氟硅酸、硼酸制备氟硼酸钾工艺研究
氟硅酸、硼酸制备氟硼酸钾工艺研究
４ ８
第４ ３卷 第 １ ０期
２１ ０ １年 １ 月 ０
Ｉ Ｎ０ＲＧＡＮＩ Ｃ ＣＨＥＭＩ ＣＡＬＳ Ｉ ＮＤＵＳ ＴＲＹ
氟 硅 酸 、 酸 制 备 氟 硼 酸 钾 工 艺 研 究 硼
杨水 艳
（ 多氟多化工股份有 限公 司 ， 河南焦作 ４ ４ ９ ） ５ １ １
为未来氟硼酸钾生产的发展趋势 。 关 键 词 ：氟硅 酸 ； 酸 ； 硼 酸钾 ； 硼 Ｉ Ｑ１
文献标识码 ： Ａ
文章编 号 ： ０ ４ ９ （０ １ １ ０４ ０ １ ６— ９ ０ ２ １ ） ０— ０ ８— ３ ０
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｎ ｐｏ ａ ｓｕｍ ｕｏ ｒ ｔ ｏｄ ｔｏ ｏｃ ｓ ｕ ｉｉｉ ｃｄ ａ ｄ ｏｒｃ ａ ｉ ｓａ ｃ ｏ ｔ ｓｉ ｌ ｆ ｂｏ ａ ｅ ｐｒ ｕｃ ｉ ｎ ｐｒ ｅ ｓｂｙ ｆ ｏｓｌｃｃ ａ ｉ ｎ ｂ ｉ ｃ ｄ ｌ
利用低 品位氟 资源 ， 到 从 源 头 节 约 战 略资 源 萤 石 达
的 目的 。利用 氟硅 酸 溶 液 和硼 酸 为原 料 ， 产 氟 硼 生
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 ， 提 净 轻金 属 的渣 滓 ； 三 氟 化 硼 和 能 制
其 他氟 盐 的原料 ； 用 于 电化 学 过 程 和试 剂 。 氟 也 硼酸钾 市场 需求 量大 致在 ２万 ～５万 ｔａ 使 用 氟 硼 ／，
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摘
要： 详细介绍 了利用磷肥 副产的氟硅 酸和硼酸反应 生产高附加值 的氟硼酸钾 的工艺方法 。通过对工艺 的
氟硼酸钾制备工艺研究
随着科学技术的发展，氟硼酸钾对于工业生产的作用也日 益凸显。氟硼酸钾 用 途 广 泛，可 用 于 热 焊 和 铜 焊 的 助 熔 剂、含 硼合金的原料、热 固 树 脂 磨 轮 的 磨 料，在 熔 接 和 熔 合 某 些 金 属 时能提净金属的渣滓，可用作制取 ＢＲ和其他氟硼酸盐的原料， 也可用于电化学过 程 和 试 剂 等 ［１－３］。 氟 硼 酸 钾 的 制 备 根 据 原 料氟来 源 不 同 分 为 氢 氟 酸 （氟 化 氢 ）法 和 氟 硅 酸 （氟 化 铵）法［４］。
１ 实验部分 １．１ 实验原料及仪器
１．１．１ 原料 硼砂，工业级，大 石 桥 市 贸 隆 硼 业 有 限 公 司；氢 氟 酸，工 业
级，湖南有色湘乡氟化学有限公司。 １．１．２ 仪器
磁力搅拌器，ＤＦ－１０１Ｓ型，上 海 力 辰 仪 器 有 限 公 司；循 环 水式真空泵，ＳＨＺ－ＩＩＩ型，郑州赛特利斯生物科技有限公司；真 空干燥箱，ＤＺＦ－６０５０型，深圳市鼎鑫宜实验设备有限公司；标 准筛，３２５～１００目，长 沙 市 思 科 仪 器 纱 筛 厂；Ｘ射 线 粉 末 衍 射 仪，ＵＬＴＩＭＡＩＶ型，日本理学。
ＳｔｕｄｙｏｎｔｈｅＰｒｏｄｕｃｔｉｏｎＰｒｏｃｅｓｓｏｆＰｏｔａｓｓｉｕｍ Ｆｌｕｏｒｉｄｅ
ＬｎｇＤａｎ
（ＺｈｅｎＪｉａｎｇＨｕａｄｏｎｇＡｃａｄｅｍｙｏｆＳａｆｅｔｙＳｃｉｅｎｃｅＣｏ．，Ｌｔｄ．，Ｚｈｅｎｊｉａｎｇ ２１２００４，Ｃｈｉｎａ）
Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｉｓｔｈｅｓｉｓａｉｍｓｔｏｉｎｔｒｏｄｕｃｅｐｏｔａｓｓｉｕｍｆｌｕｏｂｏｒａｔｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｂｅｍａｄｅｆｏｒｍ ｂｏｒａｘａｎｄ４０％ ｏｆｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃａｃｉｄｂｙｔｈｅ ｍｅｔｈｏｄｏｆｐｒｅｃｉｐｉｔａｔｉｏｎａｎｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｚａｔｉｏｎ．