土耳其硼酸中硼含量多少
A. 硼酸钠的硼矿化学加工
已知硼矿(见彩图)有150多种,其中重要的有天然硼砂矿(Na2O·2B2O3·10H2O),主要产于美国、中国;硬硼钙石(2CaO·3B2O3·10H2O),主要产于土耳其;硼镁石(2MgO·B2O3·H2O),主要产于苏联、中国等。中国的硼矿资源主要分布在青藏高原的盐湖及辽东半岛的营口、凤城、宽甸、集安一带。世界硼酸盐矿的储量约有355~748Mt,分布很集中,仅美国和土耳其就占世界总储量的95%左右。1981年世界硼矿的开采量为2460kt,其中美国为1340kt,是世界最大的硼矿开采国,土耳其为700~750kt,居世界第二位。 硼矿化学加工的研究始于18世纪初。1702年,G.霍姆贝用天然硼砂矿与硫酸亚铁反应首先制得了硼酸。1728年L.莱默里、1732年C.T.杰弗里分别通过加热硼砂和酸的水溶液得到了硼酸。1808年,英国人H.戴维和法国人J.-L.盖-吕萨克、L.-J.泰纳尔单独地又几乎是同时地制得了元素硼。
加工方法
因矿石组成不同而异,目前工业上使用的硼矿有水溶性和水不溶性两类。
水溶性硼矿的加工 水溶性硼矿有天然硼砂矿和盐湖卤水中的硼酸矿,以天然硼砂矿为主。①天然硼砂矿的精制:将天然硼砂矿破碎,用水溶解、过滤、结晶、分离、干燥即得五水硼砂和十水硼砂。目前产量最大的是美国。②盐湖卤水中硼酸的提取:将含氧化硼约1%的卤水用萃取剂(多元醇在煤油中的溶液)进行萃取,用稀硫酸作反萃取剂,将硼酸从有机相中反萃出来,经蒸发、结晶、离心分离、干燥即得硼酸成品。
水不溶性硼矿的加工 水不溶性硼矿种类很多,在工业上主要有硬硼钙石和硼镁石两种,其加工方法主要有酸法、碱法及碳铵法。酸法适合于含硼高的富矿;碱法既适合于富矿也适合于贫矿,由中国首先开发成功。硬硼钙石的加工还可采用直接提纯法,使氧化硼的含量富集到35%~45%,直接用于玻璃生产。
①酸法可用硫酸、盐酸、硝酸。酸法浸取多在常压下进行,浸取方式有间歇式和连续式两种。将粉碎至120目左右的矿粉,在装有水的耐酸反应器中,慢慢加酸分解,再经过滤、蒸发、结晶、分离、干燥得硼酸产品。例如硼镁石用硫酸分解的反应式为: 2MgO·B2O3·H2O+2H2SO4─→2H3BO3+2MgSO4
生成的硼酸与硫酸镁难以分离完全,致使硼酸的收率低。为提高硼酸的收率,工业上采用蒸馏法或萃取法分离硼酸与硫酸镁。如果原料是硬硼钙石,则硫酸法优于盐酸法,用硫酸时能生成不溶性的硫酸钙,易于分离,故硼酸收率高。②碱法用烧碱或纯碱分解,有加压碱解法、碳碱法及多硼酸钠法。加压碱解法收率高,反应时间短,但工艺流程长(图2)。将块状硼矿石在窑内于600~800℃下煅烧脱水,经粉碎至120目,在混料罐内与过量碱混合后送入带有搅拌的碱解器内,在140℃、4MPa下反应几小时,经过滤、碳化、结晶、分离、干燥得硼砂。含纯碱的母液经苛化后回收使用。反应式为: 2MgO·B2O3+2NaOH+H2O─→2NaBO2+2Mg(OH)2
4NaBO2+CO2─→Na2B4O7+Na2CO3
Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3
碳碱法与加压碱解法不同之处,在于把碱解与碳化合并于加压釜中进行,纯碱也无需苛化即可循环使用。多硼酸钠法的加碱量低于理论量,因而生成多硼酸钠,碱耗较低,但不能直接得到硼砂。 硼矿化学加工
③碳铵法与加压碱解法工艺过程相似,不同之处为用碳酸氢铵代替碱。反应压力与温度有关,并随反应的进行由高变低,开始时可达10MPa,得到的产物为硼酸铵,需经蒸馏脱氨得到硼酸,氨可循环使用。但该法流程长,氨不能完全循环,脱氨的能耗较大。
