低品位硼矿加工利用现状
中国科学院青海盐湖研究所 董亚萍 李武
世界硼矿总储量为3.34亿t（以B2O3计），基础储量总计为6.17亿t（以B2O3计），其中最具有工业开发价值
的硼矿主要集中在美国加州的硼城和西尔兹湖、土耳其的东部、阿根廷的安底斯山脉、哈萨克斯坦的英捷尔湖及中
国东北的吉林等地区。
我国硼矿探明储量为4908万t，位居世界第四位，其中90%的储量分布在西藏、辽宁和青海地区。目前国内的
高品位硼矿已消耗殆尽，剩下的绝大多数硼矿资源品位低、开发难度大、加工工艺复杂，如辽宁凤城翁泉沟硼铁矿、
西藏盐湖沉积的镁/钙硼酸盐类矿、青海大柴旦湖底多种硼酸盐矿共存的低品位硼矿、东北地区的低品位硼镁矿等。
从上世纪80年代开始，我国科研工作者对低品位硼矿的开发利用进行了研究，现已形成系列研究结果。
一、辽宁硼铁矿的研究进展
辽宁凤城硼镁铁矿床已探明B203储量2184万t，占全国总储量的58%。该矿床特点：一是多元素共生，铁、硼、
镁含量均较高，其主要化学成分平均品位为Fe 30.65%、B2O3 7.23%、MgO 24.59%；二是矿石中有用矿物及脉石矿
物种类繁多，矿物种类近60多种，主要有用矿物为硼镁石和磁铁矿，脉石矿物为蛇纹石和斜硅镁石，微量矿物为晶
质铀矿和硼镁矿；三是矿石结构复杂，不同矿段的矿石类型不同，属于接触变质矿床，磁铁矿、纤维硼镁石主要由
硼镁铁矿受热分解而成，因此除了少量原生磁铁矿、板柱状硼镁石粒度较粗外，绝大部分磁铁矿、纤维硼镁石浸染
粒度极细，它们的共生关系十分密切，连晶复杂，呈犬牙交错状、网格状、放射状、尖点状、树枝状等多种结构。
这种极不规则的接触形态给磁铁矿、硼镁石彼此解离带来了极大困难。
1．硼铁矿选矿分离
1995年前的研究发现，传统的选矿方式得到的铁精矿不能满足钢铁生产对铁精矿的要求，硼精矿的品位也达不
到硼产品生产对硼矿的要求。后根据硼铁矿的物化特性利用磁选—重选分级的联合选矿和阶段磨矿—阶段选别的方
法，分选出含铁53%～55%的含硼铁精矿和含B2O3大于12%的硼精矿。
选矿得到的含硼铁精矿可以用于炼铁工业生产含硼生铁，取代部分硼铁合金作为耐磨铸件的原料；作为炼铁工
业中烧结矿和球团矿生产的含硼添加剂；还可以通过进一步分离处理，使含硼铁精矿中的硼、铁有效分离，得到不
含硼的铁及高品位、高活性的富硼渣。
2．硼铁矿化学法处理及综合利用
天津化工研究院、连云港化工研究院、郑州矿产资源综合利用研究中心等单位对硼铁矿直接用酸/碱处理，得到
硼酸或硼砂，而铁、镁等有价元素留在提硼后的弃渣中；再对提硼弃渣进行处理，提取铁、镁等产品。目前该方法
未能实现工业化，主要原因是硼铁矿经过化学法处理后，得到的硼、铁、镁均是贫矿，酸碱耗量高，生产成本过高，
工艺废液处理困难，环保问题难以解决。
3．硼铁矿火法分离工艺
火法分离有两种工艺路线：高炉法和固相还原—熔化分离法。
高炉法是将硼铁矿先经选矿去除部分硅、铝，在经烧结造块后入高炉冶炼，产品为含硼生铁和富硼渣。此工艺
在“八五”期间进行了工业性试验，完成了选矿、造块、13m高炉硼铁分离、富硼渣缓冷，提硼、含硼生铁的应用
及环境治理等攻关内容；“十五”期间又进行了工业性试验。实现长期稳定工业化生产还需要作进一步的研究工作。
固相还原—熔化分离法是将硼铁矿原矿或经过抛尾处理的硼铁矿，用非结焦煤在固态下将矿石中铁的氧化物还
