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硼泥的性质及综合利用单松高 阎加强 陈 文 伍卫琼 (武汉工业大学材料学院)摘 要 简要介绍了硼泥的产生、组成及性质,重点讨论了硼泥在建材、化工、冶金等领域的再生利用,以期加速推广硼泥的综合利用,减少污染,保护环境。
关键词 硼泥 综合利用 性质1 前 言硼泥是工业上利用硼镁(铁)矿生产硼砂后排出的废渣,每生产一吨硼砂约排出4～5吨硼泥。
目前我国硼砂生产厂较多,每年有大量硼泥排出并堆积野外,侵占土地,污染环境。
因此,分析研究硼泥的性质,开发应用这种二次资源,对提高经济效益,减少环境污染,促进资源再生都有重要意义。
2 硼泥的产生、组成与性质硼泥的组成与生产硼砂的原料及其工艺密切相关。
生产硼砂的主要原料是硼镁矿(2M g O・B2O3・H2O),硼镁矿中伴有部分蛇纹石、磁铁矿及少量白云石、真绿泥石、滑石及云母等杂质。
利用硼镁矿生产硼砂的方法主要有加压碱解法和碳碱法两种,加压碱解法的原理可表示为:2M gO・B2O3+2NaOH+H2O2NaBO2+2Mg(OH)2(1) 4NaBO2+CO2Na2B4O7+Na2CO3(2)碳碱法生产硼砂的原理为: 2(2Mg O・B2O3)+Na2CO3+2CO2+ x H2O Na2B4O7+4M g O・3CO2・x H2O(3)硼泥的主要化学组成为M gO和SiO2,并含有一定量的Fe2O3、B2O3和少量CaO、Al2O3等,表1列出了国内部分厂家硼泥的化学成分。
表1 国内部分厂家硼泥的化学成分厂 名SiO2M gO TFe B2O3Al2O3CaO R2O IL T otal 鞍山化工建材厂32.2043.43 4.900.74 2.56 2.090.6514.07100.64凤城二台子硼矿32.6323.94 2.38 5.64 2.56 5.86///四宝山硼砂厂20.8331.3214.59 3.15 1.02 2.56///辽阳冶建化工厂32.6828.2314.21 2.53 1.19 2.110.68512.7594.385沈阳农药厂22.6034.517.75 4.580.099 2.310.048//开原化工厂25.6137.03 5.98 4.400.065 3.080.35//牡丹江化工二厂23.1628.5613.18 3.90 4.98 3.65/13.9391.36牡丹江化工二厂23.4436.74 6.89 6.10 1.34 2.41/15.8892.80 通过X射线衍射(XRD)分析、能谱分析(EDS)及扫描电镜(SEM)观察发现,硼泥的主要矿物组成为含铁的镁橄榄石〔2(M g、Fe) O、SiO2〕、蛇纹石、菱镁石、石英、斜长石、钾37山东建材 1998年第2期长石、磁铁矿以及一些非晶质颗粒。
硼泥综合利用的研究进展[摘要]硼泥是硼化物生产企业提取硼砂等硼产品后排放的固体废渣。
由于硼泥具有较强的碱性，已经造成硼化物生产区的严重污染。
硼泥的综合利用既可解决环境污染问题，又可以有效利用资源。
系统地介绍了目前常用的硼泥综合利用方法，各自的特点及使用效果等方面的研究进展。
[关键词]硼泥利用研究进展硼泥是以硼矿石为原料，生产硼砂以及硼酸等硼化工产品剩余的固体废弃物。
硼泥中含有氧化镁、氧化钙、氧化钠等碱性物质，未经过任何环保技术处理，且又是露天排放，因此已造成硼化物生产区的严重环境污染。
生产1吨硼砂约产生硼泥4吨，随着对硼砂需求的不断扩大，硼泥这种固体废渣的排放量也急剧增大。
硼泥中含有MgO30%～37%、B2O318%～35%，是一种具有开发利用价值的资源。
所以无论从环境保护还是资源利用的角度看，对硼泥进行有效的综合利用研究都是非常必要和迫切的。
一、硼泥的综合利用途径目前对于硼泥的综合利用研究包括：生产镁制品；制备耐火材料；用于生产建材；制备絮凝剂处理废水以及微晶玻璃的制作等。
（一）镁制品的提取硼泥中氧化镁含量与菱镁矿中的氧化镁含量差不多，可替代天然菱镁矿石，用来生产镁制品。
