我國硼礦探明儲(chǔ)量為4908萬t，位居世界第四位，其中90%的儲(chǔ)量分布在西藏、遼寧和青海地區(qū)。目前國內(nèi)的高品位硼礦逐年耗盡，剩下的絕大多數(shù)硼礦資源品位低、開發(fā)難度大、加工工藝復(fù)雜，如遼寧鳳城翁泉溝硼鐵礦、西藏鹽湖沉積的鎂鹽類礦、青海大柴旦湖底多種硼酸鹽礦共存的低品位硼礦、東北地區(qū)的低品位硼鎂礦等。

　　遼寧硼鐵礦

　　遼寧鳳城硼鎂鐵礦床已探明B2O3儲(chǔ)量2184萬t，占全國總儲(chǔ)量的58%，該礦床特點(diǎn):一是多元素共生，鐵、硼、鎂含量均較高；二是礦石中有用礦物及脈石礦物種類繁多，近60多種，主要有用礦物為硼鎂石和磁鐵礦，脈石礦物為蛇紋石和斜硅鎂石，微量礦物為晶質(zhì)鈾礦和硼鎂礦；三是礦石結(jié)構(gòu)勾雜，不同礦段的礦石類型不同，屬于接觸變質(zhì)礦床，磁鐵礦、纖維硼鎂石主要由硼鎂鐵礦受熱分解而成，因此除了少量原生磁鐵礦、板柱狀硼鎂石粒度較粗外，絕大部分磁鐵礦、纖維硼鎂石浸染粒度極細(xì)，它們的共生關(guān)系十分密切，連晶復(fù)雜，呈犬牙交錯(cuò)狀、網(wǎng)格狀、放射狀、尖點(diǎn)狀、樹枝狀等多種結(jié)構(gòu)。這種極不規(guī)則的接觸形態(tài)給磁鐵礦、硼鎂石彼此解離帶來了極大困難。

　　硼鐵礦選礦分離

　　傳統(tǒng)的選礦方式得到的鐵精礦不能滿足鋼鐵生產(chǎn)對(duì)鐵精礦的要求，硼精礦的品位也達(dá)不到硼產(chǎn)品生產(chǎn)對(duì)硼礦的要求。后根據(jù)硼鐵礦的物化特性利用磁選)重選分級(jí)的聯(lián)合選礦和階段磨礦)階段選別的方法，分選出含鐵53%～55%的含硼鐵精礦和含B2O3大于12%的硼精礦。

　　選礦得到的含硼鐵精礦可以用于煉鐵工業(yè)生產(chǎn)含硼生鐵，取代部分硼鐵合金作為耐磨鑄件的原料；作為煉鐵工業(yè)中燒結(jié)礦和球團(tuán)礦生產(chǎn)的含硼添加劑；還可以通過進(jìn)一步分離處理，使含硼鐵精礦中的硼、鐵有效分離，得到不含硼的鐵及高品位、高活性的富硼渣。

　　硼鐵礦化學(xué)法處理及綜合利用

　　天津化工研究院、鄭州礦產(chǎn)資源綜合利用研究中心等單位對(duì)硼鐵礦直接用酸/堿處理，得到硼酸或硼砂，而鐵、鎂等有價(jià)元素留在提硼后的棄渣中；再對(duì)提硼棄渣進(jìn)行處理，提取鐵、鎂等產(chǎn)品。目前該方法未能實(shí)現(xiàn)工業(yè)化，主要原因是硼鐵礦經(jīng)過化學(xué)法處理后，得到的硼、鐵、鎂均是貧礦，酸堿耗量高，生產(chǎn)成本過高，工藝廢液處理困難，環(huán)保問題準(zhǔn)以解決。

　　硼鐵礦火法分離工藝

　　火法分離有兩種工藝路線：高爐法和固相還原)熔化分離法。

　　高爐法是將硼鐵礦先經(jīng)選礦去除部分硅、鋁，在經(jīng)燒結(jié)造塊后入高爐冶煉，產(chǎn)品為含硼生鐵和富硼渣。此工藝在“八五”期間進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)，完成了選礦、造塊、13m高爐硼鐵分離、富硼渣緩冷，提硼、含硼生鐵的應(yīng)用及環(huán)境治理等攻關(guān)內(nèi)容；“十五”期間又進(jìn)行了工業(yè)性試驗(yàn)。實(shí)現(xiàn)長期穩(wěn)定工業(yè)化生產(chǎn)還需要作進(jìn)一步的研究工作。

　　固相還原-熔化分離法是將硼鐵礦原礦或經(jīng)過拋尾處理的硼鐵礦，用非結(jié)焦煤在固態(tài)下將礦石中鐵的氧化物還原為金屬鐵；還原后的礦石用電爐熔化，得到不含硼的鐵和高活性的富硼渣。由于生產(chǎn)設(shè)備等問題，該研究工作目前只進(jìn)行到實(shí)驗(yàn)室放大規(guī)模。

