一种提纯冰晶石的方法技术

本发明专利技术涉及一种提纯冰晶石的方法，特别是涉及一种针对包头混合稀土精矿络合浸出后的废液所合成的冰晶石，开发出一种提纯冰晶石的方法，将粗冰晶石与水按比例混合制浆并加热，加入可溶性碳酸盐调节浆料pH值，在恒定搅拌速度下反应一定时间后过滤洗涤，滤饼与水混合二次制浆后加入HF与HCl的混合酸，加热到一定温度并匀速搅拌，反应一定时间后过滤洗涤，得到纯净冰晶石。使用本发明专利技术对包头混合稀土精矿络合浸出后F‑、Al3+废液所合成的冰晶石进行提纯；该工艺操作简单，高效节能，冰晶石回收率可达到97%以上，冰晶石的各项指标能够达到工业普通冰晶石的国家标准。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术所涉及到的一种提纯冰晶石的方法，更为具体的说，是针对包头混合稀土精矿络合浸出废液合成的冰晶石所开发的一种提纯方法。
技术介绍
冰晶石又名六氟合铝酸钠或氟化铝钠，分子式为Na3AlF6，白色细小的结晶体。冰晶石主要用作铝电解的助熔剂，耐磨填充剂，乳白剂，遮光剂和金属熔剂，农作物的杀虫剂等。自然界中冰晶石含量稀少，所以现在工业上使用的冰晶石都是人工制造的。国内外生产冰晶石的工艺包括：萤石法、磷肥副产法、氟铝酸铵法、含氟废气法和再生冰晶石回收法。最常用的是萤石法，但由于萤石的不可再生，所以通过其他产业的副产物生产冰晶石逐渐成为今后的发展趋势。稀土的提取技术在经过多年的发展之后，已经出现了很多种方法，通过络合浸出的方法浸出包头混合稀土精矿这一种新工艺，会得到含有大量F-、Al3+元素的废水，通过一种工艺可得到组成为冰晶石的副产品，这种副产品的化学成分见表1。从表1中可以看出，所生产出的冰晶石副产品中的硅和铁含量都远高于GB/T4291-2007CH-0牌号要求的质量标准。在该冰晶石中，硅主要以氟硅酸盐和氧化硅形式存在，铁主要以Fe2O3和Fe3O4形式存在。因此，这种采用络合浸出液直接合成的冰晶石产品不能直接用于工业生产，如果通过有效的措施除去该冰晶石中的杂质，不仅能够使废水中的氟铝资源得到综合利用，而且可以防止废液的直接排放对生态和环境带来的严重影响。目前针对络合浸出液合成的粗冰晶石提纯工艺尚未见相关报道，该专利就是针对这种新合成的粗冰晶石进行提纯。
技术实现思路
本专利技术主要解决的问题是，针对包头稀土精矿络合浸出废液合成的冰晶石提供一种提纯的方法，采用本专利技术中的提纯方法处理冰晶石后，可使冰晶石产品的质量要求达到普通冰晶石国家标准，成为一种可在工业上使用的冰晶石产品。不仅可以有效的利用资源提高经济效益，也会减少对生态环境的破坏和污染。技术解决方案：本专利技术的技术方案是，首先将粗冰晶石原料与可溶性碳酸盐反应，使原料中的氟硅酸盐反应后转变为二氧化硅，固液分离后，将所得到的固体与HF-HCl的混合酸反应，脱除固体中的二氧化硅，并且含铁化合物也同时被分解，固液分离后即可达到冰晶石与杂质分离的目的。具体步骤如下：（1）将络合浸出废液合成的粗冰晶石与水按比例混合制浆并加热，粗冰晶石与水混合的固液比为1：10~40（g/mL），混合料浆加热到40~100℃；在这个液固比和温度可以确保下一步加入的碳酸盐能够充分溶解。（2）加入可溶性碳酸盐调节浆料pH值，在恒定搅拌速度下反应一定时间后过滤洗涤，可溶性碳酸盐可以是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾、碳酸氢钾中的任一种，调节料浆的pH值在7~11，搅拌速度控制在300~800rpm，反应时间为30~120min，滤饼用可溶性碳酸盐溶液洗涤三次以上；碳酸盐在溶液pH值7~11时，能够与氟硅酸盐发生反应，生成氧化硅，合理的搅拌速度和时间可以保证碳酸盐与氟硅酸反应能够充分进行。（3）滤饼与水混合二次制浆后加入HF与HCl的混合酸，加热到一定温度并匀速搅拌，反应一定时间后过滤洗涤，得到纯净冰晶石。固体与水的固液比为1：20~60（g/mL），HF与HCl的浓度比为1:0.1~1，固体与混合酸的质量比为1:0.01~0.5，料浆加热至40~80℃，搅拌速度控制在300~500rpm，反应时间为30~100min；冰晶石经过与碳酸盐反应后，固体中的杂质主要是氧化硅，包括新生成的氧化硅和粗冰晶石中原有的氧化硅，HF与HCl的混合酸在以上条件下既能与氧化硅反应，又能保持冰晶石不分解，氧化硅分解较完全。以上反应条件是实践探索出测结果，只有按照以上步骤和条件进行操作，才能使提纯后的冰晶石中硅的脱除率为92%~99%，铁的脱除率为95%~98%，烧碱的去除率为96%~99%，冰晶石回收率为97%~99.5%。使用本专利技术对包头混合稀土精矿络合浸出废液所合成的冰晶石进行提纯，工艺简单，除杂效率高，是一种经济有效的净化方法，对含氟铝废水的资源转化及冰晶石应用都具有重要的意义。具体实施方式下面将结合实例对本专利技术进行进一步说明。但不得将这些实例解释为对本专利技术保护范围的限制。凡属于本专利技术等效的技术方案，均属于本专利技术的保护范围。