硼的研究现状
- 格式:doc
- 大小:13.50 KB
- 文档页数:1
百度结果生理功能(百度结果)有关硼的吸收代谢科学界了解得并不充分,硼在膳食中很容易吸收,并大部分由尿排出,在血液中是与氧结合,为H₃BO₃或B(OH)₄一,硼酸与有机化合物的羟基形成酯化物。
动物与人的血液中硼的含量很低,并与膳食中镁的摄入有关,镁摄入低时,血液中硼的含量就增加。
硼可在骨中蓄积,但尚不清楚是何种形式。
硼普遍存在于蔬果中,是维持骨的健康和钙、磷、镁正常代谢所需要的微量元素之一。
对停经后妇女防止钙质流失、预防骨质疏松症具有功效,硼的缺乏会加重维生素D的缺乏;另一方面,硼也有助于提高男性睾丸甾酮分泌量,强化肌肉,是运动员不可缺少的营养素。
硼还有改善脑功能,提高反应能力的作用。
虽然大多数人并不缺硼,但老年人有必要适当注意摄取。
[9]硼的生理功能还未确定,存在两种假说解释硼缺乏时出现的明显而不同的反应,以及已知硼的生化特性。
一种假说是,硼是一种代谢调节因子,通过竞争性抑制一些关键酶的反应,来控制许多代谢途径。
另一种是,硼具有维持细胞膜功能稳定的作用,因而,它可以通过调整调节性阴离子或阳离子的跨膜信号或运动,来影响膜对激素和其他调节物质的反应。
硼对植物的具体作用资料二发表日期:2007年12月27日出处:中国农经信息网本页面已被访问6331 次一、硼对植物有哪些具体的作用?1923年就肯定了硼是植物所必需的微量元素。
有关硼在植物中的生理作用,大致有以下几个方面:1、硼是植物体各部分的组成成分,影响细胞膜形成。
2、硼参与分生组织的细胞公化过程。
缺硼时,细胞分裂不良几天长点坏死。
3、硼促进碳水化合物的转化和运转,加快植株生长发育,促进早熟。
4、硼对叶绿素的形成和稳定性有良好作用,缺硼时,新叶白化,老叶早黄。
5、硼能抑制不害酚类化合物和木质素的生物合成,防止顶芽褐腐、心腐病。
6、硼对植物生殖器官的形成和发育起重要作用,促进花粉萌发,刺激花粉管伸长,对植物授精有特别影响,有利于种子形成,减少落花落果等作用。
硼肥的应用现状及发展前景邵建华;王洪涛;刘金友;杨莹山【摘要】硼是农作物生长的必需营养元素.分析了我国不同地区硼素的缺乏情况,介绍了硼肥的品种和硼资源情况,同时对硼肥的应用现状和发展前景进行了分析.我国硼泥资源丰富,以硼泥为原料生产硼镁肥不仅可以消化硼化工生产企业产生的污染物,而且其中所含有的镁、硼、硅、钙都是农作物生长的必需元素.%Boron is an essential nutrient element for crop growth.An analysis is given of boron deficiency in various parts of China,a description is made of boron fertilizer products and boron resources,and an analysis is given of the use of boron fertilizer and the prospect for its development.The domestic boron sludge resources are rich,the boron magnesium fertilizer based on boron sludge not only digests the pollutants from boron chemical plants but also contains magnesium,boron,silicon and calcium,which are essential elements for crop growth.【期刊名称】《化肥工业》【年(卷),期】2013(040)003【总页数】4页(P13-15,35)【关键词】硼肥;硼资源;应用现状;发展前景【作者】邵建华;王洪涛;刘金友;杨莹山【作者单位】江苏省农科院资环所江苏南京210014;金玛<宽甸>硼矿有限公司辽宁丹东118200;金玛<宽甸>硼矿有限公司辽宁丹东118200;金玛<宽甸>硼矿有限公司辽宁丹东118200【正文语种】中文自从20世纪科研人员发现微量元素对农作物生长的机理和作用以来,许多国家越来越重视微量元素的作用及其机理的研究,在现代农业生产中微量元素也发挥出越来越重要的作用。