Ｂｙｃｈａｎｇｉｎｇｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄｒａｗｍａｔｅｒｉａｌｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｓｗｅｌｌａｓｔｈｅｗａｙ ｏｆｄｒｉｐｐｉｎｇ，Ｉｇｅｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｏｆｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅｉｎｍａｋｉｎｇｐｏｔａｓｓｉｕｍｆｌｕｏｂｏｒａｔｅ．Ａｓａｒｅｓｕｌｔ，ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅａｎｄ ｈｉｇｈｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｒｅｇｏｏｄｆｏｒｉｍｐｒｏｖｉｎｇｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ．Ｂｅｓｉｄｅｓ，ｈｉｇｈｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅｈｅｌｐｔｏｉｎｃｒｅａｓｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ．Ｂｙｃｏｎｔｒａｓｔ，ｈｉｇｈ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｇｏｅｓａｇａｉｎｓｔｔｈｅｅｘｐａｎｓｉｏｎｏｆｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ．Ｓｏｉｔｉｓａｄｖｉｓａｂｌｅｆｏｒｕｓｔｏａｄｏｐｔｔｈｅｄｒｏｐｐｉｎｇｗａｙｔｏｉｍｐｒｏｖｅｐｒｏｄｕｃｔｉｖｉｔｙ ａｎｄｅｘｐａｎｄｐａｒｔｉｃｌｅｓｉｚｅ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：Ｂｏｒａｘ；ｐｏｔａｓｓｉｕｍ ｆｌｕｏｒｏｂｏｒａｔｅ；ｈｙｄｒｏｆｌｕｏｒｉｃａｃｉｄ；ｄｉａｍｅｔｅｒ１
利用磷肥副产物氟硅酸制备氟硼酸工艺介绍
Ｐ ｏ ｅｓｆｒｔｅ ｐｅ ａａｉｎ ｏ ｕ ｂ ｆｃ ａ ｉ ｒｍ ｕ ｓｌ ｉ ｃｄ，ａ ｂ ｐｏ ｕ ｔｏ ｈ ｓｈ ｔ ｓ ｉｔ ・ ｒｃ ｓ ｏ ｈ ｒｐ ｒｔ ｆｆ ｏ ｏ ｃｄ ｆｏ ｆ ｏｉ ｃｃ ａ ｉ ｏ ｌ ｉ ｌ ｉ ｙ ｒｄ ｃ ｆｐ ｏｐ ａｅｗａ ｎｒ ｏ
等。当前， 在我国化工行业优先实施清洁重点技术
进步项 目的规划 中 ， 磷肥 行业 的 目标 和任 务之 一是 在发展磷 肥生产 的 同时搞好 氟 资 源的综 合利 用 ， 治
ＨＢ Ｏ 一
Ｈ Ｆ ＋ Ｈ ０。此工艺 的缺点是消耗 Ｂ ３
大量 的氢 氟 酸 ， 致 成 本 升 高 。氢 氟 酸 通 常 由萤 导 石和浓 硫 酸 制 得 。 随着 化 学 工 业 的 发展 ， 石 资 萤
的３０ｋ 氟盐产品中， ％的氟来 自萤石 ， １％ ０ ｔ ８ ８ 仅 ２
来 自磷 肥 副产 。 氟硼 酸通 常 由氢 氟酸 和硼 酸反应 制 得 ：Ｈ ４ Ｆ＋
数有 ８ 一 ０ ％ ２ ％不 等 ， 内大 多数 磷 肥 和磷 复 肥 生 国 产 厂主要用 它 生 产 氟硅 酸 钠及 其 它 氟盐 如 冰 晶 石
时不分解。能腐蚀玻璃 、 陶瓷 、 铅及其他 金属 ， 对
收稿 日期 ：０ ７—１ ２０ ０—１ ５ 作者简介 ： 黄壮 昌（９ ２一） 男 ， １８ ， 广东揭阳人 ， 硕士研究生 ， 主要研究磷化工副产品的利用 。 导师简介 ： 明大增 （９ ５ ， ， １６ 一） 男 化学工程学士 ， 管理学硕士 ， 教授级 高级 工程师 ， 云南省技术创 新人才 。主要 研究方 向是 ： 无机 精细氟化盐 、 有机氟化盐方面新产 品新技术 ； 硅化工新产品新技术 ； 高浓度磷 复肥 生产技术 ； 细磷 化工新产品 、 精 新技 术； 新型多 功能磷复肥技术等 。
