阅读说明：本技术 氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法以及氟硼酸钾和应用 (The method and potassium fluoborate of the fluorine-containing aqueous slkali separation fluorine of bastnaesite and application ) 是由 赵仕林 张洪成 韩礼阳 于 2019-09-20 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种氟碳铈矿含氟碱溶液制备氟硼酸钾的方法,包括以下步骤：将氟碳铈矿与氢氧化钠混合并进行焙烧得到混合物；将所述混合物碾碎、加入蒸馏水搅拌均匀后过滤,取滤液；向所述滤液中加入硼砂,并通过酸进行PH值调节,加热反应得到反应液；向所述反应液中滴加钾盐,继续加热反应得到氟硼酸钾沉淀。本发明通过向碱转后的溶液中加入硼酸,将其氟转化为通过氟硼酸钠,然后再加入钾盐,将其转为氟硼酸钾,通过上述每步的协同反应,最终制得氟硼酸钾沉淀,这主要是利用了氟硼酸钠与氟硼酸钾在水中的溶解度差异,从而高效的分离出氟,本制备工艺简单,操作容易,且转化率高,有效解决了现有分离氟存在的高成本、高能耗、高污染的问题。(The invention discloses the methods that a kind of fluorine-containing aqueous slkali of bastnaesite prepares potassium fluoborate, comprising the following steps: mixes bastnaesite with sodium hydroxide and is roasted to obtain mixture；The mixture is pulverized, distilled water is added filters after mixing evenly, takes filtrate；Borax is added into the filtrate, and pH value adjustment is carried out by acid, heating reaction obtains reaction solution；Sylvite is added dropwise into the reaction solution, continues heating reaction and obtains potassium fluoborate precipitating.The present invention is by being added boric acid in the solution after turning to alkali, it converts its fluorine to by sodium fluoborate, then adds sylvite, switched to potassium fluoborate, pass through the concerted reaction of above-mentioned every step, finally obtained potassium fluoborate precipitating, mainly sodium fluoborate and the dissolubility difference of potassium fluoborate in water is utilized in this, to efficiently isolate fluorine, this preparation process is simple, operation is easy, and high conversion rate, solves the problems, such as high cost, high energy consumption, high pollution existing for existing separation fluorine.)

氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法以及氟硼酸钾和应用

技术领域

本发明涉及稀土的技术领域，具体的说，是指一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法以及氟硼酸钾和氟硼酸钾的应用。

背景技术

氟碳铈矿为铈氟碳酸盐矿物，常和一些含稀土元素的矿物生在一起，如褐帘石、硅铈石、氟铈矿等。而氟碳铈矿往往就是氟铈矿发生蚀变后形成的。氟碳铈矿的颜色为黄到淡红棕，具有玻璃光泽到油脂光泽，为片状、块状。

当今氟碳铈矿湿法冶炼的主要工艺为：氧化焙烧-稀硫酸浸出工艺，而氟往往是稀土的伴生元素之一，尤其是氟碳铈矿中，氟含量高达6％～7％，经矿物精选后50％品位的商品稀土精矿中氟含量高达9％～11％。

现有稀土的提取工艺中存在的问题是：①伴生F制约稀土高效提取，氟碳铈矿稀土提取过程中组分复杂，氟离子与四价铈离子和三价稀土离子等可配位形成稳定的氟络合物(REF3)；②化学辅料消耗大、伴生F污染严重，F污染贯穿稀土提取工艺始末，每吨矿渣碱转处理过程，将产生50-100吨含F废水。因此氟是制约氟碳铈矿分离提纯的重要因素之一。

综上所述氟碳铈矿中“氟”元素的存在，是稀土湿法冶炼工业产生的高消耗、高污染和高成本的最主要的根源。

发明内容

本发明提供一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，用于解决现有技术中存在：氟碳铈矿中的氟存在影响氟碳铈矿的分离提纯，现有的分离氟的技术成本高、消耗大且污染大的技术问题。

