什么是萤石化学加工?

[拼音]：yingshi huaxue jiagong

[外文]：chemical processing of fluorite

萤石又称氟石（见彩图），是最主要的含氟矿物，主要用作冶金工业的助熔剂，是无机盐工业的重要原料。用化学方法可将萤石加工成一系列氟化合物（图1）。

世界萤石矿的总储量约368Mt（不包括中国），南非为120Mt，居世界首位，中国居世界第二位。1981年世界萤石的总开采量为4.99Mt，墨西哥为1.12Mt，是世界上最大的萤石生产国，其次是苏联、中国、泰国、蒙古。

不同工业对萤石的质量要求不同。以萤石中氟化钙含量（％）计，冶金级为80～85，化学级为97，陶瓷级为85～96。约1/4的萤石用于化学工业。

萤石化学加工采用硫酸分解法，首先制得母体产品氢氟酸，由氢氟酸可制取一系列氟化合物(图2)。

将萤石粉与98％的浓硫酸按1:1.2～1.3的比例混合后，送入回转窑内进行反应，窑内气相温度约280°C，反应式为：

CaF2+H2SO4─→2HF+CaSO4

生成的氟化氢气体中含有少量的硫酸、水分及粉尘，需经粗馏塔除去。其他杂质如四氟化硅、二氧化硫经脱气塔与氟化氢分离，脱气塔将40°C左右的氟化氢气体冷凝收集于塔底，未被冷凝的四氟化硅、二氧化硫从塔顶逸出。为制备95％以上的无水氟化氢，需进一步精制，有干法和湿法两种。干法是将冷凝的氟化氢在30～40°C下进行蒸馏，控制塔顶温度约20°C。湿法是用水吸收氟化氢气体后，再进行蒸馏。湿法因设备腐蚀严重，工业上采用较少。

在萤石化学加工中应尽量选用含硅量低的矿石原料，以减少四氟化硅的生成。对矿石应进行干燥并保证硫酸浓度，使反应在无水条件下进行，以降低设备的腐蚀。此外，还应控制适当的硫酸和萤石比例、采用预混合器减轻硫酸钙的“粘壁”现象。元素氟和氟化合物是有剧毒及强腐蚀性的物质，因此要采用密闭式装置 *** 作，使用时应注意安全防护，密闭贮存。

氢氟酸是用量最大的氟化物。元素氟主要用于制取无机氟化物，如六氟化硫、氟化溴、 *** 、五氟化碘等。氟化溴、五氟化碘可用作火箭燃料的氧化剂。氟磺酸用作聚合、同分异构化和烷基化过程的催化剂。氟铝酸钠(俗称冰晶石)、氟化铝、氟化钠在冶金、焊接中用作助熔剂。在电镀工业中使用氟硼酸（电镀铂、制造铝反射镜）和氟硅酸(精炼铅、镀铅和镀铬)。在金、银焊接的焊剂中使用氟化钾或氟硼酸钾。氟硅酸钠用于加速玻璃熔炼和制造乳白玻璃、毛玻璃等，在洗涤织物时用来除去残余碱和未反应的漂白剂。氟硅酸盐和氟化镁在水泥生产中用作硬化剂，在陶瓷、玻璃及炼镁工业中用作助熔剂。氟化铵用于蚀刻玻璃。氟硅酸镁（或锌）用于砖石建筑物表面和钢筋混凝土的防风化处理。氟化铬在纺织工业中用作媒染剂。氟化铵、氟化钠、氟化钾、氟化锌，以及钠、镁、锌的氟硅酸盐均可作为木材的防腐剂。可溶性氟化物和氟硅酸盐可用作杀虫剂、杀鼠剂。氟化银、氟化锑、氟化锌、氟化硼是催化剂。