[发明专利]氟硅酸-硼砂法生产氟硼酸钾

说明书

技术领域

本发明涉及一种无机氟化物的制备方法，具体的说是指氟硅酸-硼砂法生产氟硼酸钾。

背景技术

氟硅酸钾，主要用于生产铝、镁、铜等合金晶粒的细化，也用于作助焊助熔剂、耐磨、抛光功能助剂等，用途极其广泛，需求量极大。目前，氟硼酸钾传统的生产工艺多使用氢氟酸-氯化钾法，或使用氟硅酸-硼矿-氯化钾法，由于氢氟酸价格昂贵，使得氟硼酸钾的生产工艺成本较高，缺乏市场竞争力，而虽然硼矿易得价格便宜，但其质量不稳定，杂质含量多，生产过程中产生的废渣量大，其后处理的难度大，这也增加了生产成本和工艺。

公开号CN 101289195A的中国发明专利公开了一种制备氟硅酸钾联产白炭黑和氟硅酸钠的方法，该法以氟硅酸、硼酸、工业盐及氯化钾为主要原料，该法虽然原料易得，且还联产了白炭黑和氟硅酸钠，在一定程度上降低了生产成本，但是该法中使用的硼酸，其价格高（每吨在8000-10000元）而且不稳定，生产成本还是较高，且氟硅酸钾的生产不稳定直接导致产品缺乏市场竞争力，生产所得的氟硼酸钾产品的粒度大小不一，质量较差等，且不利于氟硅酸钾的大规模生产。

发明内容

本发明提供的是氟硅酸-硼砂法生产氟硼酸钾，其主要目的在于解决现有技术存在的上述问题。

本发明的技术方案如下：

氟硅酸-硼砂法生产氟硼酸钾，以氟硅酸、硼砂、氯化钠及氯化钾为主要原料，具体包括以下步骤：

（1）先在浸出槽里加入适量（总量的5%-10%）的氟硅酸，然后预热至30-40℃，开启搅拌，将相当于氟硅酸理论量的硼砂加入氟硅酸中，反应10-20min,再加入余下的氟硅酸升温到50-100℃，将相当于氟硅酸理论量的硼砂加入氟硅酸中，密闭继续反应2.0~6.0h，恒温50~100℃浸出，得到氟硼酸液料浆；

（2）将浸出合格的氟硼酸液料浆液固分离，将沉淀二氧化硅和氟硅酸钠混合物经多次水洗逐级提浓洗涤，一次洗液与滤液混合，固体物料烘干后分级，制得白炭黑产品和氟硅酸钠产品，滤液进入下一步；

（3）滤液加入氯化钠脱除未反应完全的氟硅酸，加入理论量的氯化钠，反应10~30min，制得氟硅酸钠料浆；

（4）将步骤（3）制得的氟硅酸钠料浆固液分离，洗涤，干燥得氟硅酸钠产品，滤液用于合成氟硼酸钾；

（5）将理论量的氯化钾溶液和在步骤中（4）的滤液氟硼酸液同时加入反应器，然后过量10%的氯化钾溶液，反应10~30min制得氟硼酸钾料浆；

（6）待步骤（5）反应完全后，将料浆过滤，湿的氟硼酸钾经一次水洗涤，烘干即得氟硼酸钾产品。

上述的氟硅酸、硼砂、氯化钠及氯化钾为一般的工业产品，氟硅酸为浓度大于10%的溶液，硼砂为带五个结晶水的四硼酸钠或带十个结晶水的四硼酸钠。

上述步骤（2）中固体物料直接用于氨法冰晶石的生产。

上述步骤（6）得到的氟硼酸钾产品+200目大于50%。

本发明涉及的主要反应方程式为：

11H₂SiF₆+3NaB₄O₇·5H₂O→12HBF₄+8SiO₂+3NaSiF₆+20H₂O

或11H₂SiF₆+3NaB₄O₇·10H₂O→12HBF₄+8SiO₂+3NaSiF₆+35H₂O

H₂SiF₆+2NaCl→NaSiF₆+2HCl

HBF₄+KCl→KBF₄+ HCl

由上述对本发明的描述可知，和现有技术相比，本发明的优点在于：

一、本发明的主要原料之一硼砂是大宗化工原料，价格便宜（每吨的价格在4500元左右），且容易获得，大大降低了生产成本。

二、氟硅酸是磷肥生产和无水氟化氢生产过程的副产废物，本发明正是利用此副产废物为原料制备氟硼酸钾的，一方面，可大大缓解了磷肥生产和氟化氢生产（或下游产品生产）的环保压力及对周边环境的影响；另一方面，实现了资源的充分有效利用，大大节省了生产成本。