CN101913641A

CN101913641A - 一种低品位萤石的提纯工艺

Info

Publication number: CN101913641A
Application number: CN 201010267205
Authority: CN
Inventors: 刘东晓; 廖志辉; 梁雅娟; 段立山
Original assignee: HUNAN NONFERROUS FLUORINE CHEMICAL TECHNOLOGY DEVELOPMENT Co Ltd
Current assignee: Hunan Non Ferrous Metal Investment Co., Ltd
Priority date: 2010-08-31
Filing date: 2010-08-31
Publication date: 2010-12-15
Anticipated expiration: 2030-08-31
Also published as: CN101913641B

Abstract

一种低品位萤石的提纯工艺，其包括以下步骤：(1)在反应器中加入计量的水和萤石，水和萤石质量比0.5～6.0:1，制成料浆；(2)在搅拌下向料浆中加入计量的硫酸，加入的硫酸与原料萤石中的二氧化硅的摩尔比为，H₂SO₄:SiO₂=3～9:1，升温至70℃～100℃，搅拌反应40～180min；(3)反应完毕，将物料真空过滤或离心分离，得固体物料，干燥，即成。使用本发明对低品位萤石进行提纯处理，工艺简单，能耗低，回收率可达96%以上，不仅能大幅降低萤石中的二氧化硅含量，还能有效降低碳酸钙、磷等其它杂质含量，处理成本低。

Description

一种低品位萤石的提纯工艺

技术领域

本发明涉及一种低品位萤石的提纯工艺，更具体地说，是涉及一种用化学处理法提纯低品位萤石的方法。

背景技术

氟化物由于具有非常优异的性能而得到了广泛的应用。萤石是最基本的氟资源。虽然，中国是世界最大的萤石生产国，但是，由于国内氟化物特别是氟化盐生产装置规模巨大，对优质萤石的需求量非常大，经过长时间的大规模开采，优质萤石资源已大量消耗，供应日趋紧张。另一方面，国内尚有大量低品位萤石资源，因杂质含量过高，难以满足现有氟化工生产装置的使用要求，而得不到有效利用。因此，如能通过适当的提纯处理措施，降低低品位萤石中的杂质含量，使提纯后的低品位萤石能满足氟化工生产的使用要求，则不仅可以缓解国内氟化工行业原料紧张的矛盾，同时又可以使低品位萤石资源得到有效利用，具有显著的经济效益和社会效益。

低品位萤石主要来源于有色金属选矿过程中的尾矿回收和难分选的萤石矿。表1列出了酸级萤石精矿的质量标准和低品位萤石的化学成分。

表1 酸级萤石精矿的质量标准和低品位萤石的化学成分（%）

从表1 可以看出，低品位萤石中杂质含量大大高于规定的质量标准，将这种萤石直接用于氟化工（如氟化盐）生产，会造成产品中杂质含量严重超标，使生产难以正常进行。

为了使这部分低品位萤石能够得到有效利用，国内外科技人员进行了大量的试验研究。其中绝大部分的研究工作是采用物理方法，即通过改进选矿条件，加大萤石与杂质的分离力度，从而达到降低萤石中杂质含量的目的。许多试验研究取得了显著效果，制得的萤石产品基本能达到表1中FC—97A级萤石的质量要求。但这些工艺都存在一个共同的问题，必须增加选矿过程的分离步骤，从而造成选矿过程中萤石总收率大大降低，这样，不仅增加了生产成本，而且也造成了资源的严重浪费。

另有报导，也有人采用化学法处理低品位萤石取得了较好的效果，该方法的原理是利用强碱氢氧化钠与萤石在加压条件下进行反应，达到降低萤石中二氧化硅含量的目的。但该方法由于需要使用压力容器进行反应，因而对设备要求高，操作复杂，能耗高，造成处理成本过高；而且该方法只能除去萤石中二氧化硅，而不能除去其它杂质。

发明内容

针对上述现有技术存在的缺陷，本发明的目的是提供一种工艺简单，能耗低，效率高，成本低的化学法提纯低品位萤石的方法。

本发明采用的方法是将低品位萤石与酸在适当条件下进行反应，使萤石中的大部分二氧化硅、碳酸钙、磷等杂质以可溶形式进入液相，经液固分离后达到萤石与杂质分离的目的。

本发明的技术方案，其包括以下步骤：（1）在反应器中加入计量的水和萤石，水和萤石质量比为0.5～6.0:1（优选2.0～4.0:1），制成料浆；（2）在搅拌下向料浆中加入计量的硫酸（硫酸浓度不限，但以浓硫酸为宜），加入的硫酸与原料萤石中的二氧化硅的摩尔比为，H₂SO₄:SiO₂=3～9:1（优选5～7:1），升温至70℃～100℃（优选85℃～95℃），搅拌反应40～180min（优选60～120min）；（3）反应完毕，将物料真空过滤或离心分离，得固体物料，干燥，即成。

