——在辽宁省硼工业协会第三届会议上的报告

南阳东方应用化工研究所　　肖景波

　　一、高硼硅酸盐玻璃行业的发展

　　　世界硼硅酸盐玻璃产业的发展始于20世纪初的美国，近一个世纪以来发展迅速，已由初期的一两个品种发展到目前的一千余个品种，成为材料工程领域的重要产业之一。上个世纪90年代以来，我国高硼硅酸盐玻璃行业也获得了快速发展，尤其是2001年以后，我国高硼硅酸盐玻璃产业形成了以山东力诺集团为代表的行业群体。所生产的产品包括照明器材、实验室器皿、玻璃炊具、太阳能集热管、医疗器具、液晶显示屏、空心玻璃管、药用玻璃、光学仪器玻璃、太阳能电池等等。

　　生产高硼硅酸盐玻璃的主要原料是硅砂（SiO2）、三氧化二硼（B2O3）和氧化钠（Na2O）。高硼硅酸盐玻璃是指基本成分为SiO2、B2O3和Na2O的玻璃。。硼酸盐的使用赋予高硼硅酸盐玻璃良好的热稳定性、化学稳定性、良好的机械性能、工艺性能及光学性能等。硼酸、十水硼砂、五水硼砂和硬硼钙石以及不含水的零水硼砂、硼酐是硼硅酸盐玻璃生产过程中B2O3的主要来源，硼酸是高硼硅酸盐玻璃不可或缺的关键原料。

　　二、高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的需求

　　高硼硅酸盐玻璃行业是重要的硼酸消费领域，和硼砂、硬硼钙石一样，作为高硼硅酸盐玻璃生产过程重要的B2O3来源，硼酸在该领域的应用呈逐年增长趋势。仅从山东、河南两省的情况看，山东力诺集团、皇明太阳能集团目前对硼酸的年度需求量分别为3万t和1.5万t，远景需求量为6万t/年和3万t/年；分布在山东济宁、潍坊等地的硼硅酸盐玻璃行业年需求硼酸1.5万t，远景需求量2.5万t/年；河南濮阳地区的硼硅酸盐玻璃行业年需求硼酸1.2万t，远景需求量2万t/年。以上几个地区的高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的现实需求量为7.2万t，远景需求量为13.5万t/年。从山东的情况看，高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的年度需求量占全省各行业硼酸需求总量的60%。以上数据表明，高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的需求对我国硼酸市场有着举足轻重的影响。

　　然而，由于受产品品种与品质的影响，目前我国高硼硅酸盐玻璃行业均采用进口硼酸。

　　三、高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的质量要求：

　　高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的产品质量有着较高的要求，尤其是对产品中铁、氯化物、硫酸盐的含量要求较高，上述指标超标，不仅会影响窑炉使用寿命，还会对玻璃 制品的透明度、透光率、坚牢度等造成严重影响。就现实情况看，我国高硼硅酸盐玻璃行业所采用的几乎全部为进口硼酸。目前我国市场流通的进口硼酸主要有俄罗 斯硼酸、美国硼酸、土耳其硼酸、智利硼酸、秘鲁硼酸、阿根廷硼酸等。其中俄罗斯硼酸质量最好，但价位较高，行业采用较少。美国、土耳其硼酸质量次之，然后 是秘鲁硼酸，再次是智利硼酸。除了阿根廷硼酸外，以上各国生产的硼酸均可使用。阿根廷硼酸在官方出具的技术指标上看，质量也可以，但是实践中发现其质量不 够稳定，虽然从2000年左右就进入中国，目前为止销量有限。据调研，我国高硼硅玻璃行业有使用国 产硼酸的愿望，但可惜的是，目前国产硼酸无论在品种上，还是在质量上，还没有哪一家能满足高硼硅玻璃行业最起码的要求。品种与质量，是国产硼酸在高硼硅酸 盐玻璃行业推广应用的最大障碍。现将高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸质量的基础要求及我国现行标准列表于后，供参考。

