[发明专利]一种从浮选后萤石矿中提纯氟化钙的工艺

说明书

本发明提供了一种从浮选后萤石矿中提纯氟化钙的工艺，采用浮选后的萤石矿做为原料，并采用多次提纯工艺，针对不同杂质的特点，制定出相应处理工艺提纯，依次采用了熔融法气化分解和转化、采用酸溶解、加碱除硅、加入碳酸盐除钙镁，再加酸除去碳酸盐沉淀，最终得到核用级的优质氟化钙；尤其是加碱熔融有效的将难溶于水的杂质转化易溶于水物质，并实现了有机物、硫酸盐等杂质的高温分解，使得最终得到的产品杂质元素的含量达到核用级氟化钙的要求，满足核用氟化钙的质量要求。

技术领域

本发明涉及一种提纯氟化钙的工艺，具体涉及一种从浮选后萤石矿中提纯氟化钙的工艺。

背景技术

核工业在制备金属铀的过程中，一般采用钙还原四氟化铀的方法，为了避免高温下金属容器熔化致使金属铀中引入杂质，在反应物料和反应金属容器之间衬以与反应副产物相同的物质氟化钙，采用核用级氟化钙制作成坩埚做为反应容器，从而避免了对提纯的金属铀二次污染。由于使用的特殊性,核用级氟化钙对纯度要求极高，达到化学试剂优级纯以上的标准，为了满足核用氟化钙质量标准的要求提纯工艺要针对天然萤石矿的杂质制定不同的处理工艺。

天然萤石中有效成分氟化钙的含量低，含杂质较多，不能满足核用氟化钙的质量标准的要求。天然萤石矿可通过浮选除去原矿中的脉石等杂质，减少对处理后续工序的影响。根据对浮选后萤石矿进行成分分析结果，杂质主要有硅化物、硫酸盐、铁的氧化物、碳酸盐、铝酸盐等，根据对各种杂质成分的特点，制定相应处理工艺措施。

发明内容

针对上述问题，本发明的目的是提供一种从浮选后萤石矿中提纯氟化钙的工艺，利用氟化钙难溶于水、熔点高、不易分解等特点，利用熔融法气化分解和转化、采用酸溶解、加碱除硅、加入碳酸盐除钙，再加酸除去碳酸盐，使提纯后的氟化钙纯度达到核用级品质的要求。

本发明采取以下技术方案：

（1）首先在镍盘底部覆盖一层厚度为2.5~3.5mm碳酸钠粉，然后在碳酸钠粉上覆盖一层厚度为74~76mm的浮选后萤石粉与碳酸钠粉混合物，最后在混合物上再覆盖一层厚度为1.5~2.5mm碳酸钠粉末；将镍盘放入高温炉内升温加热，升温速率为10℃/min，加热至840~860℃，恒温3~6h，自然冷却到室温后，破碎至200目；浮选后萤石粉与碳酸钠粉混合物中，碳酸钠粉的质量为浮选后萤石粉质量的10%。

针对萤石矿中非活性硅、硅铝酸盐、硫酸盐、有机质等杂质采取加碱熔融的方法，将萤石矿中的难溶于水的杂质转化易溶于水物质，将有机物、硫酸盐等杂质高温分解。

（2）将破碎后的萤石粉加入浓度为20%、体积为萤石粉体积的4~6倍的盐酸溶液，加温至48~52℃，搅拌3~6h，利用热的盐酸溶解经熔融的萤石粉、过量的碳酸钠等物质，洗涤沉淀物至无Cl^-，过滤。

（3）在步骤（2）过滤后的固体中，按照固液比为1:0.5加入水，加热至58~62℃，再加入沉淀物固体质量20%的氢氧化钠，搅拌3~6h进行除硅，洗涤，过滤。

（4）在步骤（3）过滤后的固体中，按照固液比为1:1加入水，再加入固体重量20%的碳酸钠，搅拌3~6小时，将固体中的钙、镁离子转化碳酸盐沉淀，过滤，洗涤。

（5）在步骤（4）过滤后的固体中，加入浓度为20%、体积为过滤后固体体积的4~6倍的盐酸溶液，搅拌1~3h，将固体中的碳酸盐沉淀溶解，洗涤至硬度接近于零，过滤，最后100~110℃下烘干，即可得到粉末状氟化钙纯品。洗涤用水的pH值为6.5~7.5，洗涤用水中无Cl^-，Na⁺≤100μg/L。

本发明由于采取以上技术方案，其具有以下优点：