專利名稱：一種利用含有氟化氫的混和酸制備氟硼酸鉀的方法
技術領域：
本發明涉及一種含有氫氟酸與其它酸的混合液，生產氟硼酸鉀與酸溶液的方法。 該方法生產的氟硼酸鉀產品用于其它工業行業。
背景技術：
本發明以無法直接使用的氫氟酸與鹽酸混合酸代替氟化氫，混合酸為工業生產的廢酸，用途少，且對環境保護造成嚴重影響，而本發明的方法正是利用此有害廢物——氫氟酸與鹽酸混合酸來制備氟硼酸鉀的，混合酸的開發利用大大緩解了工業生產的環保壓力及其對周圍環境的影響，并且回收了鹽酸溶液，從而降低了氟硼酸鉀的生產成本。含有氫氟酸的混和酸通常處理方式是加入氫氧化鈣、氧化鈣和碳酸鈣進行反應， 形成氟化鈣，再對其它進行處理排放，造成對環境的污染。或者將混和酸直接用于鋼鐵行業的清洗，但由于氫氟酸的存在，使用難度加大，處理液的排放也存在著對環境污染的問題。據相關報道，將含有氫氟酸的混合酸與氫氧化鈣反應，生產氟化鈣，將制取氟化鈣進行干燥，作為制取氟化氫的原料，但實際上，由于制備出氟化鈣顆粒小，難以分離與洗滌， 存在許多雜質，難以用于生產氟化氫的原料。因此有研究對此工藝進行改進，使用氯化鈣與之反應，控制反應條件，制備出易過濾的氟化鈣，洗滌后，氟化鈣雜質含量較少，使氟化鈣能返回氟化氫的生產。但生產成本與螢石相比，無競爭優勢。氟硼酸鉀是一種重要的化工原料，用途廣泛，擁用很大的市場容量，氟硼酸鉀的生產工藝多使用硼酸或者硼砂與氫氟酸反應生成氟硼酸，再用氫氧化鉀與氟硼酸反應制得。
發明內容
針對上述問題，本發明目的在于提供一種以含有氫氟酸的混和酸制備氟硼酸鉀的方法。由于使用含有氫氟酸的混和酸，使氟硼酸鉀生產成本降低。混和酸中氫氟酸有效利用后，相應的其它酸得到提純，或者制備相應鉀鹽溶液。為了實現上述目的，本發明的技術方案在于采用含氫氟酸的混合酸先與硼酸反應，再利用含氟硼酸溶液與含鉀化合物反應生產氟硼酸鉀。含有氫氟酸的混和酸有可能是氫氟酸和鹽酸，氫氟酸和硝酸，氫氟酸和硫酸。含鉀化合物可以是氫氧化鉀、碳酸鉀、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀。具體包括以下步驟1.將含有氫氟酸混和酸和硼酸按化學量G lmol)，其中混合液過量2% (wt), 溫度控制在40°C下，反應6h，生成含氟硼酸溶液。反應方程式如下4HF+H3B03 — HBF4+3H202.針對氫氟酸和鹽酸的混和酸，含鉀化合物選用氯化鉀或者氫氧化鉀。3.將氯化鉀制成溶液，再過濾去除雜質，以獲得清澈的氯化鉀溶液。4.將氯化鉀溶液加入氟硼酸溶液中攪拌，溫度控制在40°C下，反應10h，生產氟硼酸鉀。如用氯化鉀反應方程式如下HBF4+KC1 — KBF4+HC1如果用氫氧化鉀HBF4+K0H — KBF4HC1+K0H — KCl5.采用真空抽濾將氟硼酸鉀結晶與鹽酸或者氯化鉀溶液分離，稍微少量淋洗，真空干燥池，得到氟硼酸鉀產品。
圖1為本發明的工藝流程圖
具體實施例方式實例1本發明的以氫氟酸與鹽酸混合酸制備氟硼酸鉀的方法，以氫氟酸與鹽酸混合液， 硼酸，氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟1.將氯化鉀90. 7g加水273. Sg制成氯化鉀溶液，再過濾去除雜質，以獲得清澈的氯化鉀溶液。2.將氫氟酸與鹽酸混合酸(HCl 20. 96%,HF :15. 96% )660. 07g和硼酸 77. 3g，放入反應釜中攪拌10h，溫度控制在40°C下，生成氟硼酸溶液。3.溫度控制在40°C下，將氯化鉀溶液加入氟硼酸溶液中攪拌他。