高硼硅酸盐玻璃行业对硼酸的质量要求

　　我国硼酸GB538—1990与GB538—2006产品质量标准

　　四、我国硼酸产品的质量现状

　　从上述情况可以看出，高硼硅玻璃行业对硼酸产品质量的要求相当高，只有俄罗斯、美国、土耳其、秘鲁和智利五个国家的产品可以满足该行业要求。我国GB538—1990硼酸标准执行了17年， 该标准与高硼硅玻璃行业的要求距离较大，同时由于多数生产企业长期以来不注意技术进步，致使我国硼酸产品质量一直处于一个较低水平。就一步法硼酸而言，一 种情况是生产企业比较关注收率，近年来虽然采用了一些有利于提高硼收率的硼酸生产工艺，但却忽视了硼酸的品质问题，造成外观质量退化，产品中硫酸盐及铁含 量超标；第二种情况是受原料成分及性质的影响，以及生产企业采用了较陈旧的硼酸生产工艺，生产过程缺少必要的产品质量控制手段，以致造成产品外观灰暗，水 不溶物、硫酸盐等杂质成分超标。从两步法硼酸的情况看，生产企业所采用的原料多为进口五水硼砂。从现象上看，产品的外观质量相对较好，但内在质量尤其是硝 酸盐及水不溶物含量却令人担忧。我国的硼酸产品质量标准虽然没对硝酸盐指标做出规定，但一些领域对产品中硝酸盐含量是比较敏感的。总体上看，目前我国硼酸 生产企业一般比较注重主指标，对杂质指标关注不够。产品主含量大部分可以达到标准要求，但全分析合格率却很低。受品种和质量因素的制约，多年来国产硼酸难 以为高硼硅玻璃行业所接受，致使我们丢掉了这个庞大的硼酸消费市场。应该看到，2007年2月1日执行的GB538—2006硼酸标准对主含量及杂质指标的要求高于智利产品，完全能够满足高硼硅酸盐玻璃行业的要求。但就我国硼酸工业的工艺与装备现状看，要使产品质量符合GB538—2006硼酸标准要求，是有一定的难度的。

　　造成我国硼酸产品质量目前状况的原因，一是生产工艺落后，生产工艺与装备一直停留在较低的水平；二是生产企业科技创新意识不高，科技投入的力度不够，对新技术的推广与应用认识不充分；三是管理粗放；四是品质意识淡薄。

　　五、硼酸在高硼硅酸盐玻璃行业的应用前景与我国硼酸工业的发展

　　　可以预见，随着现代科学技术的飞速发展，各领域对高硼硅玻璃的需求日益增长，高硼硅玻璃的产业规模必将进一步扩大。这也将带动对以硼酸、五水硼砂等为主的硼 酸盐产品需求的快速增长。目前，我国硼酸盐市场受进口产品的影响较大，高硼硅酸盐玻璃行业所用硼酸盐几乎全部依赖进口，而且无法满足生产需要，受制于人。 对此，作为我国硼酸盐消费大户的力诺集团已深有感触，该行业对硼酸盐有着极大的消费潜能。据调查，硼酸用户都有对过于依赖进口原料的担忧，他们都有以国产 五水硼砂和优质硼酸来代替进口硼酸盐的强烈愿望，但又苦于国产硼酸盐的品种和质量无法满足需求，他们寄希望于我国硼酸生产技术的进步与产品质量的提高。发 展高硼硅酸盐玻璃专用硼酸的生产，既符合我国市场需要，又体现了我国消费领域的基本愿望。因此，瞄准国内高硼硅玻璃行业对硼酸盐的需求，加快行业技术进 步，提高产品质量，是我国硼酸盐行业提升竞争能力、占领国内硼化物中、高端消费市场的必由之路。