轻质碳酸镁、氧化镁的国内外需求均非常巨大，并且通过硼泥提取镁制品成本比用菱镁矿石撮镁制品每吨成本低30至50元，所以利用硼泥开发碳酸镁、氧化镁非常具有发展潜力。
中科院长春应用化学研究所开发出“利用硼泥生产高纯氧化镁系列产品”技术，其初级产品碳酸镁、中间产品氧化镁可根据国内外市场需求加工成轻质氧化镁产高纯镁砂，最终产品为大尺寸氧化镁结晶，产生科技含量高，附加值高，填补了国内外空白。
氧化镁单晶具有优良的物理化学性能，是一种先进功能材料。
从硼泥中获取高纯氧化镁粉，然后采用弧熔法，生长出了大尺寸的氧化镁单晶。
另外硼泥中镁含量较高，可电解制备金属镁，用化学方法制取氯化镁、七水硫酸镁等化合物。
从硼泥中浸取出硫酸镁后，加入碳酸钠，可制取碳酸镁，最后烧制成轻质氧化镁。
，常选用酸性气
O3，研究发
饱和溶液
2
浸出硼元素的主要化学反应如式（5）所示。
以上提取有效成分制备化工成品的方法，总体成本较高，反应中使用大量酸会产生次生的环境威胁和能量消耗。
因而，此领域仍然有很大的发展空间，
有
，可用于制备砖、陶粒、玻璃和保温泡沫
水、
亦可对浴池下水等生活废水进行处理
凝剂，采用硼泥
学需氧量（COD）去除率达到
阻值为
印染废水，COD
76.7%，浊度去除率为
废水处理效果较理想
料制备类水滑石，用于
的去除效果。
2.2.4 高分子复合材料
利用的一个较好的途径。
用作填充剂。
硼泥含有大量氧化镁，还可以通过改性
硼泥、铝灰制备的环保阻燃剂
沈阳化工大学学报，
Yin Y X，Zhang Y H，Zhen Z C，et al.Thermal degradation and flame retarding characteristics of polypropylene composites incorporated with boron mud[J].Composites Science and Technology，2013，
添加硼泥对球团
12（1）。
硼泥的利⽤⼀直都是硼矿企业的⽼⼤难问题，硼泥在冶⾦⽅⾯的利⽤有三点。
1.硼泥在有⾊⾦属冶炼中的应⽤
辽宁省环境保护科学研究所和东北⼤学安全环保科研所，有⾊系，对硼泥在有⾊⾦属冶炼中的应⽤进⾏了有益的研究，并取得研究成果。
利⽤硼泥作造渣剂回收铜灰中的铜，提⾼了铜的回收率，提⾼了产品产量和质量，同时利⽤硼泥能降低熔点，从⽽降低能耗。
利⽤硼泥作造渣剂还能提⾼炉体寿命。
原来⽤黏⼟做造渣剂，⽤硼泥代替黏⼟可保护⼟地资源。
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辽阳铁合⾦⼚较早就将硼泥作熔剂⽤于铁合⾦冶炼，试验研究取得很好效果.并应⽤于⽣产实践。
2.⽤硼泥作铁⽔的脱磷脱硫剂
将硼泥⽤于铁⽔作预处理，硼泥中B203能降低渣的熔点和渣的黏度，提⾼税磷、脱硫的能⼒，脱磷、脱硫率可分别达到58%和86%。
硼泥既是脱磷、脱硫剂⼜是助熔剂，还可保护碱性炉衬。
⽤硼泥可同时脱磷脱硫，并带来可观的经济效益。
3.⽤硼泥作铁精粉烧结黏合剂
利⽤硼泥作铁精粉烧结球团助剂能提⾼⽣产效率，增加球团强度，降低⾃然粉化，降低烧结温度，减少能耗，是硼泥综合利⽤的重要途径，可⼤量消耗硼泥。
利⽤添加硼泥的烧结球团能提⾼⽣铁的⼀级品率。
硼砂在混凝土中的作用
硼砂（也称硼镁酸钠）是一种混凝土添加剂，它在混凝土中的作用如下：
1. 控制混凝土凝结时间：硼砂可以延缓混凝土的凝结时间，使得混凝土在施工过程中具有较长的流动性和可塑性，使施工更加灵活方便。
2. 促进混凝土强度发展：硼砂可以促进混凝土的水化反应，加速水泥的硬化过程，从而提高混凝土的强度发展，使混凝土更加坚固耐久。
3. 抑制混凝土收缩裂缝的产生：硼砂在混凝土中能够吸收水分并稳定水结构，从而减缓混凝土收缩过程，有效减少因混凝土收缩引起的裂缝产生。
4. 提高混凝土的耐久性：硼砂能与混凝土中的自由钙、自由碱等物质发生反应，生成稳定的水合硼酸盐，从而提高混凝土的耐久性，抵抗潮湿、冻融、酸碱等有害环境的侵蚀。