氟硅酸-磞酸法生产氟硼酸钾可行性报告书资料
目录1、总论2、市场预测3、产品方案及生产规模4、工艺技术方案5、原料、辅助材料及燃料的供应6、建设条件和厂址方案7、公用工程及辅助设施方案8、环境保护9、劳动保护及安全卫生10、10消防11、节能12、工厂组织和劳动定员13、项目实施计划14、投资估算及资金筹措15、评价结论附：总平面图1总论1.1概述1.1.1项目名称： 5kt/a精细氟硼酸钾技改项目1.1.2项目主办单位：1.1.3主办单位企业性质：民营企业1.1.4设计单位：1.2可行性研究报告编制的依据和原则1.2.1可行性研究报告编制的依据1.2.1.11.2.1.2 公司提供的有关技术资料。
1.2.1.3 公司提供的场地总平面图。
1.2.1.4 公司提供的,《环境监测报告书》、《职业危害卫生学评价报告书》、《工程地质勘查报告书》1.2.2编制原则1.2.1.1按原国家化学工业部计发【1997】426号关于“化工建设项目可行性研究报告内容和深度（修订本）的通知”的要求进行编制。
1.2.2.2按国家现行的有关政策、法规和行业的各种标准、规范进行设计。
1.2.2.3贯彻现行的消防、环保、劳动保护、安全、和工业卫生等规定，做到“三同时”.1.2.2.4设计本着实用、技术成熟、设备先进、经济合理、安全的原则进行。
1.2.2.5项目布置做到功能分区明确、规划合理、节约用地和投资节省，并合理利用九鼎氟化工现有公用工程设施。
1.3项目提出的背景及投资必要性1.3.1企业概况1.3.2项目提出的背景氟硅酸是氢氟酸中的杂质也是无水氢氟酸（AHF）生产的副产品，对环境具有一定的污染；同时，氟硅酸又是一种资源，可以用来生产氟化工系列产品。
福建省现有无水氢氟酸（AHF）生产能力150Kt/a左右，按每吨氢氟酸产生0.06吨氟硅酸计算，福建无水氢氟酸（AHF）工业每年副产9Kt氟硅酸，由于萤石资源紧缺，越来越多的低品位萤石用于生产无水氢氟酸，副产氟硅酸量有所增加。
以氟硅酸为原料年产3kt氟硼酸钾项目的专有生产技术
以氟硅酸、氯化钾等废物为原料年产3000吨氟硼酸钾项目的专有技术和工艺介绍一、产品介绍中文名：氟硼酸钾英文名：Potassium Fluoroborate分子式：KBF4 分子量：125.90性质：白色颗粒结晶，微溶于水、热醇和乙醇，不溶于碱溶液，能被强酸分解为三氟化硼，与碱金属的碳酸盐共熔，生成氟化物和硼酸盐。
用途：主要用于热铜焊的助熔剂，铝镁浇铸生产含硼合金的原料，在用树脂作磨料粘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。
制三氟化硼和其它氟盐的原料，也用于电化学过程和试剂。
市场容量：目前国内市场对氟硼酸钾的需求约为8000吨，出口约为2000吨。
当前供求基本平衡。
二、技术和工艺技术原理：1、氟硅酸与硼酸反应生成氟硼酸和二氧化硅：2H2SiF6 + 3H3BO3 → 3HBF4 + 2SiO2↓+ 5H2O2、氟硼酸与氯化钾反应，合成氟硼酸钾和盐酸：KCl + HBF4 → KBF4↓ + HCl工艺方框图：三、对原料的要求本工艺的最大优势就是采用了磷肥企业的废料氟硅酸和有机化工企业的废氯化钾。
1、氟硅酸：一般情况下，氟硅酸来源于磷肥企业和氟化氢企业；磷肥企业的氟硅酸浓度约在12％～25％左右，氟化氢企业的氟硅酸浓度约在25％～40％左右。
2、氯化钾：以回收氯化钾为主；一般都含有有机物（如对氯硝基苯、对氟硝基苯等），需要进行除杂处理。
也可以采用正品氯化钾。
3、硼酸：工业级，98%以上即可。
四、项目投资内容年产3000吨氟硼酸钾，固定资产投资1000万元。
其中：1、项目所需土地10亩，投资额80万元；2、厂房1200M2，投资额90万元；3、仓库500M2，投资额30万元；4、设备投资额650万元；5、技术转让费120万元；6、其他费用30万元。
