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我国硼砂生产工艺述评
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我国的硼砂生产工艺主要有碳碱法、常压碱解法和水浸溶法。用于生产硼砂的矿石主要有硼镁矿和天然硼砂矿。 根据产地的不同硼镁矿又分为辽吉矿和西藏矿。天然硼砂矿的主要产地为西藏的日喀则地区。以硼镁矿为原料制备硼砂所采用的工艺路线为碳碱法和常压碱解法。碳碱法为我国具有自主知识产权的硼砂生产工艺,比较适宜于处理辽吉硼镁矿,存在的不足是工序繁杂、设备投资大、产品中的碳酸盐容易超标。目前辽宁产十水硼砂主含量在87~94.5%之间,虽然外观质量较好,但内在质量有明显缺陷。常压碱解法是一种十分成熟的硼砂制备工艺,适宜于处理西藏硼镁矿和钠硼解石矿,该工艺工序简单,流程较短,设备投资较少,产品质量优异。其主含量在95~96.7%之间(湿基分析,若予干燥则主含量在98~99%之间),其它各项质量指标符合国际标准。1996年以前,河南南阳13家硼砂生产企业均以西藏阿里盐湖硼镁矿为原料,采用该工艺生产硼砂。从投资规模看,每万吨产能仅需设备投资200万元,仅为碳碱法的20%。以天然硼砂矿为原料制备硼砂所采用的工艺路线为水浸溶法。按渣液分离方式的不同,可分为沉淀法和过滤法。沉淀法工艺简单,投资较小,2004年以前山东硼砂生产企业多采用此法。该法存在着产品水不溶物、含水量超标、收率不高等不足,所产产品在应用上受到限制。过滤法工艺完整,投资与常压碱解法一样。由于在过滤前期助剂的应用及压滤机优异的过滤性能,克服了沉淀法所存在的所有不足,所产硼砂不仅质量优良(各项质量指标远远优于东北硼砂),而且收率达93.5%以上,较沉淀法高出6个百分点。实践证明,过滤法所产硼砂完全能够满足药玻、太阳能、医药、瓷釉、电容器制造、建筑陶瓷、冶金等行业的需要。 事实上,目前以西藏天然硼砂矿制备硼砂的生产企业很少。大致有青海3家生产企业和日喀则两家生产企业。除3405工厂以外,其它企业均采用沉淀法工艺,总产能不足15000T/a,资产总规模不足700万元,在市场上所占的份额很小,并且主要销往四川、新疆两个省区。 目前,国内五水硼砂产量十分有限,主要生产企业有丹硼化工厂、华信公司等,他们所采用的生产工艺系以十水硼砂为原料的重结晶法,生产成本较高。产品主要应用于玻璃、建筑陶瓷和太阳能行业,在市场上所占的份额极小,在国内市场上几乎不为人所知。 国内某些行业对以西藏天然硼砂矿所产硼砂质量有不同的看法,主要是受2004年以前山东和青海个别沉淀法生产企业所产劣质产品的影响。事实上,在以常压碱解或过滤法工艺处理西藏硼矿生产硼砂的条件下,如果管理规范,其产品质量在国内居于领先地位,是东北硼砂所无法比拟的,完全可以达到进口产品水平。
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