本發(fā)明涉及一種人造螢石球的制備方法，尤指一種制得成分中的氟化鈣含量達(dá)70％以上的人造螢石球的制備方法。
背景技術(shù)：
天然螢石(又稱氟石，fluorite)的主要成分為氟化鈣(caf2)，是制造鋼鐵、玻璃或陶瓷的助熔劑，能幫助降低原料的熔點并促進(jìn)原料的融化。尤其是，螢石也是制造氫氟酸(hf)的原料，供應(yīng)太陽能光伏面板、半導(dǎo)體或光電業(yè)進(jìn)行晶圓或玻璃的氫氟酸蝕刻制備工藝。
然而，使用過后的氫氟酸廢液的處理方式，現(xiàn)有技術(shù)都是將氫氟酸廢液與過量的鈣化合物反應(yīng)，從而產(chǎn)生可以排放和掩埋的廢棄物。也就是，現(xiàn)有技術(shù)沒有教導(dǎo)如何回收氫氟酸廢液再制成的人造螢石的啟示。
技術(shù)實現(xiàn)要素：
鑒于此，為了改善氫氟酸廢液的處理方式，本發(fā)明的主要目的在于公開一種人造螢石球的制備方法，以回收的廢棄氫氟酸及氟化鈣污泥為原料，經(jīng)純化提煉再制成氟化鈣含量達(dá)70％以上的人造螢石球，可以取代天然螢石使用。
本發(fā)明的另一主要目的在于公開一種人造螢石球的制備方法，其包括以下步驟：
a)取氫氟酸(hf)含量大于2％的氫氟酸廢液為原料；
b)對所述氫氟酸廢液添加過量鈣化合物，控制氫氟酸廢液的ph值介于6-13下進(jìn)行鈣化反應(yīng)0.5-2小時，使氫氟酸廢液中的氫氟酸轉(zhuǎn)化為氟化鈣沉積物；其中，添加的鈣化合物為氫氧化鈣或氯化鈣。
c)對完成步驟b)的氫氟酸廢液進(jìn)行固液分離處理0.5-2小時，取得固含量大于40％且氟化鈣(caf2)含量大于70％的氟化鈣泥餅；
d)取經(jīng)過篩除雜質(zhì)的氟化鈣污泥為原料，基于所述氟化鈣泥餅的重量，對步驟c)的氟化鈣泥餅拌入在0-50％范圍內(nèi)調(diào)節(jié)的氟化鈣污泥，經(jīng)攪拌后，在溫度達(dá)80℃以上的干燥環(huán)境下進(jìn)行烘干處理0.5-2小時，制得含水率低于20％且氟化鈣(caf2)含量大于70％的氟化鈣前驅(qū)物；
e)對所述氟化鈣前驅(qū)物進(jìn)行破碎并均質(zhì)研磨成氟化鈣細(xì)粉；
f)對步驟e)的氟化鈣細(xì)粉進(jìn)行造粒成型處理，制得粒徑介于3-80mm的氟化鈣粉體，優(yōu)選制得粒徑介于10-75mm的氟化鈣粉體，更優(yōu)選制得粒徑介于15-60mm的氟化鈣粉體；
g)對步驟f)的氟化鈣粉體進(jìn)行溫度30℃以上的低溫?zé)Y(jié)后，制得氟化鈣(caf2)含量大于70％的人造螢石球，優(yōu)選制得氟化鈣(caf2)含量大于或等于75％的人造螢石球。
本發(fā)明的人造螢石球的制備方法，具有以下有益效果：
1、利用工業(yè)廢棄氫氟酸及氟化鈣污泥再生制成人造螢石球，可以防止環(huán)境污染及減少天然螢石礦源消耗；
2、制成的人造螢石球，氟化鈣(caf2)含量達(dá)70％以上，可供應(yīng)鋼鐵業(yè)、煉鋁業(yè)、玻璃業(yè)、陶瓷業(yè)使用，不但節(jié)省廢棄氫氟酸及氟化鈣污泥的處理費用，進(jìn)而降低原料使用成本。
附圖說明
圖1為本發(fā)明的人造螢石球的制備方法的流程圖。
附圖標(biāo)記
10氫氟酸廢液
15氟化鈣污泥
20氟化鈣泥餅
30人造螢石球
具體實施方式
如圖1所示，本發(fā)明的人造螢石球的制備方法，包括以下步驟：
a)以回收的氫氟酸廢液10及氟化鈣污泥15為原料；
其中，所述氫氟酸廢液10的氫氟酸(hf)含量大于2％；所述氟化鈣污泥15的氟化鈣(caf2)含量大于60％，回收后，需再經(jīng)過篩除雜質(zhì)及污物處理。
b)對步驟a)的氫氟酸廢液10添加過量鈣化合物，且控制所述氫氟酸廢液10在ph值介于6-13條件下進(jìn)行鈣化反應(yīng)0.5-2小時，使氫氟酸廢液10中的氫氟酸轉(zhuǎn)化為氟化鈣沉積物；