产品用途
硼化合物的消费构成各国不同。美国主要用于制造玻璃、玻璃纤维、釉药及有关工业中,用量约占美国国内消费量的一半;欧洲主要用在洗涤剂和釉药中,约占总消费量的二分之一。
硼砂和硼酸是硼化合物系列(见表)中最主要的产品,硼砂(四硼酸钠的总称,其中重要的有十水四硼酸钠、无水四硼酸钠、五水四硼酸钠)主要用于玻璃和搪瓷工业中,可增强玻璃的紫外线透射率,提高玻璃的透明度和耐热性能,使瓷釉不易脱落且具有光泽。此外,在有色金属焊接,丝、毛织品洗涤,延迟橡胶硫化速度,织物防水、木材防腐,医用消毒以及制革、造纸等方面也有应用。硼酸可改善玻璃制品的耐热和透明性能,能提高机械强度,缩短熔融时间,主要用于制造无碱玻璃、玻璃纤维。此外,还可作防腐消毒剂、熏蒸剂、皮革后处理剂等,也可用于制造防火材料、肥皂、硼钢、陶瓷釉药、染料、颜料。也可用于农业土地消毒与提高土地含硼量等。
B. 硼肥用多了是不是要中毒呢
1、挥发到大气中,加剧温室效应和空气污染。
2、下雨后溶解到河流、湖泊,导致水体富营养化,并渗透到地下水中,破坏了地下水水质。
3、导致土壤内部养分结构失衡、透气性差、保墒能力低下,导致土壤板结、盐渍化和酸化等。过量施肥尤其是氮肥过度施用,已成为我国农业面源污染的重要原因之一。
3、硼过剩症状首先表现在在中下部老叶,表现为叶绿呈灼烧状褐色坏死,病症自下位叶往上位叶发展,严重是全株枯死。
(2)土耳其硼酸中硼含量多少扩展阅读:
硼肥对作物的作用:
1、硼可以参与作物体内碳水化合物的运输和代谢,增加作物果实糖的成分,从而增加作物的结实率和果树的坐果率。
2、硼元素可以促进作物细胞伸长和细胞分裂,有利于作物根系的生长和伸长。
3、硼能使作物花粉萌芽快,并使花粉管伸长迅速进入子房中,有利于受精和种子的形成。
4、硼能够提高豆科类蔬菜根瘤菌的固氮能力,增加固氮量。并可以增强作物的抗寒、抗旱与抗病害的能力。
C. 矿物质之硼元素
硼(Boron)是一种化学元素,元素符号是B。
约公元前200年,古埃及、罗马、巴比伦曾用硼砂制造玻璃和焊接黄金。法国化学家盖·吕萨克用金属钾还原硼酸制得单质硼。硼在地壳中的含量为0.001%。硼为黑色或银灰色固体。晶体硼为黑色,硬度仅次于金刚石,质地较脆。
硼还由于其缺电子性造成其氢化物中硼原子拥有异常高的配位数,使之成为所有元素氢化物中结构最复杂的。
单质硼为黑色或深棕色粉末,熔点2076℃。沸点3927℃。单质硼有多种同素异形体,无定形硼为棕色粉末,晶体硼呈灰黑色。晶态硼较惰性,无定形硼则比较活泼。单质硼的硬度近似于金刚石,有很高的电阻,但它的导电率却随着温度的升高而增大,高温时为良导体。硼共有14种同位素,其中只有两个是稳定的。
室温时为弱导电体;高温时则为良导体。在自然界中主要以硼酸和硼酸盐的形式存在。
硼易被空气氧化,由于三氧化二硼膜的形成而阻碍内部硼继续氧化。常温时能与氟反应,不受盐酸和氢氟酸水溶液的腐蚀。硼难溶于水,粉末状的硼能溶于沸硝酸和硫酸,以及大多数熔融的金属如铜、铁、锰、铝和钙。
希望我能帮助你解疑释惑。
D. 硼酸俗名是什么
四硼酸钠 俗名 硼砂
(pengsha)
天然四硼酸钠晶体,化学式Na2B4O7·10H2O。使硼酸与碱作用即生成硼酸盐,当溶液为强碱性(pH=11~12)时,主要生成偏硼酸盐:
H3BO3+NaOH=NaBO2+2H2O
碱性较弱(pH<9.6)时,则生成四硼酸盐:
4H3BO3+2NaOH+3H2O=Na2B4O7·10H2O
