戴采云  赵立群  张永明

（沈阳化工学院材料科学与工程学院  沈阳  110142）

摘　要：硼泥是硼化物生产企业提取硼砂等硼产品后排放的固体废渣。由于硼泥具有较强的碱性，已经造成硼化物生产区的严重污染。硼泥的综合利用既可解决环境污染问题，又可以有效利用资源。系统地介绍了目前常用的硼泥综合利用方法、各自的特点及使用效果等方面的研究进展。其中，对于提取镁制品、硼泥复合絮凝剂以及硼泥微晶玻璃等都已经进行了广泛研究。

关键词：硼泥  利用  研究进展

中图分类号：X705             文献标识码： Ａ

文章编号：1672-3791（2007）04（a）-0019-02

1 引言

硼泥是以硼矿石为原料，生产硼砂以及硼酸等硼化工产品剩余的固体废弃物^[1]。硼泥中含有氧化镁、氧化钙、氧化钠等碱性物质[2]，未经过任何环保技术处理，且又是露天排放，因此已造成硼化物生产区的严重环境污染。生产1吨硼砂约产生硼泥4吨，随着对硼砂需求的不断扩大，硼泥这种固体废渣的排放量也急剧增大。硼泥中含有MgO 30%～37%、B₂O₃ 18%～35%，是一种具有开发利用价值的资源。所以无论从环境保护还是资源利用的角度看，对硼泥进行有效的综合利用研究都是非常必要和迫切的。

2 综合利用途径

目前对于硼泥的综合利用研究包括：生产镁制品；制备耐火材料；用于生产建材；制备絮凝剂处理废水以及微晶玻璃的制作等。

2.1 镁制品的提取

硼泥中氧化镁含量与菱镁矿中的氧化镁含量差不多，可替代天然菱镁矿石，用来生产镁制品。

轻质碳酸镁、氧化镁的国内外需求均非常巨大，并且通过硼泥提取镁制品成本比用菱镁矿石提取镁制品每吨成本低30至50元，所以利用硼泥开发碳酸镁、氧化镁非常具有发展潜力。中科院长春应用化学研究所开发出“利用硼泥生产高纯氧化镁系列产品”技术，其初级产品碳酸镁、中间产品氧化镁可根据国内外市场需求加工成轻质氧化镁和高纯镁砂，最终产品为大尺寸氧化镁结晶，产品科技含量高，附加值高，填补了国内外空白。用硼泥生产碳酸镁的工艺已经于2001年8月在丹东市宽甸满族自治县的永甸镇投入了生产。氧化镁单晶具有优良的物理化学性能，是一种先进功能材料。从硼泥中获取高纯氧化镁粉^[3]，然后采用弧熔法，生长出了大尺寸的氧化镁单晶。

另外硼泥中镁含量较高^[4]，可电解制备金属镁，用化学方法制取氯化镁、七水硫酸镁等化合物。从硼泥中浸取出硫酸镁后，加入碳酸钠，可制取碳酸镁，最后烧制成轻质氧化镁^[5]。

2.2 制备耐火材料

硼泥中含大量的氧化镁，可用做镁质原料制备堇青石或镁橄榄石质耐火材料。用硼泥代替滑石生产的堇青石材料，由于大量活性组分的存在，不仅降低了烧成温度，而且使堇青石生成量增加，降低了材料的热膨胀系数，提高了产品的热稳定性。用硼泥做主要原料制备的镁橄榄石，各项性能指标均满足耐火材料性能要求。

2.3 新型建筑材料的生产

目前，已成功制得硼泥制建筑用砖，硼泥制墙地砖等多种建材产品。以硼泥为原料，配入粉煤灰和炉渣制成了烧结硼泥砖，抗压强度达到10MPa以上^[6]。硼泥配在页岩中制砖，效果更好，最佳掺入量为25%。将硼泥干燥，加入适量的石蜡、酚醛树脂及水等充分混合，制得的砖瓦制品，各项指标完全符合甚至超过国家标准。

