專利名稱：氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無機氟化物的制備方法，具體的說是指氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀。
背景技術(shù)：
氟硅酸鉀，主要用于生產(chǎn)鋁、鎂、銅等合金晶粒的細化，也用于作助焊助熔劑、耐磨、拋光功能助劑等，用途極其廣泛，需求量極大。目前，氟硼酸鉀傳統(tǒng)的生產(chǎn)工藝多使用氫氟酸-氯化鉀法，或使用氟硅酸-硼礦-氯化鉀法，由于氫氟酸價格昂貴，使得氟硼酸鉀的生產(chǎn)工藝成本較高，缺乏市場競爭力，而雖然硼礦易得價格便宜，但其質(zhì)量不穩(wěn)定，雜質(zhì)含量多，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的廢渣量大，其后處理的難度大，這也增加了生產(chǎn)成本和工藝。公開號CN 101289195A的中國發(fā)明專利公開了一種制備氟硅酸鉀聯(lián)產(chǎn)白炭黑和氟硅酸鈉的方法，該法以氟硅酸、硼酸、工業(yè)鹽及氯化鉀為主要原料，該法雖然原料易得，且還聯(lián)產(chǎn)了白炭黑和氟硅酸鈉，在一定程度上降低了生產(chǎn)成本，但是該法中使用的硼酸，其價格高(每噸在8000-10000元)而且不穩(wěn)定，生產(chǎn)成本還是較高，且氟硅酸鉀的生產(chǎn)不穩(wěn)定直接導(dǎo)致產(chǎn)品缺乏市場競爭力，生產(chǎn)所得的氟硼酸鉀產(chǎn)品的粒度大小不一，質(zhì)量較差等，且不利于氟硅酸鉀的大規(guī)模生產(chǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明提供的是氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其主要目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)存在的上述問題。本發(fā)明的技術(shù)方案如下
氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，以氟硅酸、硼砂、氯化鈉及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入適量(總量的5%-10%)的氟硅酸，然后預(yù)熱至30-40°C，開啟攪拌，將相當(dāng)于氟硅酸理論量的硼砂加入氟硅酸中，反應(yīng)10-20min，再加入余下的氟硅酸升溫到50-100°C，將相當(dāng)于氟硅酸理論量的硼砂加入氟硅酸中，密閉繼續(xù)反應(yīng)2. (Γ6. 0h，恒溫5(T10(TC浸出，得到氟硼酸液料漿；
(2)將浸出合格的氟硼酸液料漿液固分離，將沉淀二氧化硅和氟硅酸鈉混合物經(jīng)多次水洗逐級提濃洗滌，一次洗液與濾液混合，固體物料烘干后分級，制得白炭黑產(chǎn)品和氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液進入下一步；
(3)濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)l(T30min， 制得氟硅酸鈉料漿；
(4)將步驟(3)制得的氟硅酸鈉料漿固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液用于合成氟硼酸鉀；
(5)將理論量的氯化鉀溶液和在步驟中(4)的濾液氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量 10%的氯化鉀溶液，反應(yīng)l(T30min制得氟硼酸鉀料漿；(6)待步驟(5)反應(yīng)完全后，將料漿過濾，濕的氟硼酸鉀經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。上述的氟硅酸、硼砂、氯化鈉及氯化鉀為一般的工業(yè)產(chǎn)品，氟硅酸為濃度大于10% 的溶液，硼砂為帶五個結(jié)晶水的四硼酸鈉或帶十個結(jié)晶水的四硼酸鈉。上述步驟(2)中固體物料直接用于氨法冰晶石的生產(chǎn)。上述步驟(6)得到的氟硼酸鉀產(chǎn)品+200目大于50%。本發(fā)明涉及的主要反應(yīng)方程式為 llH2SiF6+3NaB407 · 5H20 — 12HBF4+8Si02+3NaSiF6+20H20
或 im2SiF6+3NaB407 · IOH2O — 12HBF4+8Si02+3NaSiF6+35H20 H2SiF6+2NaCl — NaSiF6+2HCl HBF4+KC1 — KBF4+ HCl
