氟硼酸钾生产新工艺.docx

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1、氟硼酸钾生产新工艺刘海霞, 张 良, 张金保(多氟多化工股份有限公司研究所,河南 焦作 415191) 摘 要 介绍了利用硼砂、氯化钾、氢氟酸为原料生产氟硼酸钾的工艺过程、工艺条件，分析了工艺中应注意的问题及产品质量的控制，阐述了该工艺的优点及产生的经济效益。 关键词 氟硼酸钾；精制；合成；干燥；设备 中图分类号 TQ 128+.54 文献标识码 B 文章编号 1003-5095(2007）12-0054-03氟 硼 酸 钾 化 学 分 子 式 为 KBF4， 分 子 量 为125.91，白色粉末或凝胶状结晶。氟硼酸钾用途 广泛，主要用于热铜焊的助熔剂，铝镁浇铸生产 含硼合金的原料，在用树脂作

2、磨料黏合剂的重型 磨轮中用作填充料。在熔接和熔合银、金、不锈钢 时，能提净轻金属的渣滓。制三氟化硼和其他氟 盐的原料，也用于电化学过程和试剂。氟硼酸钾市 场需求量大致在 10 00015 000 t/a，使用氟硼酸钾 的相关产业，规模稳定，对氟硼酸钾的需求稳中有升， 氟硼酸钾的市场前景看好。多氟多化工股份有限公司研究所为解决传统 工艺存在的成本高、原料紧俏、质量差、工艺落后 等缺点，对原材料、工艺路线、生产设备等方面进 行深入细致的研究，选用合适的原料和先进的生 产设备，确定最佳的工艺路线，生产出成本低、质 量达到国标一级品的氟硼酸钾。采用先进设备， 自动化水平提高,减轻了工人劳动强度，提高了

3、 劳动生产率。1原料选用表 1 硼砂的质量指标指标名称一 级二 级十水合四硼酸钠（Na2B4O7 10 H2O）/% 99.50.200.040.200.050.00295.00.300.040.200.050.002碳酸钠 (Na CO )/%2 3水不溶物 /%硫酸钠（Na2SO4）/%氯化钠（NaCl）/% 铁（Fe）/%1. 2氢氧化钾氢氧化钾 4 800 余元 /t，折合钾 6 900 余元 /t；氯化钾 2 000 余元 /t，折合钾 3 800 余元 /t。采用氯化钾替代氢氧化钾或碳酸钾提供钾元素，具有巨大的 成本优势。氯化钾中的杂质对氟硼酸钾的产品质量有 影响，见表 2。表 2

4、氯化钾一级品和优极品合成的氟硼酸钾质量对比指标KBF4/% Ca/% Mg/% H2O/% 1#2#98.6098.890.0150.0100.0030.0040.040.06一级品1#298.7299.400.0040.0030.0010.0010.050.03优极品从表 2 可以看出，优极品氯化钾生产的氟硼酸钾优于一级品生产的氟硼酸钾，选用优极品氯化钾有利 于生产高品质的氟硼酸钾，因此氯化钾选用 GB7118-86 优级品。1. 1硼酸硼酸 5 000 元 /t，折合为硼元素 28000 余元 /t，工业硼砂（十水四硼酸钠）2 650 元 /t，折合为硼元素 23 000 余元 /t。从价

5、格上来看，以硼砂代替 硼酸成本优势较大。使用国标一级品和国标二级品硼 砂对氟硼酸钾的质量影响不大。因此，用硼砂选用 GB 537-84 二级品以上，如表 1 所示。表 3氯化钾的质量指标指标名称优级品氯化钾 /氯化钠 / 钙镁离子总量 / 硫酸根 / 水不溶物 /% % % % % 97.001.800.280.200.05 收稿日期 2007-09-21 作者简介 刘海霞（1973-），女，助理工程师，主要从事氟化 工研究工作。1. 3氟第 12 期刘海霞等：氟硼酸钾生产新工艺55我公司生产 30%氢氟酸，具有来源稳定，价格低廉的优点，可以满足氟硼酸钾的生产需求。因此使用 公司生产的 30%