本发明的第一个目的在于提供一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将氟碳铈矿与氢氧化钠混合并进行焙烧得到混合物；

S2：将所述混合物碾碎、加入蒸馏水搅拌均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，并通过酸进行PH值调节，加热反应得到反应液；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，继续加热反应得到氟硼酸钾沉淀。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:2～7。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中：向所述滤液中加入硼砂，通过酸进行PH值的调节，所述PH值为-0.7～6。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中：向所述滤液中加入硼砂，通过酸进行PH值的调节，加热反应，所述反应温度为30～50℃。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中：向所述滤液中加入硼砂，通过酸进行PH值的调节，加热反应，反应时间为4～12h。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S4中的钾盐可以选自氯化钾、硫酸钾、硝酸钾或盐酸钾。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S1中：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时。

为了更好的实现本发明，进一步的，所述步骤S3中的酸选自稀硫酸、稀盐酸或稀硝酸。

本发明的第二个目的在于提供一种氟硼酸钾，由上述方法制得。

本发明的第三个目的在于提供一种氟硼酸钾在有机催化剂、氟化剂和高能火箭燃料上的应用。

工作机理：

本发明是通过采用氟碳铈矿为原料，并对其进行氟分离，先将氟碳铈矿进行碱转，反应方程式如下所示：

CeFCO₃+3NaOH＝NaF+Na₂CO₃+Ce(OH)₃；

在反应过程中，氟碳铈矿与氢氧化钠之间的重量比为1∶1，随后加入马弗炉，并将其温度以5℃/min的速度，升到500℃，使其充分反应分解，得到混合物，在反应过程中氢氧化钠可以被氢氧化钾替代，为了使其成本可控，因此优选为氢氧化钠，将其得到混合物碾碎并加入蒸馏水，搅拌过滤，得到滤液，并向滤液中加入硼砂，加入硼砂后的反应方程式如下所示：

B(OH)₃+4NaF+3H⁺＝BF₄ ^-+4Na⁺+3H₂O；

硼砂溶于水后为硼酸，反应后可以生成氟硼酸钠，在反应过程中，氟的转化是关键，为了使其氟能够更高效率的转化为氟硼酸钠，因为进一步限定反应的条件，其中，反应液中硼与氟的分子比为1∶2～7；pH值为-0.7～6；反应温度为30～50℃，搅拌反应时间为4～12h；在这条件下能够将大部分氟碳铈矿中氟进行分离，通过研究人员的长期研究发现得出，当反应条件为硼与氟的分子比为1：4；pH值为2；反应温度为40℃，搅拌反应时间为6小时，氟的转化率最高，高达91.09％。

由于氟硼酸钠是易溶于水，分了更好的分离出氟，因此需要再向反应液中加入钾盐，使其转为氟硼酸钾，化学反应方程式如下所示：

BF₄ ^-+K⁺＝KBF₄；

氟硼酸钠易溶于水，氟硼酸钾微溶于水，通过氟硼酸钠与氟硼酸钾在水中的溶解度差异，从而高效的分离出氟。

本工艺将其分离出的氟硼酸钾，可以用于制作高能火箭燃料三氟化硼的原料，也可以用作助溶剂、聚丙烯合成的催化剂以及用于电化学工程和化学研究等方向。

本发明实施例的有益效果是：本发明通过向碱转后的溶液中加入硼酸，将其氟转化为氟硼酸钠，然后再加入钾盐，将其转为氟硼酸钾，通过上述每步的协同反应，最终制得氟硼酸钾沉淀，这主要是利用了氟硼酸钠与氟硼酸钾在水中的溶解度差异，从而高效的分离出氟，本制备工艺简单，操作容易，且转化率高，有效解决了现有分离氟存在的高成本、高能耗、高污染的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他相关的附图。

