——在遼寧省硼工業(yè)協(xié)會第三屆會議上的報告

南陽東方應(yīng)用化工研究所　　肖景波

　　一、高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)的發(fā)展

　　　世界硼硅酸鹽玻璃產(chǎn)業(yè)的發(fā)展始于20世紀(jì)初的美國，近一個世紀(jì)以來發(fā)展迅速，已由初期的一兩個品種發(fā)展到目前的一千余個品種，成為材料工程領(lǐng)域的重要產(chǎn)業(yè)之一。上個世紀(jì)90年代以來，我國高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)也獲得了快速發(fā)展，尤其是2001年以后，我國高硼硅酸鹽玻璃產(chǎn)業(yè)形成了以山東力諾集團(tuán)為代表的行業(yè)群體。所生產(chǎn)的產(chǎn)品包括照明器材、實驗室器皿、玻璃炊具、太陽能集熱管、醫(yī)療器具、液晶顯示屏、空心玻璃管、藥用玻璃、光學(xué)儀器玻璃、太陽能電池等等。

　　生產(chǎn)高硼硅酸鹽玻璃的主要原料是硅砂（SiO2）、三氧化二硼（B2O3）和氧化鈉（Na2O）。高硼硅酸鹽玻璃是指基本成分為SiO2、B2O3和Na2O的玻璃。。硼酸鹽的使用賦予高硼硅酸鹽玻璃良好的熱穩(wěn)定性、化學(xué)穩(wěn)定性、良好的機(jī)械性能、工藝性能及光學(xué)性能等。硼酸、十水硼砂、五水硼砂和硬硼鈣石以及不含水的零水硼砂、硼酐是硼硅酸鹽玻璃生產(chǎn)過程中B2O3的主要來源，硼酸是高硼硅酸鹽玻璃不可或缺的關(guān)鍵原料。

　　二、高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的需求

　　高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)是重要的硼酸消費(fèi)領(lǐng)域，和硼砂、硬硼鈣石一樣，作為高硼硅酸鹽玻璃生產(chǎn)過程重要的B2O3來源，硼酸在該領(lǐng)域的應(yīng)用呈逐年增長趨勢。僅從山東、河南兩省的情況看，山東力諾集團(tuán)、皇明太陽能集團(tuán)目前對硼酸的年度需求量分別為3萬t和1.5萬t，遠(yuǎn)景需求量為6萬t/年和3萬t/年；分布在山東濟(jì)寧、濰坊等地的硼硅酸鹽玻璃行業(yè)年需求硼酸1.5萬t，遠(yuǎn)景需求量2.5萬t/年；河南濮陽地區(qū)的硼硅酸鹽玻璃行業(yè)年需求硼酸1.2萬t，遠(yuǎn)景需求量2萬t/年。以上幾個地區(qū)的高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的現(xiàn)實需求量為7.2萬t，遠(yuǎn)景需求量為13.5萬t/年。從山東的情況看，高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的年度需求量占全省各行業(yè)硼酸需求總量的60%。以上數(shù)據(jù)表明，高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的需求對我國硼酸市場有著舉足輕重的影響。

　　然而，由于受產(chǎn)品品種與品質(zhì)的影響，目前我國高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)均采用進(jìn)口硼酸。

　　三、高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的質(zhì)量要求：

　　高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的產(chǎn)品質(zhì)量有著較高的要求，尤其是對產(chǎn)品中鐵、氯化物、硫酸鹽的含量要求較高，上述指標(biāo)超標(biāo)，不僅會影響窯爐使用壽命，還會對玻璃 制品的透明度、透光率、堅牢度等造成嚴(yán)重影響。就現(xiàn)實情況看，我國高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)所采用的幾乎全部為進(jìn)口硼酸。目前我國市場流通的進(jìn)口硼酸主要有俄羅 斯硼酸、美國硼酸、土耳其硼酸、智利硼酸、秘魯硼酸、阿根廷硼酸等。其中俄羅斯硼酸質(zhì)量最好，但價位較高，行業(yè)采用較少。美國、土耳其硼酸質(zhì)量次之，然后 是秘魯硼酸，再次是智利硼酸。除了阿根廷硼酸外，以上各國生產(chǎn)的硼酸均可使用。阿根廷硼酸在官方出具的技術(shù)指標(biāo)上看，質(zhì)量也可以，但是實踐中發(fā)現(xiàn)其質(zhì)量不 夠穩(wěn)定，雖然從2000年左右就進(jìn)入中國，目前為止銷量有限。據(jù)調(diào)研，我國高硼硅玻璃行業(yè)有使用國 產(chǎn)硼酸的愿望，但可惜的是，目前國產(chǎn)硼酸無論在品種上，還是在質(zhì)量上，還沒有哪一家能滿足高硼硅玻璃行業(yè)最起碼的要求。品種與質(zhì)量，是國產(chǎn)硼酸在高硼硅酸 鹽玻璃行業(yè)推廣應(yīng)用的最大障礙?，F(xiàn)將高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸質(zhì)量的基礎(chǔ)要求及我國現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)列表于后，供參考。