电子、玻璃、医药等领域。
因此在众多的稀缺金属元素中,随着国内外科技的不断发展,对铷、铯的需求日益增加。
文章主要论述了三种方法分离提取铷铯。
2.1 沉淀法沉淀法是一种比较经典的提取方法,是在一定pH 、时间等条件下,通过控制某些沉淀剂的浓度,利用铷、铯离子能与沉淀剂反应结晶沉淀或生成难溶化合物的性质,进行分离提取出目标离子。
铷、铯离子产生沉淀的前提是与大体积阴离子结合。
用于提取分离铷、铯离子的大体积阴离子常用的是杂多酸、络合酸盐、多卤化物[8]、矾类[9]和某些有机试剂等等。
沉淀法在早期的工业生产中和裂变产物放射性元素的分离应用较多,这种方法一般用于从水溶液中或从铷、铯含量高的卤水中分离提取铷、铯。
利用沉淀法提取铷、铯的研究很少,主要是盐湖卤水中铷、铯的含量太少,利用沉淀法分离结果不是很理想。
岳涛等[10]以四苯硼钠作为铷的沉淀剂,利用重量法来分离铷,四苯硼钠可作为铷、铯的理想沉淀剂,由于反应生成的沉淀在水中的溶解度极小,四苯硼铷在水中的溶解度仅为0.378mg ,然而由于四苯硼钠也是钾离子的最佳沉淀剂,盐湖中的钾离子含量远远高于铷离子浓度,所以实际上用四苯硼铷做沉淀剂并不可行。
徐伟强等[11]用磷钨酸与铯反应产生沉淀来分离反应堆底泥中的放射性元索137Cs,该方法的平均回收率为99.72%,效果较好。
沈振天等[12]通过将制备的碘铋酸钾(KBiI)对标准CsCl 溶液(2g/L)进行重沉淀,并将所得沉淀物Cs 3Bi 2I 9溶解在盐酸溶液中后利用阴离子交换树脂去除杂质阴离子Bi 2I 93-,准确测定了合成样铯盐中的铯,测定误差小于0.7%,除了RbCl 的干扰,其他碱金属和碱土金属元素并不影响测定。
在钾离子等碱金属元素存在的情况下,碘铋酸钾也可准确的沉淀铷、铯,然而由于碘铋酸钾不溶于水,不能在盐湖卤水中提取铷、铯,矿石中铷、铯的提取可以用这种方法。
由于沉淀剂价格昂贵,且沉淀法的过程相对复杂,虽然沉淀法的回收率很高,沉淀法在实际生产中也很少应用。
全球硼矿资源开发现状与潜力分析王靓靓;王秋舒;吴亮【摘要】硼矿资源主要集中分布在环太平洋与地中海构造带内,土耳其、俄罗斯、美国、智利与中国五个国家硼矿储量总和约占世界总储量的97%.2010~2017年,全球硼矿山产量呈递增趋势,2017年达到980万t.为满足高速发展的国民经济对日益增长的硼资源的需求,有效利用全球优质硼矿资源,本文圈定了土耳其西安托利亚、南美安第斯、辽-吉-东西伯利亚、青海-西藏、美国西部五个硼矿资源潜力区,并尝试提出了以资本介入方式参与土耳其硼矿勘查开发、加强对南美硼矿资源潜力区的勘查投入、加大国内硼矿勘查投入和综合利用的战略建议.【期刊名称】《中国矿业》【年(卷),期】2019(028)004【总页数】5页(P74-78)【关键词】硼矿资源;资源开发;潜力区;战略建议【作者】王靓靓;王秋舒;吴亮【作者单位】中国地质调查局发展研究中心 ,北京100037;中国地质调查局发展研究中心 ,北京100037;中国地质调查局西安地质调查中心,陕西西安710054【正文语种】中文【中图分类】F416.1;F407.1硼以其典型性非金属的身份在战略性新兴产业中崭露头角,其用途达300多种,除传统五大领域(玻璃、陶瓷、农业、洗涤剂和漂白剂)外,随着社会进步与高新技术不断发展,含硼化合物在航空航天和国防建设中的应用,越来越受到人们的重视。
全球对硼的需求将在一段时间内持续增长,探讨全球硼矿资源勘查开发现状与潜力分析具有重要意义。
本文以全球硼矿资源分布特点为基础,介绍了主要硼矿资源国资源概况、勘查开发概况,划分了全球硼矿资源潜力区。
尝试性提出了我国面对高品质硼资源对外依存度较高的形势下,应以“两翼齐飞”为发展态势,实施多元化资源利用的战略建议。
1 硼资源概况1.1 全球硼矿资源分布特点硼矿资源主要集中分布在环太平洋与地中海构造带内,主要资源国为土耳其、俄罗斯、美国、智利和中国,这五个国家硼矿储量总和约占世界总储量的97%。
