本發(fā)明所涉及到的一種提純冰晶石的方法，更為具體的說，是針對包頭混合稀土精礦絡合浸出廢液合成的冰晶石所開發(fā)的一種提純方法。
背景技術：
冰晶石又名六氟合鋁酸鈉或氟化鋁鈉，分子式為Na3AlF6，白色細小的結晶體。冰晶石主要用作鋁電解的助熔劑，耐磨填充劑，乳白劑，遮光劑和金屬熔劑，農作物的殺蟲劑等。自然界中冰晶石含量稀少，所以現(xiàn)在工業(yè)上使用的冰晶石都是人工制造的。國內外生產冰晶石的工藝包括：螢石法、磷肥副產法、氟鋁酸銨法、含氟廢氣法和再生冰晶石回收法。最常用的是螢石法，但由于螢石的不可再生，所以通過其他產業(yè)的副產物生產冰晶石逐漸成為今后的發(fā)展趨勢。
稀土的提取技術在經過多年的發(fā)展之后，已經出現(xiàn)了很多種方法，通過絡合浸出的方法浸出包頭混合稀土精礦這一種新工藝，會得到含有大量F-、Al3+元素的廢水，通過一種工藝可得到組成為冰晶石的副產品，這種副產品的化學成分見表1。
從表1中可以看出，所生產出的冰晶石副產品中的硅和鐵含量都遠高于GB/T 4291-2007 CH-0牌號要求的質量標準。在該冰晶石中，硅主要以氟硅酸鹽和氧化硅形式存在，鐵主要以Fe2O3和Fe3O4形式存在。因此，這種采用絡合浸出液直接合成的冰晶石產品不能直接用于工業(yè)生產，如果通過有效的措施除去該冰晶石中的雜質，不僅能夠使廢水中的氟鋁資源得到綜合利用，而且可以防止廢液的直接排放對生態(tài)和環(huán)境帶來的嚴重影響。目前針對絡合浸出液合成的粗冰晶石提純工藝尚未見相關報道，該專利就是針對這種新合成的粗冰晶石進行提純。
技術實現(xiàn)要素：
本發(fā)明主要解決的問題是，針對包頭稀土精礦絡合浸出廢液合成的冰晶石提供一種提純的方法，采用本發(fā)明中的提純方法處理冰晶石后，可使冰晶石產品的質量要求達到普通冰晶石國家標準，成為一種可在工業(yè)上使用的冰晶石產品。不僅可以有效的利用資源提高經濟效益，也會減少對生態(tài)環(huán)境的破壞和污染。
技術解決方案：
本發(fā)明的技術方案是，首先將粗冰晶石原料與可溶性碳酸鹽反應，使原料中的氟硅酸鹽反應后轉變?yōu)槎趸?，固液分離后，將所得到的固體與HF-HCl的混合酸反應，脫除固體中的二氧化硅，并且含鐵化合物也同時被分解，固液分離后即可達到冰晶石與雜質分離的目的。具體步驟如下：
（1）將絡合浸出廢液合成的粗冰晶石與水按比例混合制漿并加熱，粗冰晶石與水混合的固液比為1：10 ~ 40（g/mL），混合料漿加熱到40 ~ 100℃；在這個液固比和溫度可以確保下一步加入的碳酸鹽能夠充分溶解。
（2）加入可溶性碳酸鹽調節(jié)漿料pH值，在恒定攪拌速度下反應一定時間后過濾洗滌，可溶性碳酸鹽可以是碳酸鈉、碳酸氫鈉、碳酸銨、碳酸氫銨、碳酸鉀、碳酸氫鉀中的任一種，調節(jié)料漿的pH值在7 ~ 11，攪拌速度控制在300 ~ 800rpm，反應時間為30~ 120min，濾餅用可溶性碳酸鹽溶液洗滌三次以上；碳酸鹽在溶液pH值7 ~ 11時，能夠與氟硅酸鹽發(fā)生反應，生成氧化硅，合理的攪拌速度和時間可以保證碳酸鹽與氟硅酸反應能夠充分進行。
（3）濾餅與水混合二次制漿后加入HF與HCl的混合酸，加熱到一定溫度并勻速攪拌，反應一定時間后過濾洗滌，得到純凈冰晶石。固體與水的固液比為1：20 ~ 60（g/mL），HF與HCl的濃度比為1:0.1 ~ 1，固體與混合酸的質量比為1:0.01 ~ 0.5，料漿加熱至40 ~ 80℃，攪拌速度控制在300 ~ 500rpm，反應時間為30 ~ 100min；冰晶石經過與碳酸鹽反應后，固體中的雜質主要是氧化硅，包括新生成的氧化硅和粗冰晶石中原有的氧化硅，HF與HCl的混合酸在以上條件下既能與氧化硅反應，又能保持冰晶石不分解，氧化硅分解較完全。
以上反應條件是實踐探索出測結果，只有按照以上步驟和條件進行操作，才能使提純后的冰晶石中硅的脫除率為92% ~99%，鐵的脫除率為95% ~98%，燒堿的去除率為96% ~99%，冰晶石回收率為97% ~99.5%。使用本發(fā)明對包頭混合稀土精礦絡合浸出廢液所合成的冰晶石進行提純，工藝簡單，除雜效率高，是一種經濟有效的凈化方法，對含氟鋁廢水的資源轉化及冰晶石應用都具有重要的意義。
