土耳其硼酸中硼含量多少
A. 硼酸鈉的硼礦化學加工
已知硼礦(見彩圖)有150多種,其中重要的有天然硼砂礦(Na2O·2B2O3·10H2O),主要產於美國、中國;硬硼鈣石(2CaO·3B2O3·10H2O),主要產於土耳其;硼鎂石(2MgO·B2O3·H2O),主要產於蘇聯、中國等。中國的硼礦資源主要分布在青藏高原的鹽湖及遼東半島的營口、鳳城、寬甸、集安一帶。世界硼酸鹽礦的儲量約有355~748Mt,分布很集中,僅美國和土耳其就佔世界總儲量的95%左右。1981年世界硼礦的開采量為2460kt,其中美國為1340kt,是世界最大的硼礦開采國,土耳其為700~750kt,居世界第二位。 硼礦化學加工的研究始於18世紀初。1702年,G.霍姆貝用天然硼砂礦與硫酸亞鐵反應首先製得了硼酸。1728年L.萊默里、1732年C.T.傑弗里分別通過加熱硼砂和酸的水溶液得到了硼酸。1808年,英國人H.戴維和法國人J.-L.蓋-呂薩克、L.-J.泰納爾單獨地又幾乎是同時地製得了元素硼。
加工方法
因礦石組成不同而異,目前工業上使用的硼礦有水溶性和水不溶性兩類。
水溶性硼礦的加工 水溶性硼礦有天然硼砂礦和鹽湖鹵水中的硼酸礦,以天然硼砂礦為主。①天然硼砂礦的精製:將天然硼砂礦破碎,用水溶解、過濾、結晶、分離、乾燥即得五水硼砂和十水硼砂。目前產量最大的是美國。②鹽湖鹵水中硼酸的提取:將含氧化硼約1%的鹵水用萃取劑(多元醇在煤油中的溶液)進行萃取,用稀硫酸作反萃取劑,將硼酸從有機相中反萃出來,經蒸發、結晶、離心分離、乾燥即得硼酸成品。
水不溶性硼礦的加工 水不溶性硼礦種類很多,在工業上主要有硬硼鈣石和硼鎂石兩種,其加工方法主要有酸法、鹼法及碳銨法。酸法適合於含硼高的富礦;鹼法既適合於富礦也適合於貧礦,由中國首先開發成功。硬硼鈣石的加工還可採用直接提純法,使氧化硼的含量富集到35%~45%,直接用於玻璃生產。
①酸法可用硫酸、鹽酸、硝酸。酸法浸取多在常壓下進行,浸取方式有間歇式和連續式兩種。將粉碎至120目左右的礦粉,在裝有水的耐酸反應器中,慢慢加酸分解,再經過濾、蒸發、結晶、分離、乾燥得硼酸產品。例如硼鎂石用硫酸分解的反應式為: 2MgO·B2O3·H2O+2H2SO4─→2H3BO3+2MgSO4
生成的硼酸與硫酸鎂難以分離完全,致使硼酸的收率低。為提高硼酸的收率,工業上採用蒸餾法或萃取法分離硼酸與硫酸鎂。如果原料是硬硼鈣石,則硫酸法優於鹽酸法,用硫酸時能生成不溶性的硫酸鈣,易於分離,故硼酸收率高。②鹼法用燒鹼或純鹼分解,有加壓鹼解法、碳鹼法及多硼酸鈉法。加壓鹼解法收率高,反應時間短,但工藝流程長(圖2)。將塊狀硼礦石在窯內於600~800℃下煅燒脫水,經粉碎至120目,在混料罐內與過量鹼混合後送入帶有攪拌的鹼解器內,在140℃、4MPa下反應幾小時,經過濾、碳化、結晶、分離、乾燥得硼砂。含純鹼的母液經苛化後回收使用。反應式為: 2MgO·B2O3+2NaOH+H2O─→2NaBO2+2Mg(OH)2
4NaBO2+CO2─→Na2B4O7+Na2CO3
Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3
碳鹼法與加壓鹼解法不同之處,在於把鹼解與碳化合並於加壓釜中進行,純鹼也無需苛化即可循環使用。多硼酸鈉法的加鹼量低於理論量,因而生成多硼酸鈉,鹼耗較低,但不能直接得到硼砂。 硼礦化學加工
③碳銨法與加壓鹼解法工藝過程相似,不同之處為用碳酸氫銨代替鹼。反應壓力與溫度有關,並隨反應的進行由高變低,開始時可達10MPa,得到的產物為硼酸銨,需經蒸餾脫氨得到硼酸,氨可循環使用。但該法流程長,氨不能完全循環,脫氨的能耗較大。
產品用途
硼化合物的消費構成各國不同。美國主要用於製造玻璃、玻璃纖維、釉葯及有關工業中,用量約佔美國國內消費量的一半;歐洲主要用在洗滌劑和釉葯中,約占總消費量的二分之一。