五、经济效益分析每吨氟硼酸钾产品的生产成本见下表目前氟硼酸钾的销售价格为9500.0元/吨，年产3000吨氟硼酸钾的年销售额为2850万元；每吨氟硼酸钾产品可实现利润4040.0元，即：氟硼酸钾产品的年利润为1212万元。
氟硼酸钾制备工艺研究
氟硼酸钾制备工艺研究
近年来，随着人类活动的快速发展，氟硼酸钾在工业上的应用已经
变得越来越重要，可用于制备有机硼酸类产品，广泛应用于医药、材料、日化、饲料工业等领域。
氟硼酸钾制备工艺具有一定的复杂性，
其成功依赖于原料质量、设备技术水平、温度控制、工艺路线的选择、产品结晶等方面。
因此，研究氟硼酸钾制备工艺具有重要的意义。
氟硼酸钾制备工艺的基本原理是将乙酸、氟乙酸和氢氧化钠混合，加
热至一定温度，然后添加钾盐，反应2－3小时，反应液冷却至室温，
并连续裂解和结晶，最终收集氟硼酸钾晶体。
首先，选择优质的乙酸、氟乙酸和氢氧化钠作为原料，经过一定比例
配制后一起加入反应釜，进行混合搅拌。
然后，加热至80℃，充分混合，采用温度控制家具，可维持反应温度。
接着，加入钾盐，以待反
应混合液进行反应，反应2－3小时，观察状况，得到所需要的混合液。
最后，将反应液冷却至室温，经连续裂解、结晶、滤清和收集等工序，最终收集晶体，得到氟硼酸钾产品。
总之，氟硼酸钾制备工艺综合考虑了原料质量、反应和结晶技术以及
温度控制等主要因素，可有效地获得高品质氟硼酸钾结晶，为产品的
大规模生产提供可靠的技术保证。
氟硅酸的综合利用
氟硅酸的综合利用闵蒋兴周翔南化集团有限公司磷肥厂南京210048摘要介绍了氟硅酸及其盐类的综合利用, 综述了国内外氟硅酸的研究进展。
关键词氟硅酸综合利用研究进展文献标识码中图分类号TQ12413 A 文章编号1006 - 7906 (1999) 04 - 0030 - 041 引言自然界中作为氟的资源能加以利用的矿物仅限于萤石、天然冰晶石和磷矿石。
萤石尽管其氟含量高, 但蕴藏量有限, 将面临枯竭。
磷矿石的蕴藏量很大, 含氟量多为3 %～4 % , 是重要的氟资源 1 。
因此, 世界各国都非常重视开发磷矿石中的氟。
酸解磷矿进行湿法磷酸生产时, 磷矿中所含的氟化物也被分解, 部分氟以气体形式逸出, 大部分氟滞留在产品稀磷酸中, 还有一部分则随磷石膏带走。
稀磷酸浓缩时, 其中大量的氟将随蒸发水逸出。
普钙生产中, 也有大量的含氟气体逸出。
为了保证环境不受污染, 并充分利用磷矿氟资源, 通常用水来吸收气体氟化物, 使之成为氟硅酸溶液。
磷肥副产的氟硅酸可加工成多种氟盐, 如氟化铝、冰晶石、氟硅酸钠及氟化钠等, 也可进一步加工成无水氟化氢。
萤石法生产氟硅酸, 并进一步加工成氟盐, 要耗用大量萤石和硫酸, 所以发达国家都转向节约使用萤石, 对资源进行保护, 而采用磷肥副产氟硅酸生产氟盐。
近10 年来, 国内大力发展磷肥工业, 副产的氟硅酸多数用来生产氟盐。
磷肥副产氟盐的氟硅酸分子式: H2 Si F6 , 分子量144109 , 水溶液为无色透明的发烟液体, 相对密度约1132 , 沸点108150 ℃, 有刺激性气味, 易挥发, 可溶于水, 有消毒性能。
氟硅酸没有无水产品, 最高含量为60192 % , 组成为1313 %时最稳定, 蒸馏时不分解。
能腐蚀玻璃、陶瓷、铅及其他金属, 对皮肤有强烈腐蚀, 对人的呼吸器官有毒害。
因氟硅酸主要由硫酸分解萤石矿和磷肥副产而得,故其产品质量指标分三种:H2 Si F6 ≥2910 %萤石法:磷肥副产法: 普钙生产8 % ≤H2 Si F6 ≤10 %磷酸浓缩18 % ≤H2 Si F6 ≤20 % 用途氟硅酸是制取氟硅酸钠、氟硅酸钾、氟硅酸212镁、氟硅酸铜、氟硅酸钡、氟硅酸钙和其他氟硅酸盐类及四氟化硅的基本原料。
含氟混合酸制取氟硼酸钾的研究
