效利用与固废源头减量关键技术-概述说明以及解释

硼矿资源清洁高效利用与固废源头减量关键技术-概述说明以及解释

硼矿资源清洁高效利用与固废源头减量关键技术-概述说明以及解释

1.引言

1.1 概述

硼矿资源作为一种重要的战略矿产资源，在我国具有丰富的储量和广阔的开发利用前景。然而，目前我国硼矿资源的开采利用仍存在技术不成熟、能源消耗大、环境污染严重等问题。同时，固废处理也是当前社会面临的一个重要挑战，随着工业化进程的加快和城市化发展的不断推进，固废源头减量问题日益凸显。

为了解决硼矿资源开发利用和固废处理的问题，本文将重点探讨硼矿资源清洁高效利用与固废源头减量关键技术，旨在推动我国硼矿资源的可持续利用和固废资源的资源化利用，为实现资源循环利用和可持续发展提供技术支撑和思路。议": {}

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请编写文章1.1 概述部分的内容

1.2 文章结构 文章结构部分主要描述了本文的组织结构和内容安排，对读者说明了本文的主要内容和章节布局。文章结构部分通常包括引言、正文和结论三个主要部分。

在本篇文章中，文章结构部分的内容可以包括以下内容：

- 引言部分介绍了本文的研究背景和意义，概括了硼矿资源清洁高效利用与固废源头减量关键技术的重要性和现状。

- 正文部分分为两个主要部分：硼矿资源清洁高效利用关键技术和固废源头减量关键技术。这两部分分别探讨了不同方面的关键技术和发展动向。其中，硼矿资源清洁高效利用关键技术包括提高硼矿资源开采利用效率、硼矿资源加工技术创新和硼矿资源综合利用模式探索等内容；固废源头减量关键技术包括固废资源分类与回收技术、固废资源再生利用技术和固废资源减量化处理技术等内容。

- 结论部分对文章的主要内容进行了总结，同时展望了硼矿资源清洁高效利用和固废源头减量技术的未来发展方向，提出了相关的建议和思考。

通过文章结构部分的介绍，读者可以清晰了解本文的整体布局和内容安排，有助于读者快速把握文章的主旨和要点。

1.3 目的

本文的主要目的是探讨硼矿资源的清洁高效利用和固废源头减量的关键技术。通过对硼矿资源开采利用效率的提升、加工技术的创新和综合利用模式的探索，探讨如何实现硼矿资源的可持续利用。同时，通过固废资源的分类回收、再生利用和减量化处理技术的研究，旨在减少固废的排放量，降低对环境的污染和资源浪费，实现固废资源的高效利用。通过本文的研究，旨在为相关领域的研究和实践提供参考和借鉴，推动我国硼矿资源和固废资源的可持续发展。 }

辽吉地区硼矿资源的开发现状与合理利用建议

辽吉地区硼矿资源的开发现状与合理利用建议

辽吉地区硼矿资源的开发现状与合理利用建议

【摘 要】我国硼的需求量不断增长，目前硼矿资源处于十分紧缺的局面。辽宁吉林南部地区是我国硼矿的主要产地，应加强该地区的硼矿资源研究，综合利用低品位硼矿，为我国硼化学工业提供新的资源。提高硼矿的综合利用能力，做到资源可持续发展，缓解当前硼需求紧张的局面。

【关键词】硼矿；辽吉地区；资源综合利用；可持续

一、辽吉地区硼矿资源特征

辽东-吉林南部地区是我国最主要的硼矿资源产地，目前该地区的硼矿产量占国内硼矿生产的90%以上，年产硼产品130余万吨。辽东地区硼矿床分布在辽宁省东部大石桥市、凤城市、宽甸县，向东延至吉林省南部呈W-E，NE向带状分布。东西延长300 余km，南北宽100km，简称辽吉硼矿带。现查明有特大型硼铁矿床 1 处，大、中、小型硼镁石（包括硼镁铁矿床）矿床16处，硼矿点17处。辽东-吉南地区已发现100多个硼矿床（点）。

辽吉地区分布地层为辽河群地层，其中里尔峪组为含硼岩组，分布自辽东延至吉南呈东西向狭长地带，主要岩性为浅粒岩、钠长浅粒岩、磁铁浅粒岩、电气变粒岩、黑云变粒岩，夹斜长角闪岩及含硼蛇纹石化镁质大理岩（或蛇纹石化镁橄榄岩）；下部发育角闪石条痕状混合岩。条痕状混合岩、黑云变粒岩及镁质大理岩、浅粒岩构成了具有独特性质的含硼建造。

辽宁吉林地区的硼矿与花岗岩关系密切，被称为“辽吉花岗岩”，地质地球化学和年代学研究发现“辽吉花岗岩”共有两期，分别是条痕状钾长-二长花岗岩和的斜长花岗岩、斑状花岗岩和角闪辉石正长岩等。这两期“辽吉花岗岩”均为后期侵入含硼岩系之中，并非含硼岩系基底。本区硼矿床的形成时代为古元古代，通过系统的岩石地球化学研究表明辽吉硼矿带地球动力学演化经历了（1）鞍山旋回-南北两个太古宙陆块分别形成；（2）辽河旋回-辽吉洋的演化封闭；（3）燕辽-海西旋回-板内演化；（4）印支-燕山旋回-构造-岩浆活化四个阶段。

辽吉地区的硼矿床中的硼矿体，普遍认为与电英岩具有密切的联系，硼矿体与电英岩同为热水喷流沉积产物，该类矿床为热水喷流沉积硼矿床，而且该地区硼矿床遭受了后期热液的改造作用。 通过对硼矿石B、C、O、S同位素研究结果表明硼矿物和电英岩中电气石的硼来自洋中脊；矿石中的碳与火山活动关系密切，氧来自深源岩浆，硫则部分来自古海洋，部分来自火山喷气。另有一些硼矿为接触交代镁质矽卡岩多金属矿床。主要有用元素为铁、硼、铀、镁， 其储量均达大型规模。矿石物质成分复杂， 已发现的矿物有60多种。矿床中主要有用矿物为磁铁矿、硼镁石、晶质铀矿、硼镁铁矿，其次有磁黄铁矿、黄铁矿等； 主要脉石矿物是蛇纹石，少量的石英、白云石、方解石、长石、云母等，如辽宁凤城的硼铁矿矿床。