原为金属铁；还原后的矿石用电炉熔化，得到不含硼的铁和高活性的富硼渣。由于生产设备等问题，该研究工作目
前只进行到实验室放大规模。
二、西藏盐湖固体硼矿研究进展
西藏镁硼矿整体品位高、杂质含量少、加工难度小，其中B2O3>30%的镁硼矿可以不经加工直接用于无碱玻璃纤
维的生产。西藏地处高原，交通不便，不具备在当地建厂加工硼矿的基本条件，镁硼矿全部外运到内地，在粗放式
开采过程中，为了降低成本一直沿用“用富弃贫”的方式开发矿藏，致使镁硼矿资源严重恶化，被弃用的镁硼矿达
到上百万吨，这些镁硼矿中B2O3<20%、MgO在20%左右。
为使这部分资源得到利用，国内以郑州矿产资源研究所为主的多个研究单位和企业对镁硼矿的富集、选矿、加
工工艺进行了系统的研究。
由镁硼矿生产硼酸主要工艺有硫酸一步法和二步法两种。一步法工艺技术路线成熟，分解率高，硼矿分解完全，
但随着硼矿组成、含量的变化，硼酸收率及产品质量控制难度增加；二步法工艺优点是产品质量好，硼收率高，但
是工艺流程长。硫酸法工艺的问题是硼酸母液的回收，一般来讲，每生产1t硼酸要排放8～10t母液，不仅造成资
源的浪费，加大了生产成本，而且还会产生大量污染物，对环境造成破坏。尤其对于镁含量较高的镁硼矿，生产硼
酸时酸耗较高，硼收率低，生产成本高，母液排放量大，环境压力大。
针对硼酸生产中的硼收率问题，国内众多的研究人员进行了大量的研究工作。主要是通过改进工艺流程，回收
硼酸母液中的硼和镁，副产硫酸镁，以平衡硼酸生产成本。
三、青海大柴旦湖低品位硼矿的应用
据地质资料，大柴旦湖底硼矿储量按B2O3计达406.0万t，早年因随意开发高品位固体硼矿，使资源受到破坏，
但目前硼矿储量仍在300万t以上，具有发展硼砂、硼酸生产的资源优势。大柴旦湖湖滨硼矿B2O3含量基本上都低
于10%，部分硼矿品位可达到13%～17%，含量在15%以上的硼矿可以直接利用，而含量在6%～9%的低品位硼矿因组
成复杂，硼矿伴生矿种类多，杂质含量高，特别是含有大量的石膏及碳酸盐类，直接用于硼产品加工存在生产成本
高、工艺流程复杂、硼收率低、产生废渣量大等问题。
大柴旦低品位硼矿还有一个特征，即随着高品位硼矿的开采，硼矿的组成发生了较大的变化，由以水方硼矿、
钠硼解石为主的硼矿转化为以柱硼镁石为主的硼矿。因此，在设计工艺时必须既要考虑硼矿品位又要考虑矿种的变
化，而该方面还没有文献报道。
中国科学院青海盐湖研究所1993年完成了《大柴旦湖底低品位硼矿制取硼砂实用工艺》研究，并在大柴旦化工
厂进行了初步放大试验，试验结果表明，本工艺在分解过程中分解剂的消耗可降低40%，硼矿分解率达92%，提高了
硼砂结晶率和产品质量。此后又开展了《大柴旦湖底低品位硼矿制取硼砂新工艺研究》、《大柴旦湖底低品位硼矿制
取硼酸新工艺研究》。目前中国科学院兰州分院、青海盐湖研究所正共同致力于适合大柴旦低品位硼矿变化的、综合
利用工艺的研究工作。
湖南、辽宁、吉林、西藏、河南等省相关研究人员也陆续对当地低品位硼矿开展富集加工技术、综合利用方面
的研究，主要采用的路线有浮选法和焙烧法等。还有氯化氨一步法分解硼矿制取硼酸，同时副产含镁碳酸钙的工艺
路线，采用该方法分解低品位的湖南常宁硼矿，总B2O3平均收率达80.76%～87.98%。另外，青海化工设计院针对
低品位硼矿的富集加工工艺、富集后尾砂中硼的回收利用工艺进行了研究，采用该富集加工路线，可使硼矿品位提
高30%～35%，硼收率大于80%。