总之，硼砂在混凝土中的应用能够改善混凝土的施工性能和强度发展，减少收缩裂缝的产生，并提高混凝土的耐久性。
硼泥的主要成分
硼泥是一种以天然硼酸盐矿物为主要成分的粉状物质，通常在热水中溶解并形成一种粘稠的液体。
它是一种多功能的材料，用于制作陶瓷、玻璃、水晶等工业领域的产品。
硼泥的主要成分是硼酸和硼酸盐，其中硼酸的化学式为H3BO3，它是一个无色晶体，具有防腐、抗菌、防火等多种特性。
硼酸盐是指硼酸和碱金属或碱土金属的盐类，如硼酸钠、硼酸钾、硼酸铝等。
硼泥的制备方法通常是将硼酸或硼酸盐与水混合，加热至溶解后冷却，形成硼泥的粘稠液体。
此外，硼泥还可以通过将硼矿石研磨成细粉后加水搅拌制得。
硼泥的主要应用领域包括陶瓷、玻璃、水晶等工业领域，以及建筑材料、化妆品、医药等领域。
由于硼泥具有防腐、防火、抗菌等特性，因此在防火材料、防腐剂、医药防腐剂等方面也有广泛的应用。
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【高中化学】硼泥肥料化助力绿色农业革命当前，随着世界范围内生态农业和绿色农业热潮的兴起，肥料行业也进行着绿色农业革命。
大力研究和开发绿色商品肥料，以满足绿色食品生产与消费不断高速增长的要求，成为肥料学科与行业发展中新的热点和亮点。
腐植酸肥料是近年来流行的一种新型肥料。
在经济作物上施用，其肥效优于化肥和农用肥。
它能促进蔬菜生长发育，提高产量和品质，减少蔬菜病虫害。
一般来说，它比其他营养肥料增产10%以上，并能改善作物质量。
大量试验证明，施用腐植酸肥料的作物的营养成分、口感、甜度、维生素含量、颜色和形态均优于施用化肥的作物。
生物硅硼钾镁肥就是其中的一种，该种肥料是将硼泥经过处理后与腐植酸、有益微生物等混合制成，其主要功效是促进作物生长，提供作物生长过程中对中、微量元素的需求，增加产量等。
硼泥是我国工业生产中的主要废弃物。
它像山一样堆积起来。
通常每吨硼砂产生约4~5吨硼泥。
年产1万吨的硼砂厂平均排放5万吨硼泥。
以辽宁省为例，该省硼矿石储量占全国的80%，硼砂和硼酸的生产已有50多年的历史。
全省有硼砂生产企业40多家，年产量40多万吨。
数据显示，至2021年底，辽宁省硼泥存量有1700万吨左右，而且每年以130万吨的速度增加。
硼泥呈碱性，ph值9~10，所堆放之处寸草不生，占用大量耕地，一些表面干燥的细粉随风飘散，一些可溶性的盐类物质还随水污染地下水和周围农田。
按平均1吨硼泥占地1平方米计算，按年排硼泥100万吨计算，则每年占地1500亩。
目前已排放硼泥20余年，占地万余亩，沟满壕平，春季春风四起，硼泥满天飞扬，严重影响了当地的生态环境。
研究表明，硼泥还含有大量可供利用的中微量元素（二氧化硅、氧化铁、氧化镁、氧化钙等），因此硼泥是一种错位资源。
然而，目前硼砂的提取工艺仍相对简单。
虽然硼泥利用技术多种多样，但在中国，硼泥主要用作耐火材料、污水处理、耐火砖、医药、薄膜和硼镁肥料。
在农业上，目前也只有部分企业把硼泥经过简单的酸碱反应后造粒制成硼镁肥，而将有益微生物、腐植酸等有机物与经过处理的硼泥结合起来制成生物硅硼钾镁肥等生物型微量元素肥料还未见报道。
关于硼泥的经验介绍硼泥是一种新型球团添加剂，是化工厂生产硼砂和硼酸的副产品，硼泥的粒度很细，比表面积为3500～3900cm2/g,可塑性、粘结性和成球性良好。
试验研究与生产实践表明，配加1.5～3.0%硼泥可显著改善混合料成球性，加快成球速度，生球表面光洁、粒度趋向均匀，强度提高较多。
试验研究与生产使用实践一致表明，配加硼泥的粒度越细，使用效果越显著，一般200目粒级应大于80%。
球团生产加配硼泥的主要效果有：一、显著提高球团的冷强度，转鼓指数、抗压强度和落下强度均有提高，低温焙烧后的球团强度提高更显著。
二、改善球团的化学成分，二、三、四元碱度和扣除钙镁后F e均有所提高，MgO增加量更为显著，平地吹球团的FeO降低明显。
三、球团冶金性能有不同程度的改善。
