一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法技术

一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法，属于萤石提纯技术领域。该方法包括将SiO2≤1.2％的萤石与氢氟酸混合浸出8～13小时，得到浸出液、浸出渣和废气；用去离子水冲洗浸出渣，然后烘干得到萤石产品；将废气通入盛有4～8mol/L氢氧化钠溶液中进行无害化处理；向浸出液中添加含有40wt％氟化氢的工业级氢氟酸溶液配制成酸浸过程所需浓度以循环使用。本发明专利技术的萤石提纯工艺流程简单能耗低，循环利用率高，所得萤石产品按质量百分比计为CaF2≥97％、SiO2≤0.6％、FeO≤0.2％，为高质量预熔渣的生产提供了优质原料，适用于推广。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于萤石提纯
，具体涉及一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法。
技术介绍
预熔渣是电渣重熔生产高品质合金钢所必需的原料。随着对电渣冶炼产品质量要求的不断提高，对所用的预熔渣的成分、性能等也提出了更高的要求。其中在电渣重熔冶炼含Ti、Al等合金元素较高的钢种或合金材料时，若预熔渣中SiO2含量超过0.6％，则合金中Ti、Al等合金元素极易烧损，大幅度降低了其成材率。因此，如何有效、低成本地将预熔渣中SiO2含量降到0.6％以下是现如今亟待解决的关键问题。迄今为止，提高预熔渣脱硅效率的途径主要集中在脱硅工艺改善及优化等方面，如公开号为CN104152710A(专利技术名称为“电渣重熔用精炼渣、它们的冶炼方法及其应用”)的专利技术专利申请公开了一种能够将预熔渣中SiO2含量控制在0.001％以下的制备技术，脱硅效果明显，但其工艺较复杂，成本偏高，实用性不强。另外，通过分析表明，预熔渣中SiO2主要来源于原料萤石，故提高萤石脱硅效率，将萤石中SiO2含量降到0.6％以下能极大地促进高质量低硅预熔渣的生产与制备。当前，已有的萤石脱硅方法存在着工艺复杂、环境污染等严重问题。例如，公开号为CN102091673A(专利技术名称为“低品位萤石降硅选矿工艺”)的专利技术专利申请公开了一种通过粗选、至少5次精选、扫选工序的工艺，来改善浮选环境对低品位萤石进行选矿，脱硅效果显著，但流程复杂，成本较高；公开号为CN101913641A(专利技术名称为“一种低品位萤石的提纯工艺”)的专利技术专利申请公开了一种利用硫酸处理低品位萤石的提纯工艺，适用于提纯低品位萤石，可有效地降低萤石中SiO2的含量，但对设备要求较高，且不适于处理高品质低硅预熔渣所用的萤石原料。
技术实现思路
现有的萤石脱硅工艺主要针对于低品位萤石矿，存在着效率低、成本高、流程复杂、环保程度不高的缺点。针对这种情况，本专利技术提供了一种预熔渣用萤石的脱硅方法，从经济环保的角度出发，建立了流程简单、能耗低、脱硅效果显著、污染程度低、适用于推广的脱硅方法，有利于国内高品质低硅预熔渣的发展。本专利技术从制备预熔渣所需萤石的提纯工艺入手，探索了一种合理、高效、较低成本的萤石脱硅工艺，有效地降低萤石中SiO2含量，有利于解决预熔渣中SiO2含量超标问题，为国内高品质预熔渣的生产提供一条新途径，同时也能有效地降低电渣钢的生产成本，进一步提升高品质预熔渣的市场竞争力，促进国内电渣产品的开发。一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法，包括以下具体步骤：(1)酸浸过程将萤石破碎至100～250目，与浓度为1.5～4.0mol/L的氢氟酸按固液比(公斤:升)1:2.0～1:5.0在反应槽中进行浸出，浸出时间为8～13小时，浸出结束后得到浸出液、浸出渣和废气，其中，萤石按质量百分比计为：CaF2≥95％、SiO2≤1.2％、FeO≤0.5％。在反应槽中利用氢氟酸与萤石中的SiO2反应生成SiF4气体从而达到提纯目的，具体反应式如下：4HF+SiO2＝SiF4↑+2H2O。此外，氢氟酸还能去除萤石原料中的酸溶物(如FeO等)，具体反应式如下：FeO+2H+＝H2O+Fe2+。(2)干燥处理将步骤(1)得到的浸出渣用水压为0.4～1.5MPa的去离子水冲洗10～20分钟，然后进行烘干，从而得到最终的萤石产品，所得萤石产品按质量百分比计包括CaF2≥97％、SiO2≤0.6％、FeO≤0.2％。(3)废气净化处理将步骤(1)得到的废气通入盛有浓度为4～8mol/L的氢氧化钠溶液的废气收集槽中，待氢氧化钠溶液的pH值降至12.5～13.8时，停止通入废气，将废气收集槽中的溶液与析出物进行过滤分离，得到滤液和固体氟化钠，之后将滤液加热浓缩，趁热过滤得到固体氟化钠和液体水玻璃。