一种用萤石制备冰晶石的方法

摘要

本发明公开了一种用萤石制备冰晶石的方法，属于冰晶石制备方法的技术领域，包括氟提取过程和冰晶石的制备过程，具体包括以下步骤：1）将萤石矿物破碎、磨粉、过筛，得到萤石粉；2）按比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；3）向混合物中搅拌下加入盐酸调浆并升温反应，过滤后得到滤液；4）向滤液中缓慢加入氢氧化钠溶液，以降低滤液的酸度；5）将步骤4）中的溶液陈化，然后再次过滤，滤渣即为冰晶石。本发明的制备方法过程安全环保，工序简短。

权利要求

1.一种用萤石制备冰晶石的方法，其特征在于：具体包括以下步骤，

1）将萤石矿物破碎、磨粉、过筛，得到萤石粉；萤石粉的粒度为250～325目；

2）按比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为

5: 2～3:1；

3）向混合物中搅拌下加入盐酸调浆并升温反应，过滤后得到滤液；调浆所用的盐酸与萤石粉的质量比为2:1～5:1，盐酸的浓度为2～5 mol/L，反应温度为80℃～85℃，反应时间为2～8小时；

4）向滤液中缓慢加入氢氧化钠溶液，以降低滤液的酸度；控制氢氧化钠的滴加速度为

0.05～0.07mL/s，氢氧化钠的浓度为7～10mol/L，加入氢氧化钠溶液将滤液的pH值调至为

2.0～3.0，反应温度为80℃～89℃；

5）将步骤4）中的溶液陈化，然后再次过滤，滤渣即为冰晶石。

2.根据权利要求1所述的一种用萤石制备冰晶石的方法，其特征在于：步骤5）陈化时间为1～2小时。

说明书

一种用萤石制备冰晶石的方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种冰晶石的制备方法领域，特别涉及一种以萤石为原料制备冰晶石的方法。

背景技术

[0002] 萤石又称氟石，是我国重要的化工矿种，也是整个氟化工行业的基础，后续氟化工产品都是在其基础上深加工而来。萤石广泛应用于冶金、炼铝、陶瓷、水泥、玻璃、氟化工等行业，其产品多用于航天、航空、医药、制冷、防腐、农药、消防、电子、电力、机械和原子能等领域，影响着国家安全、国民经济和社会的发展。我国萤石资源丰富，形成了发展氟化工的天然优势。但是，我国氟化工生产并未进入成熟阶段，目前我国萤石资源开发利用的方法主要为：将萤石粉与氢氟酸混合反应，制取氟气、氟化盐、含氟中间体等。张大典在文献《低品位萤石矿制备冰晶石的新方法》中所公开的方法，其过程繁琐且生成大量的有毒气体。因此，寻找新的冰晶石生产方法是十分必要的。

发明内容

[0003] 本发明需要解决的技术问题是提供一种用萤石制备冰晶石的方法，反应过程安全环保，工序简短。

[0004] 为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：

[0005] 一种用萤石制备冰晶石的方法，具体包括以下步骤，

[0006] 1）将萤石矿物破碎、磨粉、过筛，得到萤石粉；

[0007] 2）按比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；

[0008] 3）向混合物中搅拌下加入盐酸调浆并升温反应，过滤后得到滤液；

[0009] 4）向滤液中缓慢加入氢氧化钠溶液，以降低滤液的酸度；

[0010] 5）将步骤4）中的溶液陈化，然后再次过滤，滤渣即为冰晶石。

[0011] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤1）中萤石粉的粒度为250～325目。

[0012] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤2）中萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为5: 2～3:1。

[0013] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3）中调浆所用的盐酸与萤石粉的质量比为2:1～5:1，盐酸的浓度为2～5 mol/L。

[0014] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤3）的反应温度为80℃～100℃，反应时间为2～8小时。

[0015] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4）中控制氢氧化钠的滴加速度为0.05～0.07ml/s，氢氧化钠的浓度为7～10mol/L，加入氢氧化钠溶液将滤液的pH值调至为2.0～
3.0。

[0016] 本发明技术方案的进一步改进在于：步骤4）的反应温度为80℃～100℃。本发明技术方案的进一步改进在于：步骤5）陈化时间为1～2小时。

[0017] 由于采用了上述技术方案，本发明取得的技术进步是：

[0018] 本发明在制备过程中，制备原料采用的是萤石矿石，因而原料的成本低；此外，在制备过程中，也不会产生氟化氢等腐蚀性和毒性气体，安全性和环保性好。

[0019] 本发明在原料的准备阶段，将萤石矿物破碎，磨粉并过筛，使得到的萤石粉粒度大小在250～325目范围内，增加了反应物的接触面积，使得反应能够充分地进行。

[0020] 本发明采用铝盐先与萤石粉混合再加酸的方式混合物料，大量的铝离子将与氟形成稳定的络合物，使氟难以变为氟化氢挥发。避免了萤石粉与大量浓酸单独接触从而发生反应，生成大量氢氟酸。因此，该工艺更加安全、环保，大幅降低了萤石氟提取工艺阶段对设备的要求。

[0021] 本发明将初生成的沉淀与母液一起放置一段时间进行陈化处理，这样的操作处理可以去除沉淀中包藏的杂质，提高沉淀的纯度；同时，能够让沉淀晶体生长增大晶体的粒径，使其粒径分布比较均匀。

