[发明专利]一种高纯氟化钙的制备方法

说明书

本发明属于无机精细化学品生产技术领域，提供一种高纯氟化钙的制备方法，主要是将方解石原料用盐酸溶解，获得氯化钙溶液，然后经过沉淀、协同萃取进行提纯，最后氟化、洗涤、干燥得到高纯氟化钙。整个工艺过程简单、易于控制。氟化钙产品纯度可以达到99.99％以上，能够满足晶体材料、特种玻璃、光学材料、特种陶瓷等领域对其纯度的要求。

技术领域

本发明属于无机精细化学品生产技术领域，涉及到一种高纯氟化钙的制备方法。

背景技术

氟化钙是一种非常重要的无机化工原料，广泛应用于冶金、建材、玻璃、陶瓷、生物医用材料和国防等领域。例如，可以用作冶炼金属的助熔剂、建材生产中矿化剂、瓷釉制备的助色和助熔剂。氟化钙晶体可以用作光学晶体、激光晶体和无机闪烁晶体，具有透过率高、折射率低、吸收系数小、抗化学侵蚀性强和激光损伤阈值高等特点，在光刻设备镜头、光学仪器窗口、透镜、滤光和偏光原件中展现很好的应用。这些特殊领域的应用对氟化钙纯度要求高，一般在99.99％以上，但是工业氟化钙纯度一般在95～99.9％，含有的铜、钛、铝、镍、锰、铅等杂质，不能满足光电材料领域对高纯度氟化钙的使用需求。

氟化钙生产主要是利用萤石为原料，通过破碎、浮选、浓缩、过滤、干燥等工艺来实现，但是矿石自然杂质提纯很困难。为了获得高纯度氟化钙，可以通过制备高纯氢氧化钙或高纯碳酸钙，与氢氟酸反应制备氟化钙料浆，再将料浆进行烘干粉碎制得氟化钙产品。这类制备生产工艺过程复杂，存在碳酸钙氟化不完全、固液分离困难等问题。CN101134595A公开了氟化钙的生产方法，以氟硅酸和氧化钙为原料，反应后过滤得到氟硅酸钙固体，再通过高温下分解生产氟化钙。CN101891231A公布了一种分析纯氟化钙的制备方法，使用分析纯氢氟酸、氨气融于水中，再与硝酸钙水溶液反应，之后干燥、煅烧、粉碎得到分析纯氟化钙。CN104773749A公开了一种乙醇体系中制备高纯氟化钙的方法，将氯化钙溶解于乙醇与水的混合溶液中，加入大颗粒氯化钙晶种结晶、过滤、洗涤、烘干、灼烧得产品，纯度可以达到99.9％。但是目前很多方法制备的氟化钙产品中金属杂质仍偏高，不能达到光学材料使用要求，缺乏以固体含钙矿物为原料制备高纯氟化钙的工艺方法。

发明内容

本发明的目的是提供一种高纯氟化钙的制备方法，满足晶体材料、特种玻璃、光学材料、特种陶瓷等领域对其纯度的要求。

本发明的技术方案：

一种高纯氟化钙的制备方法，步骤如下：

步骤1：将含钙矿物原料与酸溶液混合，搅拌溶解、过滤后得到滤液I；其中，含钙矿物原料中钙与酸的物质的量之比为1:1.0～1:3.0；

步骤2：向步骤1得到的滤液I中加入氧化剂搅拌反应完全后，用碱液调节pH至8.5～12.0，静置、过滤，得到滤液II；其中，氧化剂与含钙矿物原料的质量比0.1％-5.0％；

步骤3：将步骤2得到的滤液II用酸调节pH至5.0～8.0，静置、过滤得到滤液III；

步骤4：将萃取剂A、萃取剂B和稀释剂按比例混合得到有机相；其中，有机相中萃取剂A和萃取剂B的体积比为1:0.2～5，萃取剂总体积为有机相总体积的5％～20％；将步骤3得到的滤液III稀释后加入有机相充分搅拌，萃取5～60min后进行分液，得到萃取相和水相；其中，有机相/水相O/A＝4:1～1:4；

步骤5：向步骤4中得到的水相溶液中缓慢加入氟化剂，控制反应温度为20～80℃，搅拌反应完全后，过滤、洗涤、干燥得到氟化钙。

步骤1中所用含钙矿物原料为方解石、石灰石、白云石中的一种，纯度为90.0％～99.0％；

步骤1中所用酸为硝酸(wt％＝50％～70％)、盐酸(wt％＝30％～37％)、硫酸(wt％＝62％～70％)中的一种；