 利用硼泥做主要原料制备出硼泥陶粒，并将其做为骨料加入粉煤灰及高效减水剂，通过合理的配合比设计，可以配制出LC30及以上强度等级的硼泥陶粒轻骨料混凝土^[7]。以多种工业废渣——锰渣、硼泥、粉煤灰为主要原料，试制出符合JG3063－1999要求的陶粒混凝土轻质隔墙板^[8]。

 采用高掺量粉煤灰、硼泥及少量的磷石膏及激发剂生产的砂浆灰，具有后期强度高、早期强度低的特性，若干年后仍能继续水化并增长强度^[9]。在路基混合料中以硼泥取代石灰，可获得较高的早期强度，便于及早开放交通，且路基其它性能均优于普通石灰和级配砂砾（碎石）基层。

2.4 制备硼泥絮凝剂

硼泥中不含有对人体有毒的化学成分，可以作为水处理剂的原料加以利用^[10]。

在酸性条件下用硫酸亚铁使电镀铬中的六价铬还原为三价铬，然后在碱性条件下加入硼泥使三价的铬、铁生成氢氧化物沉淀，并且使其他杂质也随之沉降^[11]。在一定处理条件下，经过一次絮凝，就可达到国家的排放标准。

 硼泥复合型絮凝剂是一种含有水溶性的镁、铁、铝等无机酸盐的高分子絮凝剂。混凝机理是压缩双电层、吸附电中和、吸附和架桥、沉淀网捕等作用。在硼泥中加入一定量的盐酸废液和铝加工厂排放的氢氧化铝废渣，经过加热等处理，制成了膏状的硼泥复合混凝剂^[12]。

用该混凝剂在优化实验条件下处理采油井管洗涤废水，再经过简单的二次处理后，就可使COD及油的指标达到排放标准。用硼泥和含AlCl₃、HCl废液按一定配比生产硼泥复合絮凝剂处理豆制品废水、乳制品废水和啤酒废水、制革废水等^[13～16]，均达到较理想的效果。

硼泥复合型絮凝剂由于其原材料来源广泛，价格便宜，且效果与聚铝相当，因而该复合絮凝剂有广泛的应用前景。

2.5 制备微晶玻璃

微晶玻璃又称玻璃陶瓷，是玻璃与晶体共存的均匀多晶材料。已经被广泛应用于国防、工业、建筑及生活的各个领域。以硼泥、粉煤灰及含钛废渣为主要原料，加入少量焦磷酸钠可制作微晶玻璃。经1450±20熔制，650退火（4小时），910晶化后，硬度达莫氏7～9度，可用作化工、日用轻工中耐磨、耐腐蚀玻璃制品和建筑装饰玻璃_[20]。用铁尾矿、粉煤灰和硼泥等为主要原料，采用烧结法制备的微晶玻璃性能优于大理石和花岗岩，而且还具有色彩多样性_[21]，并系统地研究了热处理制度对微晶玻璃微观结构的影响_[22]。

2.6 其他应用

硼泥中含有很多可再利用的组分，可设计实验将硼泥中的固体组份完全回收，并将所用化学试剂全部回收，不产生二次污染[23]。可利用硼泥中含有的农作物所必须的硼、镁元素制成硼镁肥料。在硼泥中加入一定的碳酸钠、氯化钠和硫酸可生产除草剂。钢铁厂可用硼泥作为烧结矿的抗粉化剂。另外还可用作生产塑料和橡胶时添加的助剂。

3 展望

据不完全统计，每年我国硼化物生产企业排放的硼泥废渣总量达七八十万吨。政府和生产企业每年都要投入大量的精力和资金用于硼泥排放场地的治理及污染赔偿。所以无论从资源综合利用和环境保护方面，还是从可持续发展的角度，都必须对硼泥进行综合利用。而目前已作的利用研究有些还未达到产业化，有些的利用力度还远远不够。

今后应作的工作包括：加大已有的产业化利用力度；研究降低利用成本的方法；寻找综合利用的新途径等，不断提高社会效益和经济效益。相信随着硼泥综合利用技术的日臻成熟，硼泥会成为促进地方经济发展的一种宝贵资源。

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