由上述對本發(fā)明的描述可知，和現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點在于 一、本發(fā)明的主要原料之一硼砂是大宗化工原料，價格便宜(每噸的價格在4500元左右)，且容易獲得，大大降低了生產(chǎn)成本。二、氟硅酸是磷肥生產(chǎn)和無水氟化氫生產(chǎn)過程的副產(chǎn)廢物，本發(fā)明正是利用此副產(chǎn)廢物為原料制備氟硼酸鉀的，一方面，可大大緩解了磷肥生產(chǎn)和氟化氫生產(chǎn)(或下游產(chǎn)品生產(chǎn))的環(huán)保壓力及對周邊環(huán)境的影響；另一方面，實現(xiàn)了資源的充分有效利用，大大節(jié)省了生產(chǎn)成本。三、本發(fā)明在反應(yīng)過程中，副產(chǎn)物為白炭黑和氟硅酸鈉或氟硅酸鈉與二氧化硅的混合物，副產(chǎn)物可直接用于氟硅酸鈉-氨法生產(chǎn)冰晶石，充分利用資源，間接上也降低了生產(chǎn)成本。四、本發(fā)明在制備過程中，加入了過量10%的氯化鉀溶液，一方面可使反應(yīng)完全， 得到最多理論量的氟硼酸鉀產(chǎn)品，另一方面得到的產(chǎn)品粒度均勻，提高了產(chǎn)品質(zhì)量。五、本發(fā)明的原料及生產(chǎn)工藝穩(wěn)定，不會產(chǎn)生其它雜質(zhì)，無需后處理程序，產(chǎn)品質(zhì)量高，具備市場競爭力，更適合大規(guī)模生產(chǎn)，具有良好的經(jīng)濟效益。


圖1為本發(fā)明的生產(chǎn)工藝流程圖。
具體實施例方式本發(fā)明的氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，以氟硅酸、硼砂、氯化鈉及氯化鉀為主要原料，參照圖1，以下是本發(fā)明其中的三種實施例
實施例一
本實施例包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入適量(總量的5%)的10%氟硅酸，然后預(yù)熱至40°C，開啟攪拌，反應(yīng)lOmin，再將余量的氟硅酸加入反應(yīng)器中加入理論配比的硼砂，密閉繼續(xù)反應(yīng)6. Oh，恒溫 50°C浸出，得到氟硼酸液料漿；
(2)將浸出合格的氟硼酸液料漿液固分離，將沉淀二氧化硅和氟硅酸鈉混合物經(jīng)多次水洗逐級提濃洗滌，一次洗液與濾液混合，固體物料烘干后分級，制得白炭黑產(chǎn)品和氟硅酸鈉產(chǎn)品(或者將固體物直接用于氨水法生產(chǎn)冰晶石中)，濾液進入下一步；
(3)濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)lOmin，制得氟硅酸鈉料漿；
(4)將步驟(3)制得的氟硅酸鈉料漿固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液用于合成氟硼酸鉀；
(5)將理論量的氯化鉀溶液和在步驟中(4)的濾液氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量 10%的氯化鉀溶液，反應(yīng)30min制得氟硼酸鉀料漿；
(6)待步驟(5)反應(yīng)完全后，將料漿過濾，濕的氟硼酸鉀經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。實施例二
本實施例包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入適量(總量的5%)的25%氟硅酸，然后預(yù)熱至40°C，開啟攪拌，反應(yīng)20min，再將余量的氟硅酸加入反應(yīng)器中加入理論配比的硼砂，密閉繼續(xù)反應(yīng)3. Oh，恒溫 70°C浸出，得到氟硼酸液料漿；
(2)將浸出合格的氟硼酸液料漿液固分離，將沉淀二氧化硅和氟硅酸鈉混合物經(jīng)多次水洗逐級提濃洗滌，一次洗液與濾液混合，固體物料烘干后分級，制得白炭黑產(chǎn)品和氟硅酸鈉產(chǎn)品(或者將固體物直接用于氨水法生產(chǎn)冰晶石中)，濾液進入下一步；
(3)濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)15min，制得氟硅酸鈉料漿；
(4)將步驟(3)制得的氟硅酸鈉料漿固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液用于合成氟硼酸鉀；
(5)將理論量的氯化鉀溶液和在步驟中(4)的濾液氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量 10%的氯化鉀溶液，反應(yīng)20min制得氟硼酸鉀料漿；
(6)待步驟(5)反應(yīng)完全后，將料漿過濾，濕的氟硼酸鉀經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。實施例三
本實施例包括以下步驟
(1)先在浸出槽里加入適量(總量的10%)的40%氟硅酸，然后預(yù)熱至40°C，開啟攪拌， 反應(yīng)lOmin，再將余量的氟硅酸加入反應(yīng)器中加入理論配比的硼砂，密閉繼續(xù)反應(yīng)5. 0h，恒溫85°C浸出，得到氟硼酸液料漿；
(2)將浸出合格的氟硼酸液料漿液固分離，將沉淀二氧化硅和氟硅酸鈉混合物經(jīng)多次水洗逐級提濃洗滌，一次洗液與濾液混合，固體物料烘干后分級，制得白炭黑產(chǎn)品和氟硅酸鈉產(chǎn)品(或者將固體物直接用于氨水法生產(chǎn)冰晶石中)，濾液進入下一步；