含氟混合酸制取氟硼酸钾的研究张欣露;孙新华【摘要】介绍了利用含氟混合酸制备氟硼酸钾的生产工艺.氟资源作为国家的一种战略资源,充分、合理地利用含氟混合酸的有效成分氟化氢十分必要.通过对反应物配比、反应时间、反应温度、氯化钾浓度的研究,确定了最佳的生产工艺条件.通过实验,得到混合酸和硼酸反应的最佳工艺条件:反应温度为40℃、反应时间为3 h、混合酸过量2％(以质量计,下同);得到氟硼酸和氯化钾反应的最佳工艺条件:反应温度为40℃、反应时间为6 h、氯化钾为饱和溶液,并做了实验验证.该工艺流程相对简单,生产易于控制、操作相对便利,制得的氟硼酸钾产品达到国家标准GB/T 22667—2008要求,副产的盐酸质量分数提高至25％以上.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2019(051)002【总页数】3页(P72-74)【关键词】含氟混合酸;氟硼酸钾;硼酸【作者】张欣露;孙新华【作者单位】天津金牛电源材料有限责任公司,天津300400;天津金牛电源材料有限责任公司,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TQ131.13氟硼酸钾可用作热固性树脂磨轮的磨料、铝镁浇筑生产含硼合金的原料、热焊和铜焊的助熔剂、制备三氟化硼和其他氟盐的原料、电化学合成的分析试剂等。
随着氟化工产业的迅速发展，萤石矿资源日趋短缺，因此，综合利用混合酸合成氟硼酸钾市场潜力巨大［1］。
天津金牛电源材料有限责任公司在生产六氟磷酸锂的过程中，所产生的混合酸（HF 质量分数为15%左右，HCl 质量分数为20%左右）无法对外销售，既造成了成本损失，又容易污染环境。
所以充分利用生产过程中产生的含氟混合酸迫在眉睫。
本研究的目的是为了将混合酸中的氢氟酸和盐酸充分分离，既可各自销售，又对环境友好。
实验方法是利用硼酸和将含有氢氟酸的混合酸生成氟硼酸，在混合物中加入氯化钾生成氟硼酸钾，沉淀物经过滤、洗涤、烘干生产氟硼酸钾成品；同时将盐酸质量分数增增至25%～30%。
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氟硅酸、硼酸制备氟硼酸钾工艺研究杨水艳【摘要】详细介绍了利用磷肥副产的氟硅酸和硼酸反应生产高附加值的氟硼酸钾的工艺方法.通过对工艺的研究,叙述了该工艺的反应原理、工艺流程、工艺控制、主要设备及设备的优越性.通过实验表明,利用氟硅酸中的氟与硼酸反应生产氟硼酸和白炭黑,氟硼酸与氯化钾反应生成氟硼酸钾的方法可行.氟、硼反应温度在75～85℃、时间为2.5 ～3 h转化率较高,氯化钾需按理论量加入,产品质量稳定.该工艺利用磷肥行业副产的氟硅酸制备氟硼酸钾,将氟硅酸中的氟转化为氟硼酸钾,硅转化为白炭黑,不仅实现了资源综合利用,而且将生产废弃物转化为新的产品创造了新的利润增长点,节约了化石资源萤石,同时较氢氟酸法成本有大幅度下降,该方法将会成为未来氟硼酸钾生产的发展趋势.%Production process of high value-added potassium fluoborate by phosphate fertilizer by-products fluosilicic acid and boric acid was introduced in detail. Reaction principle of the process, process flow, process control, main equipment, and the advantages of equipment were described. Experiment showed the method that uses the fluorine in fluosilicic acid to react with boric acid to produce fluoboric acid and silica and fluoboric acid react with potassium chloride to produce potassium fluoborate is feasible. When the reaction temperature of F and B was at 75 ～85 ℃ and time was at 2.5 ～3 h ,the conversion rate was high;and when the potassium chloride was