硼礦

硼是一種典型的非金屬元素。硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地殼中分散狀態的硼卻分佈廣泛，而且是地表水、地下水、岩漿噴氣、礦泉水和所有岩層的氣液包裹體中所具有的元素。

硼也是非常分散的、典型的親石元素，廣泛分佈於各種成因、不同類型的岩石中。

硼礦物幾乎在地質旋迴的所有階段都可以形成，從岩漿作用到表生作用，在內生條件和外生條件下均可以形成工業富集。

硼礦是一種用途廣泛的化工原料礦物。它主要用於生產硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、醫藥、搪瓷、油漆、日用化工、農業以及國防尖端工業等部門都是不可缺少的。因此，硼資源的開發、利用，對於現代工業的發展，具有越來越重要的作用。

世界上含硼礦物很多，根據含硼礦物的化學組成，可將其分為三類：硼硅酸鹽礦物、硼鋁硅酸鹽礦物和硼酸鹽礦物。其中，硼硅酸鹽礦物主要是硅鈣硼石和賽黃晶；硼鋁硅酸鹽礦物主要有電氣石和斧石。這兩類硼礦物中，除了硅鈣硼石尚具有工業價值外，其他或是難以加工，或因未大量聚集成工業礦床而意義不大。目前，作為硼工業原料的主要是第三類——硼酸鹽礦物。這類礦物有100多種，但作為工業硼資源開發利用的僅有10餘種，如天然硼砂、遂安石、硼鎂石、硬硼鈣石、天然硼酸、鈉硼解石、柱硼鎂石等。在中國，硼鎂石、遂安石、硼鎂鐵礦、硼砂、鈉硼解石、柱硼鎂石等均可形成大、中型礦床。下面分別簡介一下幾種主要硼酸鹽礦物的物理、化學性能。

硼鎂石 Mg2［B2O4(OH)］(OH)：B2O3 的理論含量為41.38%；呈纖維狀、板狀、柱狀晶形；具有絲絹光澤；顏色有白、灰、淺黃色；密度為2.62～2.75 g/cm3，莫氏硬度3～4，不溶於水。

硼鎂鐵礦（Mg·Fe)3 Fe［BO3］O2：B2O3 的理論含量17.83% ；形態有針狀、柱狀、纖維狀、短柱狀-粒狀集合體等多種晶形；具有珍珠、金剛光澤；顏色有黑色和黑綠色；密度為3.6～4.7 g/cm3；莫氏硬度5.5～6；不溶於水。

天然硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O：B2O3 的理論含量是36.51% ；形態為晶體或緻密塊狀、土狀集合體；顏色有白色、淺灰色和淺黃色；密度為1.69～1.72 g/cm3；莫氏硬度2.0～2.5；可溶於水。

遂安石Mg2(B2O5)：B2O3 的理論含量46.34%；形態有板柱狀、楔狀、竹葉狀、針狀、纖維狀等多種晶形；呈玻璃油脂光澤；有白色或淡褐色；密度為2.91～2.93 g/cm3；莫氏硬度5.9；不溶於水。

鈉硼解石NaCa(H2O)6［B3B2O7(OH)4］：B2O3 的理論含量42.95% ；晶形有纖維狀、針狀集合體兩種；呈玻璃、絲絹光澤；無色或白色；密度1.65～1.95 g/cm3；莫氏硬度2.5；難溶於水。

硬硼鈣石Ca(H2O)［B2BO4(OH)3］：B2O3 的理論含量50.81% ；形態為等粒狀、放射狀、緻密狀集合體；有玻璃、金剛光澤；白色或無色；密度2.41～2.44 g/cm3；莫氏硬度4.5～5；不溶於水。

柱硼鎂石Mg［B2O(OH)3］：B2O3 的理論含量42.46% ；有柱狀、短柱狀和纖維狀3種晶形；玻璃光澤；顏色有白色、灰白色或無色；密度2.3 g/ cm3；莫氏硬度3.5。

硼礦物的主要用途

上文已經提過，硼是重要的化工原料。硼礦的主要用途是用來生產硼砂、硼酸、元素硼以及硼的其他化合物，這些硼化物廣泛應用於國民經濟的許多部門。

1.建材工業

玻璃行業是硼砂的最大用戶。玻璃生產中加入一定量的硼砂可以增強玻璃的熱穩定性，增大紫外線的透射率，提高玻璃的透明度和抗衝擊的機械性能。近年來，硼酸還大量用於玻璃纖維的製造，而玻璃纖維不僅是生產玻璃鋼的重要原料，而且也是建築、機械和制萘工業等的新型材料。

在陶瓷行業中可用硼砂作催化劑。硼砂也是防腐劑、高溫坩堝、油漆等生產的添加劑。

2.輕工工業

硼砂是生產搪瓷製品的重要原料，它能增強搪瓷製品的牢固度和光澤度，提高瓷釉的耐熱性，並大大增大其膨脹係數。

在印染行業中，硼砂是常用的煮煉劑，用來去除天然棉纖維中所含的油、蠟及色素等，並對原布具有漂白作用利於染色。

在造紙業中硼化物是一種新型的造紙塗料，它可以增加紙的光澤和防火性能，並用作造紙工業中含汞污水的處理劑等。

硼的某些化合物還可以做成防火劑、防火塗料、油漆乾燥劑、防鏽漆等。

3.冶金工業

在冶金工業中加入硼化物可製成硼鋼等特種鋼，這類鋼具有很高的強度和耐腐蝕及耐熱等優良性能，是製造噴氣發動機等主要部件的優質鋼材。

在鋁、鉬、鎳等金屬中加入少許硼，可以改善這些金屬的機械性能。硼也是鑄造鎂及其合金時的防氧化劑。鐵、硼、硅非晶態金屬是一種高新技術材料，用它作變壓器鐵心，代替硅鋼片，可節電3/4。

4.機械工業

在機械工業中硼被用作硬質合金、寶石等硬質材料的磨削、研磨、鑽孔及拋光等。

“滲硼”是機械加工行業中一種新工藝，它能提高零件表面的硬度和耐磨、抗氧化性能。

5.化學工業

硼砂、硼酸可作為肥皂、洗滌劑等日用化工產品的添加劑。含硼洗滌劑具有保護頭髮、去污力強、無污染等性能。某些硼化物還可製成良好的還原劑、催化劑、溴化劑等。

6.電子工業

在硼系列化合物中，某些硼化物是絕緣材料，而有些硼化物則是良好的導電材料，具有半導體的特性，又有電子放射等性能，可用來製造各種電子元、器件，用作引燃管的引燃極、電訊器材、電容器、半導體的摻合料、高壓高頻電及等離子弧的絕緣體、雷達的傳遞窗等。

7.原子能工業和國防工業

硼具有顯著的吸收中子的作用，可用作原子反應堆中的控制棒及原子反應堆的結構材料。

碳化硼具有高熔點、抗壓強度大、防輻射和防化學腐蝕性能，因此，它是航空和裝甲的理想防護材料。硼的某些化合物是製造火箭噴嘴、燃燒室內件及噴氣發動機的部件。硼的氫化物是液體火箭推進劑中常用的燃燒劑等。

徠8.農業

硼在農業上用作生產硼肥、殺蟲劑等。