含硼矿中硼的提取工艺技术现状及趋势胡伟;杨晓军;符寒光【摘要】硼化合物是重要的工业原料,从矿石中提取出的硼主要以硼酸和硼砂的形式存在.我国从20世纪60年代开始建立硼工业以来,先后采用以硫酸法为主生产硼酸、碳碱法为主生产硼砂的工艺技术.由于近年来硼资源品位的下降、环境问题的涌现以及产品纯度要求的提高,催生了不同提硼新方法的研究,希望能从改善硼矿中硼的浸出率、减少环境污染及提高产品纯度等方面着手逐步取代传统的提取工艺.论文首先介绍了硼酸和硼砂的应用,然后重点介绍了我国现有的提硼工艺技术.最后,介绍了提取硼的非传统工艺并分析了其发展前景.【期刊名称】《有色金属科学与工程》【年(卷),期】2015(006)006【总页数】6页(P65-70)【关键词】硼矿;硼酸;硼砂;提取【作者】胡伟;杨晓军;符寒光【作者单位】北京工业大学材料科学与工程学院,北京100124;北京工业大学材料科学与工程学院,北京100124;北京工业大学材料科学与工程学院,北京100124【正文语种】中文【中图分类】TQ128;TF123.32由硼矿石中得到的硼产品主要是硼酸和硼砂.硼酸广泛应用于玻璃制造、陶瓷烧制、冶金工艺和医药等领域.在玻璃制造和陶瓷烧制过程中,硼酸的助溶作用不仅可降低产品的烧结温度,而且其形成的无定形相使产品具有更好的强度;在冶金工业中,硼酸不仅可用作添加剂、组溶剂,还可用来生产具有高硬度和良好的轧延性硼钢;在医药领域,硼酸因具有消炎、杀菌、防腐和润滑等作用而成为药品中的重要成分.硼砂主要用于玻璃和陶瓷行业,在玻璃制造过程中,加入硼砂可提高玻璃的透明度及耐热性能.在陶瓷制品中,加入硼砂可使瓷釉不易脱落,具有光泽.硼砂是制取含硼化合物的基本原料,几乎所有的含硼化合物都可经硼砂制得[1-8].本文在概述硼资源储备和分布的基础上,综述了由含硼矿石中提取硼酸和硼砂的工艺技术,展望了由含硼尾矿提取硼化合物的工业前景.1 硼资源概述1.1 硼资源分布1.1.1 世界硼资源概况当前,全球已探明的硼矿储量约为2.14亿t(以B2O3计),基础储量为4.1亿t,集中分布于美国西部和喜马拉雅-阿尔卑斯成矿带.其中,美国、土耳其、中国、俄罗斯和智利等5国硼资源储量优势明显,合计占到世界总储量的96.73%,其资源储量如表1所示[9-10].表1 世界硼资源储量分布Table 1 Distribution of world boron reserves世界排名国家储量/万t 比例/% 1土耳其 6 000 28.00 2美国 4 000 18.67 3俄罗斯 4 000 18.67 4智利 3 500 16.33 5中国 3 200 14.93由表1看出,土耳其拥有全球最多的硼资源储量.其主要矿物为硬硼钙石、钠硼解石和天然硼砂3种类型,矿石品位(B2O3,以下同)一般在25%~42%,最高品位可达50%以上[11].在美国,加利福尼亚南部地区是其主要的硼资源储藏地.硼酸钠矿是主要的含硼矿石,矿石B2O3含量在20%左右,仅需通过简单的加工便可以开发利用.另外,此地还有四水硼砂矿物.在俄罗斯,硼资源的分布主要是在镁砂卡岩和钙砂卡岩中,矿石硼含量可达34%. 此外,南美洲地区也有部分硼矿资源,主要集中分布在阿根廷、玻利维亚、秘鲁和智利等西部安第斯高原地区的国家,主要含硼矿石为钠硼解石和硼砂,矿石中B2O3的平均品位在20%左右[12].除上述国家和地区外,意大利、朝鲜、哈萨克斯坦等国也分布有少量的硼资源,因其量少且分散而不便大规模的开采利用[13].1.1.2 我国硼资源特点我国硼资源十分丰富,已探明储量居世界第5位.其中约90%的储量集中分布于东北辽宁-吉林及西部青海、西藏等省区.表2给出了我国硼资源储量分布的具体情况[14].从表2看出,我国硼资源分布极不均衡,其中硼资源储量最为丰富的是辽宁省,占全国总储量的57.32%[15].其次为青海省和西藏自治区,他们硼资源储量之和占全国硼资源总量的29.8%[16].