4.采用真空抽濾將氟硼酸鉀結晶與濾液分離。5.稍微少量淋洗，得到鹽酸溶液920g，濃度為22%。6. 120°C真空干燥2h，得到氟硼酸鉀140g，產品純度達到99. 2%。實例2本發明以氫氟酸與硝酸混合酸制備氟硼酸鉀的方法，以氫氟酸與硝酸混合液，硼酸，氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟1.將硝酸鉀90g加水200g制成硝化鉀溶液，再過濾去除雜質，以獲得清澈的硝化鉀溶液。2.將氫氟酸與硝酸(HNO3 :20%，冊15%)50(^和硼酸588，放入反應釜中攪拌1011， 溫度控制在40°C下，生成氟硼酸溶液。3.溫度控制在40°C下，將硝酸鉀溶液加入氟硼酸溶液攪拌他。4.采用真空抽濾將氟硼酸鉀結晶與濾液分離。5.稍微少量淋洗，得到鹽酸溶液540g，濃度為29. 8%6. 120°C真空干燥2h，得到氟硼酸鉀120. 9g，產品純度達到98. 7%。實例3本發明以氫氟酸與硫酸混合酸制備氟硼酸鉀的方法，以氫氟酸與硫酸混合液，硼酸，氯化鉀為主要原料，具體包括以下步驟
1.將硫酸鉀80g加水MOg制成氯化鉀溶液，再過濾去除雜質，以獲得清澈的氯化鉀溶液。2.將氫氟酸與硝酸(H2SO4 20%, HF15% ) 500g和硼酸58g，放入反應釜中攪拌 10h，溫度控制在40°C下，生成氟硼酸溶液。3.溫度控制在40°C下，將硫酸鉀溶液加入氟硼酸溶液攪拌他。4.采用真空抽濾將氟硼酸鉀結晶與濾液分離。5.稍微少量淋洗，得到鹽酸溶液900g，濃度為16%6. 120°C真空干燥2h，得到氟硼酸鉀lllg，產品純度達到98. 2%。
權利要求
1.一種生產氟硼酸鉀的方法，所述方法包括在含有氫氟酸的混和酸中，加入硼酸，生產氟硼酸；在一定條件下，將含有氟硼酸的溶液與含鉀化合物液體反應，生成氟硼酸鉀固體和酸溶液或者鉀鹽溶液。
2.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混和酸為氫氟酸和鹽酸；氫氟酸和硝酸；氫氟酸與硫酸。混和酸的酸性PH低于2。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，硼酸可以是固體，也可以是濃度大于8%水溶液；所述的含鉀化合物液體濃度在10% -飽和濃度。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的混和酸與硼酸反應，溫度控制在40°C 以下；所述的將含有氟硼酸的溶液與含鉀化合物液體反應，溫度控制在40°C以下。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述的將含有氟硼酸的溶液與含鉀化合物液體反應，根據混合酸的組成，其中含鉀化合物液體可以是氫氧化鉀、碳酸鉀、氯化鉀、硫酸鉀、硝酸鉀。
全文摘要
含有氫氟酸的混合酸無法直接利用，用混合酸中的氫氟酸生產氟硼酸鉀，充分利用氟化氫，同時滿足環保要求。該方法是將含有氫氟酸的混和酸與硼酸反應，生成氟硼酸與鹽酸溶液；在一定條件下，氟硼酸與氯化鉀反應生成氟硼酸鉀與鹽酸溶液。氟硼酸鉀與30％的鹽酸溶液可作為商品直接出售。
文檔編號C01B35/12GK102275947SQ201110140989
公開日2011年12月14日 申請日期2011年5月30日 優先權日2011年5月30日
發明者于寶青, 孫新華, 張麗紅, 張欣露, 祝蘇軍, 靳建水 申請人:天津金牛電源材料有限責任公司