实施例1称取使用络合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，与水按固液比1:10混合制浆后加入反应器内，加热到100℃，用碳酸钠溶液缓慢调节溶液的pH值到8，控制搅拌器的速度为500rpm，反应30分钟后过滤，用碳酸钠溶液洗涤滤饼三次，滤饼与水按液固比1:50混合调浆，向料浆中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的浓度比为1:0.1，固体与混合酸的质量比为1:0.25，升温至60℃，在300rpm搅拌速度下搅拌45min后，过滤并用清水洗涤烘干，得到纯净冰晶石19.56g，回收率97.8%，分析产品中杂质含量，结果见表2。实施例2称取使用络合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，与水按固液比1:20混合制浆后加入反应器内，加热到80℃，用碳酸氢钠溶液缓慢调节溶液的pH值到9，控制搅拌器的速度为600rpm，反应60分钟后过滤，用碳酸氢钠溶液洗涤滤饼三次，滤饼与水按液固比1:60混合调浆，向料浆中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的浓度比为1:0.2，固体与混合酸的质量比为1:0.4，升温至80℃，在500rpm搅拌速度下搅拌60min后，过滤并用清水洗涤烘干，得到纯净冰晶石19.71g，回收率98.55%，分析产品中杂质含量，结果见表3。实施例3称取使用络合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，与水按固液比1:30混合制浆后加入反应器内，加热到70℃，用碳酸氨溶液缓慢调节溶液的pH值到10，控制搅拌器的速度为800rpm，反应120分钟后过滤，用碳酸氨溶液洗涤滤饼三次，滤饼与水按液固比1:40混合调浆，向料浆中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的浓度比为1:1，固体与混合酸的质量比为1:0.5，升温至70℃，在400rpm搅拌速度下搅拌100min后，过滤并用清水洗涤烘干，得到纯净冰晶石19.85g，回收率99.25%，分析产品中杂质含量，结果见表4。实施例4称取使用络合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，与水按固液比1:40混合制浆后加入反应器内，加热到40℃，用碳酸钾溶液缓慢调节溶液的pH值到11，控制搅拌器的速度为400rpm，反应100分钟后过滤，用碳酸钾溶液洗涤滤饼三次，滤饼与水按液固比1:30混合调浆，向料浆中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的浓度比为1:0.5，固体与混合酸的质量比为1:0.4，升温至40℃，在300rpm搅拌速度下搅拌70min后，过滤并用清水洗涤烘干，得到纯净冰晶石19.74g，回收率98.7%，分析产品中杂质含量，结果见表5。实施例5称取使用络合浸出液合成的粗冰晶石原料20g，与水按固液比1:40混合制浆后加入反应器内，加热到50℃，用碳酸氢钾溶液缓慢调节溶液的pH值到9，控制搅拌器的速度为600rpm，反应50分钟后过滤，用碳酸氢钾溶液洗涤滤饼三次，滤饼与水按液固比1:40混合调浆，向料浆中加入HF-HCl的混合酸，HF:HCl的浓度比为1:0.7，固体与混合酸的质量比为1:0.4，升温至60℃，在400rpm搅拌速度下搅拌80mi本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提纯冰晶石的方法，其特征在于，方法步骤如下：（1）将粗冰晶石与水按比例混合制浆并加热，（2）加入可溶性碳酸盐调节浆料pH值，在恒定搅拌速度下反应一定时间后过滤洗涤，（3）滤饼与水混合二次制浆后加入HF与HCl的混合酸，加热到一定温度并匀速搅拌，反应一定时间后过滤洗涤，得到纯净冰晶石。

【技术特征摘要】
1.一种提纯冰晶石的方法，其特征在于，方法步骤如下：（1）将粗冰晶石与水按比例混合制浆并加热，（2）加入可溶性碳酸盐调节浆料pH值，在恒定搅拌速度下反应一定时间后过滤洗涤，（3）滤饼与水混合二次制浆后加入HF与HCl的混合酸，加热到一定温度并匀速搅拌，反应一定时间后过滤洗涤，得到纯净冰晶石。2.根据权利要求1所述的一种提纯冰晶石的方法，其特征在于，步骤（1）粗冰晶石与水混合的固液比为1：10~40（g/mL），混合料浆加热到40~100℃。3.根据权利要求1所述的一种提纯冰晶石的方法，其特征在于，步骤（2）加入可溶性碳酸盐可以是碳酸钠、碳酸氢钠、碳酸铵、碳酸氢铵、碳酸钾或碳酸氢钾中的任一种，调节料浆的pH值在7~11，搅拌速度控制在300~...

【专利技术属性】
技术研发人员：李梅，张晓伟，胡家利，胡艳宏，王觅堂，柳召刚，
申请(专利权)人：内蒙古科技大学，
类型：发明
国别省市：内蒙古;15