使用本发明对低品位萤石进行提纯处理，工艺简单，能耗低，回收率可达96%以上，不仅能大幅降低萤石中的二氧化硅含量，还能有效降低碳酸钙、磷等其它杂质含量，处理成本低。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明作进一步说明。但不得将这些实施例解释为对本发明保护范围的限制。凡属于与本发明等效的技术方案，均属于本发明的保护范围。

实施例1

（1）在2L带搅拌的反应器中加入400mL水，再在搅拌下加入200g低品位萤石制成料浆；（2）缓慢加入35mL浓硫酸，加热至85℃，搅拌下反应2h；(3)将反应完毕的物料经真空过滤，得固体物料，干燥，即成。得提纯萤石产品192.5克，回收率96.25%。分析产品中杂质含量，结果见表2。

实施例2

（1）在2L带搅拌的反应器中加入600mL水，在搅拌下加入200g低品位萤石制成料浆；（2）缓慢加入45mL浓硫酸，加热至90℃，搅拌下反应1.5h；(3)再将反应完毕的物料经真空过滤，得固体物料，干燥，即成。得提纯萤石产品192.8g；回收率96.4%。分析产品中杂质含量，结果见表3。

Figure 2010102672058100002DEST_PATH_IMAGE004

实施例3

(1)在2L带搅拌的反应器中加入800mL水，在搅拌下加入200g低品位萤石制成料浆；(2)缓慢加入30mL浓硫酸，经加热至95℃，搅拌下反应1h；(3)将反应完毕的物料经真空过滤，得固体物料，干燥，即成。（提纯萤石产品192.2g；回收率96.1%。分析样品中杂质含量，结果见表4。

Figure 2010102672058100002DEST_PATH_IMAGE006

实施例4

(1)在40L带搅拌的反应器中加入32L水，再在搅拌下加入15kg低品位萤石制成料浆；(2)在搅拌下缓慢加入1.8L浓硫酸，加热至90℃，保持在此温度下搅拌反应1.5h；(3)将反应完毕的物料在离心机中进行离心分离，得固体物料，在烘箱中干燥,即成。得提纯萤石产品14.5kg,回收率96.7%。分析样品中杂质含量，结果见表5。

实施例5

(1)在3500L带搅拌的反应器中加入2500L，在搅拌下加入1000kg低品位萤石制成料浆；(2)在搅拌下缓慢加入125L浓硫酸，用蒸汽直接加热至95℃，保持在此温度下搅拌反应1.5h；(3)将反应完毕的物料通过Φ500离心机分离,得到湿料，将湿料在Φ400×5000外热式回转窑中干燥,即成。得提纯萤石产品972kg,回收率97.2%。取样分析所得萤石中杂质含量，结果见表6。

Figure 2010102672058100002DEST_PATH_IMAGE010

Claims

1.一种低品位萤石的提纯工艺，其特征在于：包括以下步骤：（1）在反应器中加入计量的水和萤石，水和萤石质量比0.5～6.0:1，制成料浆；（2）在搅拌下向料浆中加入计量的硫酸，加入的硫酸与原料萤石中的二氧化硅的摩尔比为H₂SO₄:SiO₂=3～9:1，升温至70℃～100℃，搅拌反应40～180min；（3）反应完毕，将物料真空过滤或离心分离，得固体物料，干燥，即成。

2.根据权利要求1所述的低品位萤石的提纯工艺，其特征在于，水和萤石质量比2.0～4.0:1。

3.根据权利要求1或2所述的低品位萤石的提纯工艺，其特征在于，加入的硫酸与原料萤石中的二氧化硅的摩尔比为H₂SO₄:SiO₂=5～7:1。

4.根据权利要求1或2所述的低品位萤石的提纯工艺，其特征在于,硫酸与萤石的反应温度为85℃～95℃。

5.根据权利要求3所述的低品位萤石的提纯工艺，其特征在于，硫酸与萤石的反应温度为85℃～95℃。