辽吉地区硼矿资源的开发现状与合理利用建议

【摘 要】我国硼的需求量不断增长，目前硼矿资源处于十分紧缺的局面。辽宁吉林南部地区是我国硼矿的主要产地，应加强该地区的硼矿资源研究，综合利用低品位硼矿，为我国硼化学工业提供新的资源。提高硼矿的综合利用能力，做到资源可持续发展，缓解当前硼需求紧张的局面。

【关键词】硼矿；辽吉地区；资源综合利用；可持续

一、辽吉地区硼矿资源特征

辽东-吉林南部地区是我国最主要的硼矿资源产地，目前该地区的硼矿产量占国内硼矿生产的90%以上，年产硼产品130余万吨。辽东地区硼矿床分布在辽宁省东部大石桥市、凤城市、宽甸县，向东延至吉林省南部呈W-E，NE向带状分布。东西延长300 余km，南北宽100km，简称辽吉硼矿带。现查明有特大型硼铁矿床 1 处，大、中、小型硼镁石（包括硼镁铁矿床）矿床16处，硼矿点17处。辽东-吉南地区已发现100多个硼矿床（点）。

辽吉地区分布地层为辽河群地层，其中里尔峪组为含硼岩组，分布自辽东延至吉南呈东西向狭长地带，主要岩性为浅粒岩、钠长浅粒岩、磁铁浅粒岩、电气变粒岩、黑云变粒岩，夹斜长角闪岩及含硼蛇纹石化镁质大理岩（或蛇纹石化镁橄榄岩）；下部发育角闪石条痕状混合岩。条痕状混合岩、黑云变粒岩及镁质大理岩、浅粒岩构成了具有独特性质的含硼建造。

辽宁吉林地区的硼矿与花岗岩关系密切，被称为“辽吉花岗岩”，地质地球化学和年代学研究发现“辽吉花岗岩”共有两期，分别是条痕状钾长-二长花岗岩和的斜长花岗岩、斑状花岗岩和角闪辉石正长岩等。这两期“辽吉花岗岩”均为后期侵入含硼岩系之中，并非含硼岩系基底。本区硼矿床的形成时代为古元古代，通过系统的岩石地球化学研究表明辽吉硼矿带地球动力学演化经历了（1）鞍山旋回-南北两个太古宙陆块分别形成；（2）辽河旋回-辽吉洋的演化封闭；（3）燕辽-海西旋回-板内演化；（4）印支-燕山旋回-构造-岩浆活化四个阶段。

辽吉地区的硼矿床中的硼矿体，普遍认为与电英岩具有密切的联系，硼矿体与电英岩同为热水喷流沉积产物，该类矿床为热水喷流沉积硼矿床，而且该地区硼矿床遭受了后期热液的改造作用。 通过对硼矿石B、C、O、S同位素研究结果表明硼矿物和电英岩中电气石的硼来自洋中脊；矿石中的碳与火山活动关系密切，氧来自深源岩浆，硫则部分来自古海洋，部分来自火山喷气。另有一些硼矿为接触交代镁质矽卡岩多金属矿床。主要有用元素为铁、硼、铀、镁， 其储量均达大型规模。矿石物质成分复杂， 已发现的矿物有60多种。矿床中主要有用矿物为磁铁矿、硼镁石、晶质铀矿、硼镁铁矿，其次有磁黄铁矿、黄铁矿等； 主要脉石矿物是蛇纹石，少量的石英、白云石、方解石、长石、云母等，如辽宁凤城的硼铁矿矿床。

二、辽吉地区硼矿资源开发存在问题及原因分析

辽吉硼矿资源集中在辽东地区，特别是在硼矿产资源集中的大石桥市、凤城市及宽甸县，硼矿资源产业为地区的主导产业。2009年辽宁省矿产资源统计年鉴显示，易加工硼矿保有储量尚不够现有硼矿产业利用10年，据统计辽东地区现有的硼保有储量约为200万吨，已不能满足市场需求，一些矿山因资源枯竭已闭坑，许多硼矿加工企业因无矿源已停产，目前可供开采的后备基地严重缺乏，新的矿产地寥寥无几，资源形势日益严峻。长期以来作为辽宁省的优势矿产资源的硼矿现在已面临严重危机。对辽东硼矿床矿体赋存特征进行分析，预测勘查远景区，查明新的具有工业价值的硼矿产地，对辽宁省特有优势矿种产业及地方经济的可持续发展具有重要意义。