四、球团固结改善，表面光洁程度变好，抗风化性和耐储存性显著提高，有利于落地后长途转运和越冬后粉末量显著减少。
五、球团生产工艺的改善：（1）、降低焙烧温度，降低值一般可大于50℃，多者达70～100℃。
（2）、扩大球团的焙烧温度区间，一般为20～50℃，可使焙烧操作变易。
（3）、延长设备使用寿命。
由于配加硼泥可降低焙烧温度，允许降低焙烧温度操作，除节能外，还可以减轻高温废气和高温料流对窑炉砌体、钢壳的烧蚀破坏作用。
（4）、粉末产生和吹出量减少，由于配加硼泥后生球质量提高，焙烧温度降低，冷强度提高，焙烧温度区间扩大，质量均匀性改善，固结改善，表面光洁，粉末脱落减少等原因，可使高炉透气性改善，炉况顺行，粉末吹量显著减少，既可改善工人操作环境，又可减轻对除尘系统设备的磨损。
硼泥球团在高炉中的使用效果：一、炉况顺行稳定产量提高。
二、焦比降低。
三、炉渣性能改善生铁质量提高。
四、有利于低硅生铁的冶炼。
五、金属铁损失减少。
六、炉前工人劳动强度减轻。
七、瓦斯灰吹出量减少。
资源情况分析：辽宁是一个硼工业大省，资源丰富，2000年硼泥产出量约为1000万吨，如到2010年全省硼泥产量约为1800万吨。
土地复垦硼泥
土地复垦是指对退化、废弃土地进行改造和再利用的过程。
复垦硼泥是一种常用的土壤改良材料，它是由硅酸盐矿物质硼砂和黏土等原料经过研磨、混合、加工等工艺制成的。
复垦硼泥在土地复垦中可以起到以下几个作用：
1. 改良土壤质地：复垦硼泥中的矿物质和黏土能够改善土壤的质地，增加其保水保肥能力，提高土壤的肥力和作物生长的适宜性。
2. 调节土壤酸碱度：复垦硼泥中的含碱矿物质能够调节土壤的酸碱度，使土壤的pH值趋向中性，从而提供较好的环境条件
供作物生长。
3. 提供营养元素：复垦硼泥中含有多种营养元素，如硼、磷等，能够为作物提供所需的养分，促进作物生长发育。
4. 改善土壤结构：复垦硼泥中的黏土颗粒有较好的结合力，可以改善土壤的结构，增强土壤的稳定性，减少水土流失和土壤侵蚀。
综上所述，土地复垦中使用硼泥可以有效地改善土壤质量、调节酸碱度、提供营养元素和改善土壤结构，从而为作物的生长提供较好的环境条件。
由硼泥制取轻质碳酸镁的研究近年来，随着环境改善和能源延伸的要求，利用可再生资源代替非再生资源的研究日益受到重视。
其中，以硼泥为原料制取轻质碳酸镁，既能保护资源，又能节约成本，应运而生。
碳酸镁具有多种加工理化性能，在建筑材料领域有着广泛的应用，因此也成为一种具有重要经济价值和技术价值的研究热点。
本文以以硼泥（贝壳）制取轻质碳酸镁为主要课题，旨在探讨利用典型湿法和热法制备硼弥搅拌-湿烧的实验条件以及碳酸镁的理化性能及物相结构特性，并探讨以贝壳为原料可制取的轻质碳酸镁的可行性及其应用价值。
1、硼泥的性质硼泥（贝壳）是由碳酸钙（CaCO3），碳酸镁（MgCO3），硅酸钠（Na2SiO3），硅酸钙（CaSiO3）和硅酸镁（MgSiO3）等成分组成的天然复合物质，具有良好的细致性和可塑性，含有较高的碳酸钙和碳酸镁，可以用作制取碳酸镁的原料。
2、湿法和热法工艺（1）湿法制备碳酸镁湿法制备碳酸镁是将硼泥（贝壳）采用搅拌-湿烧的工艺，经搅拌均质后，加入碳酸钠及其他的化学试剂，在特定的温度和PH值维持一定时间，使碳酸镁沉淀，经冷却和筛分结束，可得到湿法碳酸镁。
（2）热法制备碳酸镁热法制备碳酸镁是将硼泥（贝壳）添加特定的化学助剂，加入碳酸钠，在特定的温度和PH值下维持一定的时间，采用搅拌，加热，烧结的工艺，使碳酸镁析出，经冷却和筛分结束，可得到热法碳酸镁。
3、碳酸镁的理化性能（1）热性能热力学性能研究表明，碳酸镁有较高的熔融温度和熔化热，熔化温度在2500~2700℃，熔化热在28~35kJm-1，有较大的热稳定性，可以很好地承受高温应变。
（2）光学性能经过研究表明，碳酸镁具有好的光学性能，折射率可达1.54，吸收范围从紫外线到近红外，可以有效地抑制紫外线的辐射，可以有效地阻挡紫外线的有害照射。