图1为本发明中不同的反应时间对氟硼酸钾转化率影响的示意图；

图2为本发明中不同的反应温度对氟硼酸钾转化率影响的示意图；

图3为本发明中不同的pH值对氟硼酸钾转化率影响的示意图；

图4为本发明中不同的硼与氟分子比对氟硼酸钾转化率影响的示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为4h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例2：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例3：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为8h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例4：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为12h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例1：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为2h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例2：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：将5g氟碳铈矿与5g氢氧化钠按混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值到2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为24h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实验结果：

实验例1～4和对比例1和2的制备工艺中，测试反应时间对最终得到的氟硼酸钾的影响，如图1所示，从图中可以看出，当反应随着时间的不断增加，通过氟离子选择电极法测得溶液中F^-的浓度逐渐减小，反应时间从6h过后，随着反应时间的递增，通过氟离子选择电极法测得溶液中HF的浓度趋于平衡。因此，反应时间6h时该反应已经达到平衡。考虑该反应体系的时间成本和反应中氟的转化率，取6h为该体系的最佳氟转化率的转化时间。

实施例5：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值为2；加热反应得到反应液，反应温度为30℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例6：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例7：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值为2；加热反应得到反应液，反应温度为50℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例3：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值为2；加热反应得到反应液，反应温度为20℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例4：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值为2；加热反应得到反应液，反应温度为60℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实验例5～7和对比例3和4是根据反应温度的不同，对氟硼酸钾转化率的影响，如图2所示，随着反应的进行，温度的逐渐增加，氟转化率也随之增加，当温度为40℃时，反应中的氟转化率最高，可达到77.49％，当温度持续上升时，氟的转化率不但没有上升反而有一定的下降，为了使其节约成本，转化率最高，因此反应温度最佳是40℃。

实施例8：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为-0.7；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例9：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为-0.6021；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例11：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为-0.477；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例12：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为-0.3；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例13：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为0；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例14：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为0.3；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例15：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例16：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为4；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例17：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为6；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例5：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为8；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例6：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为10；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

根据上述实验例8～17和对比例5和6，在不同的PH值的情况下对氟硼酸钾转化率的影响，如图3所示，随着pH值的逐渐升高，对转化率有着较大的影响，主要是因为加入酸调节后，生成HF是一种弱酸，在过低的pH下，F^-易与H⁺生成HF。而当pH大于2后，随着pH的升高氟转化为KBF4的转化率逐渐降低，这主要是因为BF₄ ^-易与OH^-反应生成BF₃OH^-和B(OH)₃。综上可知，过高过低的pH都会影响F^-生成KBF₄。在pH＝2时，转化率最高为88.2％。

实施例18：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:2；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例19：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:3；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例20：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例21：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:5；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例22：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:6；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例23：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:7；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例7：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:1；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

对比例8：

一种氟碳铈矿含氟碱溶液分离氟的方法，包括以下步骤：

S1：氟碳铈矿与氢氧化钠按质量比为1：1混合，加入马弗炉中，以5℃/min升温至500℃，保温2小时；

S2：将所述混合物碾碎过100目筛、加入25ml蒸馏水，在室温下以100r/min搅拌1h，均匀后过滤，取滤液；

S3：向所述滤液中加入硼砂，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:8；并通过酸进行PH值调节，PH值的为2；加热反应得到反应液，反应温度为40℃，反应时间为6h；

S4：向所述反应液中滴加钾盐，加入后溶液中硼与氟的分子比为1:4继续加热反应、搅拌得到氟硼酸钾沉淀。

实施例18～23和对比例7、8在不同硼与氟的分子比的情况下，对氟硼酸钾转化率的影响，如图4所示，随着反应中硼砂用量的增加，反应中氟转化率呈上升趋势；当硼与氟的分子比为1:4时，随着反应中硼砂用量的继续增加，反应中氟转化率逐渐降低。这是因为硼砂水溶液的强碱性影响该反应体系的酸度不利于氟硼酸钾的产生。因此，反应中硼砂的最佳用量为n(B):n(F)＝1:4，此时氟转化率最大为91.09％。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，本领域的普通技术人员可以理解为：在不脱离本发明的原理和宗旨下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由权利要求及其等同物限定。