硼泥是生产硼酸、硼砂等产品产生的废渣,为灰白色、黄白色粉状固体,呈碱性,含氧化硼和氧化镁等组分,俗称“硼泥”。硼泥的堆存处置不仅占用大量土地,而且会使
堆场附近的
土壤碱化并引起
硼的迁移转化,造成
环境污染。
简述
硼泥成分
硼泥的主要化学组成为MgO 和SiO2,并含有一定量的Fe2O3、B2O3 和少量CaO、Al2O3等。硼以微量存在于其它矿物中,不形成独立的含硼矿物。高温煅烧后的硼泥的主要矿物组成为橄榄石、方镁石及少量的铁酸镁。
物理性质
工厂以湿排方式排放的硼泥中含水率在30%~35%左右, 呈泥状物,潮湿时呈棕褐色, 粒度较细, 有较好的可塑性,干燥后结成泥块,但极易破碎和磨细。其主要物理性能指标如下:
干容重:1200~1250kg/ m3
湿容量:1500~1700kg/ m3
比 重:2. 85~2. 95g / cm3
pH 值:~9. 8
可塑性指标:2. 5~3. 0
相关资料
应用
1、用于建筑砂浆、混凝土及路基混合料
硼泥中含有较多的非晶质颗粒, 具有一定的活性。在混合砂浆中以硼泥取代石灰, 其强度不仅不降低,反而有所提高。如25 号砂浆强度可提高28% ,50 号砂浆强度可提高35%, 75 号砂浆强度提高近60% , 且砂浆的和易性及抗冻性等指标均满足施工规程的要求。
在路基混合料中以硼泥取代石灰,可获得较高的早期强度,便于及早开放交通, 且路基其它性能( 如抗冻性、弯拉强度、弯拉模量、回弹弯沉值等) 均优于普通石灰和级配砂砾( 碎石) 基层,若超量取代效果会更好。
2、制作耐火材料
硼泥的主要化学成分为MgO 和SiO2,可用作镁质原料制备堇青石或
镁橄榄石质耐火材料。以硼泥代替滑石, 将粘土与硼泥的混合料在1300℃×0.5h 烧结,可制得热膨胀系数为2. 75×10- 6K - 1( 20~800℃) ,体积密度为1. 89g / cm3 的堇青石材料。与在同样组成和工艺条件下用粘土和滑石合成的堇青石相比,不仅合成温度可降低约50℃,且相同温度下堇青石生成量更高。合成的堇青石熟料外观颜色为黄褐色,可添加到其他材料中( 如红外辐射材料、太阳能辐射板等) 以提高其热稳定性。以硼泥代替滑石还可在较低温度下制备莫来石—— 堇青石质匣钵。研究表明以硼泥代替滑石后匣钵的各项主要性能得到改善,尤其是热稳定性和抗折强度显著提高。若使用经1100℃×0.5h 条件下预烧的熟硼泥,则可进一步降低钵料的烧成收缩。产品经小批量生产性试验证明,其应用效果优于以滑石的镁质原料的匣钵,经济效益显著。硼泥还可做的主要原料, 辅以10~30%的镁砂, 加入3~5%的粘结剂,
压制成型经1500~1550℃烧结后可制得镁橄榄石制品。制品的表观密度为2. 76~2. 78g/ cm3, 孔隙率为17~19%,常温抗压强度大于70MPa,耐火度高于1750℃, 荷重软化温度高于1540℃, 热震稳定性5~7 次( 1100℃~室温,空冷) ,能够满足耐火材料的性能要求。
3、提取镁的化合物硼泥中镁含量较高, 可电解制金属镁, 也可用化学方法制取碳酸镁、氯化镁、七水硫酸镁等化合物。
4、用于冶金行业在冶金工业中,将硼泥用作高炉冶炼用烧结球团的添加剂,可提高烧结矿的强度,改善烧结矿的粒度组成,抑制烧结矿的自然粉化,改善其还原性与软化性能, 增加台时产量的成功率, 提高生铁产量。
5、其它用途
除以上所述外,硼泥还具有其它一些用途, 如用于生产硼泥
加气混凝土制品;作为掺合料生产硼泥珍珠岩保温制品; 生产菱苦土镁石瓦和板块制品; 与粉煤灰硅钙钾肥混合施用改良土壤;与粉煤灰混合,掺入其它助剂经硬化后粉碎, 代替碎石填筑海堤等。
存在问题及对策
硼泥的综合利用具有广阔的前景, 但实际运用中应注意如下一些问题:
1、 提纯处理。 硼泥中铁杂质含量高,碱性强。为扩大其应用范围,可采取电磁除铁或酸洗除铁法降低其铁含量。研究表明, 两种除铁方法效果相近, 但电磁除铁效率更高些, 成本亦低一些。若使用时对硼泥的pH 值有要求,可通过水洗或加少量酸中和的方法降低碱含量,调整其pH 值。
2、脱水干燥。由硼泥的来源可知, 无论哪种方法产生的硼泥中皆含有一定量水份。而众多应用中要求硼泥含水量小于10%, 因此只能使用长期风干后的硼泥,这不仅污染环境,也不利于大量推广应用。若排渣厂或附属厂建立一条硼泥烘干生产线( 投资并不高) ,则不仅可获得可观的经济效益,还可推动硼泥的综合利用。
3、 成分波动。不同厂家排放的硼泥因其生产工艺、所用原料不同, 其成分也不尽相同,给综合利用带来一定不便。使用前应对所用硼泥进行分析研究, 确定适宜的配方、合理的工艺, 才能获得良好的使用效果和经济效益。