6、氢氟酸提供氟原料来源。表 4 氢氟酸的质量指标工业氯化钾含少量杂质，会影响氟硼酸钾质量，将氯化钾制成溶液，再过滤去除杂质，设置氯化钾溶 解精制工段，以获得清澈的氯化钾溶液。为使操作简便，考虑将工业硼砂溶于氢氟酸或溶 于氯化钾溶液，然后再和另一种溶液反应。经实验，按 合成配比计算，计算量的硼砂不能完全溶解于计算量 的氯化钾（300 g/L）溶液中，可完全溶于计算量的氢 氟酸（25%）中。若采用将硼砂溶于氯化钾溶液必会增 加母液量。因此采用先将硼砂溶于氢氟酸制成混合溶 液，再将氯化钾溶液加入反应的工艺流程。此种工艺 操作简便，氟硼酸钾粒度大，易过滤、易洗涤，产品质 量好。合成产生的母液是氯化钠和盐

7、酸的混合溶液，直 接排放有严重的环境污染，考虑结合公司氯化钙生 产，母液作为生产氯化钙的原料，变废为宝，减轻环境 污染。4 设备选用4.1 氟硼酸钾合成体系为酸性，要求合成槽耐酸。本 反应温和，合成温度低于 80 。因此采用聚丙烯材 料，搅拌采用钢制防腐。4.2 老工艺采用方框过滤机过滤氟硼酸钾料浆，需 人工进行过滤、洗涤和出料，劳动环境差，劳动强度 大，生产效率低下。软膏水分较高，增加干燥费用。新 工艺氟硼酸钾料浆的过滤采用耐腐蚀自动刮刀离心 机，过滤、洗涤、卸料均自动完成，自动化程度高，节省 人力，增加劳动效率，减少干燥费用。过滤后的软膏用 输料螺旋送至干燥工段干燥。4.3 干燥方式采用回

8、转炉，设备笨重，操作环境恶 劣，得到的产品粒度不均、有结块，产品质量差。经综 合考虑采用自动化程度高、操作环境好的旋转闪蒸干 燥机，过滤的软膏通过螺旋直接送入闪蒸干燥机，干 燥后的产品经旋风和布袋两级除尘后，废气排放。氟 硼酸钾用无轴螺旋送入成品料仓，使用自动包装机装 袋包装。整个流程自动化程度高，现场环境干净卫生。 获得的产品粒度均匀，无结块，外观洁白，产品质量极 佳。5 产品质量检测本工艺生产的氟硼酸钾，无论从物理、化学指标， 还是使用效果上看，都能与国内外同类产品相媲美。 物理化学指标完全能够达到国内外客户使用要求，结 果如表 7 所示。化学指标 /%品种酸度H2SiF6H2SO4粗酸3

9、02.01.52氟硼酸钾生产工艺流程( 图 1)图 1 氟硼酸钾生产工艺流程控制及结果33. 1杂质控制30%氢氟酸中氟硅酸含量达到 2.0%，如果直接用 于生产氟硼酸钾，会造成氟硼酸钾杂质硅含量超标， 对比数据见表 5、表 6。表 5 粗酸合成的氟硼酸钾质量指标KBF4/% Si/% H2O/% 1#2#3#96.6497.5196.420.680.460.810.100.100.08表 6 含量低于 0.2%的氢氟酸合成的氟硼酸钾指标KBF4/% Si/% H2O/% 1#2#3#98.7198.9999.600.040.010.0080.070.030.01由表 5、表 6 可以看出，粗

10、酸合成的氟硼酸钾硅含量超标，因此在使用前要将粗氢氟酸精制，获得氟 硅酸含量低的精酸。氟硅酸钾溶解度小，在粗酸中加 入氯化钾，生成氟硅酸钾沉淀，再通过过滤或沉降除 去氟硅酸钾，即可得到硅含量低的氢氟酸。因此，需粗 酸精制工序，获得氟硅酸含量低于 02%的精酸。3. 2合成硼酸钾生产工艺控制56河 北 化 工第 12 期氢氟酸 1.657 t，单价 1 300 元，金额 2 154 元；合计7 143 元。 通过以上对比可知：本公司采用的原材料价格均低于国内其他厂家的使用的原材料，总原材料成本每 吨比其他厂家的低 1 000 元，成本优势使得公司的氟 硼酸钾具有极大的市场竞争力；氢氧化钾的生产消耗

