Борное сырье Общие сведения

Считается, что бура была известна почти 4 тыс. лет назад, ее использовали для изготовления амулетов. Позже ее употребляли при мумифицировании , добавляли в глазури. Как химический элемент бор был впервые получен Гей-Люссаком и Л.Тенаром в 1808 году. Кларк бора в земной коре составляет 1,2.10^-3%. Осадочные породы обогащены бором, а магматические – обеднены. Повышенные концентрации бора отмечаются в глинах и глинистых сланцах, фосфоритах, железо-марганцевых конкрециях, а также в подземных водах вулканически активных районов, в нефтяных водах и в грязевых вулканах. Содержание бора свойственно водам океанов, лагун и озер, куда он поступает из кор выветривания или с продуктами вулканических извержений.

Бор входит в состав 160 минералов, подавляющее большинство из них (свыше 100) являются боратами Mg, Ca, Na, и K, известны также боросиликаты и боралюмосиликаты. Лишь некоторые из минералов имеют промышленное значение. Для эндогенных руд – это датолит, данбурит, людвигит, суанит, котоит; в экзогенных рудах наиболее распространена бура, колеманит и улексит. В природе часто встречаются аксинит, турмалин, но в настоящее время эти минералы не используются.

Области применения

Практическое использование бора и его соединений чрезвычайно разнообразно. Бор применяется более чем в ста отраслях промышленности и сельского хозяйства. Около 55% борного сырья потребляют стекольная и керамическая промышленность для изготовления оптических стекол, теплоизолирующего стекловолокна, кислото- и огнеупорных изделий, эмалей, фарфора и др. От 15 до 30% бора применяется для выработки моющих и отбеливающих веществ, в небольшом количестве в медицине, сталелитейной, резиновой, лакокрасочной промышленности. В сельском хозяйстве (10% потребления) бор служит микроудобрением.

В последние годы особенно расширились области применения борного сырья. Бориды (соединения бора с металлами) используются при производстве особо прочных деталей реактивных двигателей. Карбид бора имеет высокую твердость, абразивную способность и применяется в шлифовальном деле. Нитриды бора используются в качестве термоизоляторов и полупроводниковых материалов. Один из нитридов (боразон) по твердости подобен алмазу. Сложные бороводороды – бораны являются горючим для реактивных двигателей.

Требования к качеству сырья

Все боратовые руды отличаются хорошими технологическими свойствами, при содержании B₂O₃ выше 12% они идут в переработку без обогащения. Сложность и многообразие видов сырья являются причиной отсутствия единых промышленных требований к нему. Максимальные содержания B₂O₃ в рудах могут достигать 20-30%, а минимальное – 2-6%. Вредные примеси в них - Ca, Mg, сульфаты Fe и Al, cопутствующие полезные компоненты – сода, галит, калийные и магниевые соли, глины, цеолиты.

Содержание B₂O₃ в рапе соляных озер изменяется от 0,5 до 2,2%, а в бороносных поверхностных и подземных водах оно еще ниже, однако это сырье легко добывается и перерабатывается.

Обогащение не требуется для гидроборацитовых и пандермитовых руд, в которых содержание B₂O₃ 13-25%, а бедные руды (2-13% B₂O₃) легко обогащаются.

Датолитовые и данбуритовые руды делятся на высокосортные (10% B₂O₃ и более), среднесортные (5-10% B₂O₃) и низкосортные (3-5% B₂O₃). Руды требуют обогащения. Сопутствующим полезным компонентом в них иногда является волластонит как керамическое сырье.