硼、硼酸和硼酸盐

出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常见有毒和危险化学品手册》第395页(2200字)

【别名】 元素硼:无;硼酸:原硼酸;硼砂:硼酸钠,四硼酸钠,俗称月石。

【理化性状】 硼(B)原子序数为5,原子量为10.81,原子价为3价,存在三种形式:(1)为有金属光泽的黑灰色硬质固体(即“金属硼”);(2)棕色无定形粉末;(3)无色结晶。固体和结晶化学性不活泼;无定形硼比较活泼,溶于热浓硝酸和硫酸而生成硼酸,不溶于水、乙醇和乙醚,也不与盐酸作用。本品为两性元素。与氟在常温下,与氯在410℃,与溴在700℃可直接化合,但与碘不起反应。在氧气中(700℃)燃烧并能放出光和热。与硫在600℃化合,与氮气(900℃)或与氨加热时,生成氮化硼。在高温下与碳和硅反应并生成硼化物,亦能与其他金属直接作用。与氢化合能生成各种硼氢化物。与苛性碱熔融能生成硼酸盐,并放出氢气。有还原性,与水、二氧化硫、二氧化碳和氧化氮等氧化物加热时,能使之还原,因而也是铜的脱氧剂。硼有高度的吸收中子的能力。相对密度固体为2.51,无定形为2.45,熔点2300℃,沸点2550℃。

硼酸(H3BO3):白色粉末或鳞状结晶,在空气中稳定。溶于沸水、酒精、甘油和乙醚中,在水中溶解度为4.9(21℃)。分子量61.84,相对密度1.4347(15℃),熔点185℃(开始分解)。

硼砂(Na2B4O7·10H2O):白色结晶,细粒或粉末。水中溶解度1.58(10℃),不溶于酒精。相对密度1.72,熔点75℃(60℃时,失去8H2O)。

【危险情况】 (1)硼:硼尘在空气中能自动着火;有严重的燃烧和爆炸危险。在900℃以上温度下能与多种金属发生放热反应,与碘化氢作用能发生爆炸。(2)硼酸:本品有毒,摄入会引起中毒,仅稀硼酸溶液可以使用,本品干品对皮肤有刺激性。(3)硼酸钠:本品有毒,吸入烟雾或粉尘会引起中毒,空气中的容许浓度美国为5mg/m3

【用途和接触机会】 硼在冶金工业中用作铜和其他金属的除氧剂,与铝、铁及钢熔成合金,以增强硬度,并用来制取特种合金;还用作核反应堆的中子吸收剂,火箭推进剂的混合物;用于与金属或陶瓷复合组成硼纤维和灯丝,还用来涂布钨丝。

硼酸用作木材耐火剂,也是一种防腐剂和抗菌剂(用于控制柑桔水果的霉菌,美国FDA规定硼容许残留量为8ppm);用于制造特种玻璃(耐热的硼硅玻璃)、玻璃纤维、陶器、搪瓷、釉料、润肤剂、胶合剂、瓷料、硼酸盐、皮革、地毯、帽子、肥皂、人造宝石,也用于鞣革、印刷、染料、涂料以及摄影中;是炸药、软膏和洗眼剂(仅水溶液)、镀镍槽、电容器中的组分;还用作纤维素绝缘物、床垫棉胎和棉纺织品的阻燃剂。

硼砂用作焊剂、木材防腐剂,并用作抗菌剂;也用于制造搪瓷和釉料,用于鞣革、清洁剂中,还用于耐火织物、木材及其人工养护中。

【侵入途径】 粉尘、烟雾和气溶胶的吸入;摄入。

【有害影响和中毒症状】 刺激鼻粘膜、呼吸道和眼。

随其化合物种类的不同,影响的程度也各异。硼酸或硼砂的急性中毒,通常是由于皮肤大而积烧伤或擦伤而使用硼酸药膏或粉剂的结果或意外的摄入所造成。出现的症状和征候有:恶心,呕吐,腹痛,腹泻,有时血便,并可能伴发头痛和衰弱。并有特征性的红斑、皮疹,继之脱皮。严重病例随动脉压降低、心动过速和发绀的出现而可能发生休克。可能强烈刺激中枢神经系统,出现少尿和无尿。成人口服致死量为30g以上。口服而发生慢性中毒的可用资料不多,尽管报道过是以轻度胃肠刺激、食欲减退、消化障碍、恶心、可能呕吐以及红斑疹为特征的。疹子可能是“硬的”,有变成紫癜的趋势。也观察到皮肤和粘膜干燥、舌变红、唇裂、脱发、结膜炎、睑肿、胃肠障碍及肾损伤。

职业性中毒尚未见报道,曾观察到生产硼酸的工人呼吸道粘膜萎缩性改变、无力、关节痛等非特异性症状。硼中毒的生化机制还不清楚,但看来包括有对神经系统、酶活性、碳水化合物代谢、激素机能以及氧化过程的作用;伴有变应性影响。硼酸盐主要由肾排泄。一般认为元素硼的毒性影响不大。

【防护措施】 工作场所要通风良好。对暴露的工人进行防护用品的使用和用途的教育。制造硼酸的工人应配备呼吸防护面具,以防止其粉尘和烟雾的吸入。

【医学监护】 硼酸和硼酸盐制造工应注意全身健康状况和肝、肾功能的检查;接触三氟化硼的工人,对皮肤、眼和呼吸道应特别加以注意。接触硼氢化合物的工人,应注意中枢神经系统和肺功能的检查。

【废弃物建议处理方法】 无水硼砂:用水稀释到暂定限值(0.10mg/L)。把pH调到6.5~9.1之间,然后排入下水道或天然河流中。

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