我國的豐產(chǎn)元素——硼
在我國西藏的一些湖里，含有許多硼砂和硼酸。硼砂是硼最重要的化合物。在焊接金屬時，人們便用硼砂凈化金屬表面。醫(yī)院里也常用硼酸作消毒劑。硼砂在古代便已為阿拉伯的煉金家們所熟知，他們就是從我國西藏獲得硼砂的。硼在國外常被列為希有元素。然而，在我國卻有豐富的硼砂礦，硼在我國不是希有元素，而是豐產(chǎn)元素!
雖然人們很早就和硼砂打上交道，然而，純凈的、游離態(tài)的硼，直到1808年才由英國的戴維、法國的蓋呂薩克和泰納爾制得。純凈的硼是一種深棕色、鐵銹般的粉末，和鋁一起加熱熔融，冷卻后能得到大塊的晶態(tài)硼。這些硼的晶體非常堅硬，和金剛石不相上下，而且又非常耐熱，熔點為2075℃，它在機械工業(yè)上被用來代替昂貴的金剛石，制造切削工具和鉆頭。現(xiàn)在，人們是用鉑絲通電加熱溴化硼蒸氣，在1500℃時溴化硼分解，得到純硼。
游離態(tài)的硼用途不算太大。在工業(yè)上，往鋁、銅、鎳等金屬中加入百萬分之一的硼，可以改善這些金屬的機械性能。硼砂的用途比游離態(tài)的硼要廣得多，在工業(yè)上用來制造瓷器，特別是搪瓷的易熔釉藥。硼砂也被用來制造各種耐熱玻璃和作為肥皂的填充劑。
在分折化學(xué)上，硼砂有一個特殊的用途：用鉑絲做成一個小圓圈，蘸一點硼砂，放在煤氣或酒精燈上加熱。硼砂一開始冒出一些小氣泡——結(jié)晶水受熱蒸發(fā)了，然后熔融成無色的液體。冷后，成了無色透明的固體，就像一顆玻璃珠似的，牢牢地粘在鉑絲做成的小圓圈上。如果你再用這鉑絲蘸一點金屬的氧化物放在燈上加熱，冷后，這小珠卻被著上各種顏色。例如，蘸金屬鈷的氧化物，則小珠呈藍(lán)色；蘸金屬鉻的氧化物，小珠為綠色；蘸鐵的氧化物，小珠為黃色(熱時為棕色)……。在分析化學(xué)上，這叫做硼酸珠反應(yīng)。利用硼酸珠的不同顏色，可以分析各種金屬。現(xiàn)在，地質(zhì)勘探工作者就常用這種硼酸珠反應(yīng)，在野外分析所采集的金屬礦物、因為這種化學(xué)分析方法極為簡便，可以迅速判斷樣品的化學(xué)成分。
同樣地，硼砂也常被用作除銹劑。因為硼砂在加熱時，能熔解金屬表面的氧化物——除銹。此外，在焰火中也用到硼砂，因為它受熱后，會射出美麗的綠色光芒。
值得提到的是，硼砂逐漸成了農(nóng)業(yè)上的重要角色——硼肥。人們發(fā)現(xiàn)，植物中硼的含量并不多，僅占植物干重的十萬分之一到萬分之一左右；然而，卻是不可缺少的。如果土壤中缺少了硼，亞麻、大麻和苜蓿等植物，便會停止生長，甚至死亡。向日葵要是缺少硼，會癟粒，含油量下降。甜菜要是缺少硼，會得干腐病——地下莖腐爛掉；缺少硼，豆科植物的根瘤發(fā)育也會受到影響。據(jù)研究，硼是植物生長不可缺少的微量元素之一，它對植物體內(nèi)的醣類代謝起著很重要的調(diào)節(jié)作用。為了滿足莊稼對硼的需要，人們就往田里施加適量的“硼肥”——硼砂。但硼肥的施用量必須合適，并不是越多越好；如果太多了，莊稼反而會被饒死，甚至連吃了這種莊稼葉的羊，也會得腸炎，這種腸炎在獸醫(yī)學(xué)上稱為“硼腸炎”。
最近，硼更添了一項重要的用途：“高能燃料”。人們用硼的金屬化合物——硼化鎂和酸類作用，制得了硼和氫的化合物——“硼烷”。硼烷有的是無色氣體，有的是無色液體，也有的是白色晶體，通常具有惡臭和劇毒。這種硼氫化合物，在燃燒時能放出比一般物質(zhì)多得多的熱量。如l克分子硼乙烷燃燒，可產(chǎn)生484千卡的熱量。這樣，硼烷立刻引起了各國科學(xué)家的注意。現(xiàn)在，硼烷已是主要的火箭燃附之一。
我國有豐富的硼礦。硼，在我們社會主義建設(shè)中，正越來越發(fā)揮巨大的作用。