表2 我国硼资源储量利用情况Table 2 Utilization of boron reserves in China 地区矿区数基础储量/万t 储量/万t 资源量/万t 查明资源储量/万t全国 88 3 102.05 1 583.76 4 191.15 7 293.20内蒙古 1 不详不详 0.76 0.76辽宁 33 1 956.07 1 048.43 1 104.91 3 060.98吉林 10 28.57 3.53 12.15 40.72黑龙江 1 不详不详 0.50 0.50江苏 1 不详不详 0.01 0.01湖北 1 不详不详 524.90 524.90湖南 2 4.00 3.36 56.39 60.39西藏 20 85.96 19.80 1 817.60 1 903.56青海 12 1 001.30 486.60 560.91 1 562.21天津 1 不详不详 2.17 2.17浙江 1 不详不详10.01 10.01广东 1 26.15 23.04 20.72 46.87广西 1 不详不详 2.70 2.70四川 1 不详不详 69.30 69.30新疆 2 不详不详 8.12 8.12我国硼矿资源的特点是:①储量丰富,品位低;②矿石种类多,共/伴生矿物多;③产地分布不平衡,过分集中[17].1.2 硼工业发展概况当前,全球硼化物产量已达300万t左右.美国作为世界上最大硼化物生产国和消费国,产量居首位,约为138万t;其次为拥有世界上最丰富硼资源的土耳其,硼化物产量约为118万t,除小部分供自身消费外,多用于出口;而后是硼资源储量较为丰富的俄罗斯,硼化物年产量约为22.7万t;最后为硼化物年产量约为7.8万t的阿根廷.表3是国内外常用的硼矿加工方法[18-21].世界约85%的硼化物产自于美国和土耳其[22].这两个国家凭借资源上的绝对优势,不仅具有生产成本低,而且还有产品质量好的特点,在国际市场上拥有极强的竞争力,垄断了整个世界的硼酸盐市场.中国是硼资源较为丰富的国家之一,但硼工业起步较晚,1955年后才建立自己的硼工业.经历60年的发展,已建立起开采硼矿、遴选硼矿、加工硼矿、硼精细化工及新型的含硼材料生产等一系列工业体系.到目前为止,中国的硼砂和硼酸生产能力分别约为60万t/a,和30万t/a[23].但随着硼用途的不断扩展,我国对硼的需求量持续增长,从而使供需矛盾日益突出,对外依存度越来越大,从2005年开始,我国硼砂及硼酸的进口超过了国产量,因此,开展从硼矿石中高效提取硼的基础理论和关键技术研究,对解决我国硼资源的短缺问题及推动硼工业发展有着重大意义.2 硼产品生产工艺现状2.1 现存硼酸生产工艺钠硼解石、天然硼砂、硬硼钙石、斜方硼砂等是制取硼酸的主要矿物.硼砂酸化法、硫酸一步法、盐酸法、碳铵法、多硼酸钠法等则是目前我国制取硼酸的主要方法[24].1)硼砂酸化法.硼砂酸化法是以硼砂和硫酸或硝酸为原料,将硼砂酸解得到硼酸和硫酸钠或硝酸钠,然后根据硼酸及硫酸钠或硝酸钠溶解度的不同,蒸发浓缩结晶后,过滤得到硼酸和有应用价值的副产品硫酸钠或硝酸钠和硫酸钠.其主要发生的反应为:硼砂酸化法的主要优点是原料来源广、工艺流程短、技术成熟、易于大型化、硼回收率高(可达90%以上)、无环境污染等.2)硫酸一步法.硫酸一步法是由硼镁石矿制取硼酸的主要方法.其主要反应方程为:在95℃左右温度条件下,浓硫酸与硼镁石反应,生成的硼酸溶入液相中,然后过滤得到含硼酸的滤液,由于硼酸在水中的溶解度随温度的降低而减小,将滤液冷却,使硼酸从液相中结晶析出.硫酸一步法的最大优点是硼镁矿石无需活化焙烧,而且其工艺流程简单,缺点是部分硼酸会随母液排放,导致硼的收率低(不到70%).且随着矿石中硼含量的下降及矿石杂质含量的增多,硼的收率会不断下降[25-27].当矿石中硼含量(B2O3)低于10%时,不适于用此法生产硼酸[28].3)盐酸法.盐酸法制取硼酸的主要反应方程为:可能的副反应有:盐酸法制取硼酸的主要优点是硼酸的收率较硫酸法高,从母液中可回收镁.缺点是成本较高,盐酸的挥发严重,不仅对人体危害大,而且设备的腐蚀也特别严重.因此,很少有厂家用盐酸法生产硼酸[29].表3 国内外常用的硼矿加工方法Table 3 Common used boron ore processing methods at home and abroad硼矿加工方法分解剂最终产品应用国家钠硼解石、硬硼钙石、硅钙硼矿、硼镁矿碱法、碳碱法 Na2CO3、NaOH、NaHCO3、Na2CO3+CO2 Na2B4O7 中国、土耳其、俄罗斯天然硼砂矿、硼钙石矿、中国、土耳其、俄罗斯、美国等国钠硼解石、硬硼钙石、硅硼钙矿、硼镁矿酸法 H2SO4、HCl、HNO3、H3PO4、H2CO3、CO2、HF、H4SiO4以及上述酸的混酸H3BO3白钙硼矿、硼镁矿氨法 NH3、(NH4)2SO4、(NH4)2SO3、(NH4)2CO3、NH4HCO3、NH4HSO3、Na2S或NaCl-CO2-NH3Na2B4O7、H3BO3中国、土耳其、俄罗斯、美国钠硼解石、硬硼钙石、白钙硼矿、硼镁矿溶剂萃取法、点解电渗析法、多硼酸钠法、蒸汽蒸馏法、浮选法、离子交换法、二氧化硫法多元醇或其他各种醇类、纯碱-二氧化碳-硫过热系统500℃以上、烷基磷酸钠、聚萘磺酸、多元羟基酸盐、二氧化硫气体H3BO3 中国、俄罗斯、美国4)碳铵法.