高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)對硼酸的質(zhì)量要求

　　我國硼酸GB538—1990與GB538—2006產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)

　　四、我國硼酸產(chǎn)品的質(zhì)量現(xiàn)狀

　　從上述情況可以看出，高硼硅玻璃行業(yè)對硼酸產(chǎn)品質(zhì)量的要求相當(dāng)高，只有俄羅斯、美國、土耳其、秘魯和智利五個國家的產(chǎn)品可以滿足該行業(yè)要求。我國GB538—1990硼酸標(biāo)準(zhǔn)執(zhí)行了17年， 該標(biāo)準(zhǔn)與高硼硅玻璃行業(yè)的要求距離較大，同時由于多數(shù)生產(chǎn)企業(yè)長期以來不注意技術(shù)進(jìn)步，致使我國硼酸產(chǎn)品質(zhì)量一直處于一個較低水平。就一步法硼酸而言，一 種情況是生產(chǎn)企業(yè)比較關(guān)注收率，近年來雖然采用了一些有利于提高硼收率的硼酸生產(chǎn)工藝，但卻忽視了硼酸的品質(zhì)問題，造成外觀質(zhì)量退化，產(chǎn)品中硫酸鹽及鐵含 量超標(biāo)；第二種情況是受原料成分及性質(zhì)的影響，以及生產(chǎn)企業(yè)采用了較陳舊的硼酸生產(chǎn)工藝，生產(chǎn)過程缺少必要的產(chǎn)品質(zhì)量控制手段，以致造成產(chǎn)品外觀灰暗，水 不溶物、硫酸鹽等雜質(zhì)成分超標(biāo)。從兩步法硼酸的情況看，生產(chǎn)企業(yè)所采用的原料多為進(jìn)口五水硼砂。從現(xiàn)象上看，產(chǎn)品的外觀質(zhì)量相對較好，但內(nèi)在質(zhì)量尤其是硝 酸鹽及水不溶物含量卻令人擔(dān)憂。我國的硼酸產(chǎn)品質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)雖然沒對硝酸鹽指標(biāo)做出規(guī)定，但一些領(lǐng)域?qū)Ξa(chǎn)品中硝酸鹽含量是比較敏感的。總體上看，目前我國硼酸 生產(chǎn)企業(yè)一般比較注重主指標(biāo)，對雜質(zhì)指標(biāo)關(guān)注不夠。產(chǎn)品主含量大部分可以達(dá)到標(biāo)準(zhǔn)要求，但全分析合格率卻很低。受品種和質(zhì)量因素的制約，多年來國產(chǎn)硼酸難 以為高硼硅玻璃行業(yè)所接受，致使我們丟掉了這個龐大的硼酸消費(fèi)市場。應(yīng)該看到，2007年2月1日執(zhí)行的GB538—2006硼酸標(biāo)準(zhǔn)對主含量及雜質(zhì)指標(biāo)的要求高于智利產(chǎn)品，完全能夠滿足高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)的要求。但就我國硼酸工業(yè)的工藝與裝備現(xiàn)狀看，要使產(chǎn)品質(zhì)量符合GB538—2006硼酸標(biāo)準(zhǔn)要求，是有一定的難度的。