硼砂和硼酸是硼化合物系列(見表)中最主要的產品,硼砂(四硼酸鈉的總稱,其中重要的有十水四硼酸鈉、無水四硼酸鈉、五水四硼酸鈉)主要用於玻璃和搪瓷工業中,可增強玻璃的紫外線透射率,提高玻璃的透明度和耐熱性能,使瓷釉不易脫落且具有光澤。此外,在有色金屬焊接,絲、毛織品洗滌,延遲橡膠硫化速度,織物防水、木材防腐,醫用消毒以及製革、造紙等方面也有應用。硼酸可改善玻璃製品的耐熱和透明性能,能提高機械強度,縮短熔融時間,主要用於製造無鹼玻璃、玻璃纖維。此外,還可作防腐消毒劑、熏蒸劑、皮革後處理劑等,也可用於製造防火材料、肥皂、硼鋼、陶瓷釉葯、染料、顏料。也可用於農業土地消毒與提高土地含硼量等。
B. 硼肥用多了是不是要中毒呢
1、揮發到大氣中,加劇溫室效應和空氣污染。
2、下雨後溶解到河流、湖泊,導致水體富營養化,並滲透到地下水中,破壞了地下水水質。
3、導致土壤內部養分結構失衡、透氣性差、保墒能力低下,導致土壤板結、鹽漬化和酸化等。過量施肥尤其是氮肥過度施用,已成為我國農業面源污染的重要原因之一。
3、硼過剩症狀首先表現在在中下部老葉,表現為葉綠呈灼燒狀褐色壞死,病症自下位葉往上位葉發展,嚴重是全株枯死。
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硼肥對作物的作用:
1、硼可以參與作物體內碳水化合物的運輸和代謝,增加作物果實糖的成分,從而增加作物的結實率和果樹的坐果率。
2、硼元素可以促進作物細胞伸長和細胞分裂,有利於作物根系的生長和伸長。
3、硼能使作物花粉萌芽快,並使花粉管伸長迅速進入子房中,有利於受精和種子的形成。
4、硼能夠提高豆科類蔬菜根瘤菌的固氮能力,增加固氮量。並可以增強作物的抗寒、抗旱與抗病害的能力。
C. 礦物質之硼元素
硼(Boron)是一種化學元素,元素符號是B。
約公元前200年,古埃及、羅馬、巴比倫曾用硼砂製造玻璃和焊接黃金。法國化學家蓋·呂薩克用金屬鉀還原硼酸製得單質硼。硼在地殼中的含量為0.001%。硼為黑色或銀灰色固體。晶體硼為黑色,硬度僅次於金剛石,質地較脆。
硼還由於其缺電子性造成其氫化物中硼原子擁有異常高的配位數,使之成為所有元素氫化物中結構最復雜的。
單質硼為黑色或深棕色粉末,熔點2076℃。沸點3927℃。單質硼有多種同素異形體,無定形硼為棕色粉末,晶體硼呈灰黑色。晶態硼較惰性,無定形硼則比較活潑。單質硼的硬度近似於金剛石,有很高的電阻,但它的導電率卻隨著溫度的升高而增大,高溫時為良導體。硼共有14種同位素,其中只有兩個是穩定的。
室溫時為弱導電體;高溫時則為良導體。在自然界中主要以硼酸和硼酸鹽的形式存在。
硼易被空氣氧化,由於三氧化二硼膜的形成而阻礙內部硼繼續氧化。常溫時能與氟反應,不受鹽酸和氫氟酸水溶液的腐蝕。硼難溶於水,粉末狀的硼能溶於沸硝酸和硫酸,以及大多數熔融的金屬如銅、鐵、錳、鋁和鈣。
希望我能幫助你解疑釋惑。
D. 硼酸俗名是什麼
四硼酸鈉 俗名 硼砂
(pengsha)
天然四硼酸鈉晶體,化學式Na2B4O7·10H2O。使硼酸與鹼作用即生成硼酸鹽,當溶液為強鹼性(pH=11~12)時,主要生成偏硼酸鹽:
H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O
鹼性較弱(pH<9.6)時,則生成四硼酸鹽:
4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O
按其結構,硼砂的化學式應寫做Na2B4O5(OH)4·8H2O。
硼砂是無色晶體,在空氣中風化,加熱至400~500℃可脫水成無水四硼酸鈉,在878℃時熔化為玻璃狀物。因為熔體中含有酸性氧化物B2O3,故能溶解金屬氧化物。這種性質可用於焊接金屬時清除金屬表面上的氧化物,許多金屬氧化物溶於熔融的硼砂後常顯出特徵的顏色,如偏硼酸鈷Co(BO2)2為藍色,偏硼酸鎳Ni(BO2)2為棕色,偏硼酸鉻Cr(BO2)3為翠綠色等。如:
Na2B4O7+CoO2NaBO2+Co(BO2)2
