专利名称：一种高纯氟化镁晶体的生产方法
技术领域：
本发明涉及氟化镁生产技术领域，具体涉及一种高纯氟化镁晶体的生产方法。
背景技术：
氟化镁是一种重要的无机化工原料，广泛用于热压晶体、真空镀膜和光学玻璃的制备等领域。目前生产的氟化镁大多是胶体沉淀，其在干燥过程中凝结为难以直接使用的硬块，必须经过粉碎过筛才能使用。但氟化物对大多数材质均有较强的腐蚀性，因此粉碎设备选材较难，若选用的材质不当，对氟化镁产品会造成污染而影响其质量。因此，直接生产粉末状或晶体状的氟化镁势在必行。 目前氟的主要来源为萤石和磷矿石，随着循环经济及低碳经济的发展，节约萤石资源，充分利用磷矿氟资源将是今后氟化工行业发展的必然趋势。氟硅酸是无水氢氟酸和磷肥行业的副产物，目前对氟硅酸中氟的利用仍停留在生产低附加值的氟硅酸钠及其他氟化物，同时还会副产大量废液，造成回收利用效益低，环保压力大。
发明内容
本发明的目的在于提供一种高纯氟化镁晶体的生产方法。为了实现以上目的，本发明所采用的技术方案是一种高纯氟化镁晶体的生产方法，包括以下步骤
(1)将碳酸镁与水混合，搅拌，配制成重量百分比浓度为1% 10%的碳酸镁悬浮液，向该碳酸镁悬浮液中通入CO2气体，CO2气体的分压力为0. 2 10个大气压，碳化反应2 40小时，控制反应温度为1°C 30°C，之后得反应液A，反应液A为碳酸镁和碳酸氢镁的混合溶液，备用；
(2)将氟硅酸氨解,制得重量百分比浓度为5 50%的氟化铵溶液或氟化氢铵溶液；
(3 )将步骤(I)所得反应液A与步骤(2 )得到的氟化铵溶液或氟化氢铵溶液混合，得混合液B，混合液B中所含镁元素、氟元素的摩尔比为Mg元素F元素=1: (I 3)，混合液B在5 80°C下反应0. 5 7小时，得到高纯氟化镁料浆，反应过程中生成的CO2气体经收集后返回步骤(1)，用于碳化反应，反应过程中生成的氨气经收集后返回步骤(2)使用；
(4)步骤(3)所述高纯氟化镁料浆经过滤，滤液返回步骤(I )，用于配制碳酸镁悬浮液，滤饼为高纯氟化镁软膏，滤饼经洗涤、干燥，之后在450 600°C下烧结5 18小时，即得高纯氟化镁晶体。进一步的，步骤(I)所述的碳酸镁为工业级碳酸镁或高纯碳酸镁。步骤(2)所述的氟硅酸为磷肥行业的副产物或无水氢氟酸生产过程中的副产物。步骤(4)中干燥过程为真空干燥，干燥温度控制为50 150°C，干燥12 24小时。本发明提供的高纯氟化镁晶体的生产方法的优点主要有①本发明采用带压碳化技术，保证了氟和镁的转化率，提高了氟化镁产品的质量；②本发明的工艺流程短、设备简单，易于操作；③整个工艺过程中无“三废”排放，所有废水都循环利用，反应过程中放出的氨气和二氧化碳气体经收集后再利用；④采用磷肥副产或无水氢氟酸副产的氟硅酸为原料，节约了战略资源萤石，开辟了新的氟资源或实现氟资源的再利用，解决了制约磷肥行业和氟化盐行业发展的瓶颈，减轻了环保压力，降低了生产成本，实现了氟资源的综合利用；⑤整个反应在碱性条件下进行，反应温和，设备腐蚀率低，造价低本发明所生产的高纯氟化镁为晶形沉淀，产品红外透过率较好，实用性强，满足光学等行业的使用要求。本发明提供的高纯氟化镁晶体的生产方法利用磷肥行业和氟化工生产过程中的含氟废弃物氟硅酸，生产出了高附加值的氟化盐产品，实现了氟资源的减量化、再利用、再循环，符合国家提出的“3R”原则，是今后氟化工行业发展的方向；生产得到的高纯氟化镁晶体无需粉碎过筛即可直接使用，不仅使用方便，且不会因粉碎过筛而造成二次污染，质量更有保证。本发明具有较好的经济效益、社会效益和环保效益，适合推广应用。
具体实施方式
实施例I
本实施例高纯氟化镁晶体的生产方法，包括以下步骤
(1)将工业级碳酸镁与水混合，搅拌，配制成重量百分比浓度为10%的碳酸镁悬浮液，向该碳酸镁悬浮液中通入CO2气体，CO2气体的分压力为0. 2个大气压，碳化反应40小时，控制反应温度为30°C,之后得反应液A,反应液A为碳酸镁和碳酸氢镁的混合溶液,备用；
(2)取磷肥行业的副产物氟硅酸，将其氨解，制得重量百分比浓度为50%的氟化铵溶
液；
(3)将步骤(I)所得反应液A与步骤(2)得到的氟化铵溶液混合，得混合液B，混合液B中所含镁元素、氟元素的摩尔比为=Mg元素F元素=1:1，混合液B在80°C下反应0.5小时，得到高纯氟化镁料浆，反应过程中生成的CO2气体经收集后返回步骤(I )，用于碳化反应，反应过程中生成的氨气经收集后返回步骤(2)使用；
