本發(fā)明屬于礦物加工技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種菱鎂礦制備高純氟化鎂的方法。

背景技術(shù)：

我國菱鎂礦資源儲量居世界首位，占世界總儲量三分之一，主要分布在遼寧、河北、山東等多個省市。菱鎂礦用途廣泛，可作耐火材料、煉鐵添加劑、氯氧鎂水泥、煙氣脫硫、酸性廢水處理等多個領(lǐng)域，但在這些行業(yè)使用粗放，產(chǎn)品價格低廉。氟化鎂是一種重要的化工原料和光學(xué)材料，高純氟化鎂具有優(yōu)異的光學(xué)性能，熱穩(wěn)定性和化學(xué)穩(wěn)定性等特性，而廣泛應(yīng)用于光學(xué)膜材料，催化劑載體，紅外光學(xué)等諸多高端科技領(lǐng)域。

目前，以菱鎂礦制備氟化鎂工藝即破碎、篩分菱鎂礦后直接與氫氟酸反應(yīng)，菱鎂礦中含有鈣、硅、鐵、錳、鋁等雜質(zhì)而帶入氟化鎂中，產(chǎn)品只能用作電解鋁、鎂的添加劑。生產(chǎn)簡單粗放，產(chǎn)品附加值低。

高純氟化鎂的其他制備方法包括氧化鎂制備法，堿式碳酸鎂制備法，鹵水制備法。氧化鎂制備法和堿式碳酸鎂制備法是以高純氧化鎂或堿式碳酸鎂為原料，與氟化氫反應(yīng)而制備出氟化鎂，而高純氧化鎂或堿式碳酸鎂原料價格昂貴，成本高。鹵水制備方法，以氨水或碳酸氫銨為原料制備出氫氧化鎂或堿式碳酸鎂，以氟化氫中和獲得氟化鎂，工藝需要消耗大量氨水，且鎂離子沉淀不完全，因此成本也較高。

專利申請CN103214012A的方法為，氟化氫氣體與高純的氧化鎂、碳酸鎂、氫氧化鎂或氯化鎂通過氣相反應(yīng)獲得高純氟化鎂，該工藝中高純鎂化合物原料需要成本較高，且反應(yīng)溫度為400～500℃，對設(shè)備耐腐蝕要求高，導(dǎo)致投資成本高。專利申請CN105776260A和CN101100303A均與鹵水制備氟化鎂原理相同，方法均為，以硫酸鎂和氨水反應(yīng)，制備出氫氧化鎂，再以氫氧化鎂與氫氟酸反應(yīng)，經(jīng)過干燥，煅燒，獲得高純氟化鎂，該方法需要消耗大量氨水，且鎂離子制備氫氧化鎂時沉淀不完全，因此成本較高。目前現(xiàn)有的方法從原料來源及設(shè)備要求上來看成本高。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對上述技術(shù)問題，提供一種成本低、能耗低、產(chǎn)品純度高的菱鎂礦制備氟化鎂的方法。

為實現(xiàn)上述目的所采用的技術(shù)方案是：一種菱鎂礦制備高純氟化鎂的方法，包括如下步驟：

1)煅燒菱鎂礦獲得輕燒氧化鎂礦粉；

2)取輕燒氧化鎂礦粉，加入銨鹽溶液中攪拌除可溶性鈣，過濾，得到濾餅；所述銨鹽為氯化銨、硝酸銨、硫酸銨、草酸銨或者醋酸銨中的一種或多種；

3)將步驟2)得到的濾餅加入有機(jī)酸溶液中進(jìn)行反應(yīng)，反應(yīng)完畢后過濾溶液得到浸出液；所述有機(jī)酸為甲酸、乙酸、丙酸、乳酸、檸檬酸、羥乙酸、丙二酸、丁二酸或者己二酸中的一種或多種；