這也稱做硼砂珠反應,分析化學中常用此法檢驗某些金屬離子。硼砂在水中的溶解度很大,且隨溫度的升高而加大,在水溶液中易水解而顯鹼性,硼酸鹽的水解反應如下:
4BO-2+H2O=B4O2-7+2OH-
B4O2-7+7H2O=4H3BO3+2OH-
加鹼平衡向右移動,可用硼酸制硼酸鹽,在強鹼條件下以偏硼酸鹽形式存在。四硼酸鈉水溶液可看做是由二分子硼酸(或偏硼酸)和二分子偏硼酸鈉組成,是個緩沖體系,溶液pH值約為9.4~9.6,只要將所製得上述強鹼溶液的pH值降至約9.6,就可得到硼砂。我國西藏有大量天然硼砂,東北也有豐富的硼鎂礦。工業上從硼鎂礦制硼砂一般採用燒鹼分解礦石的方法,先得到偏硼酸鈉然後通入二氧化碳,降低其鹼性即得到硼砂,其主要反應如下:
Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2Mg(OH)2+2NaBO2
4NaBO2+CO2+10H2O
=Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3
硼砂的用途很廣,可用做洗衣粉和肥皂的填料,也是製造光學玻璃、琺琅和瓷釉的原料,也可製造人造寶石、焊葯等。經提煉精製後可做清熱解毒葯,性涼、味甘咸,可治咽喉腫痛、牙疳、口瘡、目生翳障等症。
E. 硼是一種奇特的元素
它誕生於宇宙空間,但這種很輕的元素卻不是在恆星內部產生的,恆星里形成了一些比硼重得多的元素,比如碳、氧、甚至是鐵,但卻沒有硼。硼來自超新星爆發和宇宙射線的散裂輻射。
另一個有趣的現象是, 硼是石字旁,但它卻是一種類金屬元素 ,也就是說硼的一些物理和化學性質本質上介於金屬與非金屬之間,因此有些人也將硼、硅、鍺、砷等稱為「准金屬元素」。
再一個就是, 硼元素在宇宙中的豐度很低,在太陽系和地殼中也屬於低豐度的元素,但它在自然界中的含量卻相當豐富 ,我們並不難在地面上找到硼,在許多化合物及礦物中都能看到硼的存在,並且硼的化合物產品大部分很便宜。
你很難提煉到純的硼,它以各種各樣的分身出現,你卻無法看清它素顏的樣子。
有硼自遠方來,這「硼友」挺亂。
前面一節我們提到了硼在地面上主要是以化合物的形式存在,由於在這些化合物中有許多像碳等難熔物質的污染,加上硼自身獨特的理化性質,人們很難提取到純的硼。 至今為止人們提純出來的硼也存在許多種同素異形體 。
硼有晶相和非晶相,晶相里分α-R、α-T、β-R、β-T和γ相;非晶相分粉末相和玻相。除此之外硼還有高壓超導相、二維形式的相和硼球烯。
以此為基礎,硼又有菱面體、四方體、正交體和半隨機之分,這么一組合起來, 硼就有許多種復雜的形態和各種顏色 。
硼原子的價電子結構為2s²2p¹,它能提供成鍵的電子是2s²p,還有一個空軌道。在硼原子以sp²雜化形成的共價分子中,餘下的一個空軌道可以接受外來的孤對電子,形成以sp³雜化的四面體構型的配合物。
有時候你看到它是像一塊一塊的金屬碎片、有的像生銹的鐵粉、有的似一堆熔融的金屬廢渣。
硼總共有13種同位素,其中兩種為天然且穩定的同位素:硼-10和硼-11。
硼-10被稱為「富硼」 ,有意思的是這里的富並不代表它的含量高,恰恰相反,硼-10在自然界中的含量只佔19.9%,「富硼」Enriched boron翻譯成「強化硼」更合適些。
硼-11被稱為「貧硼」 ,它在自然界中的含量為80.1%,所以「貧硼」不表示它稀少,而是「貧化硼」Depleted boron。
富硼的原子核中有5個質子和5個中子,它容易從外界吸收一個中子,從而生成鋰離子、α粒子並發射伽馬射線, 在核反應堆中,富硼的這個特點常常被用來當「剎車片」用 。與此相對應,貧硼就不容易受到輻射的影響。
硼-11未來也許可以當成一種清潔核聚變的燃料 ,因為當硼-11被能量約為500 keV的質子撞擊時,它會產生三個α粒子和8.7 MeV的能量,這些α粒子可以直接轉化為電能,並且只要一關機,輻射就停止,不會擔心有中子放射污染。
從這個角度看,多年以後硼也許會成為搶手的戰略資源呢!