硼產(chǎn)品生產(chǎn)基地：加快開發(fā)大小柴旦湖的硼資源與其他鹽湖中伴生硼資源，積極利用西藏的硼礦資源，以硼砂、硼酸為主導(dǎo)產(chǎn)品，發(fā)展氮化硼、碳化硼、氧化硼等產(chǎn)品。到2010年，實現(xiàn)30萬噸硼產(chǎn)品生產(chǎn)能力，成為國家重要的硼產(chǎn)品生產(chǎn)基地。
硼礦
硼是一種典型的非金屬元素。硼在自然界中只以化合物形式存在，但在地殼中分散狀態(tài)的硼卻分布廣泛，而且是地表水、地下水、巖漿噴氣、礦泉水和所有巖層的氣液包裹體中所具有的元素。
硼也是非常分散的、典型的親石元素，廣泛分布于各種成因、不同類型的巖石中。
硼礦物幾乎在地質(zhì)旋回的所有階段都可以形成，從巖漿作用到表生作用，在內(nèi)生條件和外生條件下均可以形成工業(yè)富集。
硼礦是一種用途廣泛的化工原料礦物。它主要用于生產(chǎn)硼砂和硼酸以及元素硼。硼在玻璃、冶金、醫(yī)藥、搪瓷、油漆、日用化工、農(nóng)業(yè)以及國防尖端工業(yè)等部門都是不可缺少的。因此，硼資源的開發(fā)、利用，對于現(xiàn)代工業(yè)的發(fā)展，具有越來越重要的作用。
一、 礦物原料特點
世界上含硼礦物很多，根據(jù)含硼礦物的化學(xué)組成，可將其分為三類：硼硅酸鹽礦物、硼鋁硅酸鹽礦物和硼酸鹽礦物。其中，硼硅酸鹽礦物主要是硅鈣硼石和賽黃晶；硼鋁硅酸鹽礦物主要有電氣石和斧石。這兩類硼礦物中，除了硅鈣硼石尚具有工業(yè)價值外，其他或是難以加工，或因未大量聚集成工業(yè)礦床而意義不大。目前，作為硼工業(yè)原料的主要是第三類——硼酸鹽礦物。這類礦物有100多種，但作為工業(yè)硼資源開發(fā)利用的僅有10余種，如天然硼砂、遂安石、硼鎂石、硬硼鈣石、天然硼酸、鈉硼解石、柱硼鎂石等。在中國，硼鎂石、遂安石、硼鎂鐵礦、硼砂、鈉硼解石、柱硼鎂石等均可形成大、中型礦床。下面分別簡介一下幾種主要硼酸鹽礦物的物理、化學(xué)性能。
硼鎂石 Mg2［B2O4(OH)］(OH)：B2O3 的理論含量為41.38%；呈纖維狀、板狀、柱狀晶形；具有絲絹光澤；顏色有白、灰、淺黃色；密度為2.62～2.75 g/cm3，莫氏硬度3～4，不溶于水。
硼鎂鐵礦（Mg·Fe)3 Fe［BO3］O2：B2O3 的理論含量17.83% ；形態(tài)有針狀、柱狀、纖維狀、短柱狀-粒狀集合體等多種晶形；具有珍珠、金剛光澤；顏色有黑色和黑綠色；密度為3.6～4.7 g/cm3；莫氏硬度5.5～6；不溶于水。
天然硼砂Na2B4O5(OH)4·8H2O：B2O3 的理論含量是36.51% ；形態(tài)為晶體或致密塊狀、土狀集合體；顏色有白色、淺灰色和淺黃色；密度為1.69～1.72 g/cm3；莫氏硬度2.0～2.5；可溶于水。
遂安石Mg2(B2O5)：B2O3 的理論含量46.34%；形態(tài)有板柱狀、楔狀、竹葉狀、針狀、纖維狀等多種晶形；呈玻璃油脂光澤；有白色或淡褐色；密度為2.91～2.93 g/cm3；莫氏硬度5.9；不溶于水。
鈉硼解石NaCa(H2O)6［B3B2O7(OH)4］：B2O3 的理論含量42.95% ；晶形有纖維狀、針狀集合體兩種；呈玻璃、絲絹光澤；無色或白色；密度1.65～1.95 g/cm3；莫氏硬度2.5；難溶于水。
硬硼鈣石Ca(H2O)［B2BO4(OH)3］：B2O3 的理論含量50.81% ；形態(tài)為等粒狀、放射狀、致密狀集合體；有玻璃、金剛光澤；白色或無色；密度2.41～2.44 g/cm3；莫氏硬度4.5～5；不溶于水。
柱硼鎂石Mg［B2O(OH)3］：B2O3 的理論含量42.46% ；有柱狀、短柱狀和纖維狀3種晶形；玻璃光澤；顏色有白色、灰白色或無色；密度2.3 g/ cm3；莫氏硬度3.5。
二、 用途與技術(shù)經(jīng)濟指標(biāo)
硼礦物的主要用途