按其结构,硼砂的化学式应写做Na2B4O5(OH)4·8H2O。
硼砂是无色晶体,在空气中风化,加热至400~500℃可脱水成无水四硼酸钠,在878℃时熔化为玻璃状物。因为熔体中含有酸性氧化物B2O3,故能溶解金属氧化物。这种性质可用于焊接金属时清除金属表面上的氧化物,许多金属氧化物溶于熔融的硼砂后常显出特征的颜色,如偏硼酸钴Co(BO2)2为蓝色,偏硼酸镍Ni(BO2)2为棕色,偏硼酸铬Cr(BO2)3为翠绿色等。如:
Na2B4O7+CoO2NaBO2+Co(BO2)2
这也称做硼砂珠反应,分析化学中常用此法检验某些金属离子。硼砂在水中的溶解度很大,且随温度的升高而加大,在水溶液中易水解而显碱性,硼酸盐的水解反应如下:
4BO-2+H2O=B4O2-7+2OH-
B4O2-7+7H2O=4H3BO3+2OH-
加碱平衡向右移动,可用硼酸制硼酸盐,在强碱条件下以偏硼酸盐形式存在。四硼酸钠水溶液可看做是由二分子硼酸(或偏硼酸)和二分子偏硼酸钠组成,是个缓冲体系,溶液pH值约为9.4~9.6,只要将所制得上述强碱溶液的pH值降至约9.6,就可得到硼砂。我国西藏有大量天然硼砂,东北也有丰富的硼镁矿。工业上从硼镁矿制硼砂一般采用烧碱分解矿石的方法,先得到偏硼酸钠然后通入二氧化碳,降低其碱性即得到硼砂,其主要反应如下:
Mg2B2O5·H2O+2NaOH=2Mg(OH)2+2NaBO2
4NaBO2+CO2+10H2O
=Na2B4O5(OH)4·8H2O+Na2CO3
硼砂的用途很广,可用做洗衣粉和肥皂的填料,也是制造光学玻璃、珐琅和瓷釉的原料,也可制造人造宝石、焊药等。经提炼精制后可做清热解毒药,性凉、味甘咸,可治咽喉肿痛、牙疳、口疮、目生翳障等症。
E. 硼是一种奇特的元素
它诞生于宇宙空间,但这种很轻的元素却不是在恒星内部产生的,恒星里形成了一些比硼重得多的元素,比如碳、氧、甚至是铁,但却没有硼。硼来自超新星爆发和宇宙射线的散裂辐射。
另一个有趣的现象是, 硼是石字旁,但它却是一种类金属元素 ,也就是说硼的一些物理和化学性质本质上介于金属与非金属之间,因此有些人也将硼、硅、锗、砷等称为“准金属元素”。
再一个就是, 硼元素在宇宙中的丰度很低,在太阳系和地壳中也属于低丰度的元素,但它在自然界中的含量却相当丰富 ,我们并不难在地面上找到硼,在许多化合物及矿物中都能看到硼的存在,并且硼的化合物产品大部分很便宜。
你很难提炼到纯的硼,它以各种各样的分身出现,你却无法看清它素颜的样子。
有硼自远方来,这“硼友”挺乱。
前面一节我们提到了硼在地面上主要是以化合物的形式存在,由于在这些化合物中有许多像碳等难熔物质的污染,加上硼自身独特的理化性质,人们很难提取到纯的硼。 至今为止人们提纯出来的硼也存在许多种同素异形体 。
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。除此之外硼还有高压超导相、二维形式的相和硼球烯。
以此为基础,硼又有菱面体、四方体、正交体和半随机之分,这么一组合起来, 硼就有许多种复杂的形态和各种颜色 。
硼原子的价电子结构为2s²2p¹,它能提供成键的电子是2s²p,还有一个空轨道。在硼原子以sp²杂化形成的共价分子中,余下的一个空轨道可以接受外来的孤对电子,形成以sp³杂化的四面体构型的配合物。
有时候你看到它是像一块一块的金属碎片、有的像生锈的铁粉、有的似一堆熔融的金属废渣。
硼总共有13种同位素,其中两种为天然且稳定的同位素:硼-10和硼-11。