具體實施方式
下面將結合實例對本發(fā)明進行進一步說明。但不得將這些實例解釋為對本發(fā)明保護范圍的限制。凡屬于本發(fā)明等效的技術方案，均屬于本發(fā)明的保護范圍。
實施例1
稱取使用絡合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，與水按固液比1:10混合制漿后加入反應器內，加熱到100℃，用碳酸鈉溶液緩慢調節(jié)溶液的pH值到8，控制攪拌器的速度為500rpm，反應30分鐘后過濾，用碳酸鈉溶液洗滌濾餅三次，濾餅與水按液固比1:50混合調漿，向料漿中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的濃度比為1:0.1，固體與混合酸的質量比為1:0.25，升溫至60℃，在300rpm攪拌速度下攪拌45min后，過濾并用清水洗滌烘干，得到純凈冰晶石19.56g，回收率97.8%，分析產品中雜質含量，結果見表2。
實施例2
稱取使用絡合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，與水按固液比1:20混合制漿后加入反應器內，加熱到80℃，用碳酸氫鈉溶液緩慢調節(jié)溶液的pH值到9，控制攪拌器的速度為600rpm，反應60分鐘后過濾，用碳酸氫鈉溶液洗滌濾餅三次，濾餅與水按液固比1:60混合調漿，向料漿中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的濃度比為1:0.2，固體與混合酸的質量比為1:0.4，升溫至80℃，在500rpm攪拌速度下攪拌60min后，過濾并用清水洗滌烘干，得到純凈冰晶石19.71g，回收率98.55%，分析產品中雜質含量，結果見表3。
實施例3
稱取使用絡合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，與水按固液比1:30混合制漿后加入反應器內，加熱到70℃，用碳酸氨溶液緩慢調節(jié)溶液的pH值到10，控制攪拌器的速度為800rpm，反應120分鐘后過濾，用碳酸氨溶液洗滌濾餅三次，濾餅與水按液固比1:40混合調漿，向料漿中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的濃度比為1:1，固體與混合酸的質量比為1:0.5，升溫至70℃，在400rpm攪拌速度下攪拌100min后，過濾并用清水洗滌烘干，得到純凈冰晶石19.85g，回收率99.25%，分析產品中雜質含量，結果見表4。
實施例4
稱取使用絡合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，與水按固液比1:40混合制漿后加入反應器內，加熱到40℃，用碳酸鉀溶液緩慢調節(jié)溶液的pH值到11，控制攪拌器的速度為400rpm，反應100分鐘后過濾，用碳酸鉀溶液洗滌濾餅三次，濾餅與水按液固比1:30混合調漿，向料漿中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的濃度比為1:0.5，固體與混合酸的質量比為1:0.4，升溫至40℃，在300rpm攪拌速度下攪拌70min后，過濾并用清水洗滌烘干，得到純凈冰晶石19.74g，回收率98.7%，分析產品中雜質含量，結果見表5。
實施例5
稱取使用絡合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，與水按固液比1:40混合制漿后加入反應器內，加熱到50℃，用碳酸氫鉀溶液緩慢調節(jié)溶液的pH值到9，控制攪拌器的速度為600rpm，反應50分鐘后過濾，用碳酸氫鉀溶液洗滌濾餅三次，濾餅與水按液固比1:40混合調漿，向料漿中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的濃度比為1:0.7，固體與混合酸的質量比為1:0.4，升溫至60℃，在400rpm攪拌速度下攪拌80min后，過濾并用清水洗滌烘干，得到純凈冰晶石19.88g，回收率99.4%，分析產品中雜質含量，結果見表5。