工業(yè)硼酸作為重要的無機(jī)化工原料，廣泛應(yīng)用于玻璃、陶瓷、冶金、醫(yī)藥等領(lǐng)域。其生產(chǎn)流程主要分為原料預(yù)處理、酸解反應(yīng)、結(jié)晶分離和干燥包裝四個(gè)階段，不同原料對(duì)應(yīng)不同工藝路線，以下以硼砂硫酸中和法與碳氨法為例進(jìn)行說明。
　　1、硼砂硫酸中和法：經(jīng)典工藝的準(zhǔn)確控制
　　該工藝以硼砂為原料，通過硫酸中和反應(yīng)制取硼酸。首先將工業(yè)硼砂溶解于水，配制成相對(duì)密度30-32°Bé的溶液，經(jīng)板框壓濾機(jī)去除不溶性雜質(zhì)。將濾液泵入酸解罐，升溫至90℃后緩慢加入當(dāng)量硫酸，通過pH計(jì)實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)，控制反應(yīng)終點(diǎn)pH值為2-3。此時(shí)發(fā)生復(fù)分解反應(yīng)：
　　Na?B?O?+H?SO?+5H?O→4H?BO?+Na?SO?
　　反應(yīng)液經(jīng)真空結(jié)晶器冷卻至20-30℃，硼酸晶體析出后通過離心機(jī)分離，母液經(jīng)蒸發(fā)濃縮回收硫酸鈉副產(chǎn)品。濕硼酸進(jìn)入流化床干燥機(jī)，在120-150℃熱風(fēng)作用下干燥至含水率≤0.5%，并通過振動(dòng)篩分級(jí)包裝。該工藝生產(chǎn)的工業(yè)硼酸純度可達(dá)99.5%以上，但需消耗大量硫酸，且設(shè)備腐蝕問題需著重防控。
　　2、碳氨法：綠色循環(huán)的創(chuàng)新實(shí)踐
　　針對(duì)硼鎂礦等固體原料，碳氨法通過氨解-碳化聯(lián)用技術(shù)實(shí)現(xiàn)資源高效利用。將焙燒后的硼礦粉與碳酸氫銨溶液按1:2.5比例混合，在140℃、1.5-2.0MPa條件下反應(yīng)4小時(shí)，發(fā)生如下反應(yīng)：
　　2MgO·B?O?+2NH?HCO?+H?O→2(NH?)H?BO?+2MgCO?
　　反應(yīng)釜排出的氣體經(jīng)吸氨塔回收氨氣，料漿經(jīng)臥式螺旋離心機(jī)分離，廢渣（含MgCO?）可作為鎂肥原料。濾液進(jìn)入蒸氨塔，通過蒸汽加熱使氨硼摩爾比降至0.04以下，得到硼酸銨溶液。經(jīng)三效蒸發(fā)濃縮至波美度45°Bé后，進(jìn)入結(jié)晶釜冷卻結(jié)晶，產(chǎn)品經(jīng)氣流干燥塔處理，獲得粒度均勻的硼酸晶體。該工藝氨循環(huán)利用率達(dá)95%以上，單位產(chǎn)品能耗較硫酸法降低30%。
　　3、工藝優(yōu)化方向
　　現(xiàn)代工業(yè)硼酸生產(chǎn)正朝著智能化、綠色化方向發(fā)展。通過DCS控制系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)溫度、壓力、pH值的準(zhǔn)確調(diào)控，結(jié)合在線粒度分析儀優(yōu)化結(jié)晶參數(shù)，可使產(chǎn)品一次合格率提升至98%。同時(shí)，開發(fā)硝酸法聯(lián)產(chǎn)硝酸鈉、碳化法回收二氧化碳等新技術(shù)，進(jìn)一步拓展了硼酸生產(chǎn)的資源利用邊界。