硼-10被称为“富硼” ,有意思的是这里的富并不代表它的含量高,恰恰相反,硼-10在自然界中的含量只占19.9%,“富硼”Enriched boron翻译成“强化硼”更合适些。
硼-11被称为“贫硼” ,它在自然界中的含量为80.1%,所以“贫硼”不表示它稀少,而是“贫化硼”Depleted boron。
富硼的原子核中有5个质子和5个中子,它容易从外界吸收一个中子,从而生成锂离子、α粒子并发射伽马射线, 在核反应堆中,富硼的这个特点常常被用来当“刹车片”用 。与此相对应,贫硼就不容易受到辐射的影响。
硼-11未来也许可以当成一种清洁核聚变的燃料 ,因为当硼-11被能量约为500 keV的质子撞击时,它会产生三个α粒子和8.7 MeV的能量,这些α粒子可以直接转化为电能,并且只要一关机,辐射就停止,不会担心有中子放射污染。
从这个角度看,多年以后硼也许会成为抢手的战略资源呢!
我们在本文的开头提到了硼是通过超新星爆发和宇宙射线的散裂辐射而形成的。科学家们认为 超新星爆发时产生的高能量宇宙射线(主要是快速质子)轰击星际介质中的碳、氮和氧,强大的能量使这些核素的原子核碎裂,从而产生出轻元素铍,硼和锂。 这也是这几种元素在宇宙中探测到的丰度远高于在太阳大气中发现的丰度的重要原因。
虽然硼是地壳中相对稀有的元素,仅占地壳质量的0.001%,但全球已探明的硼矿物开采储量就已经超过了10亿吨。土耳其坐拥世界72%的硼矿储量,以及超过世界一半的开采量;美国的硼矿年开采量约占世界的23% 。
硼的化合物很多 ,大部分以硬硼钙石 Ca₂B₆O₁₁ ·5H₂O 或 CaB₃O₄(OH)₃·H₂O、水合硼酸钠氢氧化钠Na₂B₄O₆(OH)₂·3H₂O、钠硼方解石 NaCaB₅O₆(OH)₆·5H₂O 和硼砂Na₂B₄O₇·10H₂O或Na₂B₄O₇ ·[H₂O]n,这些矿石占了可开采矿石的90%。
硼绝大多数的应用都是将硼化合物作为添加剂加到其它物质中 ,全球工业需求量最大的是硼酸、硼酸盐和三氧化二硼B₂O₃等硼化合物,对提纯的硼需求量相对较小,对硼单质的研究也并不多。
纯硼很难提取 ,工业上通常用镁或铝还原氧化硼B₂O₃,由于产品几乎总是被这些金属的硼化物污染,所以它只能算是粗硼;另一种方法是通过在高温下用氢还原挥发性卤化硼(如:三溴化硼)来制备硼单质;目前超纯硼是通过乙硼烷在高温下分解产生的,然后还要通过区域熔化或Czochralski工艺进一步纯化(类似于制作单晶硅的办法)。
硼在玻璃和建筑材料上的应用是很广泛的,全球约3/4的硼产量都用在了这些方面。
几乎所有从地球中提取的硼矿石都被精炼成硼酸BH₃O₃和四硼酸钠五水合物Na₂B₄O₇·5H₂O也就是硼砂, 这些化合物中的大部分用来生产高强度耐高温的玻璃、玻璃纤维和陶瓷产品 。硼硅酸盐玻璃强度高,耐热冲击性好,不仅常被用来制作各种化学实验的器皿,还可以用来制成各种玻璃锅、盆和烤箱用的烤盘。
在电炉中用碳分解氧化硼,就可以得到碳化硼陶瓷。
2 B₂O₃ + 7 C→B₄C + 6 CO
上面的反应只是简单的化学式表达,实际上碳化硼应该表达为 B₁₂C₃(即B₁₂十二面体是基序)C₃单元在其中体现为CBC链。 这样的重复聚合物加上碳化硼的半结晶结构使其既轻便又强硬,它的硬度仅次于立方氮化硼和金刚石 ,因此被用于坦克装甲、防弹背心等等。
氮化硼c-BN是与碳等电子的材料,它的硬度非常接近钻石,甚至可以在一些钻石表面留下擦痕。因此 碳化硼和立方氮化硼粉末被广泛用作研磨剂 。