　　造成我國硼酸產(chǎn)品質(zhì)量目前狀況的原因，一是生產(chǎn)工藝落后，生產(chǎn)工藝與裝備一直停留在較低的水平；二是生產(chǎn)企業(yè)科技創(chuàng)新意識不高，科技投入的力度不夠，對新技術(shù)的推廣與應(yīng)用認(rèn)識不充分；三是管理粗放；四是品質(zhì)意識淡薄。

　　五、硼酸在高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)的應(yīng)用前景與我國硼酸工業(yè)的發(fā)展

　　　可以預(yù)見，隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，各領(lǐng)域?qū)Ω吲鸸璨ＡУ男枨笕找嬖鲩L，高硼硅玻璃的產(chǎn)業(yè)規(guī)模必將進(jìn)一步擴(kuò)大。這也將帶動對以硼酸、五水硼砂等為主的硼 酸鹽產(chǎn)品需求的快速增長。目前，我國硼酸鹽市場受進(jìn)口產(chǎn)品的影響較大，高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)所用硼酸鹽幾乎全部依賴進(jìn)口，而且無法滿足生產(chǎn)需要，受制于人。 對此，作為我國硼酸鹽消費(fèi)大戶的力諾集團(tuán)已深有感觸，該行業(yè)對硼酸鹽有著極大的消費(fèi)潛能。據(jù)調(diào)查，硼酸用戶都有對過于依賴進(jìn)口原料的擔(dān)憂，他們都有以國產(chǎn) 五水硼砂和優(yōu)質(zhì)硼酸來代替進(jìn)口硼酸鹽的強(qiáng)烈愿望，但又苦于國產(chǎn)硼酸鹽的品種和質(zhì)量無法滿足需求，他們寄希望于我國硼酸生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步與產(chǎn)品質(zhì)量的提高。發(fā) 展高硼硅酸鹽玻璃專用硼酸的生產(chǎn)，既符合我國市場需要，又體現(xiàn)了我國消費(fèi)領(lǐng)域的基本愿望。因此，瞄準(zhǔn)國內(nèi)高硼硅玻璃行業(yè)對硼酸鹽的需求，加快行業(yè)技術(shù)進(jìn) 步，提高產(chǎn)品質(zhì)量，是我國硼酸鹽行業(yè)提升競爭能力、占領(lǐng)國內(nèi)硼化物中、高端消費(fèi)市場的必由之路。