我們在本文的開頭提到了硼是通過超新星爆發和宇宙射線的散裂輻射而形成的。科學家們認為 超新星爆發時產生的高能量宇宙射線(主要是快速質子)轟擊星際介質中的碳、氮和氧,強大的能量使這些核素的原子核碎裂,從而產生出輕元素鈹,硼和鋰。 這也是這幾種元素在宇宙中探測到的豐度遠高於在太陽大氣中發現的豐度的重要原因。
雖然硼是地殼中相對稀有的元素,僅佔地殼質量的0.001%,但全球已探明的硼礦物開采儲量就已經超過了10億噸。土耳其坐擁世界72%的硼礦儲量,以及超過世界一半的開采量;美國的硼礦年開采量約佔世界的23% 。
硼的化合物很多 ,大部分以硬硼鈣石 Ca₂B₆O₁₁ ·5H₂O 或 CaB₃O₄(OH)₃·H₂O、水合硼酸鈉氫氧化鈉Na₂B₄O₆(OH)₂·3H₂O、鈉硼方解石 NaCaB₅O₆(OH)₆·5H₂O 和硼砂Na₂B₄O₇·10H₂O或Na₂B₄O₇ ·[H₂O]n,這些礦石佔了可開采礦石的90%。
硼絕大多數的應用都是將硼化合物作為添加劑加到其它物質中 ,全球工業需求量最大的是硼酸、硼酸鹽和三氧化二硼B₂O₃等硼化合物,對提純的硼需求量相對較小,對硼單質的研究也並不多。
純硼很難提取 ,工業上通常用鎂或鋁還原氧化硼B₂O₃,由於產品幾乎總是被這些金屬的硼化物污染,所以它只能算是粗硼;另一種方法是通過在高溫下用氫還原揮發性鹵化硼(如:三溴化硼)來制備硼單質;目前超純硼是通過乙硼烷在高溫下分解產生的,然後還要通過區域熔化或Czochralski工藝進一步純化(類似於製作單晶硅的辦法)。
硼在玻璃和建築材料上的應用是很廣泛的,全球約3/4的硼產量都用在了這些方面。
幾乎所有從地球中提取的硼礦石都被精煉成硼酸BH₃O₃和四硼酸鈉五水合物Na₂B₄O₇·5H₂O也就是硼砂, 這些化合物中的大部分用來生產高強度耐高溫的玻璃、玻璃纖維和陶瓷產品 。硼硅酸鹽玻璃強度高,耐熱沖擊性好,不僅常被用來製作各種化學實驗的器皿,還可以用來製成各種玻璃鍋、盆和烤箱用的烤盤。
在電爐中用碳分解氧化硼,就可以得到碳化硼陶瓷。
2 B₂O₃ + 7 C→B₄C + 6 CO
上面的反應只是簡單的化學式表達,實際上碳化硼應該表達為 B₁₂C₃(即B₁₂十二面體是基序)C₃單元在其中體現為CBC鏈。 這樣的重復聚合物加上碳化硼的半結晶結構使其既輕便又強硬,它的硬度僅次於立方氮化硼和金剛石 ,因此被用於坦克裝甲、防彈背心等等。
氮化硼c-BN是與碳等電子的材料,它的硬度非常接近鑽石,甚至可以在一些鑽石表面留下擦痕。因此 碳化硼和立方氮化硼粉末被廣泛用作研磨劑 。
我們在「硼的同位素」一節中提到了硼鋼棒可以用做核反應堆的「剎車片」,它利用了硼的類金屬性、它能與其它金屬形成合金,並且硼-10可以大量吸收中子。 硼還可以通過硼化提高鋼和合金的表面硬度 ,金屬硼化物是金剛石塗層工具的替代品。
釹磁鐵是最強類型的永磁鐵,硼是其中重要的成分 (Nd₂Fe₁₄B),釹磁鐵廣泛應用於許多機器儀表和工業場合。
三乙基硼烷是一種有效的液體火箭燃料 ,它可以在低溫下點火,也可以在很高的溫度下穩定燃燒,無論是土星5號的F1火箭發動機還是獵鷹9火箭的梅林發動機,都是使用三乙基硼烷做為推進劑之一。
另外,硼的化合物還廣泛應用於洗滌劑、防腐劑、殺蟲劑、生物制葯和動植物的生長調節劑,硼是核糖核酸中的重要組成元素,它可以使核酸穩定,核糖核酸又是生命的重要基礎構件,從這個角度看,硼也是地球上能夠形成生命的重要條件之一。
硼元素並不是誕生於恆星內部,它是由宇宙射線照射星際間的重元素裂解產生的,因此硼屬於外來物質,它在宇宙中的豐度也不高。