（3）机械性能机械性能测试研究表明，碳酸镁的抗压强度可达140MPa，抗折强度可达100MPa，抗冲击强度可达14MPa，断裂伸长率为2%左右，抗拉强度可达150MPa，总体来说，具有良好的力学性能。
硼泥处理处置
硼泥是硼矿石生产硼砂或硼酸过程中产生的废弃物，主要成分为硼砂、硼酸和其他杂质。
硼泥的处理处置是一个重要的环境保护问题，需要采取有效的措施来减少对环境的影响。
硼泥的处理处置方法主要包括以下几种：
1. 安全填埋：将硼泥填埋在安全的填埋场中，以减少对环境的影响。
2. 综合利用：将硼泥用于建筑材料、化肥、土壤改良剂等方面，以实现资源的再利用。
3. 焚烧处理：将硼泥进行焚烧，以减少其体积和有害物质的含量。
4. 化学处理：采用化学方法对硼泥进行处理，以去除其中的有害物质。
在硼泥的处理处置过程中，需要注意以下几点：
1. 安全第一：在处理处置硼泥时，必须确保人员安全和环境安全。
2. 综合考虑：需要综合考虑硼泥的性质、处理成本和环境影响等因素，选择合适的处理处置方法。
3. 规范操作：在处理处置硼泥时，必须按照相关规定和标准进行操作，确保处理效果和环境安全。
总之，硼泥的处理处置是一个复杂的问题，需要采取有效的措施来减少对环境的影响。
在处理处置硼泥时，需要综合考虑各种因素，选择合适的处理处置方法，并确保操作规范和安全。
利用硼泥处理印染废水和重金属废水的研究的开题报告（以下为开题报告示例）一、研究背景随着印染、电镀、化工等行业的发展，大量废水含有危害人体健康和环境的有害物质，其中重金属是主要的环境污染物之一。
传统的处理方法需要耗费大量的能源和金钱，不利于环保和节能。
因此，研究利用低成本、高效的新型材料处理废水成为当前的热点问题之一。
硼泥是一种天然矿物材料，具有很高的吸附性和离子交换能力。
之前的研究证实，硼泥可以有效地去除废水中的染料、有机物和重金属。
因此，本研究旨在探究利用硼泥处理印染废水和重金属废水的可行性。
二、研究目的本研究的主要目的是通过实验研究验证硼泥的吸附特性，探究硼泥对印染废水和重金属废水的净化效果和处理机理，以及研究硼泥与常见处理剂的组合应用提高处理效率的可行性和优化方案。
三、研究内容（1）硼泥对印染废水的吸附特性研究。
通过对不同品种的印染废水进行实验研究，探究硼泥对印染废水中染料、有机物等的吸附效果，分析硼泥的吸附机理。
（2）硼泥对重金属废水的吸附特性研究。
通过对不同重金属废水进行实验研究，探究硼泥对废水中重金属如铅、镉、铬等的吸附效果，分析硼泥与重金属的络合反应机理。
（3）硼泥与常见处理剂的组合应用研究。
考虑到硼泥的高效性和实际应用的情况，研究硼泥与常见处理剂如氧化剂、还原剂、吸附树脂等的组合应用，以提高废水处理效率，并比较不同组合方法的效果和成本。
四、研究方法本研究主要采用实验室的小型废水处理装置对废水进行处理，实验过程中对废水的样品进行化学分析和测试，以及对处理前后的水质指标（如COD、pH值、重金属浓度等）进行监测和分析。
探究硼泥与废水的亲和力以及处理剂的添加量对处理效果的影响。
五、预期成果通过本研究，预期可以得出以下成果：（1）验证硼泥对印染废水和重金属废水的有效吸附能力。
（2）探究硼泥与常见处理剂的组合应用，寻找提高处理效率的优化方案。
（3）认识硼泥废水处理技术的优势和局限性六、研究意义本研究结果将为印染、电镀、化工等行业提供一种绿色、低成本的废水处理技术，有助于改善环境质量，减少环境污染。
硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究
硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究
铬(ⅵ)是一种重金属元素，可以通过表面活性剂或蒸馏水等方式从废水中分离出来，但大多数情况下，由于存在溶解性物质，很难从废水中完全去除铬(ⅵ)。
因此，对废水中铬(ⅵ)的处理一直是令人头疼的问题。
硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究是一项技术课题，旨在利用硼泥处理废水中的铬(ⅵ)，使其不再对环境造成危害。