　　六、对硼酸工业发展的建议

　　以我国生产企业目前所采用的硼酸生产工艺是难以生产出符合高硼硅酸盐玻璃行业要求的硼酸的。这也正是国产硼酸与进口硼酸竞争中的劣势所在。在国内外市场竞争 异常激烈的今天，如果不及时提升国内硼酸生产企业的技术、装备水平和产品质量水平，那么对我国硼酸行业的发展是十分不利的。因此生产企业不仅要树立科技进 步意识、质量意识与品牌意识、市场竞争意识，还要加快科技进步和技术更新，通过加大科技投入，解决硼酸生产中的关键技术，促进硼酸产品的升级换代，缩短和 消除与进口产品在质量上的差距。生产符合高硼硅酸盐玻璃行业要求的硼酸，从技术上讲并没有太大的难度，就一步法工艺而言，如果在浮选法硼镁分离工艺基础上 再进一步完善硼酸精制工艺，不仅可以解决收率问题，同时也能够使硼酸产品质量得到一个突破。当然，可能会有人担心硼酸的精制会造成能耗的增加，但较之于母 液后续处理的蒸发法而言，其能耗要低的多，对生产成本的影响并不明显。去年5月份，我们以上述工艺进行了年产1000t级高硼硅酸盐玻璃专用硼酸的中试，结果十分理想，在原矿中B2O3品位17%，MgO含量25%的条件下，B2O3收率最低84.5%，最高达到90.3%，MgO收率达到80%，硼酸产品质量各项指标优于智利标准，其中铁含量为0.0005%，硫酸盐为0.05%。目前，我们采用该工艺，已全面完成了对新疆昆鹏化工有限公司年产4万t高硼硅酸盐玻璃专用硼酸生产装置的设计任务，并承担了国外年产5万t工业硼酸、联产21万t七水硫酸镁项目的设计工作。元月份以来，我们以国外所提供的原矿（B2O3品位15%，MgO含量25%）进行了为期20天的中试，中试结果与去年5月 份中试结果基本一致。这进一步证实了我们所采用的硼酸生产工艺的可行性与实用性。从两步法工艺看，目前存在的突出问题是生产工艺过于简单化，硼酸与硝酸钠 的分离工艺有待进一步完善，上述问题导致了产品质量上的缺陷。我们曾以山东淄博某公司所产的硝酸法硼酸做过生产氧化硼试验，结果发现，生产过程不仅有大量 的异味产生，而且所产产品色泽黑暗，几乎没有商品价值。但就两步法工艺而言，如果生产过程加强控制，处理好硼与钠的分离问题，是完全能够生产出符合国际标 准的硼酸的。我们也曾以营口某公司用硫酸两步法工艺生产的硼酸做三氧化二硼生产试验，所产产品外观洁白，纯度很高。经检测，该公司所生产的硼酸各项质量指 标符合美国“三象牌”标准。因此，两步法硼酸关键是要解决好工艺控制问题。实践充分证明，经对工艺的改进与完善以一步法和两步法生产高硼硅酸盐玻璃专用硼 酸从技术上讲是可行的。

　　我们辽—吉地区所产的纤维硼镁矿具有低硼、高镁等特点，目前大部分企业所采用的生产工艺为浮选法工艺，客观的讲，存在着铁与硫酸盐指标超标的问题，直接应用 于高硼硅酸盐玻璃行业存在有相当高的难度，这不仅削弱了产品的竞争力，更影响了产品的价值。因此，建议生产企业要更新观念，高度的关注这一问题，通过加大 科技投入，对现有生产技术进行改造，以提高产品品质，实现与我国中、高端硼酸消费市场的接轨。以现有的浮选法工艺，如果再辅以硼酸精制工艺，是完全可以解 决硼酸质量问题并使产品在高硼硅酸盐玻璃行业得到推广和应用的。

　　总之，维持我国硼酸工业的技术现状和产品质量现状是没有出路的。加快我国硼酸工业技术进步与更新，改变我国硼酸产品的质量现状，从发展与竞争的角度讲，是一项刻不容缓的事情，对赢得与进口产品的竞争，扩大国产硼酸在中、高端领域的应用，增加市场份额是十分重要的。