　　西藏鹽湖固體硼礦研究進(jìn)展

　　西藏鎂硼礦整體品位高、雜質(zhì)含量少、加工難度小，其中B2O3>30%的鎂硼礦可以不經(jīng)加工直接用于無堿玻璃纖維的生產(chǎn)。西藏地處高原，交通不便，不具備在當(dāng)?shù)亟◤S加工硼礦的基本條件，鎂硼礦全部外運(yùn)到內(nèi)地，在粗放式開采過程中，為降低成本一直沿用“用富棄貧”的方式，致使鎂硼礦資源嚴(yán)重惡化，被棄用的鎂硼礦達(dá)到上百萬噸，這些鎂硼礦中B2O3B<20%、MgO在20%左右。

　　為使這部分資源得到利用，多個(gè)研究單位對(duì)硼鎂礦的富集、選礦、加工工藝進(jìn)行了系統(tǒng)的研究。由鎂硼礦生產(chǎn)硼酸主要工藝有硫酸一步法和二步法兩種；一步工藝技術(shù)路線成熟，分解率高，硼礦分解完全，但隨著硼礦組成、含量的變化，硼酸收率及產(chǎn)品質(zhì)量控制難度增加；二步法工藝優(yōu)點(diǎn)是產(chǎn)品質(zhì)量好，硼收率高，但是工藝流程長。硫酸法工藝的問題是硼酸母液的回收，一般來講，每生產(chǎn)1t硼酸要排放8～10t母液，不僅造成資源浪費(fèi)，加大了生產(chǎn)成本，而且還會(huì)產(chǎn)生大量污染物，對(duì)環(huán)境造成破壞。尤其對(duì)于鎂含量較高的鎂硼礦，生產(chǎn)硼酸時(shí)酸耗較高，硼收率低，生產(chǎn)成本高，母液排放量大，環(huán)境壓力大。針對(duì)硼酸生產(chǎn)中的硼收率問題，國內(nèi)眾多研究人員進(jìn)行了大量的研究工作。主要是通過改進(jìn)工藝流程，回收硼酸母液中的硼和鎂，以平衡硼酸生產(chǎn)成本。

　　青海大柴旦湖低品位硼礦的應(yīng)用

　　大柴旦湖硼礦儲(chǔ)量按B2O3計(jì)達(dá)406.0萬t，早年因隨意開發(fā)高品位固體硼礦，使資源受到破壞，但目前硼礦儲(chǔ)量仍在300萬t以上，具有發(fā)展硼砂、硼酸生產(chǎn)的資源優(yōu)勢(shì)。大柴旦湖湖濱硼礦B2O3質(zhì)量分?jǐn)?shù)基本上均低于10%，部分硼礦品位可達(dá)13%～17%，質(zhì)量分?jǐn)?shù)在15%以上的硼礦可以直接利用，而質(zhì)量分?jǐn)?shù)在6%～9%的低品位硼礦因組成復(fù)雜，伴生礦種類多，雜質(zhì)含量高，特別是含有大量的石膏及碳酸鹽類，直接用于硼產(chǎn)品加工存在生產(chǎn)成本高、工藝流程復(fù)雜、硼收率低、產(chǎn)生廢渣量大等問題。

　　大柴旦低品位硼礦還有一個(gè)特征，即隨著高品位硼礦的開采，硼礦的組成發(fā)生了較大變化，由以水方硼礦、鈉硼解石為主的硼礦轉(zhuǎn)化為以柱硼鎂石為主的硼礦。因此，在設(shè)計(jì)工藝時(shí)必須既要考慮硼礦品位又要考慮礦種的變化。

　　中國科學(xué)院青海鹽湖研究所1993年完成了5大柴旦湖底低品位硼礦制取硼砂實(shí)用工藝6研究，并進(jìn)行了初步放大試驗(yàn)，試驗(yàn)結(jié)果表明，該工藝在分解過程中分解劑的消耗可降低40%，硼礦分解率達(dá)92%，提高了硼砂結(jié)晶率和產(chǎn)品質(zhì)量。目前中國科學(xué)院蘭州分院、青海鹽湖研究所正共同致力于適合大柴旦低品位硼礦變化的、綜合利用工藝的研究工作。

　　湖南、遼寧、吉林、西藏、河南等省相關(guān)研究人員也陸續(xù)對(duì)當(dāng)?shù)氐推肺慌鸬V開展富集加工技術(shù)、綜合利用方面的研究，主要采用的路線有浮選法和焙燒法等。還有氯化銨一步法分解硼礦制取硼酸，同時(shí)副產(chǎn)含鎂碳酸鈣的工藝路線，采用該方法分解低品位的湖南常寧硼礦，總B2O3平均收率達(dá)80.76%～87.98%。另外，青海化工設(shè)計(jì)院針對(duì)低品位硼礦的富集加工工藝、富集后尾砂中硼的回收利用工藝進(jìn)行了研究，采用該富集加工路線，可使硼礦品位提高30%～35%，硼收率大于80%。