碳铵法是以硼镁石和碳酸铵为原料制取硼酸的工艺过程.硼镁石经焙烧活化后,与碳酸氢铵混合,在浸取釜内加热至140℃,于1.5~2.0 MPa压力下反应约4 h,放出剩余气体,经吸氨塔回收氨后,降温至110℃时放料.经过滤机过滤洗涤、排除废渣后,溶液送入蒸氨塔进行脱氨,回收氨水.当蒸至氨硼比低于0.04(摩尔比)时再浓缩、冷却、结晶、分离、干燥,制得硼酸产品.活化焙烧:浸取反应:脱氨反应:碳铵法的优点是设备腐蚀性较小,缺点是流程长而较复杂,能耗大[30].5)二氧化硫法.该法是利用SO2(约7%)和空气的混合气体将硼镁矿中的硼镁石分解制取硼酸的方法.主要反应方程为:二氧化硫法制取硼酸不仅对设备的腐蚀严重,而且还污染空气,故很少采用[31-32].2.2 硼砂生产工艺1)加压碱解法(烧碱法).将含硼矿石煅烧、粉碎,在0.3~0.5 MPa压力、130~150℃温度下与烧碱溶液反应,生成溶于水的偏硼酸钠,反应如下[33-35],过滤出氢氧化镁沉淀后,将滤液浓缩冷却析出四水偏硼酸钠(NaBO2·4H2O)结晶,再将四水偏硼酸钠(NaBO2·4H2O)结晶溶解于水中,通入二氧化碳后,生成硼砂和碳酸钠.根据硼砂在水中的溶解度随温度的降低而减少的原理,通过降温使硼砂从液相中结晶析出.根据硼砂与碳酸钠在水中溶解度的不同,通过降温结晶使硼砂与碳酸钠分离.加压碱解法优点是碱解率高,经济效益好,虽然硼的浸出率低,但母液可回收利用.缺点是工艺流程较长,烧碱的损失率大,且矿石品位越低,烧碱损失率越大.此法不宜加工品位低于12%的矿粉[36].2)碳碱法.碳碱法是目前制取硼砂的主要方法.碳碱法工艺的大致过程是,在硼镁矿粉中加入碳酸钠溶液,然后通入石灰窑气(CO2)进行碳解,滤液经浓缩,冷却析出硼砂结晶,含硼砂的母液可循环利用.碳碱法的反应方程式如下:当通入过量的CO2时,反应方程式为:碳碱法的优点是工艺流程短、硼砂收率较高,尤其是该法能够加工低品位硼镁矿,适合中国硼矿资源.最明显的缺点是滤液浓缩工序耗能较高[37].3)硫酸法.将硫酸加入硼镁矿粉中,生成溶于水的硼酸,将滤液中的硼酸分离,加入纯碱溶液中反应,生成溶于水的硼砂,滤液经过浓缩、冷却析出硼砂结晶.过滤硼砂后的母液可以循环利用.反应方程式为:对于低品位硼镁矿,硫酸法制取硼砂随着矿石品位降低而收率降低,不宜使用[38]. 4)常压碱解法.常压碱解法制取硼砂的工艺过程是:将硼镁矿煅烧、粉碎而得到熟矿粉.再在熟矿粉中加入氢氧化钠溶液中进行碱解,碱解后的滤液经蒸发浓缩、冷却得到偏硼酸钠结晶.偏硼酸钠结晶加水溶解,加小苏打中和,冷却得到硼砂结晶.母液和洗液均可回收用于配制碱液[39].3 非传统工艺研究尽管硫酸法制取硼酸,碳碱法制取硼砂是目前我国最广泛使用的方法,但由于原料品位低,都有浸出率和回收率低,能耗大,设备损耗严重,环境污染重,纯度低等一系列问题,导致我国硼工业缺乏国际竞争力,高纯度硼产品大量依赖进口.因此,研制新方法,改进现有工艺显得十分迫切.浸萃联合法制取硼酸工艺和钠/钙化焙烧法制取硼砂是近年研究较多的工艺方法.3.1 浸萃联合法制取硼酸浸萃联合法是以盐酸为分解剂,异辛醇为萃取剂,煤油为稀释剂,结合反应和萃取2个过程的一种工艺方法.将矿粉、盐酸、水混合,待反应完毕,加入异辛醇和煤油的混合液,搅拌后静止分层,得到含有硼酸的有机相.对有机相进行反萃取,得到硼酸水溶液,再经浓缩,冷却后得到硼酸晶体.此法缺点是,浓盐酸挥发性大,不仅对人体有害,而且对设备的腐蚀极为严重.用硫酸替代盐酸进行酸解则可极大地改善上述问题.硫酸酸解低品位硼矿时,酸解率可以达到95%左右[40],但若采用传统盐析分离的方法就会存在硼回收率低的问题,若是将酸解出来的硼酸用萃取的方法分离,就可以避免盐析分离过程中硼酸的挥发问题.