我们在“硼的同位素”一节中提到了硼钢棒可以用做核反应堆的“刹车片”,它利用了硼的类金属性、它能与其它金属形成合金,并且硼-10可以大量吸收中子。 硼还可以通过硼化提高钢和合金的表面硬度 ,金属硼化物是金刚石涂层工具的替代品。
钕磁铁是最强类型的永磁铁,硼是其中重要的成分 (Nd₂Fe₁₄B),钕磁铁广泛应用于许多机器仪表和工业场合。
三乙基硼烷是一种有效的液体火箭燃料 ,它可以在低温下点火,也可以在很高的温度下稳定燃烧,无论是土星5号的F1火箭发动机还是猎鹰9火箭的梅林发动机,都是使用三乙基硼烷做为推进剂之一。
另外,硼的化合物还广泛应用于洗涤剂、防腐剂、杀虫剂、生物制药和动植物的生长调节剂,硼是核糖核酸中的重要组成元素,它可以使核酸稳定,核糖核酸又是生命的重要基础构件,从这个角度看,硼也是地球上能够形成生命的重要条件之一。
硼元素并不是诞生于恒星内部,它是由宇宙射线照射星际间的重元素裂解产生的,因此硼属于外来物质,它在宇宙中的丰度也不高。
硼在地壳的含量仅有0.001%,但硼的化合物却在地表广泛分布;硼的提纯很困难,提纯之后的硼大多以同素异形体的形式存在,它的形态五花八门,啥样的都有。
硼的应用很广泛,并且绝大多数的产品并不需要提纯的硼单质,而是直接利用硼化合物生产,因此价格比较亲民。
硼在核工业中有非常重要的运用,未来它还有可能是一种清洁的核聚变原料,是一种重要的战略资源。
F. 硝硫基复合肥中添加的硼什么
我国硼肥品种与资源情况
硼肥,是指含有硼(B)元素,能促进农作物生长,增强农作物抗性,有利于开花结实的微量元素肥料,又称硼素肥料。目前市场常见的硼肥品种有:
硼砂:化学名工业十水合四硼酸二钠(Na2B4·10H2O),是提取硼和硼化合物的原料,国家标准一等品主含量(Na2B4· lOH.O)≥95.0%,折合硼(B)含量1 1%,外观呈白色细小晶体,难溶于冷水,硼素易被土壤固定,植物当季吸收利用率较低,是常用的单质硼肥品种。
硼酸:分子式H3BO3含量(国标)≥99.5%,折合含硼(B)量约17%,由硼镁矿石与硫酸反应,经过滤、浓缩、结晶、烘干而制成。硼酸为无色带珍珠光泽的三斜鳞片状结晶或白色细粒晶体,可溶于水。是无机化合物硼素化工原料,也是传统的硼肥品种之一。
硼镁肥:是生产工业硼酸的副产品,主要成份为硫酸镁(MgSO4·7H2O)和硼酸(H3BO3),主含量约85-93%,其中硫酸镁约占80-90%,硼酸3.6%,折合硼(B)含量0.5-1%,外观呈白色或灰白色结晶颗粒或粉末,水溶解性好,是含镁并含少量硼的中量元素肥料,适宜在缺镁,并轻度缺硼的酸性土壤上作基肥施用。
新型高效硼肥:自二十世纪末,安徽省土壤肥料工作总站即着手研制精炼聚合农业专用硼肥——速溶硼肥,于2003年实现了工厂化生产。主要成份为四水八硼酸钠,硼(B)含量高达21%,具有水溶性好、用量少、植物吸收利用率高、土壤残留少等特点,并获得2003年安徽省科学技术奖二等奖。是安徽省土肥总站与安徽省肥料总公司共同开发的适用于农作物补硼的专用硼肥新品种。
硼肥资源是含硼矿物——硼酸盐矿物。我国硼矿资源比较丰富,全国14个省(区)有硼矿产出。探明储量的矿区有63处,总保有储量B。O。4670 6万吨,居世界第5位。就省(区)而言,以辽宁硼矿最多,储量占全国的57%;其次为青海,占24.7%。硼矿类型以古元古代沉积变质型为主,如辽宁营口、宽甸等地的硼矿,是我国硼矿资源的主要来源;现代盐湖沉积型硼矿也很重要,如青海和西藏的一些盐湖硼矿。全国硼矿石生产能力约为48.7万吨/年f折含B.O。为12%的标矿能力),近几年,国内的硼矿及其相关产品的产量持续增长。国际上,美国和土耳其一直是两个最大的生产国,其产量分别占世界总产量的40%以上。我国产量在世界上所占份额较小,现有生产硼砂、硼酸较具规模的化工厂约30余家,生产能力分别为20万吨和3万吨左右。
