硼是一种典型的非金属元素。硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地壳中分散状态的硼却分布广泛，而且是地表水、地下水、岩浆喷气、矿泉水和所有岩层的气液包裹体中所具有的元素。

硼也是非常分散的、典型的亲石元素，广泛分布于各种成因、不同类型的岩石中。

硼矿物几乎在地质旋回的所有阶段都可以形成，从岩浆作用到表生作用，在内生条件和外生条件下均可以形成工业富集。

      硼矿是一种用途广泛的化工原料矿物。它主要用于生产硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、医药、搪瓷、油漆、日用化工、农业以及国防尖端工业等部门都是不可缺少的。因此，硼资源的开发、利用，对于现代工业的发展，具有越来越重要的作用。

 

 

一、 矿物原料特点

 

 

      世界上含硼矿物很多，根据含硼矿物的化学组成，可将其分为三类：硼硅酸盐矿物、硼铝硅酸盐矿物和硼酸盐矿物。其中，硼硅酸盐矿物主要是硅钙硼石和赛黄晶；硼铝硅酸盐矿物主要有电气石和斧石。这两类硼矿物中，除了硅钙硼石尚具有工业价值外，其他或是难以加工，或因未大量聚集成工业矿床而意义不大。目前，作为硼工业原料的主要是第三类——硼酸盐矿物。这类矿物有100多种，但作为工业硼资源开发利用的仅有10余种，如天然硼砂、遂安石、硼镁石、硬硼钙石、天然硼酸、钠硼解石、柱硼镁石等。在中国，硼镁石、遂安石、硼镁铁矿、硼砂、钠硼解石、柱硼镁石等均可形成大、中型矿床。下面分别简介一下几种主要硼酸盐矿物的物理、化学性能。

硼镁石  Mg2［B2O4(OH)］(OH)：B2O3

的理论含量为41.38%；呈纤维状、板状、柱状晶形；具有丝绢光泽；颜色有白、灰、浅黄色；密度为2.62～2.75

g/cm3，莫氏硬度3～4，不溶于水。

硼镁铁矿（Mg·Fe)3 Fe［BO3］O2：B2O3 的理论含量17.83%

；形态有针状、柱状、纤维状、短柱状-粒状集合体等多种晶形；具有珍珠、金刚光泽；颜色有黑色和黑绿色；密度为3.6～4.7

g/cm3；莫氏硬度5.5～6；不溶于水。

天然硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O：B2O3 的理论含量是36.51%

；形态为晶体或致密块状、土状集合体；颜色有白色、浅灰色和浅黄色；密度为1.69～1.72 g/cm3；莫氏硬度2.0～2.5；可溶于水。

遂安石Mg2(B2O5)：B2O3

的理论含量46.34%；形态有板柱状、楔状、竹叶状、针状、纤维状等多种晶形；呈玻璃油脂光泽；有白色或淡褐色；密度为2.91～2.93

g/cm3；莫氏硬度5.9；不溶于水。

钠硼解石NaCa(H2O)6［B3B2O7(OH)4］：B2O3 的理论含量42.95%

；晶形有纤维状、针状集合体两种；呈玻璃、丝绢光泽；无色或白色；密度1.65～1.95 g/cm3；莫氏硬度2.5；难溶于水。

硬硼钙石Ca(H2O)［B2BO4(OH)3］：B2O3 的理论含量50.81%

；形态为等粒状、放射状、致密状集合体；有玻璃、金刚光泽；白色或无色；密度2.41～2.44 g/cm3；莫氏硬度4.5～5；不溶于水。

柱硼镁石Mg［B2O(OH)3］：B2O3 的理论含量42.46%

；有柱状、短柱状和纤维状3种晶形；玻璃光泽；颜色有白色、灰白色或无色；密度2.3 g/ cm3；莫氏硬度3.5。

 

二、 用途与技术经济指标

 

（一） 硼矿物的主要用途

 

 

      上文已经提过，硼是重要的化工原料。硼矿的主要用途是用来生产硼砂、硼酸、元素硼以及硼的其他化合物，这些硼化物广泛应用于国民经济的许多部门。

 

1.建材工业

 

 

      玻璃行业是硼砂的最大用户。玻璃生产中加入一定量的硼砂可以增强玻璃的热稳定性，增大紫外线的透射率，提高玻璃的透明度和抗冲击的机械性能。近年来，硼酸还大量用于玻璃纤维的制造，而玻璃纤维不仅是生产玻璃钢的重要原料，而且也是建筑、机械和制萘工业等的新型材料。

在陶瓷行业中可用硼砂作催化剂。硼砂也是防腐剂、高温坩埚、油漆等生产的添加剂。

 

2.轻工工业

 

      硼砂是生产搪瓷制品的重要原料，它能增强搪瓷制品的牢固度和光泽度，提高瓷釉的耐热性，并大大增大其膨胀系数。

在印染行业中，硼砂是常用的煮炼剂，用来去除天然棉纤维中所含的油、蜡及色素等，并对原布具有漂白作用利于染色。

在造纸业中硼化物是一种新型的造纸涂料，它可以增加纸的光泽和防火性能，并用作造纸工业中含汞污水的处理剂等。

硼的某些化合物还可以做成防火剂、防火涂料、油漆干燥剂、防锈漆等。

 