上文已經(jīng)提過，硼是重要的化工原料。硼礦的主要用途是用來生產(chǎn)硼砂、硼酸、元素硼以及硼的其他化合物，這些硼化物廣泛應(yīng)用于國民經(jīng)濟的許多部門。
1.建材工業(yè)
玻璃行業(yè)是硼砂的最大用戶。玻璃生產(chǎn)中加入一定量的硼砂可以增強玻璃的熱穩(wěn)定性，增大紫外線的透射率，提高玻璃的透明度和抗沖擊的機械性能。近年來，硼酸還大量用于玻璃纖維的制造，而玻璃纖維不僅是生產(chǎn)玻璃鋼的重要原料，而且也是建筑、機械和制萘工業(yè)等的新型材料。
在陶瓷行業(yè)中可用硼砂作催化劑。硼砂也是防腐劑、高溫坩堝、油漆等生產(chǎn)的添加劑。
2.輕工工業(yè)
硼砂是生產(chǎn)搪瓷制品的重要原料，它能增強搪瓷制品的牢固度和光澤度，提高瓷釉的耐熱性，并大大增大其膨脹系數(shù)。
在印染行業(yè)中，硼砂是常用的煮煉劑，用來去除天然棉纖維中所含的油、蠟及色素等，并對原布具有漂白作用利于染色。
在造紙業(yè)中硼化物是一種新型的造紙涂料，它可以增加紙的光澤和防火性能，并用作造紙工業(yè)中含汞污水的處理劑等。
硼的某些化合物還可以做成防火劑、防火涂料、油漆干燥劑、防銹漆等。
3.冶金工業(yè)
在冶金工業(yè)中加入硼化物可制成硼鋼等特種鋼，這類鋼具有很高的強度和耐腐蝕及耐熱等優(yōu)良性能，是制造噴氣發(fā)動機等主要部件的優(yōu)質(zhì)鋼材。
在鋁、鉬、鎳等金屬中加入少許硼，可以改善這些金屬的機械性能。硼也是鑄造鎂及其合金時的防氧化劑。鐵、硼、硅非晶態(tài)金屬是一種高新技術(shù)材料，用它作變壓器鐵心，代替硅鋼片，可節(jié)電3/4。
4.機械工業(yè)
在機械工業(yè)中硼被用作硬質(zhì)合金、寶石等硬質(zhì)材料的磨削、研磨、鉆孔及拋光等。
“滲硼”是機械加工行業(yè)中一種新工藝，它能提高零件表面的硬度和耐磨、抗氧化性能。
5.化學(xué)工業(yè)
硼砂、硼酸可作為肥皂、洗滌劑等日用化工產(chǎn)品的添加劑。含硼洗滌劑具有保護頭發(fā)、去污力強、無污染等性能。某些硼化物還可制成良好的還原劑、催化劑、溴化劑等。
6.電子工業(yè)
在硼系列化合物中，某些硼化物是絕緣材料，而有些硼化物則是良好的導(dǎo)電材料，具有半導(dǎo)體的特性，又有電子放射等性能，可用來制造各種電子元、器件，用作引燃管的引燃極、電訊器材、電容器、半導(dǎo)體的摻合料、高壓高頻電及等離子弧的絕緣體、雷達(dá)的傳遞窗等。
7.原子能工業(yè)和國防工業(yè)
硼具有顯著的吸收中子的作用，可用作原子反應(yīng)堆中的控制棒及原子反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料。
碳化硼具有高熔點、抗壓強度大、防輻射和防化學(xué)腐蝕性能，因此，它是航空和裝甲的理想防護材料。硼的某些化合物是制造火箭噴嘴、燃燒室內(nèi)件及噴氣發(fā)動機的部件。硼的氫化物是液體火箭推進劑中常用的燃燒劑等。
8.農(nóng)業(yè)
硼在農(nóng)業(yè)上用作生產(chǎn)硼肥、殺蟲劑等。
boron carbide Is a black crystalline material of extreme hardness. With a rating of 9.6 on the Moh's scales this material is the 3rd hardest substance known and almost as hard as a diamond. Currently the latest ,state of the art coating found on various steel tools and knife blades.