(4)步骤(3)所述高纯氟化镁料浆经过滤，滤液返回步骤(1)，用于配制碳酸镁悬浮液，滤饼为高纯氟化镁软膏，滤饼经洗涤、干燥，干燥过程为真空干燥，干燥温度控制为150°C，干燥12小时，之后在600°C下烧结5小时，即得高纯氟化镁晶体，为粉末状晶形沉淀。实施例2
本实施例高纯氟化镁晶体的生产方法，包括以下步骤
(1)将高纯碳酸镁与水混合，搅拌，配制成重量百分比浓度为1%的碳酸镁悬浮液，向该碳酸镁悬浮液中通入CO2气体，CO2气体的分压力为10个大气压，碳化反应2小时，控制反应温度为IV,之后得反应液A,反应液A为碳酸镁和碳酸氢镁的混合溶液,备用；
(2)取无水氢氟酸生产过程中的副产物氟硅酸，将其氨解，制得重量百分比浓度为5%的氟化氢铵溶液；
(3)将步骤(I)所得反应液A与步骤(2)得到的氟化氢铵溶液混合，得混合液B，混合液B中所含镁元素、氟元素的摩尔比为Mg元素F元素=1:3,混合液B在5°C下反应7小时，得到高纯氟化镁料浆，反应过程中生成的CO2气体经收集后返回步骤(I )，用于碳化反应，反应过程中生成的氨气经收集后返回步骤(2)使用；
(4)步骤(3)所述高纯氟化镁料浆经过滤，滤液返回步骤(I)，用于配制碳酸镁悬浮液，滤饼为高纯氟化镁软膏，滤饼经洗涤、干燥，干燥过程为真空干燥，干燥温度控制为50°C，干燥24小时，之后在450°C下烧结18小时，即得高纯氟化镁晶体，为粉末状晶形沉淀。实施例I和实施例2制得的高纯氟化镁晶体与传统工艺生产的高纯氟化镁的质量分析结果见表I所示。从表I可以看出，本发明实施例I和实施例2制得的高纯氟化镁晶体的质量明显优于传统工艺生产的高纯氟化镁特级品的质量。表I
权利要求
1.ー种高纯氟化镁晶体的生产方法，其特征在于，包括以下步骤 (1)将碳酸镁与水混合，搅拌，配制成重量百分比浓度为1% 10%的碳酸镁悬浮液，向该碳酸镁悬浮液中通入CO2气体，CO2气体的分压カ为O. 2 10个大气压，碳化反应2 40小时，控制反应温度为1°C 30°C，之后得反应液A，备用； (2)将氟硅酸氨解,制得重量百分比浓度为5 50%的氟化铵溶液或氟化氢铵溶液； (3)将步骤(I)所得反应液A与步骤(2)得到的氟化铵溶液或氟化氢铵溶液混合，得混合液B，混合液B中所含镁元素、氟元素的摩尔比为Mg元素F元素=I: (I 3)，混合液B在5 80°C下反应O. 5 7小时，得到高纯氟化镁料浆，反应过程中生成的CO2气体经收集后返回步骤(1)，用于碳化反应，反应过程中生成的氨气经收集后返回步骤(2)使用； (4)步骤(3)所述高纯氟化镁料浆经过滤，滤液返回步骤(I)，用于配制碳酸镁悬浮液，滤饼为高纯氟化镁软膏，滤饼经洗涤、干燥，之后在450 600°C下烧结5 18小吋，即得高纯氟化镁晶体。
2.根据权利要求I所述的高纯氟化镁晶体的生产方法，其特征在于，步骤(I)所述的碳酸镁为エ业级碳酸镁或高纯碳酸镁。
3.根据权利要求I所述的高纯氟化镁晶体的生产方法，其特征在于，步骤(2)所述的氟硅酸为磷肥行业的副产物或无水氢氟酸生产过程中的副产物。
4.根据权利要求I所述的高纯氟化镁晶体的生产方法，其特征在于，步骤(4)中干燥过程为真空干燥，干燥温度控制为50 150°C，干燥12 24小吋。
全文摘要
本发明公开了一种高纯氟化镁晶体的生产方法，包括以下步骤(1)将碳酸镁与水混合，搅拌，配制成碳酸镁悬浮液，向该碳酸镁悬浮液中通入CO2气体进行碳化，得反应液A；(2)将氟硅酸氨解，制得氟化铵溶液或氟化氢铵溶液；(3)将反应液A与氟化铵溶液或氟化氢铵溶液混合，反应得到高纯氟化镁料浆，反应过程中生成的CO2气体经收集后返回用于碳化反应，反应过程中生成的氨气经收集后使用；(4)高纯氟化镁料浆经过滤，滤液返回用于配制碳酸镁悬浮液，滤饼为高纯氟化镁软膏，滤饼经洗涤、干燥，烧结，得高纯氟化镁晶体。本发明具有较好的经济效益、社会效益和环保效益，适合推广应用。
文档编号C01F5/28GK102674410SQ20111005625
公开日2012年9月19日 申请日期2011年3月9日 优先权日2011年3月9日
发明者于贺华, 侯红军, 孙新建, 常运昌, 张凯, 张辉, 杨华春, 王建萍, 薛旭金, 马小芬 申请人:多氟多化工股份有限公司