3.冶金工业

 

      在冶金工业中加入硼化物可制成硼钢等特种钢，这类钢具有很高的强度和耐腐蚀及耐热等优良性能，是制造喷气发动机等主要部件的优质钢材。

 

在铝、钼、镍等金属中加入少许硼，可以改善这些金属的机械性能。硼也是铸造镁及其合金时的防氧化剂。铁、硼、硅非晶态金属是一种高新技术材料，用它作变压器铁心，代替硅钢片，可节电3/4。

 

4.机械工业

 

       在机械工业中硼被用作硬质合金、宝石等硬质材料的磨削、研磨、钻孔及抛光等。

“渗硼”是机械加工行业中一种新工艺，它能提高零件表面的硬度和耐磨、抗氧化性能。

 

5.化学工业

 

 

      硼砂、硼酸可作为肥皂、洗涤剂等日用化工产品的添加剂。含硼洗涤剂具有保护头发、去污力强、无污染等性能。某些硼化物还可制成良好的还原剂、催化剂、溴化剂等。

 

6.电子工业

 

 

      在硼系列化合物中，某些硼化物是绝缘材料，而有些硼化物则是良好的导电材料，具有半导体的特性，又有电子放射等性能，可用来制造各种电子元、器件，用作引燃管的引燃极、电讯器材、电容器、半导体的掺合料、高压高频电及等离子弧的绝缘体、雷达的传递窗等。

 

7.原子能工业和国防工业

 

      硼具有显著的吸收中子的作用，可用作原子反应堆中的控制棒及原子反应堆的结构材料。

 

     碳化硼具有高熔点、抗压强度大、防辐射和防化学腐蚀性能，因此，它是航空和装甲的理想防护材料。硼的某些化合物是制造火箭喷嘴、燃烧室内件及喷气发动机的部件。硼的氢化物是液体火箭推进剂中常用的燃烧剂等。

 

8.农业

 

硼在农业上用作生产硼肥、杀虫剂等。

 

（二） 中国对硼矿物的一般工业要求

 

1.对硼镁石矿的要求

 

边界品位：    B2O3 3%；

工业品位：    B2O3 5%；

可采厚度：    1～2 m；

夹石剔除厚度：1～2 m；

矿石品级划分  Ⅰ级品（富矿）：B2O3 ＞11%；不需选矿，直接加工；

Ⅱ级品（贫矿）：B2O3 5%～11%；需经选矿或配矿。

 

2.对盐湖硼矿的要

（1）对固体硼矿层的要求

边界品位： B2O3 1.5%

工业品位： B2O3 2%；

可采厚度： ≥0.3 m；

夹石剔除厚度：≥0.6 m。

（2）对液体硼矿（含硼卤水及晶间卤水）的要求

边界品位： B2O3 400mg/L；

工业品位： B2O3 1 000mg/L。

 

三、 矿 业 简 史

 

 

中国是世界上主要产硼国家之一，也是发现和利用硼矿最早的国家，早在公元720年的藏文《四部医典》一书中就有关于用硼矿入药治病的记载。

 

中国硼矿的地质勘查工作始于新中国成立之初。在1951~1953年期间，中国科学院曾对西藏地区的班戈错做过调查工作。西藏地质局也于1956年首次对班戈错等地方的硼砂进行过专业普查工作。尔后，在1958~1963年期间，又有几个有关单位陆续在西藏的其他地区进行了硼矿的勘探和科研工作，并对西藏的盐湖硼矿作出了初步评价。

 

1957年中国科学院化学研究所和地质部的矿物原料研究所对大柴旦湖进行钻探时发现了湖底硼矿。1958年青海地质局又发现了大柴旦的湖岸硼矿。

 

70年代至80年代中，中国科学院青海盐湖研究所、中国地质科学院矿床研究所等又对青海地区的另外一些盐湖陆续进行了调查研究。这些研究工作为开发利用该地区的硼资源奠定了良好的基础。

 

50年代末至60年代初，继湖南省七里坪的镁质夕卡岩硼矿发现之后，又于70年代末，在江苏、浙江以及广西等省（区）相继发现了类似的硼矿床。

70年代初，河北省地质局在该省（今属天津市）的蓟县-平谷一带的中元古界含锰层位中发现了锰方硼石，使中国硼矿床增添了一个新的类型。

 

中国还是世界上最早开采硼砂的国家。早在公元1563年，中国已经在西藏建立了手工作坊，从事天然硼砂的开采加工，并将其产品销往欧洲。新中国成立之前，在柴达木盆地的大柴旦湖滨开始土法生产硼砂。1958年，在青海大柴旦建成一个硼砂厂，利用大、小柴旦湖的钠硼解石生产硼砂，一直延续至今。