added according to the theoretical value,the product quality was stable. Process using fluosilicic acid, a by-product from phosphate fertilizer industry to produce potassium fluoborate, making silicon convert into silica,not only realizedcomprehensive utilization of resources,but also create a new profit growth point as utilizing the waste to produce new product and saved the fossil resources of fluorite. Meanwhile,it had a significant decline in the cost comparing with hydrofluoric acid method. Therefore, it will be a future trend of potassium fluoroborate production.【期刊名称】《无机盐工业》【年(卷),期】2011(043)010【总页数】3页(P48-50)【关键词】氟硅酸;硼酸;氟硼酸钾;白炭黑【作者】杨水艳【作者单位】多氟多化工股份有限公司,河南焦作454191【正文语种】中文【中图分类】TQ128.54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；在用树脂作磨料粘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[1]。
氟硼酸钾市场需求量大致在2万～5万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。
国内氟硼酸钾生产厂家多使用传统工艺氢氟酸法，而生产原料氢氟酸目前主要来源于战略资源萤石。
随着低碳经济和循环经济的发展，氟化工行业提倡氟资源再利用和利用低品位氟资源，达到从源头节约战略资源萤石的目的。
利用氟硅酸溶液和硼酸为原料，生产氟硼酸钾联产白炭黑的工艺路线，能很好地将氟硅酸溶液得以利用，该工艺原料价格比较低，产品附加值高，经济效益显著。
氟硅酸主要来源于磷肥副产及无水氢氟酸副产。
磷肥生产所用磷矿目前已探明具有开采价值的含氟约8亿～14亿t(相当于萤石16亿～28亿t)，也就是副产氟硅酸(100%)10亿～18亿t； 2009年，全球氢氟酸总产量约2 440万t，中国约195万t，而1 t氢氟酸约副产氟硅酸(100%)25 kg，国内约合副产氟硅酸5万t。
而大多数企业将氟硅酸用来生产氟硅酸钠——市场上售价较低的氟盐产品。
随着磷肥化工的发展，氟硅酸钠的产量越来越大，供大于求的态势越来越严重，价格越来越低，将氟硅酸转化为氟硅酸钠来实现氟回收利用的方法是不够经济和有效的[2]。
如何开发利用这些低附加值的含氟产物是制约当今氟化工发展的瓶颈。
利用低附加值的氟硅酸和硼酸反应生成高附加值的氟硼酸钾，可以提高经济效益，缓解氟化工行业的环保压力，促使氟化工行业健康发展。
1 反应原理利用氟硅酸中的氟与硼酸反应生成氟硼酸和白炭黑，而氟硼酸与钾化合物(以氯化钾为例)反应生成氟硼酸钾。
主要反应方程式如下：2H2SiF6+3H3BO33HBF4+2SiO2↓+5H2OHBF4+K+KBF4+H+2 工艺研究2.1 工艺流程氟硅酸、硼酸制氟硼酸钾工艺流程简图见图1。
具体步骤如下：1)将氟硅酸稀释至25%(质量分数)与硼酸按一定配比在75～85 ℃下密闭反应2.5～3 h。
2)反应结束后过滤洗涤，滤液为氟硼酸溶液。
滤饼用层次水逐级提浓洗涤，滤饼洗涤干净后干燥即得白炭黑产品。
3)将上述所得清亮透彻的氟硼酸溶液中均匀加入一定量的氯化钾，合成反应0.5～1 h。
