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萤石化学加工
chemical processing of fluorite
萤石又称氟石（见彩图[萤石]），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[萤石化学加工产品衍生关系]）。
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。
加工方法 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[硫酸法生产氢氟酸流程])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280C，反应式为：
CaF+HSO[698-1]2HF+CaSO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40C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30～40C下进行蒸馏，控制塔顶温度约20C。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操作，使用时应注意安全防护，密闭贮存。
产品用途 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、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、同分和过程的催化剂。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。
熊尚彬
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