以硫酸作为浸出剂,浸萃联合制取硼酸需进一步研究酸解的条件以及萃取条件.此外,采用何种方法能将有机相中的硼酸有效地反萃取出来,也是浸萃联合法制取硼酸需要考虑的关键问题.根据MgCl2盐析原理和溶液pH值的影响,不同浓度的MgCl2和pH值导致硼酸在有机相和水相中的分配比发生显著变化,那么,能否通过改变MgCl2的浓度和pH来提高硼酸的萃取和反萃取效率,还需做进一步研究[41-42].3.2 钠/钙化焙烧富硼渣制取硼砂钠化焙烧是将富硼渣粉末与钠化剂(如NaCl、Na2CO3、Na2SO4、NaOH等)均匀混合,在950℃左右条件下焙烧,然后空冷降温至室温得到钠化渣.随后用水热浸取法制备硼砂.以纯碱作为钠化剂为例,钠化发生的主要反应有:用钠化法可将富硼渣的活性提高到80%以上.但钠化焙烧法的问题有:钠化焙烧样水热浸取液不仅有硼酸钠盐还有碳酸钠盐,这2种钠盐都极易溶于水,分离困难;由于富硼渣中硅、锰、铁、铝等氧化物的存在能促使热稳定性高的钠化剂分解的同时,焙烧会产生大量Cl2、HCl、SO2等有毒气体,工业生产中危害较大[43].其产生的原因如下列方程式所示:钙化焙烧就是用钙化剂(Ca(OH)2或CaCO3)替代钠化剂,焙烧产生硼酸钙,在碳碱法处理焙烧样时生成碳酸钙沉淀,分离容易,而且钙化剂分解不会产生有毒气体.但是此法也存在不足:钙化焙烧样需用碱液浸取,对环境有污染;钙化焙烧时间对富硼渣活性的影响尚未找到规律可循[44],还需做进一步探究.我国是硼资源大国,但品位低且分布不集中.复杂的硼资源特点使我国生产硼化物的方法多种多样,可普遍面临着资源利用率低的问题,同时所得产品的质量差.因此,我国高质量的硼产品大量依赖进口.所以,目前我们要解决的问题就是加快非传统工艺的研究步伐,将其尽快应用到工业生产中,达到利用低品位硼矿资源,生产出高纯度硼产品的目的,同时满足不污染环境的要求,以推动我国硼工业持续、健康、快速的发展.参考文献:[1]Kondaiah G C M,Reddy L A,Babu K S,et al.Boric acid:An efficient and environmentally benign catalyst for transesterification of ethyl acetoacetate[J].Tetrahedron Letters:International Organ for Rapid Publication of Preliminary Communication in the Organic Chemistry,2008,49(1):106-109.[2]Meric C,Sahin S,Back B.Investigation of the boronizing effect on the abrasive wear behavior in cast iron[J].Materials and Design,2006,27(9):751-757.[3]吴基球,李竟先.硼镁矿的物化性质及其应用研究[J].华南理工大学学报,1996,24(3):75-79.[4]肖景波,郭捷.我国硼砂工业的发展现状与展望[J].河南化工,2010,27(10):3-5.[5]徐冬.硼镁石矿真空热法硼镁分离试验研究[D].沈阳:东北大学,2007.[6]亓峰.碳碱法加工硼矿的过程研究[D].大连:大连理工大学,2011.[7]王斐.钠硼解石矿制备硼酸钙的研究[D].大连:大连理工大学,2007.[8]窦立爽.特种玻璃用硼酸镁的水热合成工艺研究[D].大连:大连理工大学,2009.[9]唐尧,陈春林,熊先孝,等.世界硼资源分布及开发利用现状分析[J].现代化工,2013,33(10):1-5.[10]郑家学.硼化合物的生产与应用[M].北京:化学工业出版社,2014:21-42.[11]李东明.世界硼矿资源形势及我国硼矿资源发展战略[J].中国地质经济,1989(9):17-21.[12]王斐斐.硬硼钙石和钠硼解石矿酸解制硼酸的工艺研究[D].大连:大连理工大学,2012.[13]尹书青.富硼渣和硬硼钙石酸解制硼酸工艺的研究[D].大连:大连理工大学,2011.[14]国土资源部信息中心.全国矿产资源储量通报[N].国土资源报,2012-03-28.