硼酸在工業(yè)、農(nóng)業(yè)、國防及現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域有著廣泛應(yīng)用。近年來,我國建材工業(yè),如玻璃、玻璃纖維復(fù)合保溫材料的發(fā)展,硼鐵合金用量和出口量的增長,使硼酸需求量增加;高效農(nóng)業(yè)、冶金新型材料等高新技術(shù)也推動了硼酸工業(yè)的發(fā)展。同時,硼酸也是制造各種硼化合物(氮化硼,碳化硼,硼纖維,硼烷,氟硼化物,硼酸鋅等) 的重要原料。
? 玻璃行業(yè)
硼酸目前主要應(yīng)用于玻璃行業(yè),約消耗世界硼酸總量的42%,主要用于硼硅酸鹽玻璃、紡織纖維玻璃、絕緣玻璃纖維。在光學(xué)玻璃、玻璃儀器、耐熱玻璃中加入硼酸,可以有效改善玻璃制品的熱膨脹性,提高耐溫、耐壓性能、機械強度及透光率,同時可縮短熔化時間。氧化硼在低鈉高鋁的情況下表現(xiàn)出良好的助熔性,因此在要求鈉含量較低的玻璃生產(chǎn)中,硼酸常與鈉硼酸鹽混合使用以調(diào)節(jié)玻璃中的鈉硼比。另外,硼酸在玻璃纖維上的應(yīng)用也頗受關(guān)注,在成分中加入4%~5%的氧化硼,有助于熔化,抑制反玻璃化,并提高最終產(chǎn)品的耐水性。國內(nèi)玻璃纖維研究工作者已成功研究了無堿玻璃纖維低鎂配方,通過加入少量硼酸來補足無堿玻璃中不足的氧化硼。此工藝在經(jīng)濟(jì)上優(yōu)越,已經(jīng)在球窯法生產(chǎn)無堿玻璃纖維中使用。玻璃絲纖維絕熱材料主要應(yīng)用在新建筑項目上,是硼酸鹽用量較大的終端用戶,將來也是建筑工業(yè)應(yīng)用的主要絕熱材料。
? 輕工紡織、日用化工
在輕工業(yè)和日用化工工業(yè)中,硼酸主要作為洗滌用品添加劑、殺菌劑、木材防腐劑及其化合物原料。硼酸可作為殺菌劑用于硼酸皂的生產(chǎn);與硼砂混合以調(diào)節(jié)緩沖溶液的pH值,作為交聯(lián)劑乳化石蠟,可用作抑菌劑;通過交聯(lián)鍵羥基改善濕膠強度,是制造瓦楞紙粘結(jié)劑的成分之一,同時也是制造酪蛋白和糊精粘結(jié)劑的膠溶劑。硼酸可用作木材防腐劑和防火纖維的絕緣材料,也是很好的阻燃劑,例如,硼酸單獨或與硼砂一起使用,對減少木器、床墊中的棉花胎、賽璐璐絕緣材料的可燃性有特殊的效果。此外,硼酸還可用作漂洗劑、媒染劑、后整理劑、染料穩(wěn)定劑,用于皮革處理、照相、人造寶石、耐熱防火織物及化妝品香料的制造。
? 醫(yī)藥工業(yè)
國家醫(yī)藥級硼酸用于衛(wèi)生用品及藥品中。硼酸為弱酸,對皮膚及黏膜幾乎無刺激作用,但它有殺菌及消毒作用。經(jīng)提煉精制后的硼酸可做清熱解毒藥、止痛消毒劑、口腔潰瘍藥、醫(yī)用殺菌劑、洗眼水、硼酸軟膏、漱口液、腳癬病劑、皮膚表面藥劑等。最近發(fā)現(xiàn),硼酸還用于中草藥有效成分或有效部位的提取分離。根據(jù)糖中順式鄰二羥基能與硼酸形成復(fù)鹽陰離子的特性,采用硼酸性陰離子交換樹脂或硼酸溶液作流動相,使糖類物質(zhì)能在陰離子交換樹脂上進(jìn)行分離純化。Khym 等用此法成功地分離了果糖、半乳糖和葡萄糖,此法也適用于多糖的純化。
? 搪瓷陶瓷工業(yè)
制陶業(yè)每年大約消耗世界硼酸總量的11%,主要用于上釉、琺瑯、瓷釉。對于陶瓷、搪瓷釉料,氧化硼是很好的助熔劑和網(wǎng)絡(luò)形成體,用于增強產(chǎn)品的光澤和堅牢度,也是釉藥及顏料的成分之一。它可形成玻璃(在低溫時),降低黏度和表面張力,提高坯釉適應(yīng)性、耐火指數(shù)、機械強度、耐久性和耐磨性,是無鉛釉的重要組成。高硼熔塊熟化快,形成光滑釉面的速度快,有利于著色。在快速燒成釉面磚熔塊中可以保證低鈉含量的要求。
? 機械電子工業(yè)