硼在地殼的含量僅有0.001%,但硼的化合物卻在地表廣泛分布;硼的提純很困難,提純之後的硼大多以同素異形體的形式存在,它的形態五花八門,啥樣的都有。
硼的應用很廣泛,並且絕大多數的產品並不需要提純的硼單質,而是直接利用硼化合物生產,因此價格比較親民。
硼在核工業中有非常重要的運用,未來它還有可能是一種清潔的核聚變原料,是一種重要的戰略資源。
F. 硝硫基復合肥中添加的硼什麼
我國硼肥品種與資源情況
硼肥,是指含有硼(B)元素,能促進農作物生長,增強農作物抗性,有利於開花結實的微量元素肥料,又稱硼素肥料。目前市場常見的硼肥品種有:
硼砂:化學名工業十水合四硼酸二鈉(Na2B4·10H2O),是提取硼和硼化合物的原料,國家標准一等品主含量(Na2B4· lOH.O)≥95.0%,摺合硼(B)含量1 1%,外觀呈白色細小晶體,難溶於冷水,硼素易被土壤固定,植物當季吸收利用率較低,是常用的單質硼肥品種。
硼酸:分子式H3BO3含量(國標)≥99.5%,摺合含硼(B)量約17%,由硼鎂礦石與硫酸反應,經過濾、濃縮、結晶、烘乾而製成。硼酸為無色帶珍珠光澤的三斜鱗片狀結晶或白色細粒晶體,可溶於水。是無機化合物硼素化工原料,也是傳統的硼肥品種之一。
硼鎂肥:是生產工業硼酸的副產品,主要成份為硫酸鎂(MgSO4·7H2O)和硼酸(H3BO3),主含量約85-93%,其中硫酸鎂約佔80-90%,硼酸3.6%,摺合硼(B)含量0.5-1%,外觀呈白色或灰白色結晶顆粒或粉末,水溶解性好,是含鎂並含少量硼的中量元素肥料,適宜在缺鎂,並輕度缺硼的酸性土壤上作基肥施用。
新型高效硼肥:自二十世紀末,安徽省土壤肥料工作總站即著手研製精煉聚合農業專用硼肥——速溶硼肥,於2003年實現了工廠化生產。主要成份為四水八硼酸鈉,硼(B)含量高達21%,具有水溶性好、用量少、植物吸收利用率高、土壤殘留少等特點,並獲得2003年安徽省科學技術獎二等獎。是安徽省土肥總站與安徽省肥料總公司共同開發的適用於農作物補硼的專用硼肥新品種。
硼肥資源是含硼礦物——硼酸鹽礦物。我國硼礦資源比較豐富,全國14個省(區)有硼礦產出。探明儲量的礦區有63處,總保有儲量B。O。4670 6萬噸,居世界第5位。就省(區)而言,以遼寧硼礦最多,儲量佔全國的57%;其次為青海,佔24.7%。硼礦類型以古元古代沉積變質型為主,如遼寧營口、寬甸等地的硼礦,是我國硼礦資源的主要來源;現代鹽湖沉積型硼礦也很重要,如青海和西藏的一些鹽湖硼礦。全國硼礦石生產能力約為48.7萬噸/年f折含B.O。為12%的標礦能力),近幾年,國內的硼礦及其相關產品的產量持續增長。國際上,美國和土耳其一直是兩個最大的生產國,其產量分別佔世界總產量的40%以上。我國產量在世界上所佔份額較小,現有生產硼砂、硼酸較具規模的化工廠約30餘家,生產能力分別為20萬噸和3萬噸左右。
G. 硼礦的主要硼礦床分布
目前主要硼礦床僅在少數幾個國家和地區分布(圖1),大部分集中在美國和土耳其,其產量大約佔世界產量的90%。
美國硼砂集團在加州的Mojave 沙漠Boron地區開採的是一個大型硼砂和四水硼砂礦床,北美化學礦物集團開採的是Searles湖中抽取含硼酸鹽的鹵水礦產,Newport礦物公司從德斯谷開採的是小型硬硼鈣石礦床。
19世紀在美國加州的Mojave 沙漠Clear湖、內華達州西部的干鹽湖發現了硼砂,其大量開采改變了世界硼砂的供需形勢,在世界范圍得到非常廣泛的應用。