　　六、對硼酸工業(yè)發(fā)展的建議

　　以我國生產(chǎn)企業(yè)目前所采用的硼酸生產(chǎn)工藝是難以生產(chǎn)出符合高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)要求的硼酸的。這也正是國產(chǎn)硼酸與進(jìn)口硼酸競爭中的劣勢所在。在國內(nèi)外市場競爭 異常激烈的今天，如果不及時提升國內(nèi)硼酸生產(chǎn)企業(yè)的技術(shù)、裝備水平和產(chǎn)品質(zhì)量水平，那么對我國硼酸行業(yè)的發(fā)展是十分不利的。因此生產(chǎn)企業(yè)不僅要樹立科技進(jìn) 步意識、質(zhì)量意識與品牌意識、市場競爭意識，還要加快科技進(jìn)步和技術(shù)更新，通過加大科技投入，解決硼酸生產(chǎn)中的關(guān)鍵技術(shù)，促進(jìn)硼酸產(chǎn)品的升級換代，縮短和 消除與進(jìn)口產(chǎn)品在質(zhì)量上的差距。生產(chǎn)符合高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)要求的硼酸，從技術(shù)上講并沒有太大的難度，就一步法工藝而言，如果在浮選法硼鎂分離工藝基礎(chǔ)上 再進(jìn)一步完善硼酸精制工藝，不僅可以解決收率問題，同時也能夠使硼酸產(chǎn)品質(zhì)量得到一個突破。當(dāng)然，可能會有人擔(dān)心硼酸的精制會造成能耗的增加，但較之于母 液后續(xù)處理的蒸發(fā)法而言，其能耗要低的多，對生產(chǎn)成本的影響并不明顯。去年5月份，我們以上述工藝進(jìn)行了年產(chǎn)1000t級高硼硅酸鹽玻璃專用硼酸的中試，結(jié)果十分理想，在原礦中B2O3品位17%，MgO含量25%的條件下，B2O3收率最低84.5%，最高達(dá)到90.3%，MgO收率達(dá)到80%，硼酸產(chǎn)品質(zhì)量各項指標(biāo)優(yōu)于智利標(biāo)準(zhǔn)，其中鐵含量為0.0005%，硫酸鹽為0.05%。目前，我們采用該工藝，已全面完成了對新疆昆鵬化工有限公司年產(chǎn)4萬t高硼硅酸鹽玻璃專用硼酸生產(chǎn)裝置的設(shè)計任務(wù)，并承擔(dān)了國外年產(chǎn)5萬t工業(yè)硼酸、聯(lián)產(chǎn)21萬t七水硫酸鎂項目的設(shè)計工作。元月份以來，我們以國外所提供的原礦（B2O3品位15%，MgO含量25%）進(jìn)行了為期20天的中試，中試結(jié)果與去年5月 份中試結(jié)果基本一致。這進(jìn)一步證實了我們所采用的硼酸生產(chǎn)工藝的可行性與實用性。從兩步法工藝看，目前存在的突出問題是生產(chǎn)工藝過于簡單化，硼酸與硝酸鈉 的分離工藝有待進(jìn)一步完善，上述問題導(dǎo)致了產(chǎn)品質(zhì)量上的缺陷。我們曾以山東淄博某公司所產(chǎn)的硝酸法硼酸做過生產(chǎn)氧化硼試驗，結(jié)果發(fā)現(xiàn)，生產(chǎn)過程不僅有大量 的異味產(chǎn)生，而且所產(chǎn)產(chǎn)品色澤黑暗，幾乎沒有商品價值。但就兩步法工藝而言，如果生產(chǎn)過程加強(qiáng)控制，處理好硼與鈉的分離問題，是完全能夠生產(chǎn)出符合國際標(biāo) 準(zhǔn)的硼酸的。我們也曾以營口某公司用硫酸兩步法工藝生產(chǎn)的硼酸做三氧化二硼生產(chǎn)試驗，所產(chǎn)產(chǎn)品外觀潔白，純度很高。經(jīng)檢測，該公司所生產(chǎn)的硼酸各項質(zhì)量指 標(biāo)符合美國“三象牌”標(biāo)準(zhǔn)。因此，兩步法硼酸關(guān)鍵是要解決好工藝控制問題。實踐充分證明，經(jīng)對工藝的改進(jìn)與完善以一步法和兩步法生產(chǎn)高硼硅酸鹽玻璃專用硼 酸從技術(shù)上講是可行的。

　　我們遼—吉地區(qū)所產(chǎn)的纖維硼鎂礦具有低硼、高鎂等特點，目前大部分企業(yè)所采用的生產(chǎn)工藝為浮選法工藝，客觀的講，存在著鐵與硫酸鹽指標(biāo)超標(biāo)的問題，直接應(yīng)用 于高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)存在有相當(dāng)高的難度，這不僅削弱了產(chǎn)品的競爭力，更影響了產(chǎn)品的價值。因此，建議生產(chǎn)企業(yè)要更新觀念，高度的關(guān)注這一問題，通過加大 科技投入，對現(xiàn)有生產(chǎn)技術(shù)進(jìn)行改造，以提高產(chǎn)品品質(zhì)，實現(xiàn)與我國中、高端硼酸消費(fèi)市場的接軌。以現(xiàn)有的浮選法工藝，如果再輔以硼酸精制工藝，是完全可以解 決硼酸質(zhì)量問題并使產(chǎn)品在高硼硅酸鹽玻璃行業(yè)得到推廣和應(yīng)用的。

　　總之，維持我國硼酸工業(yè)的技術(shù)現(xiàn)狀和產(chǎn)品質(zhì)量現(xiàn)狀是沒有出路的。加快我國硼酸工業(yè)技術(shù)進(jìn)步與更新，改變我國硼酸產(chǎn)品的質(zhì)量現(xiàn)狀，從發(fā)展與競爭的角度講，是一項刻不容緩的事情，對贏得與進(jìn)口產(chǎn)品的競爭，擴(kuò)大國產(chǎn)硼酸在中、高端領(lǐng)域的應(yīng)用，增加市場份額是十分重要的。