我国硼工业生态化研究

发布时间：2020-06-10 00:19

【摘要】：1956年,新中国建立了自己的硼工业,经过50多年的发展,我国硼工业虽然取得了很大进步,但在发展过程中也存在着很多问题。随着我国国民经济的发展,硼的需求量在不断增长,而具有工业价值的硼矿资源相对缺乏,硼工业的可持续发展受到威胁。我国硼工业要想提高资源利用效率,改善环境问题,走上可持续发展道路,就必须对整个工业系统进行生态化改造,使工业系统向良性方向发展。本论文将工业生态学理论引入我国硼工业,开展相关的理论与实践研究,目的在于探索我国硼工业生态化建设的方法与途径,为管理者和决策者提供理论依据。首先对硼工业生态化研究的几个关键问题进行了分析。仿照工业生态系统的概念,提出硼工业生态系统的定义,分析了我国硼工业生态系统的发育状况,依据工业代谢分析的基本原理构建了硼工业系统物质代谢示意图,提出了硼工业生态化研究的战略重点和工业生态化建设存在的障碍。采用生命周期评价方法对我国硼工业中的关键技术——硼砂和硼酸的生产技术以及硼铁矿火法分离技术进行了环境影响评价。首先对各项技术的物质消耗以及生产过程的污染物排放进行分析,在此基础上,根据环境影响分类及相应特征化因子进行环境影响评价。研究结果表明：硼砂、硼酸生产过程基本不对地表水环境造成影响；除了矿产资源耗竭和固体废物产生量外,以硼精粉为原料生产硼砂产生的影响最大,以硼镁矿和富硼渣为原料生产硼砂产生的环境影响均较小；硼镁矿浮选分离法生产硼酸产生的总环境影响最小,其次是硼精粉浮选分离法,第三是两步法,硼铁矿盐析法产生的总环境影响最大；硼铁矿火法分离工艺采选矿环节固体废物产生量最大,高炉分离环节生产过程对酸化、光化学臭氧形成和固体废物的影响较小,其它环境影响均较大,硼砂生产环节对酸化和光化学臭氧形成的影响最大；和生产过程相比,能源带入系统的环境影响占有相当的比例,降低能源的消耗量对降低整个系统的环境影响可起到双重作用；将各种环境影响进行加权求和后比较,加工1万吨原矿生产出初级产品的过程对环境的总影响最大的是硼铁矿火法分离工艺,其次是硼镁矿生产硼酸工艺,对环境的总影响最小的是硼镁矿生产硼砂工艺。构建了硼工业生态化评价的指标体系,采用层次分析法确定了指标权重,并以辽宁硼工业为例,采用模糊综合评价方法进行了实证研究。结果表明：资源系统对硼工业系统的支撑用作最大,主要影响的指标是硼资源保有储量、生态环境质量、硼矿质量、初级产品比例和新技术研发能力；辽宁省硼工业生态化水平属于3级“中等”水平,正处在传统模式向生态化模式转变的中间阶段,也是进行生态化建设的关键时期；辽宁省硼工业生态化建设的优势是资源储量丰富,政府扶持力度大,存在的问题是企业清洁生产水平低,硼泥排放量大,经济效益有待进一步提升。鉴于硼铁矿资源开发的相关技术已日趋成熟以及资源产地具有良好的工业背景,提出了硼铁矿资源综合利用生态工业园建设的构想。对园区生态工业链进行了规划,主要包括三部分：一是以硼精矿为龙头的硼工业链,二是以含硼铁精粉为龙头的铁工业链,三是以硼泥为龙头的废物循环利用工业链。最后提出硼铁矿资源综合利用生态工业园建设的具体思路：结合当地特色,建设虚拟型工业园；适当培育和发展大型企业,稳定生态工业链；实行清洁生产,推行企业生态化战略；发展精细化学品,延长精细化工生态工业链；建立完备网络信息平台,确保园区稳定运行；政府加大扶持力度,建立孵化机制。
【图文】：

领域,美国,产品

图2.5 2002年美国硼产品主耍应W领域Fig.2.5 Primary application domaim of American boron products in 2002纺织和n用化工领域，硼用作肥岛、洗漆剂、漂洗剂等产品的添加成分，进入地表水。在搪瓷、陶瓷领域，硼用作搪瓷和陶瓷的釉料等，最终的报废作为固体废物进行处置。在农业生产中，硼用于生产含硼肥料、剂等产品，最终进入土壤。在医药领域，硼用于外用药、维生素和激素终一部分进入人体，一部分随医疗废物或生活垃圾进行处置。在冶金工剂、助溶剂以及硼钢等的原料成分，可随金属进行回收，但其重新利用为杂质，对金属材料的回收造成一定的干扰。在电子工业和机电工业，件的成分，大部分随固体废物进行处置，只有极少一部分随着固体废新进入工业系统。玻璃和玻璃纤维是硼化合物应用的主要领域，用于纤维的硼，可以随玻璃或玻璃纤维的回收而循环利用。但就目前状况来璃和玻璃纤维产品的回收利用率较低。据统计，每年我国玻璃的回收率

统计图,总环境,硼酸,统计图

从图3.10和图3.11可以看出，生产硼酸也基本不对地表水环境造成影响，少量的水体富营养化的影响主要来源于能源的生产过程。以硼砂为原料两步法生产硼酸生产过程产生的各种环境影响最小，但考虑到能源带入和硼砂生产过程带入的总环境影响，两步法则不占优势，总的环境影响最小的是硼镁矿浮选分离法,其次是硼精粉浮选分离法，第三是两步法，硼铁矿盐析法产生的总环境影响最大。3. 7. 2火法分离工艺评价结果及分析根据火法分离工艺，选矿分离的硼精粉和高炉冶炼后得到的富硼澄既可以用来生产硼砂也可以用来生产硼酸。为简化研究系统，本研究设定硼精粉和富硼渣全部用于生产硼砂。采用火法分离工艺开采加工1万t硼铁矿可生产含硼生铁2551 t
【学位授予单位】：东北大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2011
【分类号】：F426.3

【参考文献】