土耳其靠近地中海沿岸的火山-鹽湖盆地沉積硬硼鈣石和鈉硼解石,白硼鈣石礦床(Helvaci, C., 1995;Helvaci, C., and Firman, R.J., 1976;Helvaci, C., and Yagmurlu, F., 1995;Inan, K., Dunham, A.C., and Esson, J., 1973)。硼酸鹽的開采由國家礦業公司埃提銀行(Etibank)控制,其在Bigadic 和Emet地區的硼礦提供了絕大部分的商業交易的鈉硼解石和硬硼鈣石,還有來自Kirka地區的一個巨型硼砂礦床。
俄羅斯遠東地區主要是矽卡岩型硅硼鈣石礦床(Ageeva,L. I.,and Aver'yanov,G. S.,1981;Chernevskii,N.N.,1973;Ozol,A. A.,1976;Dorofeev,A. V.,1974;A.A.奧佐爾,1987)。
目前我國可以利用的硼酸鹽型硼礦資源主要是遼東地區的鎂硼酸鹽型硼礦(俗稱白硼)和青藏高原的鹽湖鹵水硼砂礦,其次在湖南常寧地區有少量矽卡岩型硼礦產出。由於青藏高原鹽湖硼礦地處邊遠地區,自然條件惡劣,交通不便,目前產量不足國內需求量的10%,而遼東地區硼礦滿足了我國硼礦國內需求的90%以上。
遼東變質型鎂硼酸鹽礦床是我國所特有的硼礦成因類型,大石橋地區鎂橄欖岩作為硼礦的基質岩石,同時也是我國重要的大石橋菱鎂礦床的基底岩石,是世界上罕見的地質特徵,因此鎂橄欖岩成因及其與鎂硼酸鹽礦床及菱鎂礦床之間成因關系的研究具有重要的理論意義和找礦意義。
世界上硼礦總儲量約17億噸(以B2O3計),主要產硼國家有美國、土耳其、俄羅斯、哈薩克、智利、玻璃維亞、秘魯、阿根廷、伊朗、中國等十個國家。其中美國、土耳其、俄羅斯和中國的保有儲量最多。中國的保有儲量占第四位。
目前世界上具有工業價值的主要硼礦床類型是分布於美國加州及南美洲的新生代鹽湖型及火山熱泉型硼砂礦床,硬硼鈣石-鈉硼解石礦床,鈉硼解石、硼砂和板硼鈣石礦床(Smith,G.I.,1985;Crowley, J.K., 1996;Barker,C. E.,1980;Barker,C. E.,and Barker,J. M.,1985;BARKER, J.M., AND WILSON, J.L., 1975;Joe W. Siefke.,1995;Sieke,J. W.,1991);土耳其靠近地中海沿岸的火山-鹽湖盆地沉積硬硼鈣石和鈉硼解石,白硼鈣石礦床(Helvaci, C., 1995;Helvaci, C., and Firman, R.J., 1976;Helvaci, C., and Yagmurlu, F., 1995;Inan, K., Dunham, A.C., and Esson, J., 1973);俄羅斯遠東地區主要是矽卡岩型硅硼鈣石礦床(Ageeva,L. I.,and Aver'yanov,G. S.,1981;Chernevskii,N.N.,1973;Ozol,A. A.,1976;Dorofeev,A. V.,1974;A.A.奧佐爾,1987)。
19世紀在美國加州的莫拉維(Mojave)沙漠Clear湖、內華達州西部的干鹽湖發現了硼砂,其大量開采改變了世界硼砂的供需形勢,在世界范圍得到非常廣泛的應用。目前主要硼礦床大部分集中在美國和土耳其,其產量大約佔世界產量的90%。
