本章所指硼酸包含原硼酸、偏硼酸、焦硼酸等专用硼酸及磷酸硼等。

一、硼酸的理化性质

H ₂ BO ₃ ，相对分子质量61.83。白色粉末状结晶或三斜轴面的鳞片状带光泽结晶。有滑腻手感。无臭味，溶于水、乙醇、甘油、醚类及香精油中，在水中的溶解度随温度升高而增大，在无机酸中的溶解度要比在水中的溶解度小。微溶于丙酮。水溶液呈弱酸性。加热至70～100℃时逐渐生成偏硼酸，150～160℃时成焦硼酸，300℃时成硼酸酐（B ₂ O ₃ ）。易与醇类形成酯，例如和甲醇反应就生成有挥发性的B（OCH ₃ ） ₃ 。水溶液呈弱酸性，但和多元醇之间，尤其是可与顺式结构位置上带两个羟基的醇形成酯型配位离子。水溶液有弱的杀菌能力，如少量内服时呈现出和缓的生理作用，大量服用可引起休克影响到神经中枢（致死量∶成年人约20g，幼儿约5g）。

二、硼酸的生产方法

硼酸的生产方法随原料的品种而异，其加工方法除酸解（硫酸、盐酸、硝酸）矿石外，还有硫酸硼砂法、碳氨法、多硼酸钠法、电解电渗析法、溶剂萃取法、蒸汽分馏法、离子交换法、浮选法等。

世界上能供制取硼酸的硼矿资源主要有斜方硼砂矿、硬硼钙石矿和硼镁矿。

（1）硫酸法加工斜方硼砂矿（见图5-1）　斜方硼砂矿主要成分是Na ₂ O·2B ₂ O ₃ ·4H ₂ O。将矿石破碎到一定粒度，用热母液和硫酸进行酸解，发生下列反应，生成副产硫酸钠。

1—溶解罐；2—过滤机；3—中和罐；4—结晶器；5—离心机；6—干燥机；7—蒸发器；8—过滤槽

（2）硫酸法加工硬硼钙石矿　硬硼钙石矿主要成分为2CaO·3B ₂ O ₃ ·5H ₂ O。将矿石碾磨成微细末，与稀释的母液和硫酸在约90℃下反应，反应式如下：

（3）硫酸法加工硼镁矿（见图5-2）　硼镁矿主要成分是2MgO·B ₂ O ₃ ·H ₂ O。

用硫酸分解硼镁矿粉生成硼酸，副产硫酸镁。反应式如下∶

硫酸法加工硼矿石的优点是矿石不经焙烧，粉碎后可直接使用，工艺技术成熟，流程简单。缺点是需用大量的硫酸为原料，设备腐蚀严重。三种矿石对比，硼镁矿加工难度最大，对其品位要求较高。这个所谓生产硼酸的一步法母液可采用适宜的镁硼（硫酸镁和硼酸）分离方法，提取硼镁肥和硼酸。

（4）盐酸法加工硼镁矿　将矿粉用母液和水调配至适当浓度后，用盐酸酸解，生成含有硼酸和氯化镁的溶液。由于硼酸在氯化镁溶液中溶解度较小，故将溶液冷却，使温度降低至0～5℃，析出硼酸结晶，经离心分离、干燥即为成品。所得氯化镁母液可供综合利用。

此法的优点是矿石可以不经焙烧，粉碎后直接分解，分解率较高；工艺流程简单；原料盐酸来源丰富。缺点是矿石品位要求高，设备腐蚀严重，母液尚无合理利用途径，排污困难。所以工业生产中很少采用。

（5）碳氨法加工硼镁矿　用碳酸氢铵分解经过焙烧的硼镁矿生成硼酸铵。硼酸铵受热逸出氨，最终生成硼酸。氨水碳化生成碳酸氢铵循环使用。见图5-3。

1—粉碎机；2—配产罐；3—石灰窑；4—碳化塔；5—浸取釜；6—料浆罐；7—过滤机；8—蒸氨塔；9—蒸发器10—结晶器；11，14—泵；12—离心机；13—干燥器

碳氨法的优点是不消耗酸，氨在反应中作为二氧化碳的载体，理论上不消耗，可循环使用。对设备的腐蚀也比酸法小。缺点是流程较复杂，能耗大。

（6）多硼酸钠法（见图5-4）　将硼镁矿焙烧粉碎成一定细度，按照低于理论量的配碱比与纯碱溶液配成适当液固比的料浆，在一定温度、压力下进行碳酸化，得到多硼酸钠溶液加入硫酸中和，经冷却结晶、分离、干燥而得硼酸。母液蒸浓，趁热提取分离副产品硫酸钠。反应式为：

通常 x =3.5～4.5，则：

多硼酸钠法的优点是对硼镁矿粉进行碳解，从而耗酸量比酸法节约50%以上；在碳解过程中加入一定量碱，可控制Mg ²⁺ 、Ca ²⁺ 等离子转入液相，为分离过程创造了良好的条件。但此法能耗偏高，目前较少采用。

（7）磷酸法　工业硼砂与磷酸反应生成硼酸，副产六偏磷酸钠。

（8）硝酸法　工业硼砂与硝酸反应生成硼酸，副产硝酸钠。