其中，所添加的鈣化合物為氫氧化鈣(ca(oh)2)或氯化鈣(cacl2)。
c)對步驟b)完成鈣化反應(yīng)后的氫氟酸廢液10進(jìn)行脫水及固液分離處理0.5-2小時，取得固含量大于40％且氟化鈣(caf2)含量大于70％的氟化鈣泥餅20；
d)取經(jīng)過篩除雜質(zhì)的氟化鈣污泥15拌入步驟c)的氟化鈣泥餅20，經(jīng)攪拌后，在溫度達(dá)80℃以上的干燥環(huán)境下進(jìn)行烘干處理0.5-2小時，制得含水率低于20％且氟化鈣(caf2)含量大于70％的氟化鈣前驅(qū)物；
其中，氟化鈣污泥15的拌入量范圍，相對于氟化鈣泥餅20的重量，可以在0-50％的范圍內(nèi)調(diào)節(jié)；當(dāng)所述氟化鈣前驅(qū)物的含水率低于20％時，所述氟化鈣前驅(qū)物的氧化物質(zhì)，將從成分中脫除出來，使得所述氟化鈣前驅(qū)物的化學(xué)特性逐漸穩(wěn)定。
e)對所述氟化鈣前驅(qū)物進(jìn)行破碎及均質(zhì)研磨，取得成分與天然螢石相同的高純度氟化鈣細(xì)粉；
f)對步驟e)的氟化鈣細(xì)粉進(jìn)行造粒成型處理，按照添加不同比例的膠合塑型劑，制得粒徑介于3-80mm的氟化鈣粉體；
優(yōu)選制得粒徑介于10-75mm的氟化鈣粉體；更優(yōu)選制得粒徑介于15-60mm的氟化鈣粉體。
g)在溫度30℃以上的環(huán)境下，對步驟f)的氟化鈣粉體進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，使得氟化鈣粉體的外表結(jié)構(gòu)強(qiáng)度獲得增強(qiáng)后，即制得氟化鈣(caf2)含量大于70％的人造螢石球；優(yōu)選制得氟化鈣(caf2)含量大于或等于75％的人造螢石球。
本發(fā)明的人造螢石球的制備方法，適合用于處理工業(yè)廢棄的氫氟酸及氟化鈣污泥，經(jīng)純化提煉再制成含氟化鈣(caf2)達(dá)70％以上的人造螢石球，可以取代天然螢石，供應(yīng)鋼鐵、煉鋁、玻璃及陶瓷產(chǎn)業(yè)使用，并且防止污染環(huán)境。
以下，以實施例對本發(fā)明進(jìn)行更具體的說明，但本發(fā)明的范圍不受實施例的限制。
實施例1：
取氫氟酸(hf)含量達(dá)5％的氫氟酸廢液為原料；添加過量的氯化鈣且在ph＝8的條件下進(jìn)行鈣化反應(yīng)1小時后，經(jīng)過固液分離處理0.5小時，取得固含量達(dá)45％的氟化鈣泥餅；接著，在溫度85℃下進(jìn)行烘干處理1小時，制得含水率低于20％且氟化鈣含量達(dá)75％的氟化鈣前驅(qū)物。經(jīng)過破碎及均質(zhì)研磨后，添加適量膠合塑型劑，制得粒徑10mm的氟化鈣粉體后，在溫度35℃的環(huán)境下進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，制得氟化鈣含量達(dá)75％的人造螢石球。
實施例2：
取氫氟酸(hf)含量達(dá)4％的氫氟酸廢液為主要原料；取氟化鈣含量達(dá)65％的氟化鈣污泥為次要原料，回收后，再經(jīng)過篩除雜質(zhì)及污物處理。
對氫氟酸廢液添加過量的氯化鈣且在ph＝10的條件下進(jìn)行鈣化反應(yīng)1.5小時后，經(jīng)過固液分離處理4小時，取得固含量達(dá)47％的氟化鈣泥餅；接著，基于氟化鈣泥餅的重量，拌入50％經(jīng)過篩除雜質(zhì)的氟化鈣污泥，經(jīng)攪拌后，在溫度90℃下進(jìn)行烘干處理1小時，制得含水率低于18％且氟化鈣含量達(dá)76％的氟化鈣前驅(qū)物。經(jīng)過破碎及均質(zhì)研磨后，添加適量膠合塑型劑，制得粒徑5mm的氟化鈣粉體后，在溫度38℃的環(huán)境下進(jìn)行低溫?zé)Y(jié)，制得氟化鈣含量達(dá)76％的人造螢石球。