美國硼砂集團在加州的莫拉維(Mojave)沙漠硼鎮(Boron)地區開採的是一個大型硼砂和四水硼砂礦床,北美化學礦物集團開採的是撒拉斯(Searles)湖中抽取含硼酸鹽的鹵水礦產,Newport礦物公司從德斯谷開採的是小型硬硼鈣石礦床。
1856年,J A Veach在今天的加州湖縣Clear湖發現了泥岩中與熱泉有關的硼砂。1864年進行過小規模的開采。在對該地區進行勘探後不久,發現了位於內華達州西部沙漠地區和加州東南部的更大的硼礦床。在開始63年的國內開采中,礦床的類型和地點都發生了變化,但是總的來看,更大更好的硼礦得以發現和冶煉技術的不斷提高促使產量增加以及價格下降。1927年在美國硼礦歷史上是一個里程碑,因為在硼鎮(Boron)的大型硼砂礦和撒拉斯(Searles)鹵水湖(含有工業品位的硼砂)開始大規模生產,不久就取代了國內其他的一些生產單位。目前美國主要有三個地區開采硼礦,加州南部、硼鎮(Boron)地區以及撒拉斯(Searles)湖,還有開采規模較小的德斯谷,該區的所有硼礦產於新生界陸相沉積盆地。
硼鎮(Boron)地區的硼礦位於美國加里福尼亞州莫拉維(Mojave)沙漠西北的莫拉維鎮(Mojave)和巴斯通鎮(Barstow)之間,距洛杉磯東北145公里。目前所開採的克拉默硼礦是露天礦床,該礦自從1926年開采以來一直是世界最大的硼礦床。硼礦形成於中新世小型構造陸相盆地中的(火山)熱泉活動沉積作用,硼礦體呈透鏡體狀,硼礦物主要是硼砂、四水硼砂和硬硼鈣石,中間夾粘土岩夾層,由內到外依次為:硼砂和四水硼砂礦體-鈉硼解石-含粘土岩的硬硼鈣石-粘土岩。
目前露天開採在地表的面積為6000英尺長(東西方向),5000英尺寬(南北方向)。開採的最大深度達650英尺(采坑的中間位置)。
加利福尼亞州是美國唯一的具有重要商業開采價值的硼礦產區,目前有三大礦區:1.加州科恩縣(Kern county)硼礦礦區,2.加利福尼亞州西聖貝那迪爾諾(san Bernardino county)西爾斯湖區的鹵水礦,3.加利福尼亞州和內華達州交界處的死谷(death vaiiy)礦區。
美國可供開採的硼礦儲量有4000多萬噸(商業儲量,以100% B2O3 計)。其中加州科恩縣科拉莫爾礦區,硼酸鈉型礦儲量(100% B2O3 計)3250萬噸,加利福尼亞州西聖貝那迪爾諾(san Bernardino county)湖區的鹵水礦約1000萬噸,西聖貝那迪爾諾的巴斯托還有低品位(B2O336.4%)的礦石1.4億噸,系鈣型-鈉鈣型硼礦,死谷(death vaiiy)礦區還有低品位(B2O320%)1800萬噸。
土耳其開採的硼酸鹽主要是在畢加狄(Bigadic)和伊美特(Emet)地區的鈉硼解石和硬硼鈣石,還有來自科卡(Kirka)盆地的一個巨型硼砂礦床。
土耳其的硼礦主要分布在屈塔希亞省埃邁特地區(Emet Districtofkutahya Province),埃斯基謝希爾省科爾卡地區(Kirka Destrict of Eskiskisehir Province)和凱斯特萊克地區(Kesteiek Mustafa Kemaipasa District)。土耳其的硼礦礦石類型有三類,分別為硼酸鈣型、硼酸鈉型和鈣鈉型硼礦。約有儲量24.1億噸(合可比基礎儲量為15億噸,商業儲量為3億噸)。在屈塔希亞省埃邁特地區的多甘拉爾/伊格迪科伊礦儲量為6.44億噸(B2O3 42-46%),斯派礦(ESPEY)儲量為2.5億噸(B2O3 40%),海薩奇克礦(HISARCIK)儲量為3000萬噸(B2O3 35%),埃斯基謝希爾省科爾卡地區的十水硼砂礦儲量為5.42萬(B2O3 含量25%),比加第奇(bigadic distrct)儲量為9.75億噸(B2O3 25-30%),凱斯特萊克地區還有儲量為700億噸(B2O3 25-30%)。