[15]朱广发.辽宁硼泥资源综合利用的探讨与对策[J].材料导报,1998,27(3):123-125.[16]张彭喜.柴达木盆地盐湖[M].北京:科学出版社,1987.[17]李杰.低品位硼镁矿及富硼渣综合利用研究[D].沈阳:东北大学,2010.[18]侯会丽,张广心,郑水林,等.硼泥中有价组分提取工艺现状及发展趋势[J].中国非金属矿工业导刊,2013(3):32-35.[19]孙新华,欧秀芹,周启立.硼镁矿综合利用研究[J].无机盐工业,2005,37(2):44-46.[20]Schaller W T.The identity of ascharite,camsellite,and betaascharite with szaibelyite,and some relations of the magnesium borateminerals[J].Amercian Mineralogist,1942,27(7):467-486.[21]何丹,仲剑初,王洪志,等.富硼渣钙化焙烧研究[D].大连:大连理工大学,2010.[22]赵鸿.我国硼矿床的类型及工业利用[D].北京:中国地质大学,2007.[23]申军.我国硼资源及硼化学工业综述及其展望[J].现代化工,2013,33(5):6-9.[24]于长水,海燕,安峰.硼酸制备工艺综述[J].化工科技市场,2009,32(6):17-18.[25]乌图那顺.高镁硼镁矿的综合利用[D].大连:大连理工大学,2010.[26]周亚蓉.核电级高纯硼酸的制备工艺研究[D].大连:大连理工大学,2013.[27]潘欣艾.光电/核电级高纯硼酸的制备及结晶形貌研究[D].大连:大连理工大学,2011.[28]Li J,Fan Z G.,Liu Y L,et al.Preparation of boric acid from low-grade and recovery of magnesium sulfate[J].Trans.Nonferrous Met.Soc.China,2010(20):1161-1165.[29]王昌惠,姚鼎文,李家菊.辽宁宽甸硼镁矿盐酸法制硼酸工艺路线的探讨[J].辽宁化工,1992(2):13-16.[30]冉启培.碳铵法制硼酸[J].无机盐工业,1979(2):20-23.[31]张亨.硼酸生产研究进展[J].宁波化工,2012(3):19-26.[32]中国科学院青海湖研究所,西安浐河化工厂.二氧化硫分解硼镁矿制取硫酸[J].陕西化工,1977(4):1-10.[33]Li J.Preparation of boric acid from low-grade ascharite and recovery of magnesium sulfate[J].Transactions of Nonferrous Metals Society of China,2010,20(6):1161-1165.[34]Cao J L,Tong J H,Lin Y,et al.Processing of ascharite-magnetite syngenetic mineral by sulfuric acid(3),phase diagrams of H3BO3-MgSO4-Mg(NO3)2-H2O system[J].Journal of Chemical Industry and Engineering,1998,49(1):97-102.[35]刘湘倩.硼酸制备过程中影响因素的研究[D].沈阳:东北大学,2008.[36]张亨.硼砂生产研究进展[J].宁波化工,2012(4):7-11.[37]王令,杨曾焜.碳碱法加工硼镁矿制硼砂[J].无机盐工业,2005,37(10):31-33.[38]张秀峰,谭秀民,张利珍,等.由硼砂矿制备硼砂的工艺研究[J].无机盐工业,2013,45(6):33-35.[39]赵龙涛,李入林,石昌.硼镁矿常压法制取硼砂的工艺研究[J].应用化工,2002,31(1):29-31.[40]李金生.低品位富硼渣制备硼酸、一水硫酸镁和硼砂的研究[D].沈阳:东北大学,2011.[41]展洪全,江向平,罗志云,等.浸萃联合法制取硼酸新工艺[J].陶瓷学报,2012,33(1):6-10.[42]李小红,展红全,江向平,等.低品位硼镁矿制备硼酸工艺中母液循环问题的研究[J].中国陶瓷,2013,49(10):38-43.[43]何丹.富硼渣和硼精矿活化焙烧的研究[J].化工矿物与加工,2010(6):13-16.[44]郭学东.钙化焙烧和钠化焙烧对高炉富硼渣活性的影响[D].内蒙古:内蒙古工业大学,2013.。