G. 硼矿的主要硼矿床分布
目前主要硼矿床仅在少数几个国家和地区分布(图1),大部分集中在美国和土耳其,其产量大约占世界产量的90%。
美国硼砂集团在加州的Mojave 沙漠Boron地区开采的是一个大型硼砂和四水硼砂矿床,北美化学矿物集团开采的是Searles湖中抽取含硼酸盐的卤水矿产,Newport矿物公司从德斯谷开采的是小型硬硼钙石矿床。
19世纪在美国加州的Mojave 沙漠Clear湖、内华达州西部的干盐湖发现了硼砂,其大量开采改变了世界硼砂的供需形势,在世界范围得到非常广泛的应用。
土耳其靠近地中海沿岸的火山-盐湖盆地沉积硬硼钙石和钠硼解石,白硼钙石矿床(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)。硼酸盐的开采由国家矿业公司埃提银行(Etibank)控制,其在Bigadic 和Emet地区的硼矿提供了绝大部分的商业交易的钠硼解石和硬硼钙石,还有来自Kirka地区的一个巨型硼砂矿床。
俄罗斯远东地区主要是矽卡岩型硅硼钙石矿床(Ageeva,L. I.,and Aver'yanov,G. S.,1981;Chernevskii,N.N.,1973;Ozol,A. A.,1976;Dorofeev,A. V.,1974;A.A.奥佐尔,1987)。
目前我国可以利用的硼酸盐型硼矿资源主要是辽东地区的镁硼酸盐型硼矿(俗称白硼)和青藏高原的盐湖卤水硼砂矿,其次在湖南常宁地区有少量矽卡岩型硼矿产出。由于青藏高原盐湖硼矿地处边远地区,自然条件恶劣,交通不便,目前产量不足国内需求量的10%,而辽东地区硼矿满足了我国硼矿国内需求的90%以上。
辽东变质型镁硼酸盐矿床是我国所特有的硼矿成因类型,大石桥地区镁橄榄岩作为硼矿的基质岩石,同时也是我国重要的大石桥菱镁矿床的基底岩石,是世界上罕见的地质特征,因此镁橄榄岩成因及其与镁硼酸盐矿床及菱镁矿床之间成因关系的研究具有重要的理论意义和找矿意义。
世界上硼矿总储量约17亿吨(以B2O3计),主要产硼国家有美国、土耳其、俄罗斯、哈萨克斯坦、智利、玻璃维亚、秘鲁、阿根廷、伊朗、中国等十个国家。其中美国、土耳其、俄罗斯和中国的保有储量最多。中国的保有储量占第四位。
目前世界上具有工业价值的主要硼矿床类型是分布于美国加州及南美洲的新生代盐湖型及火山热泉型硼砂矿床,硬硼钙石-钠硼解石矿床,钠硼解石、硼砂和板硼钙石矿床(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-盐湖盆地沉积硬硼钙石和钠硼解石,白硼钙石矿床(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);俄罗斯远东地区主要是矽卡岩型硅硼钙石矿床(Ageeva,L. I.,and Aver'yanov,G. S.,1981;Chernevskii,N.N.,1973;Ozol,A. A.,1976;Dorofeev,A. V.,1974;A.A.奥佐尔,1987)。
19世纪在美国加州的莫拉维(Mojave)沙漠Clear湖、内华达州西部的干盐湖发现了硼砂,其大量开采改变了世界硼砂的供需形势,在世界范围得到非常广泛的应用。目前主要硼矿床大部分集中在美国和土耳其,其产量大约占世界产量的90%。