(3)濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)25min，制得氟硅酸鈉料漿；
(4)將步驟(3)制得的氟硅酸鈉料漿固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液用于合成氟硼酸鉀；
(5)將理論量的氯化鉀溶液和在步驟中(4)的濾液氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量 10%的氯化鉀溶液，反應(yīng)IOmin制得氟硼酸鉀料漿；(6)待步驟(5)反應(yīng)完全后，將料漿過濾，濕的氟硼酸鉀經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。以上三個實施例的硼砂、氯化鈉及氯化鉀均為一般的工業(yè)產(chǎn)品，三個實施例得到的氟硼酸鉀產(chǎn)品+200目大于50%。上述僅為本發(fā)明的具體實施方式
，但本發(fā)明的設(shè)計構(gòu)思并不局限于此，凡利用此構(gòu)思對本發(fā)明進行非實質(zhì)性的改動，均應(yīng)屬于侵犯本發(fā)明保護范圍的行為。
權(quán)利要求
1.氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其特征在于，以氟硅酸、硼砂、氯化鈉及氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟(1)先在浸出槽里加入適量(總量的5%-10%)的氟硅酸，然后預(yù)熱至30-40°C，開啟攪拌，將相當(dāng)于氟硅酸理論量的硼砂加入氟硅酸中，反應(yīng)10-20min，再加入余下的氟硅酸升溫到50-100°C，將相當(dāng)于氟硅酸理論量的硼砂加入氟硅酸中，密閉繼續(xù)反應(yīng)2. (Γ6. 0h，恒溫5(T10(TC浸出，得到氟硼酸液料漿；(2)將浸出合格的氟硼酸液料漿液固分離，將沉淀二氧化硅和氟硅酸鈉混合物經(jīng)多次水洗逐級提濃洗滌，一次洗液與濾液混合，固體物料烘干后分級，制得白炭黑產(chǎn)品和氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液進入下一步；(3)濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)l(T30min， 制得氟硅酸鈉料漿；(4)將步驟(3)制得的氟硅酸鈉料漿固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液用于合成氟硼酸鉀；(5)將理論量的氯化鉀溶液和在步驟中(4)的濾液氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量 10%的氯化鉀溶液，反應(yīng)l(T30min制得氟硼酸鉀料漿；(6)待步驟(5)反應(yīng)完全后，將料漿過濾，濕的氟硼酸鉀經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其特征在于所述硼砂為帶五個結(jié)晶水的四硼酸納或帶十個結(jié)晶水的四硼酸鈉。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其特征在于所述氟硅酸為濃度大于10%的溶液。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其特征在于步驟(2)中固體物料直接用于氨法冰晶石的生產(chǎn)。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，其特征在于步驟(6)得到的氟硼酸鉀產(chǎn)品+200目大于50%。
全文摘要
氟硅酸-硼砂法生產(chǎn)氟硼酸鉀，以氟硅酸、硼砂、氯化鈉及氯化鉀為主要原料，具體包括加入氟硅酸，預(yù)熱至30~40℃，開啟攪拌，加入理論量的硼砂，密閉反應(yīng)2.0~6.0h，恒溫50~100℃浸出，得到氟硼酸液料漿；固液分離，固體烘干分級制得白炭黑和氟硅酸鈉產(chǎn)品，濾液加入氯化鈉脫除未反應(yīng)完全的氟硅酸，加入理論量的氯化鈉，反應(yīng)10~30min，制得氟硅酸鈉料漿；再次固液分離，洗滌，干燥得氟硅酸鈉，濾液用于合成氟硼酸鉀；理論量的氯化鉀液和氟硼酸液同時加入反應(yīng)器，然后過量10%的氯化鉀液反應(yīng)10~30min制得氟硅酸鉀料漿；料漿過濾，經(jīng)一次水洗滌，烘干即得氟硼酸鉀產(chǎn)品。本法原料便宜易得，大大降低了生產(chǎn)成本，產(chǎn)品粒度均勻，同時又產(chǎn)生有利用價值的白炭黑和氟硅酸鈉。
文檔編號C01B35/12GK102530977SQ20121005899
公開日2012年7月4日 申請日期2012年3月8日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月8日
發(fā)明者喻鼎輝, 沈甫原, 黃海 申請人:福建省漳平市九鼎氟化工有限公司