11、 大量的电能，属于高能耗产业，以氢氧化钾生产氟硼 酸钾，间接的消耗了大量的电能。本公司以氯化钾代 替氢氧化钾，相当于节约了大量的电能，符合国家发 展低能耗的产业政策。表 7 本工艺氟硼酸钾产品质量与其他厂家氟硼酸钾质量对比化学指标等级KBF4HBF4 SiNaCaMgCl-H2O /% /% /% /% /% /% /% /%1#2#1#2#1#2#99.299.398.097.699.599.698.798.60.250.300.400.300.120.100.170.180.010 0.080.015 0.080.06 0.100.08 0.080.008 0.070.007 0.050.

12、010.020.040.050.020.030.040.050.070.080.130.120.100.130.300.10其他厂 特级 家氟硼酸钾质一级量0.003 0.001 0.004 0.020.003 0.001 0.003 0.030.004 0.001 0.004 0.080.002 0.001 0.005 0.07本公司 特级氟硼酸1#0.030.040.090.10钾质量一级2#通过比较可知，本公司新工艺生产氟硼酸钾的质7结束语氟硼酸钾新工艺，具有成本低，质量好，工艺合量优于国内其他厂家以传统工艺生产的产品质量。6产品成本对比新工艺生产 1 t 氟硼酸钾的原料成本：95%硼砂

13、0.92 t，单价 2 650 元，金额 2 438 元；97%氯化钾0.80t，单价 2 045 元，金额 1 636 元；30%氢氟酸2.3 t，单价 886 元，金额 2 038 元；合计：6 112 元。 其他厂家生产 1 t 氟硼酸钾的原料成本为：99%硼酸 0.513 t，单价 5 000 元，金额 2 565 元；92%氢 氧化钾 0.505 t，单价 4 800 元，金额 2 424 元；40%理，设备先进，环境污染小的优点。不论从原料，生产工艺，生产设备，产品质量，生产成本，各方面均优于 国内其他厂家。 参 考 文 献1周延章，等. 化工商品检验手册M.北京：化学工业出版社，

14、1996. 2天津化工研究院编.无机盐工业手册M.北京：化学工业出版社，1988.!旭阳焦化集团定州天鹭新能源有限公司 甲醇项目全面竣工投入生产试运行 产品纯度超过 99. 97% 质量达到国标优级 张顺兵, 冀丹丽2007 年 10 月 31 日，旭阳焦化集团定州天鹭新能源有限公司甲醇一期工程装置全面竣工投入试运行，标志着旭阳焦化集团在煤化工项目上又一次新的突破。旭阳煤化工产业的发展将进一步拉动河北煤化工产 业的发展，并对我国能源的开发利用起到积极的推动作用。旭阳焦化集团“定州”和“邢台”两个煤化工园区均被列入“河北省第二批重点产业支撑项目”。定州天鹭 新能源有限公司座落在河北旭阳煤化工园区

15、（定州）,是一家以生产甲醇为主要产品的煤化工企业。旭阳焦化 集团在各级政府的大力支持下，稳步扩大焦化总体规模，大力发展煤化工产业，在定州市重点建设了占地2.71 km2 的河北旭阳循环型煤化工园区,该园区以自产 500 万 t 焦炭为依托，重点发展甲醇及其延伸产品。 甲醇项目一期工程于 2006 年 8 月 12 日开工建设，设计能力 10 万 t/a，总投资 2.47 亿元。该项目设备精良， 工艺先进。甲醇精馏系统采用较为先进的三塔精馏工艺，比两塔精馏降低能耗 30，体现了能源节约的原 则。合成气压缩机采用一机多用的形式，合成塔采用管壳式结构，催化剂管内装填，结构形式在国内属于领先 技术。转化炉采用金属烧嘴，与非金属烧嘴相比大大延长了使用寿命。截止到 2007 年 11 月 13 日，定州天鹭 新能源有限公司已生产精甲醇 1 100 余 t，产品检验分析证明纯度高达 99.97%以上，产品质量达到国标优级 品标准。同时，甲醇生产配套的空分装置每天可产 14 t 液氧。