俄羅斯的硼礦多產於亞洲部分,以硅硼鈣石為主,有感可溶性較差,總儲量為4000萬噸,產地為達爾涅戈爾斯科城(the town of daineqorsk)。
哈薩克的硼礦分布在黑海北岸的因德爾地區因德爾坦城(the town nderborskij),以硼鎂石、水方硼石為主。儲量為1500萬噸。
智利的硼礦產於安托法加斯塔省(autofag asta province)和塔拉帕卡省(tarapaca province)。約有儲量1500-2000萬噸(B2O3),礦石類型以斜硼鈉鈣石為主。
玻利維亞的硼礦多產於玻托西省烏尤尼鹽湖(salar de uyuni),礦石類型以斜硼鈉鈣石為主,約有儲量(B2O3)400萬噸,礦石量1200萬噸,品位約30%。
秘魯的硼礦多產於安第斯高原的火山地區阿雷基帕省(arequipa),礦床賦存在湖床中,以斜硼鈉鈣石為主,約有儲量(B2O3)400萬噸。
阿根廷的硼礦多產於薩爾省的廷卡拉(saujuy dei hombre muerto tincaiayu),有11個礦化帶,礦石類型為天然十水硼砂和斜硼鈉鈣石為主,約有儲量(B2O3)2000萬噸。
H. 硼酸的成分和用途是什麼
硼酸,為白色粉末狀結晶或三斜軸面鱗片狀光澤結晶,有滑膩手感,無臭味。溶於水、酒精、甘油、醚類及香精油中,水溶液呈弱酸性。大量用於玻璃(光學玻璃、耐酸玻璃、耐熱玻璃、絕緣材料用玻璃纖維)工業,可以改善玻璃製品的耐熱、透明性能,提高機械強度,縮短溶融時間。
慢化過程
U-235發生裂變反應後產生快中子,快中子在慢化劑中運動,能量逐漸衰減,最後變成熱中子,這段時間叫慢化時間,這個過程叫慢化過程。快中子變成熱中子後不一定馬上會被吸收,還會運動一段時間,最後被吸收,這段時間叫擴散時間。 在慢化過程中,可以使用慢化劑。慢化劑的作用是慢化中子,以使中子容易與靶核反應,做慢化劑的前提條件是具有大的散射截面,小的吸收截面,這樣慢化效果好,最好的慢化劑是重水,還有二氧化碳,碳,水,硼-10同位素等等。
硼酸吸收中子
硼酸是一種大中子吸收截面的物質,在反應堆中主要是用來調節反應性用的,加入適量的硼酸可以降低反應性。 天然硼元素有兩種穩定同位素,即~(10)B 和~(11)B,豐度分別為19.78%和80.22%。~(10)B 具有對中子高吸收的獨特特性,~(10)B 對熱中子的吸收截面為3837巴(1b=10,Pa),自然豐度的硼的對熱中子的吸收截面接近於750巴,而~(11)B 僅為 0.005巴,因此~(10)B 對熱中子的吸收截面是自然豐度硼的5倍還多,是石墨的20多倍,是傳統防護材料混凝土的 500多倍。 就是說,硼-10同位素是高效的熱中子吸收劑。因此在核電站中它是安全和控制系統中所不可缺少的。特殊級(SQ)硼酸用於核工業,具有硼-10高比例特性。因此硼酸是可以終止核反應用的,吸收中子,再速凝水泥封堵,以後此地方圓多少公里為無人區,不再住人。 正是由於~(10)B 同位素的這種特性,使得~(10)B 同位素的相關產品廣泛應用到了軍用防護、核武器及核工業等軍事領域。 投撒硼酸還有一個作用就是可以在高溫下玻化,可固定住放射性元素四處擴散。(如同玻璃廠燒制玻璃一般) 另外,硼-10同位素,還可用於中子計數管,在核反應堆里用做防護屏,調正棒