硼泥是一种含有硼的粘土，具有丰富的氧化酸类物质，可以有效地把铬(ⅵ)从废水中吸附出来，使其不会对环境造成污染。
硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究，需要考虑硼泥的活性、铬(ⅵ)的溶解度、pH值、浓度、温度等因素。
首先，硼泥的活性是影响其对铬(ⅵ)吸附能力的关键因素，可以通过控制温度、pH值、氧化剂的加入等方式提高硼泥的活性。
其次，铬(ⅵ)的溶解度也会影响其吸附能力，可以通过控制温度、pH值、浓度等参数来提高铬(ⅵ)的溶解度。
另外，也可以考虑添加表面活性剂，如抑制剂、极化剂等，以增强铬(ⅵ)与硼泥之间的作用力，从而提高吸附效率。
硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究，可以采用实验室模拟的方式，通过控制不同的实验参数，如活性、溶解度、pH值、浓度和温度等，来模拟实际的废水处理情况，并研究硼泥处理废水中铬(ⅵ)的最佳参数，以获得最佳的吸附效果。
另外，对于硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究，还可以考虑其他技术手段，如电化学处理、膜分离技术、海水淡化、化学反应和生物处理等。
此外，还可以考虑将硼泥处理和传统技术结合起来，以提高处理效率。
综上所述，硼泥处理电镀废水中铬(ⅵ)的研究是一项重要的技术课题，它可以提高处理效率，避免铬(ⅵ)对环境造成的污染，为环境保护工作做出贡献。
硼泥在高分子材料中的应用李宗霖，邵慧美，李东翰，赵立群（沈阳化工大学材料学院，沈阳 110142）摘要：本文主要对硼泥作为填充材料在防水卷材中的应用作了实验探索。
将硼泥作为填充材料填入到三元乙丙橡胶中，制得可用于防水卷材的三元乙丙橡胶复合材料。
对其进行一系列性能测试和形态结构表征。
实验结果表明，硼泥可以作为三元乙丙橡胶的填充剂使用。
当三元乙丙橡胶为100份，石蜡油为10份，硼泥为20份时，制品的综合性能较好，可达到防水卷材使用的国家标准。
关键词：防水卷材；硼泥；填充材料；三元乙丙橡胶；力学性能；形态结构硼泥为无机盐生产工业中生产硼酸、硼砂的废弃物，含有氧化镁、氧化钙、氧化钠等强碱性物质，不仅会对土地，大气造成环境污染，而且占用农用耕地面积。
辽宁地区的辽阳、营口、大石桥、丹东、宽甸等地的硼废渣（硼泥）排放量占全国60%以上，每天排放近400 m3，已成为较大的污染源。
[1]截止到2006年仅辽宁省内的硼泥就已达1700万t，并正以每年130万t的速度增加，[2]为此开发硼泥应用领域，提高其利用价值具有重要意义。
1. 国内外硼泥研究与应用现状近几十年，国内外特别是国内对硼泥综合利用的研究取得了大量科研成果。
主要集中在建筑、冶金、废水处理、镁元素的提取及农业化肥等几个方面。
但硼泥在高分子材料中的应用相对较少，目前仅作为橡胶塑料等高分子材料的填充材料。
1.1 硼泥在高分子材料领域的应用1.1.1 硼泥作为橡胶填充剂硼泥可作为橡胶填充料，其含有的微量重金属离子填充在合成材料中有利于紫外线吸收，起到一定的耐老化作用。
[3]用硼泥填充的橡胶不仅具有一定的补强作用，性能优于轻质碳酸钙等，而且保持了较好的物理机械性能。
1.1.2 硼泥填充PVC塑材吴秀琴等人[4]以PVC树脂为主要原料、硼泥为填充剂，通过高速搅拌、二辊开炼、压延成型制成，以硼泥填充的PVC防水卷材具有质量轻、韧性好、施工简便、防水可靠、使用寿命长等优点。
1.2 硼泥在非高分子材料领域的应用1.2.1 硼泥在建筑方面的综合利用土耳其拥有世界上约53%的硼矿，每年约产生55万吨硼废料。
Recep Boncukcuoglu等人[5]将硼泥作为填料加入普通水泥中，用其制成混凝土，并对混凝土的各项性能进行了测试。
结果表明硼泥加入其中之后，使混凝土的抗压强度和拉伸强度等机械性能得到改善。
聂立武等人[6]用工业废渣硼泥生产的硼泥陶粒作为粗骨料，河砂、锰渣为细骨料，掺入一定量的水泥、粉煤灰、聚丙烯腈纤维，所研制的硼泥陶粒纤维混凝土外墙板的传热系数较低，耐水性好。