4)向步驟3)得到的浸出液中加入氫氟酸，生成沉淀，過濾、洗滌、干燥，即獲得高純氟化鎂。

所述步驟2)中銨鹽與輕燒氧化鎂礦粉中CaO的摩爾比為：50～2:1。菱鎂礦煅燒后得到的輕燒粉可利用常規(guī)技術(shù)進(jìn)行成分分析得到其中CaO的含量。

所述步驟3)的反應(yīng)溫度為50～100℃，時間15～120min。

步驟3)中所述有機(jī)酸的使用量由有機(jī)酸所含有的羧基確定，為-COOH:MgO的摩爾比為1:0.1～4。

所述步驟4)中氫氟酸的使用量為按照步驟3)中所加入的有機(jī)酸所含有的羧基確定，HF:-COOH的摩爾比為0.2～1.2:1。

所述步驟1)中煅燒菱鎂礦的條件為800～1200℃下煅燒0.5～2h。

本發(fā)明的有益效果是：原料來源廣、成本低、設(shè)備要求低，利用廉價菱鎂礦，能夠得到高純氟化鎂，很大程度上降低了高純氟化鎂的生產(chǎn)成本。本發(fā)明工藝中使用的有機(jī)酸可以回收重復(fù)使用，成本低廉，反應(yīng)溫度低，能耗小，有很好的經(jīng)濟(jì)價值。

附圖說明

圖1是本發(fā)明方法的工藝流程圖。

圖2是本發(fā)明方法獲得的氟化鎂產(chǎn)品的XRD圖譜。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖說明本發(fā)明的具體實施方式。

如表1所示，為本發(fā)明實施例所用菱鎂礦原料的化學(xué)成分分析結(jié)果，該菱鎂礦高溫煅燒后失重恒定，MgO含量為90％，氧化鈣含量為2.1％，這為煅燒菱鎂礦添加量及除鈣所用銨鹽提供根據(jù)。

表1.本發(fā)明所使用的菱鎂礦原料化學(xué)成分

制備高純氟化鎂，按照如下步驟操作(本發(fā)明工藝流程如圖1所示)：

1)以前述菱鎂礦為原料，于800～1200℃下煅燒0.5～2h，獲得輕燒氧化鎂混料，再經(jīng)過破碎，篩分，獲得粒度為-200目輕燒氧化鎂礦粉。

2)取輕燒氧化鎂礦粉1.1kg，加入銨鹽溶液中攪拌除可溶性鈣，過濾，得到濾餅。銨鹽的加入量根據(jù)煅燒后的輕燒氧化鎂礦粉中的氧化鈣來定。銨鹽可以過量以除去礦粉中的鈣，鎂在常溫下在銨鹽中溶解度很小因此氧化鎂仍在濾餅中。

3)將濾餅加入至有機(jī)酸溶液中，反應(yīng)溫度為50～100℃，時間15～120min，反應(yīng)完畢后過濾溶液得到浸出液。

4)向浸出液中加入氫氟酸，生成沉淀，過濾所生成的沉淀，洗滌、干燥，即獲得高純氟化鎂。所得濾液為有機(jī)酸溶液，可以循環(huán)利用。

采用不同的銨鹽和有機(jī)酸，共有9個實施例，不同實施例的制備方法中具體參數(shù)見表2。

表2.實施例1～9中各步驟反應(yīng)參數(shù)

注：表中銨鹽、有機(jī)酸、HF的使用量指溶液中添加的溶質(zhì)的質(zhì)量而非其溶液的質(zhì)量

對實施例1～9所得到的氟化鎂進(jìn)行XRD分析，結(jié)果如圖2所示，與標(biāo)準(zhǔn)卡片PDF#70-2269對比，波峰尖銳，對稱性好，未見雜峰，定性說明純度很高。

對實施例1～9所得到的氟化鎂進(jìn)行XRF分析，結(jié)果如表3所示，可見各實施例制備得到的氟化鎂純度高，氟化鎂含量≥99.90％，雜質(zhì)少。

表3.氟化鎂產(chǎn)物XRF成分分析結(jié)果