分析造成各种困难的原因，主要有以下几点：

辽吉地区硼矿资源存在“大而不强”的窘境，较易开发利用的硼镁石矿储量很低，而且绝大多数硼矿资源品位低、矿点分散、矿种复杂。由于硼镁矿石资源不足， 我国许多硼化工企业不得不使用B2O3 品位小于10%的矿石进行生产， 造成消耗大幅度上升、成本增加、污染严重等一系列问题。

低品位硼铁矿利用困难：低品位的硼矿主要指的是“硼镁石―磁铁矿型”和“硼镁铁矿―磁铁矿型”两种矿床类型，铁矿石结构微细，结构复杂，硼铁紧密共生，结构致密，难磨难选，常规分离方法困难。在开发利用过程中，存在硼铁分离困难、资料浪费严重、综合利用率低、污染环境、精细硼化工产品水平低等困难。

因此现阶段开发和利用复杂的硼矿资源已成为当务之急。

三、建议

辽吉的贫矿硼资源十分丰富， 针对硼铁矿，仅辽东地区硼铁矿储量就达2.8亿吨，无论是硼还是铁的储量都属于大型矿山， 它的开发成功将是我国硼工业的资源基础。因此必须提高技术，扩大可用可采硼矿范围。结合目前的情况，拟对振兴辽吉硼工业提出如下建议。

（一）加速完善新资源铁硼矿工业性试验的进程。目前， 对硼铁矿的研究主要有以下几个方面， 即湿法分离、火法分离、作烧结矿添加剂和制备Fe、 Si、B母合金等。

（二）参照钢铁行业提质降杂的经验， 高品位的硼精矿会大大降低硼的浸出成本。建议研究可以同时获得高品位硼精矿和铁精矿的选别工艺。

（三）目前的选矿流程获得的铁精矿中硫的含量偏高， 即使经过烧结， 对炼铁也有不利影响。同时，硼精矿中的杂质含量过高， 会对硼的浸出产生许多影响， 不但降低硼的回收率， 而且还影响硼制品质量。因此在硼精矿和铁精矿品位提高的同时， 也要考虑降低硼精矿和铁精矿中杂质的含量。

（四）在辽吉地区的硼矿中很多矿床主要的脉石矿物是蛇纹石。蛇纹石是一种含镁硅酸盐矿物， 具有耐热、抗腐蚀、耐磨、隔热、隔音等特性， 主要用作化肥配料、冶炼熔剂、耐火材料、建筑材料、滤料等。因此开发该矿床新的选矿分离工艺必须考虑资源的综合利用。

（五）对于硼矿资源量很富但开采困难的硼铁矿，因其结构复杂， 共生矿物多， 常规分离方法困难。若提高技术，加以应用，前景可观。主要可采用以下方法：对于辽宁凤城嵌布粒度细、共生关系复杂的含铀硼铁矿， 采用磁选-重选-重力分级流程可获得铁精矿、铀精矿、硼精矿和硼镁铁精矿， 通过提高磨矿细度进而提高铁精矿和硼精矿品位， 降低铁精矿中硼、铀的含量。

（六）在矿石提炼过程中，高炉冶炼含硼铁精矿是可能的。在CaO-SiO2-B2O3-MgO-Al2O3 渣系中， 通过B2O3助熔剂的作用抵消了高镁渣的难熔性，降低了炉渣的粘度和熔化温度。硼镁铁矿作为球团或烧结矿添加材料时，可以提高球团矿或烧结矿的质量，降低培烧温度、提高强度、减少粉化率、节能环保。

（七）硼精矿采用碳碱法提硼， 可克服母液中铀的累积问题， 而实现硼、铀分离。采用硝基腐植酸浸出硼精矿既能抑制铀的浸出， 又能制取硝基腐植酸镁肥料， 综合利用矿石中的镁， 提高了该矿综合利用的程度。另外，采用氢气流态化还原-晶体长大-碳碱法处理硼镁铁精矿， 可达到综合回收铁、硼、铀的目的。

四、结论

辽吉地区的硼矿开采存在一定弊端，易开采利用的硼镁矿已经基本殆尽，低品位的硼矿利用率地下。必须加强硼矿资源勘查， 找到更多的硼矿资源。同时尽快开发辽吉地区地区的硼铁矿等低品位硼矿资源，辽吉地区硼铁矿的开发与否， 对未来我国硼矿的发展起到至关重要的作用。另外要全面回收利用矿石中的铁、硼、镁、铀等有价组分创造出显著的经济效益和社会效益。发挥自身资源的优势，充分利用辽吉地区硼矿资源的特点，做到硼矿资源的可持续发展。

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