具体实施方式

[0022] 下面对本发明做进一步详细说明：

[0023] 一种用萤石制备冰晶石的方法，包括氟提取过程和冰晶石的制备过程，具体包括以下步骤，

[0024] Ⅰ、氟提取过程

[0025] 1）将萤石矿物破碎、磨粉、过250～325目的筛子，得到萤石粉；

[0026] 2）先检测萤石粉中氟化钙的含量，然后按萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为5：2～3：1的比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；

[0027] 3）向混合物中搅拌下按照盐酸与萤石粉的质量比为2：1～5：1的比例加入盐酸调浆，盐酸的浓度为2～5 mol/L，升温至80℃～100℃反应2～8小时，过滤后得到滤液；

[0028] Ⅱ、冰晶石的制备过程

[0029] 1）向滤液中缓慢加入7～10mol/L的氢氧化钠溶液，控制氢氧化钠的滴加速度为0.05～0.07ml/s，反应温度为80℃～100℃，降低滤液的酸度，直至溶液的pH值调至为2.0～
3.0；

[0030] 2）将步骤4）中的溶液陈化时间为1～2小时，然后再次过滤，滤渣即为冰晶石。

[0031] 下面结合实施例对本发明做进一步详细说明：

[0032] 实施例1、

[0033] Ⅰ、氟提取过程

[0034] 将1Kg萤石矿物破碎粉磨，过325目筛后，得到萤石粉；先检测萤石粉中氟化钙的含量，然后按萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为5：2的比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；向混合物中搅拌下按照盐酸与萤石粉的质量比为2：1的比例加入盐酸调浆，盐酸的浓度为2mol/L，升温至80℃反应2小时，过滤后得到滤液，滤液即为氟铝络合物的酸性溶液，用于后续的冰晶石制备工序。

[0035] Ⅱ 、冰晶石的制备过程

[0036] 待上述反应完成后，向滤液中缓慢地加入7mol/L氢氧化钠溶液以调节滤液的pH值并且引入钠源，直至溶液的pH值调至2.0为止，氢氧化钠溶液的滴加速度为0.05 ml/s，反应温度为80℃，滴加完氢氧化钠溶液后陈化1小时后再次过滤以完成固液分离，滤渣即为冰晶石。

[0037] 实施例2、

[0038] Ⅰ、氟提取过程

[0039] 将1Kg萤石矿物破碎粉磨，过300目筛后，得到萤石粉；先检测萤石粉中氟化钙的含量，然后按萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为3：1的比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；向混合物中搅拌下按照盐酸与萤石粉的质量比为5：1的比例加入盐酸调浆，盐酸的浓度为5mol/L，升温至100℃反应8小时，过滤后得到滤液，滤液即为氟铝络合物的酸性溶液，用于后续的冰晶石制备工序。

[0040] Ⅱ 、冰晶石的制备过程

[0041] 待上述反应完成后，向滤液中缓慢地加入10mol/L氢氧化钠溶液以调节滤液的pH值并且引入钠源，直至溶液的pH值调至3.0为止，氢氧化钠溶液的滴加速度为0.07ml/s，反应温度为100℃，滴加完氢氧化钠溶液后陈化2小时后再次过滤以完成固液分离，滤渣即为冰晶石。

[0042] 实施例3、

[0043] Ⅰ、氟提取过程

[0044] 将1Kg萤石矿物破碎粉磨，过275目筛后，得到萤石粉；先检测萤石粉中氟化钙的含量，然后按萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为2.7：1的比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；向混合物中搅拌下按照盐酸与萤石粉的质量比为4：1的比例加入盐酸调浆，盐酸的浓度为3mol/L，升温至95℃反应6小时，过滤后得到滤液，滤液即为氟铝络合物的酸性溶液，用于后续的冰晶石制备工序。

[0045] Ⅱ 、冰晶石的制备过程

[0046] 待上述反应完成后，向滤液中缓慢地加入8mol/L氢氧化钠溶液以调节滤液的pH值并且引入钠源，直至溶液的pH值调至3.0为止，氢氧化钠溶液的滴加速度为0.06ml/s，反应温度为95℃，滴加完氢氧化钠溶液后陈化1小时后再次过滤以完成固液分离，滤渣即为冰晶石。

[0047] 实施例4、

[0048] Ⅰ、氟提取过程

[0049] 将1Kg萤石矿物破碎粉磨，过250目筛后，得到萤石粉；先检测萤石粉中氟化钙的含量，然后按萤石粉的氟化钙与氯化铝的摩尔比为14：5的比例将萤石粉与氯化铝混合，得到混合物；向混合物中搅拌下按照盐酸与萤石粉的质量比为4：1的比例加入盐酸调浆，盐酸的浓度为3mol/L，升温至85℃反应7小时，过滤后得到滤液，滤液即为氟铝络合物的酸性溶液，用于后续的冰晶石制备工序。

[0050] Ⅱ 、冰晶石的制备过程

[0051] 待上述反应完成后，向滤液中缓慢地加入8mol/L氢氧化钠溶液以调节滤液的pH值并且引入钠源，直至溶液的pH值调至2.0为止，氢氧化钠溶液的滴加速度为0.05ml/s，反应温度为89℃，滴加完氢氧化钠溶液后陈化1.5小时后再次过滤以完成固液分离，滤渣即为冰晶石。