黄丽华等人[7]采用硼泥陶粒轻骨料作为填充料，低温热水地板辐射供热系统可减轻楼盖的自重，对抗震有利，并可减少地面裂缝的产生，其热稳定性及隔声效果较好。
1.2.2 硼泥在冶金方面的综合利用硼泥中含有较高的MgO和SiO2，并有改善炉渣流动性和加速还原反应进行的Na2O和B2O3及稀土氧化物等，从其组成上分析，硼泥可以作为生产锰硅合金的熔剂。
莫叔迟等人[8]用硼泥作熔剂用于冶炼合金，与白云石作熔剂比较，锰的回收率与硅利用率先住提高，而电耗大幅下降。
可见，硼泥应用于锰硅合金冶炼能改善技术经济指标，降低生产成本，增加经济效益。
1.2.3 硼泥在处理废水方面的利用含油废水来源广，危害大，破坏生态环境。
目前处理含油废水的方法有生化法、活性炭吸附法等，但都存在占地大，工艺复杂，成本高的缺点。
利用硼泥表面是多孔穴的假山石结构，将硼泥和硫酸铝、聚合铝、硫酸铁组合使用，并加入适量盐酸，处理含乳化油废水。
通过盐析破乳作用，加快硼泥的沉降速度，提高除油率。
而且，再生硼泥除油效果同活化硼泥相同，除油率可达98%。
[9-12]1.2.4 回收硼泥制备氢氧化镁的研究对硼泥成分分析表明，硼泥中镁元素的含量在30%~37%。
[13]为了回收硼泥中的有价元素镁, 周镝等人[14]采用高温下煅烧硼泥与浓硫酸混合物的方法制备氢氧化镁。
为氢氧化镁的生产开辟了一条新途径。
通过研究煅烧温度、煅烧时间及液固比对镁回收率的影响，确定实验最佳配比，镁的回收率达到91.17%。
1.2.5 硼泥在道路基层中的应用利用水泥、粉煤灰和石灰等材料对硼泥进行固化，可形成硼泥固化土。
固化后的硼泥强度水稳性满足道路基层的要求。
用固化硼泥作道路基层，道路使用情况良好，完全满足设计要求。
[15]1.2.6 硼泥在农业领域的应用张俊涛等人[16]采用连续浸提、盆栽试验的方法, 研究促释型硼泥的养分释放特点及其肥效。
促释型硼泥的水溶性镁释放量有所提高; 烟草盆栽试验结果表明,促释型硼泥处理烟草的叶绿素含量、光合速率、生物量和镁肥利用率均更优。
2. 硼泥填充三元乙丙橡胶制品的研制三元乙丙橡胶防水卷材弹性好、拉伸性能优异、抵抗应力变形和基层开裂的能力强，具有高断裂强度、撕裂强度和抗刺穿强度；通过热焊接能形成强于卷材的接缝；卷材不含氯，具有高的反射率。
因而有利于降低建筑物能耗，环境保护和施工安全。
将硼泥填入到三元乙丙橡胶中制得防水卷材，不仅可降低制品开发成本，而且对硼泥的综合利用开辟了新的途径。
三元乙丙橡胶防水材料的耐用年限据测算可达54年。
2.1 实验原料与配方表2-1 实验配料原料名称份数生产厂家试剂级别三元乙丙橡胶100 高材实验室提供工业级硬脂酸 1 天津市博迪化工有限公司分析纯促进剂CZ 2 市售分析纯硫磺 1 沈阳第三橡胶厂提供分析纯炭黑220 70 沈阳第三橡胶厂提供分析纯硼泥0,10.20,30 辽宁丹东硼砂厂提供工业级古马隆 5 实验室提供分析纯促进剂BZ 0.8 市售分析纯石蜡油10 实验室提供分析纯促进剂TMTD 0.4 实验室提供分析纯2.2 样品制备（1）实验工艺流程图（2）实验处理碱性硼泥过筛后，烘箱中80℃，干燥24h。
生胶要在60-70℃烘房内烘软后，再切胶、破胶成小块。
硬脂酸、古马隆要粉碎，使混炼时能更好的分散于基体中。
促进剂、防老剂、硫化剂等使用前要进行干燥，以免其结块，混炼时不能分散均匀，硫化时产生气泡，从而影响产品质量。
（3）实验条件在双辊开炼机上制备混炼胶, 滚筒滚速比为1∶1.15。
在10MP平板硫化机上硫化，条件为150℃×正硫化时间(t90)。
将橡胶样品放在老化箱中，在100℃,条件下放置168h。
然后再将试样在实验室温度下停放4小时后进行拉伸性能试验2.2 力学性能及形态表征2.2.1 力学性能表征待样品制备完成，实验室将按照表2-2力学测试标准对其进行一系列性能测试。