我国与世界各国硼工业发展现状的比较[ 2009-09-27 ] 中国化工网目前,世界硼化物(也括硼矿)产量已达300万吨左右。
美国是最大的生产国和消费国,产量为138万吨;土耳其拥有丰富的硼矿资源,硼化物产量居世界第二位,达118万吨,大部分供出口;俄罗斯22.7万吨,阿根廷7.8万吨。
包括我国在内的这几个国家都拥有储量不等的硼资源。
西欧和日本等一些发达国家缺乏硼资源,大都依靠进口矿石或硼砂、硼酸深加工成其他硼化物。
经过近50年的发展,我国已基本建立起硼矿开采、硼矿加工、硼精细化工及含硼新型材料、生产等完整的工业体系。
目前硼矿石年产量140万吨(标矿),硼砂生产能力50万吨(2003年产量38.5万吨),硼酸生产能力20万吨/年、产量6万吨/年左右。
2003年以后,青海、山东硼工业获得飞速发展。
我国的硼矿主要是硼镁矿,品位较低(三氧化二硼,为12%-14%),目前硼砂生产均采用碳碱法制取硼砂。
硼酸一般使用硫酸一步法,采用西藏、青海、辽宁等地的较高品位硼镁矿石为原料。
山东地区近2年数家企业利用西藏、青海硼镁矿生产硼酸(一步法)均投入了工业化生产,有的规模达到了年产5000吨,青海地区中天硼镁矿业公司硼酸生产能力已达到年产5万吨的能力。
现在我国已经能生产正硼酸盐、偏硼酸盐、过硼酸盐、氟硼酸盐、硼卤化物、硼氢化物、元素硼、晶须及其它硼化物等十一大类40多个品种,目前较大的品种有偏硼酸钙、过硼酸钠、硼酸锌、碳化硼等几种。
硼酸的生产工艺简述2008-10-17 中国化工信息网生产硼酸的方法按处理方式的不同可分为一步法和两步法。
一步法是以无机酸直接处理含硼矿物制备硼酸的工艺方法,其中包括硫酸法、盐酸法、硝酸法等。
目前,我国硼酸工业以硫酸法为主,其它方法应用不多。
两步法是以硫酸、盐酸、硝酸处理工业硼砂(十水硼砂或五水硼砂)制备硼酸的方法,其中硫酸法是我国采用较早的生产工艺。
近年来,以硝酸处理十水硼砂和五水硼砂生产硼酸,联产硝酸钠的硝酸法工艺发展迅速,已成为我国两步法硼酸重要的工艺方法。
硼的研究现状
硼因其高质量热值和体积热值成为最有潜力的富燃料固体推进剂的燃料。
硼的理论热值固然很高,但其热值的实际发挥是很困难的,硼在低压下的燃烧效率较低,通常硼在固体火箭冲压发动机中的燃烧效率仅为30%~40%。
硼本身与端羟基聚丁二烯(HTPB)是相容的,但硼粒子表面酸性杂质的存在与HTPB中的羟基就有可能发生反应,使HTPB缩聚成分子量更大的高聚物,从而增大了药浆的粘度。
在所有研究途径中,对硼进行包覆是一种比较好的方法。
包覆选择条件:1)能显著改善硼的点火燃烧性能2)提高硼粒子的燃烧效率3)与推进剂体系有良好的相容性4)能改善推进剂的制备工艺。
对硼粒子表面进行包覆可达到硼粒子表面除膜、降低硼的燃点、提高燃温的目的。
方法一:包覆钛、锆、镁,以防止硼粒子表面形成低温氧化层。
方法二:包覆Viton A、LiF、TMP、硅烷、PVDF等除去氧化膜。
方法三:氧化剂—AP、KP等;叠氮化合物—GAP、NaN3、B4C、TDI、TIA等。
具体包覆实施:
HTPB—表面直接反应包覆法、物理包覆法;
PBT—直接反应包覆法、硅烷自组装包覆法、物理包覆方法;
LiF—中和沉淀法;
AP—以液氨为溶剂或以水为溶剂或甲醇为溶剂或以丙酮为溶剂;
GAP—沉积法、相转移法;
TDI—异氰酸酯类固化剂可以与硼粒子表面的硼酸(H3BO3) 发生反应;
TMP—TMP 能与硼粒子表面的B2O3和H3BO3发生反应,;
B4C—碳化硼包覆层阻止了硼粒子的氧化和凝聚,燃烧性能也得到明显改善;
钛—液态或气态的钠与三氯化硼、四氯化钛反应,生产纯净的硼粉,并用金属钛包覆;
Viton A —Viton A(即氟橡胶) 含氟66 % ,它可以产生HF ,与B2O3 氧化层反应;
硅烷—改善硼的表面特性及推进剂混合加工性能。