美国硼砂集团在加州的莫拉维(Mojave)沙漠硼镇(Boron)地区开采的是一个大型硼砂和四水硼砂矿床,北美化学矿物集团开采的是撒拉斯(Searles)湖中抽取含硼酸盐的卤水矿产,Newport矿物公司从德斯谷开采的是小型硬硼钙石矿床。
1856年,J A Veach在今天的加州湖县Clear湖发现了泥岩中与热泉有关的硼砂。1864年进行过小规模的开采。在对该地区进行勘探后不久,发现了位于内华达州西部沙漠地区和加州东南部的更大的硼矿床。在开始63年的国内开采中,矿床的类型和地点都发生了变化,但是总的来看,更大更好的硼矿得以发现和冶炼技术的不断提高促使产量增加以及价格下降。1927年在美国硼矿历史上是一个里程碑,因为在硼镇(Boron)的大型硼砂矿和撒拉斯(Searles)卤水湖(含有工业品位的硼砂)开始大规模生产,不久就取代了国内其他的一些生产单位。目前美国主要有三个地区开采硼矿,加州南部、硼镇(Boron)地区以及撒拉斯(Searles)湖,还有开采规模较小的德斯谷,该区的所有硼矿产于新生界陆相沉积盆地。
硼镇(Boron)地区的硼矿位于美国加里福尼亚州莫拉维(Mojave)沙漠西北的莫拉维镇(Mojave)和巴斯通镇(Barstow)之间,距洛杉矶东北145公里。目前所开采的克拉默硼矿是露天矿床,该矿自从1926年开采以来一直是世界最大的硼矿床。硼矿形成于中新世小型构造陆相盆地中的(火山)热泉活动沉积作用,硼矿体呈透镜体状,硼矿物主要是硼砂、四水硼砂和硬硼钙石,中间夹粘土岩夹层,由内到外依次为:硼砂和四水硼砂矿体-钠硼解石-含粘土岩的硬硼钙石-粘土岩。
目前露天开采在地表的面积为6000英尺长(东西方向),5000英尺宽(南北方向)。开采的最大深度达650英尺(采坑的中间位置)。
加利福尼亚州是美国唯一的具有重要商业开采价值的硼矿产区,目前有三大矿区:1.加州科恩县(Kern county)硼矿矿区,2.加利福尼亚州西圣贝那迪尔诺(san Bernardino county)西尔斯湖区的卤水矿,3.加利福尼亚州和内华达州交界处的死谷(death vaiiy)矿区。
美国可供开采的硼矿储量有4000多万吨(商业储量,以100% B2O3 计)。其中加州科恩县科拉莫尔矿区,硼酸钠型矿储量(100% B2O3 计)3250万吨,加利福尼亚州西圣贝那迪尔诺(san Bernardino county)湖区的卤水矿约1000万吨,西圣贝那迪尔诺的巴斯托还有低品位(B2O336.4%)的矿石1.4亿吨,系钙型-钠钙型硼矿,死谷(death vaiiy)矿区还有低品位(B2O320%)1800万吨。
土耳其开采的硼酸盐主要是在毕加狄(Bigadic)和伊美特(Emet)地区的钠硼解石和硬硼钙石,还有来自科卡(Kirka)盆地的一个巨型硼砂矿床。
土耳其的硼矿主要分布在屈塔希亚省埃迈特地区(Emet Districtofkutahya Province),埃斯基谢希尔省科尔卡地区(Kirka Destrict of Eskiskisehir Province)和凯斯特莱克地区(Kesteiek Mustafa Kemaipasa District)。土耳其的硼矿矿石类型有三类,分别为硼酸钙型、硼酸钠型和钙钠型硼矿。约有储量24.1亿吨(合可比基础储量为15亿吨,商业储量为3亿吨)。在屈塔希亚省埃迈特地区的多甘拉尔/伊格迪科伊矿储量为6.44亿吨(B2O3 42-46%),斯派矿(ESPEY)储量为2.5亿吨(B2O3 40%),海萨奇克矿(HISARCIK)储量为3000万吨(B2O3 35%),埃斯基谢希尔省科尔卡地区的十水硼砂矿储量为5.42万(B2O3 含量25%),比加第奇(bigadic distrct)储量为9.75亿吨(B2O3 25-30%),凯斯特莱克地区还有储量为700亿吨(B2O3 25-30%)。