表2-2 力学性能测试标准及仪器名称标准仪器拉伸性能测试国家标准GB528-82《硫化橡胶拉伸性能的测定》微机控制电子万能试验机RG1-30A老化性能测试国家标准GB/T3512-2001《硫化橡胶或热塑性橡胶、热空气加速老化和耐热试验》老化箱LH-401BS磨耗性能测试国家标准GB1689-82《硫化橡胶耐磨耗性能测定》阿克隆磨耗试验机GT-7012-A硬度性能测试国家标准GB9865《硫化橡胶样品和试样制备》邵尔硬度计XHS回弹性能测试国家标准GB/T1681—91《硫化橡胶回弹性的测定》摆锤冲击弹性试验机2.2.2 形态表征将硫化胶样品在液氮中淬断后，用扫描电镜（JSM-6360LV，日本）对断面进行形貌观察。
3. 结果与讨论3.2 硼泥填充量对橡胶制品拉伸性能的影响在硼泥填充量为0,10，20,30份时，对三元乙丙橡胶硫化胶进行了拉伸性能测试，见图3-1。
抗拉强度/M P a断裂伸长率/%硼泥填充份数图3-1 硼泥填充量对三元乙丙橡胶的拉伸性能的影响 从图中可以看出，随着硼泥填充份数的增加，橡胶制品的拉伸性能呈下降趋势。
分析认为：硼泥作为无机粒子，即使在橡胶中有一定的补强作用，但是随着硼泥填充量的增加，其在橡胶相中的分散性、相容性变差，在拉伸时会出现硼泥与三元乙丙橡胶硫化胶脱黏，产生空洞缺陷，进而产生应力集中，使橡胶制品的拉伸强度降低。
因此，加入适量的硼泥对三元乙丙橡胶硫化胶有补强作用。
在此实验范围为内，填充量为20份时，橡胶制品的拉伸性能最佳。
3.2 硼泥填充量对橡胶制品磨耗性能的影响在硼泥填充量为0,10，20,30份时，对三元乙丙橡胶硫化胶进行了磨耗性能测试，见表3-1。
表3-1 硼泥填充量对EPDM 橡胶磨耗性能影响硼泥（份）磨耗前重量/g 磨耗后重量/g 磨耗质量/g 0 48.508 47.666 0.330 10 46.094 45.725 0.369 20 47.603 47.068 0.535 3049.80649.0190.787从表中可以看出，随着硼泥填充份数的增加，磨耗质量也不断增加。
出现这种现象的原因可能是硼泥中的无机粒子在橡胶中的分散相容性越来越低。
且硼泥为单纯的物理填充，没有发生化学反应。
因此，硼泥作为无机粒子容易被机械剥离，所以导致磨耗质量的增加，磨耗性能的下降。
3.3 硼泥填充量对橡胶制品硬度性能的影响在硼泥填充量为0,10，20,30份时，对三元乙丙橡胶硫化胶进行了绍尔硬度测试，见表3-2。
表3-2 硼泥填充量对三元乙丙橡胶硫化胶的硬度的影响硼泥（份）0 10 20 30邵尔硬度66 68 64 64 从表中可以看出，随着硼泥填充份数的增加，三元乙丙橡胶硫化胶的硬度变化不明显，这说明硼泥填充量对三元乙丙橡胶硫化胶的硬度影响不大。
3.4 硼泥填充量对橡胶制品回弹性能的影响在硼泥填充量为0,10，20,30份时，对三元乙丙橡胶硫化胶进行了回弹性能测试，见表3-3.表3-3 硼泥填充量对三元乙丙橡胶硫化胶的回弹性的影响硼泥（份）0 10 20 30回弹性32 29 28 24 从表中可以看出，随着硼泥填充份数的增加，回弹性能呈下降的趋势。
出现这种现象的原因可能是随着硼泥填充份数的增加，其在橡胶中的分散和相容性变差，使得回弹性下降。
3.5 硼泥填充量对橡胶制品老化性能的影响在硼泥填充量为0,10,20,30份时，对三元乙丙橡胶硫化胶进行了老化测试，见表3-4.表3-4 老化后EPDM硫化胶的力学性能变化表硼泥（份）抗拉强度变化（Mpa）断裂伸长率变化（%）抗拉强度保持率（%）断裂伸长率保持率（%）0 -1.815 -141.76 90.15 71.6610 -1.29 -250.51 92.86 53.2620 -0.03 -249.12 99.81 55.3630 -1.37 -241.03 90.76 51.94从表中可以看出，当硼泥的填充份数为0份时，抗拉强度保持率为90.15%，而断裂伸长率保持率为71.66%。
当填充硼泥之后，制品的抗拉强度保持率较高，而断裂伸长率保持率较低。
分析认为：随着硼泥的加入，制品的老化性能降低。
可以通过加入适量的防老剂来提高制品的耐老化性能。