4)充分反应后将料浆过滤，滤液用于制备氯化钙或外卖；将滤饼洗涤干净后即为氟硼酸钾软膏。
5)将氟硼酸钾软膏在100～120 ℃下干燥2～5 h即得氟硼酸钾产品。
图1 氟硅酸、硼酸制氟硼酸钾工艺流程2.2 工艺特点1)采用磷肥生产过程中副产物或氢氟酸生产过程副产物——氟硅酸为主要原料，有效地解决了氟硅酸的开发问题，既能基本消除磷肥生产中氟的污染，又能为磷肥企业获取较大的经济效益，还能节约国家宝贵的萤石资源，有着较大的意义。
2)本工艺生产过程中不产生二次污染，生产过程中副产物硅渣经优化工艺条件后可制得优质白炭黑，应用广泛。
滤液含一定浓度的盐酸，可用于生产氯化钙产品，产生经济效益。
2.3 工艺控制1)氟硅酸与硼酸反应，温度高，反应时间短；温度低，反应时间长。
根据实验情况综合考虑，确定氟硅酸与硼酸反应时温度为75～85 ℃，时间为2.5～3 h，在此情况下，氟、硼转化率较高。
2)氟硅酸与硼酸的配比对成本有很大影响，两者配比为理论量时，成本最低。
3)采用密闭反应，是因为氟硅酸与硼酸反应时，硼随水蒸气会挥发一部分。
4)氯化钾过量，多余的氯化钾存在于母液中，造成浪费，致使成本过高；氯化钾不够，氟硼酸转化率不高，所以氯化钾按理论量加入为最好。
3 主要设备工艺流程可分为氟硼酸制备工段、白炭黑制备工段、氟硼酸钾制备工段、滤液再利用工段。
1)氟硼酸制备工段氟硼酸制备工段的主要设备包括反应装置(钢衬石墨贮槽)、过滤设备——厢式压滤机，滤板材质为增强聚丙烯，滤板采用国外进口，过滤效果好，操作周期短，操作环境好。
2)白炭黑制备工段白炭黑制备工段的主要设备包括干燥装置(闪蒸或喷雾)，过滤设备——采用Outotec Larox公司的自动立式压滤机，该设备的优点如下：卓越的脱水效率，经普通压滤机过滤后的白炭黑软膏水分为85%(质量分数)，而该设备过滤后的白炭黑软膏水分仅为70%，减少了干燥成本；提高产品质量和一致性；全自动卸饼；低能耗；可靠性好；降低生命周期内的生产成本；提高安全、健康和环保性能。
3)氟硼酸钾制备工段氟硼酸钾制备工段的主要设备为虹吸刮刀离心机，该离心机与同规格的卧式刮刀离心机相比较，具有如下特点：由于过滤推动力大，缩短了分离时间，单位时间的生产能力可以提高50%以上，而且显著降低了氟硼酸钾的含湿量；过滤速度可任意调节，使物料能均布在过滤介质上，大大减小了震动和噪音；普通离心机过滤后的氟硼酸钾软膏水分达8%，而经该离心机过滤后的软膏水分可达5%；采用液压系统进行自动控制，使操作更加稳定可靠；具有体积小、效率高、寿命长、调整维护方便等优点。
4)滤液回收工段滤液回收工段的装置主要有浓缩设备(蒸发器及浓缩锅)和干燥设备(气流干燥机)等。
4 产品结果分析白炭黑指标：主含量为93.61%(质量分数)，灼烧减量为6.44%(质量分数)，吸油值为2.5 cm3/g，水分为1.54%(质量分数)，此产品可用于填充剂。
氟硼酸钾质量及氟、硼、钾的收率如表1所示。
表1 氟硼酸钾质量及氟、硼、钾的收率w(KBF4)/%w(SiO2)/%氟收率/%硼收率/%钾收率/%98．580．03989．5777．0589．7998．800．03284．6672．8384．8798．680．02684．6672．8184．8099．100．01690．7977．8985．9197．97 0．01483．4482．379．0098．300．06282．2081．0985．2598．570．07182．2077．1283．497．880．07682．7082．4282．598．300．07582．7 082．4281．1998．650．07586．0085．7185．175 产品成本对比氟硅酸与硼酸反应生成1 t氟硼酸钾所需成本(白炭黑0.35 t，不计入成本计算)，以下成本价格为除税价。
氟硅酸(100%)0.936 t，单价2 000元，金额为1 872元；硼酸0.605 t，单价5 640元，金额为3 412.2元；氯化钾0.726 t，单价3 200元，金额为2 323.2元；合计成本为7 607.4元。
氢氟酸、硼砂反应生成1 t氟硼酸钾所需成本，以下成本价格为除税价。