废气的主要成分为所挥发的HF气体和反应生成的SiF4气体，二者均溶于氢氧化钠溶液，其反应如下：SiF4+6NaOH＝Na2SiO3+4NaF+3H2O，HF+NaOH＝NaF+H2O。在本专利技术所述的方法中，该步骤(3)中得到的固体氟化钠可用作木材防腐剂等。(4)酸液循环向步骤(1)所得浸出液中添加氟化氢含量为40％的工业级氢氟酸，配制成浓度为1.5～4.0mol/L的氢氟酸对下一批萤石进行处理，依此可多次循环使用浸出液。本专利技术提出一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法，其有益效果是：(1)通过本专利技术的萤石提纯工艺，能将其SiO2含量降至0.6％以下，大幅度提高了萤石的品位。(2)本专利技术的萤石提纯工艺，属于全湿法流程，能耗低，工艺简单，循环利用率高，经济环保，适用于推广。附图说明图1为本专利技术的工艺流程示意图。具体实施方式以下参照图1结合实施例对本专利技术作进一步说明。实施例1将200公斤萤石破碎至100目，与浓度为1.5mol/L的氢氟酸按固液比(公斤:升)1:2.0在2000L反应槽中进行浸出，浸出时间为9小时，浸出结束后得到浸出液、浸出渣和废气；将浸出渣用水压为0.5MPa的去离子水冲洗10分钟，然后进行烘干，得到最终的萤石产品；废气通入盛有4000L浓度为4.5mol/L氢氧化钠溶液的9m3废气收集槽中，进行无害化处理；浸出液中添加去离子水168L和含有40wt％氟化氢的工业级氢氟酸溶液33L，配制成浓度为2.0mol/L的氢氟酸对下一批萤石进行处理。处理前和处理后的萤石化学成分的百分含量如表1所示。表1实施例1中产品分析结果(wt％)实施例2将200公斤萤石破碎至150目，与浓度为2.0mol/L的氢氟酸按固液比(公斤:升)1:3.0在2000L反应槽中进行浸出，浸出时间为10小时，浸出结束后得到浸出液、浸出渣和废气；将浸出渣用水压为0.8MPa的去离子水冲洗16分钟，然后进行烘干，得到最终的萤石产品；废气通入盛有4000L浓度为4.4mol/L氢氧化钠溶液的9m3废气收集槽中，进行无害化处理；浸出液中添加去离子水143L和含有40wt％氟化氢的工业级氢氟酸溶液59L，配制成浓度为3.0mol/L的氢氟酸对下一批萤石进行处理。处理前和处理后的萤石化学成分的百分含量如表2所示。表2实施例2中产品分析结果(wt％)实施例3将200公斤萤石破碎至200目，与浓度为3.0mol/L的氢氟酸按固液比(公斤:升)1:4.0在2000L反应槽中进行浸出，浸出时间为12小时，浸出结束后得到本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法，其特征在于按以下步骤进行：(1)酸浸过程：将萤石破碎至100～250目，与浓度为1.5～4.0mol/L的氢氟酸按固液比为1:2.0～1:5.0在反应槽中进行浸出，浸出时间为8～13小时，浸出结束后得到浸出液、浸出渣和废气，其中，萤石按质量百分比计为：CaF2≥95％、SiO2≤1.2％、FeO≤0.5％；(2)干燥处理：将步骤(1)得到的浸出渣用水压为0.4～1.5MPa的去离子水冲洗10～20分钟，然后进行烘干从而得到萤石产品，其中，所述萤石产品按质量百分比计为CaF2≥97％、SiO2≤0.6％、FeO≤0.2％；(3)废气净化处理：将步骤(1)得到的废气通入盛有浓度为4～8mol/L的氢氧化钠溶液的废气收集槽中，待氢氧化钠溶液的pH值降至12.5～13.8时，停止通入废气，将废气收集槽中的溶液与析出物进行过滤分离，从而得到滤液和固体氟化钠，之后将滤液加热浓缩，趁热过滤得到固体氟化钠和液体水玻璃；(4)酸液循环：向步骤(1)所得浸出液中添加含有40wt％氟化氢的工业级氢氟酸溶液，配制成浓度为1.5～4.0mol/L的氢氟酸对下一批萤石进行处理，从而能够多次循环使用浸出液。...

【技术特征摘要】
1.一种预熔渣用萤石的脱硅提纯方法，其特征在于按以下步骤进行：
(1)酸浸过程：将萤石破碎至100～250目，与浓度为1.5～4.0mol/L的氢
氟酸按固液比为1:2.0～1:5.0在反应槽中进行浸出，浸出时间为8～13小时，浸
出结束后得到浸出液、浸出渣和废气，其中，萤石按质量百分比计为：
CaF2≥95％、SiO2≤1.2％、FeO≤0.5％；
(2)干燥处理：将步骤(1)得到的浸出渣用水压为0.4～1.5MPa的去离
子水冲洗10～20分钟，然后进行烘干从而得到萤石产品，其中，所述萤石产
品按质量百分比计为CaF2≥97％、SiO2≤0.6％、FeO≤0.2％；
(3)废气净化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：李花兵，姜周华，冯浩，张树才，刘国海，任翠东，朱红春，王琦，周恩泽，李恒，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：辽宁;21