硼酸作為負(fù)極防氧浸漬劑時,可提高電池干荷電性能。電容器硼酸可提高電容效率。另外,硼酸可作為防銹劑、潤滑劑、熱氧化穩(wěn)定劑、剎車油、金屬加工液、水處理劑等的添加劑。計算機、汽車、電視機和許多其他電子產(chǎn)品的生產(chǎn)過程中,都需要使用硼酸。最近個人電腦中TFT (薄膜場效應(yīng)晶體管)液晶面板的生產(chǎn)國家,紛紛著手研發(fā)大屏幕液晶電視,其中以日本制造商夏普為主導(dǎo),相信對硼酸的需求也會相對增加。近年來,硼酸在發(fā)光材料方面的應(yīng)用,受到產(chǎn)業(yè)化領(lǐng)域和科學(xué)界的高度重視,硼酸在三基色熒光粉鋁酸鹽與硅酸鹽系長余輝發(fā)光體中成為必不可少的助劑材料。在稀土摻雜的鋁酸鹽、硅酸鹽和硼酸鹽發(fā)光材料中,通常使用硼酸作為助劑或原料。高亮度的Ce0.6Tb0.4MgAl11O19(CTMA)磷粒子可由添加硼酸熔融原料精制而成,硼酸在成品中所占比重約5%,可增強其發(fā)光特性。
? 核能領(lǐng)域
高純硼酸用作高純試劑及生產(chǎn)各種高純硼酸鹽晶體的原料,是高科技領(lǐng)域應(yīng)用較廣的化工原料。在核工業(yè)中,硼210同位素作為高效的熱中子吸收劑,是安全和控制系統(tǒng)中必不可少的。碳化硼210、硼210酸在國際市場的需求很大,但價格昂貴,特殊級(SQ)硼酸用于核工業(yè),能夠部分代替同位素硼210。對于一般壓水反應(yīng)堆,考慮到成本問題,大都使用核級天然硼酸作為中子慢化劑、捕集劑和冷卻劑,并且用量很大。例如,我國目前最大容量的廣東嶺澳百萬千瓦級壓水堆核電站核島關(guān)鍵設(shè)備——硼注射器,能在反應(yīng)堆發(fā)生冷氣管端斷裂事故時,注射濃度為12%的硼酸水冷卻,使反應(yīng)堆鏈?zhǔn)椒磻?yīng)停止,避免危險事故進(jìn)一步發(fā)生。核級硼酸的純度和雜質(zhì)指標(biāo)要求極高,目前國內(nèi)生產(chǎn)的硼酸包括試劑級硼酸都不能達(dá)到要求。
? 農(nóng)業(yè)
在農(nóng)業(yè)方面硼酸可用于生產(chǎn)含硼微量肥料。世界上發(fā)達(dá)國家土壤施肥已成常規(guī)。中國是一個農(nóng)業(yè)大國,據(jù)統(tǒng)計,每年農(nóng)作物所用硼肥以硼酸(或硼砂)計,總量達(dá)10kt ,施用硼肥后,提高產(chǎn)量達(dá)10%~30% ,效果明顯。但目前國內(nèi)基本上是將硼酸、硼砂配成水溶液,作為葉面肥噴灑,雖然取得了一定的效果,但是遠(yuǎn)不及國外硼肥(如扶利爾)的效果。
? 其他
硼酸在電化學(xué)生產(chǎn)中用作電鍍液的添加劑,電解精練鎳的助劑;在橡膠工業(yè)中,硼酸可用來延緩橡膠的硫化;在冶金工業(yè)中,硼酸可防止金屬焊接、銅焊、套焊的表面氧化,也是硼鐵合金的原料;在有機合成中,硼酸可用來合成高分子化合物,如用于合成苯酚甲醛樹脂和硼硅橡膠等。硼酸還可用作化學(xué)反應(yīng)催化劑,例如,在尼龍中間體的生產(chǎn)過程中,硼酸對碳?xì)浠衔锏难趸鸫呋饔茫⑸甚ィ岣咭掖嫉漠a(chǎn)量,從而阻止了羥基的進(jìn)一步氧化而生成酮或羥酸。
未來國內(nèi)硼酸生產(chǎn)將立足現(xiàn)有基礎(chǔ),采用先進(jìn)實用技術(shù)和高新技術(shù)改造現(xiàn)有生產(chǎn)工藝設(shè)備,以提高在國內(nèi)外兩個市場的競爭力為目標(biāo),發(fā)展高科技含量、高附加值的硼精細(xì)化工產(chǎn)品和新型含硼材料,實施調(diào)整改造,推動硼酸產(chǎn)業(yè)集約化、高級化和系列化,重點發(fā)展精深加工,大力提高產(chǎn)業(yè)科技水平,解決環(huán)境污染、節(jié)能降耗和替代進(jìn)口問題,提高經(jīng)濟(jì)效益,增強競爭能力。