俄罗斯的硼矿多产于亚洲部分,以硅硼钙石为主,有感可溶性较差,总储量为4000万吨,产地为达尔涅戈尔斯科城(the town of daineqorsk)。
哈萨克斯坦的硼矿分布在黑海北岸的因德尔地区因德尔坦城(the town nderborskij),以硼镁石、水方硼石为主。储量为1500万吨。
智利的硼矿产于安托法加斯塔省(autofag asta province)和塔拉帕卡省(tarapaca province)。约有储量1500-2000万吨(B2O3),矿石类型以斜硼钠钙石为主。
玻利维亚的硼矿多产于玻托西省乌尤尼盐湖(salar de uyuni),矿石类型以斜硼钠钙石为主,约有储量(B2O3)400万吨,矿石量1200万吨,品位约30%。
秘鲁的硼矿多产于安第斯高原的火山地区阿雷基帕省(arequipa),矿床赋存在湖床中,以斜硼钠钙石为主,约有储量(B2O3)400万吨。
阿根廷的硼矿多产于萨尔省的廷卡拉(saujuy dei hombre muerto tincaiayu),有11个矿化带,矿石类型为天然十水硼砂和斜硼钠钙石为主,约有储量(B2O3)2000万吨。
H. 硼酸的成分和用途是什么
硼酸,为白色粉末状结晶或三斜轴面鳞片状光泽结晶,有滑腻手感,无臭味。溶于水、酒精、甘油、醚类及香精油中,水溶液呈弱酸性。大量用于玻璃(光学玻璃、耐酸玻璃、耐热玻璃、绝缘材料用玻璃纤维)工业,可以改善玻璃制品的耐热、透明性能,提高机械强度,缩短溶融时间。
慢化过程
U-235发生裂变反应后产生快中子,快中子在慢化剂中运动,能量逐渐衰减,最后变成热中子,这段时间叫慢化时间,这个过程叫慢化过程。快中子变成热中子后不一定马上会被吸收,还会运动一段时间,最后被吸收,这段时间叫扩散时间。 在慢化过程中,可以使用慢化剂。慢化剂的作用是慢化中子,以使中子容易与靶核反应,做慢化剂的前提条件是具有大的散射截面,小的吸收截面,这样慢化效果好,最好的慢化剂是重水,还有二氧化碳,碳,水,硼-10同位素等等。
硼酸吸收中子
硼酸是一种大中子吸收截面的物质,在反应堆中主要是用来调节反应性用的,加入适量的硼酸可以降低反应性。 天然硼元素有两种稳定同位素,即~(10)B 和~(11)B,丰度分别为19.78%和80.22%。~(10)B 具有对中子高吸收的独特特性,~(10)B 对热中子的吸收截面为3837巴(1b=10,Pa),自然丰度的硼的对热中子的吸收截面接近于750巴,而~(11)B 仅为 0.005巴,因此~(10)B 对热中子的吸收截面是自然丰度硼的5倍还多,是石墨的20多倍,是传统防护材料混凝土的 500多倍。 就是说,硼-10同位素是高效的热中子吸收剂。因此在核电站中它是安全和控制系统中所不可缺少的。特殊级(SQ)硼酸用于核工业,具有硼-10高比例特性。因此硼酸是可以终止核反应用的,吸收中子,再速凝水泥封堵,以后此地方圆多少公里为无人区,不再住人。 正是由于~(10)B 同位素的这种特性,使得~(10)B 同位素的相关产品广泛应用到了军用防护、核武器及核工业等军事领域。 投撒硼酸还有一个作用就是可以在高温下玻化,可固定住放射性元素四处扩散。(如同玻璃厂烧制玻璃一般) 另外,硼-10同位素,还可用于中子计数管,在核反应堆里用做防护屏,调正棒