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| 硼酸钠 | |
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硼酸钠，也称为硼砂，或称四硼酸钠，分子式Na2B4O7.10H2O，是非常重要的含硼矿物及硼化合物。通常为含有无色晶体的白色粉末，易溶于水。硼砂有广泛的用途，可用作清洁剂、化妆品、杀虫剂，也可用于配置缓冲溶液和制取其他硼化合物等。硼砂常指四硼酸钠的十水合物，即Na2B4O7.10H2O，但市售硼砂往往已经部分风化。
简介
四硼酸钠
英文名:Borax;SOdiumtetraborate;Sodiumborate
分子式:Na2B4O7·10H2O
分子量:381.36
性状:硼砂系无色半透明晶体或白色结晶粉末。无臭，味咸。比重1.73。在60℃时失去八个分子结晶水，在320℃时失去全部结晶水，在空气中风化。无水物(Na2B4O7)熔点741℃，沸点1575℃。同时分解。稍溶于冷水，较易溶于热水，微溶于乙醇。水溶液呈碱性反应。熔融时呈无色玻璃状物质。
来源:主要采用碳碱法工艺:将预处理的硼镁矿粉与碳酸钠溶液混合加温，通二氧化碳升压后反应制取。 加压碱解法工艺是用氢氧化钠溶液加热分解硼镁矿 粉制取，亦可由天然硼砂矿直接制取。
规格:GB 537-84。 [2] 外观:呈白色细小结晶体。
包装:内衬塑料薄膜袋的塑料编织袋装，每袋净重为 50公斤。袋内，应附有质量证明书。包装袋应涂刚牢固的标志，内容包括:生产厂名称、产品名称、毛重、净重、批号和商标。
用途:硼砂在工业上用于玻璃、搪瓷等，在农业上用作微量元素肥料。
硼矿是无机盐工业的重要原料，有水溶性和水不溶性两类。硼矿加工是先制取硼砂和硼酸，由硼砂和硼酸可制造一系列硼化合物及元素硼。
硼矿化学加工
已知硼矿(见彩图)有150多种,其中重要的有天然硼砂矿(Na2O·2B2O3·10H2O),主要产于美国、中国;硬硼钙石(2CaO·3B2O3·10H2O),主要产于土耳其;硼镁石(2MgO·B2O3·H2O),主要产于苏联、中国等。中国的硼矿资源主要分布在青藏高原的盐湖及辽东半岛的营口、凤城、宽甸、集安一带。世界硼酸盐矿的储量约有355~748Mt,分布很集中,仅美国和土耳其就占世界总储量的95%左右。1981年世界硼矿的开采量为2460kt，其中美国为1340kt，是世界最大的硼矿开采国，土耳其为700~750kt，居世界第二位。 工 硼矿化学加工的研究始于18世纪初。1702年,G.霍姆贝用天然硼砂矿与硫酸亚铁反应首先制得了硼酸。1728年L.莱默里、1732年C.T.杰弗里分别通过加热硼砂和酸的水溶液得到了硼酸。1808年，英国人H.戴维和法国人J.-L.盖-吕萨克、L.-J.泰纳尔单独地又几乎是同时地制得了元素硼。
加工方法
因矿石组成不同而异，目前工业上使用的硼矿有水溶性和水不溶性两类。
水溶性硼矿的加工 水溶性硼矿有天然硼砂矿和盐湖卤水中的硼酸矿，以天然硼砂矿为主。①天然硼砂矿的精制:将天然硼砂矿破碎,用水溶解、过滤、结晶、分离、干燥即得五水硼砂和十水硼砂。目前产量最大的是美国。②盐湖卤水中硼酸的提取:将含氧化硼约1%的卤水用萃取剂(多元醇在煤油中的溶液)进行萃取，用稀硫酸作反萃取剂，将硼酸从有机相中反萃出来，经蒸发、结晶、离心分离、干燥即得硼酸成品。
水不溶性硼矿的加工 水不溶性硼矿种类很多，在工业上主要有硬硼钙石和硼镁石两种，其加工方法主要有酸法、碱法及碳铵法。酸法适合于含硼高的富矿;碱法既适合于富矿也适合于贫矿，由中国首先开发成功。硬硼钙石的加工还可采用直接提纯法，使氧化硼的含量富集到35%~45%，直接用于玻璃生产。
①酸法 可用硫酸、盐酸、硝酸。酸法浸取多在常压下进行，浸取方式有间歇式和连续式两种。将粉碎至120目左右的矿粉，在装有水的耐酸反应器中,慢慢加酸分解，再经过滤、蒸发、结晶、分离、干燥得硼酸产品。例如硼镁石用硫酸分解的反应式为: 2MgO·B2O3·H2O+2H2SO4─→2H3BO3+2MgSO4
生成的硼酸与硫酸镁难以分离完全，致使硼酸的收率低。为提高硼酸的收率，工业上采用蒸馏法或萃取法分离硼酸与硫酸镁。如果原料是硬硼钙石，则硫酸法优于盐酸法，用硫酸时能生成不溶性的硫酸钙，易于分离，故硼酸收率高。
②碱法 用烧碱或纯碱分解，有加压碱解法、碳碱法及多硼酸钠法。加压碱解法收率高，反应时间短，但工艺流程长(图2)。将块状硼矿石在窑内于600~800℃下煅烧脱水,经粉碎至120目，在混料罐内与过量碱混合后送入带有搅拌的碱解器内，在140℃、4MPa下反应几小时,经过滤、碳化、结晶、分离、干燥得硼砂。含纯碱的母液经苛化后回收使用。反应式为: 2MgO·B2O3+2NaOH+H2O─→2NaBO2+2Mg(OH)2
4NaBO2+CO2─→Na2B4O7+Na2CO3
Na2CO3+Ca(OH)2─→2NaOH+CaCO3
碳碱法与加压碱解法不同之处，在于把碱解与碳化合并于加压釜中进行，纯碱也无需苛化即可循环使用。多硼酸钠法的加碱量低于理论量，因而生成多硼酸钠，碱耗较低，但不能直接得到硼砂。 硼矿化学加工
③碳铵法 与加压碱解法工艺过程相似，不同之处为用碳酸氢铵代替碱。反应压力与温度有关，并随反应的进行由高变低，开始时可达10MPa,得到的产物为硼酸铵，需经蒸馏脱氨得到硼酸，氨可循环使用。但该法流程长，氨不能完全循环，脱氨的能耗较大。
产品用途
硼化合物的消费构成各国不同。美国主要用于制造玻璃、玻璃纤维、釉药及有关工业中，用量约占美国国内消费量的一半;欧洲主要用在洗涤剂和釉药中，约占总消费量的二分之一。
硼砂和硼酸是硼化合物系列(见表)中最主要的产品，硼砂(四硼酸钠的总称，其中重要的有十水四硼酸钠、无水四硼酸钠、五水四硼酸钠)主要用于玻璃和搪瓷工业中，可增强玻璃的紫外线透射率，提高玻璃的透明度和耐热性能，使瓷釉不易脱落且具有光泽。此外，在有色金属焊接，丝、毛织品洗涤，延迟橡胶硫化速度,织物防水、木材防腐,医用消毒以及制革、造纸等方面也有应用。硼酸可改善玻璃制品的耐热和透明性能，能提高机械强度，缩短熔融时间，主要用于制造无碱玻璃、玻璃纤维。此外，还可作防腐消毒剂、熏蒸剂、皮革后处理剂等，也可用于制造防火材料、肥皂、硼钢、陶瓷釉药、染料、颜料。也可用于农业土地消毒与提高土地含硼量等。