阅读说明：本技术 萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法 (Method for producing aluminum fluoride from fluorite tailing waste residues ) 是由 刘向前 李海 郑斌 王玉强 于 2020-05-15 设计创作，主要内容包括：本发明提供了萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法,解决了目前缺少采用萤石尾矿废渣制备氟化铝的技术的问题。本发明通过对萤石尾矿废渣经加酸、加氢氧化铝等一系列处理步骤后,可制备出电解铝产业中大量需求的氟化铝产品,增加了氟化铝产品的来源,通过这种方式,使得萤石尾矿废渣得到了二次可开发,降低了电解铝产业对萤石的需求,有益于电解铝行业的可持续发展,具有很高的经济效益和推广价值。同时制备过程中分离出的主要由钙盐组成的副产品,也可作为肥料的原材料,不但把萤石尾矿废渣变废为宝,也可有效降低氟化铝的生产成本。(The invention provides a method for producing aluminum fluoride by fluorite tailing waste residues, which solves the problem that the prior art for preparing aluminum fluoride by adopting fluorite tailing waste residues is lacked. According to the method, after a series of treatment steps of adding acid, adding aluminum hydroxide and the like are carried out on the fluorite tailing waste residues, aluminum fluoride products which are greatly required in the electrolytic aluminum industry can be prepared, and the sources of the aluminum fluoride products are increased. Meanwhile, the by-product mainly comprising calcium salt separated in the preparation process can also be used as a raw material of fertilizer, so that fluorite tailing waste residue is changed into valuable, and the production cost of aluminum fluoride can be effectively reduced.)

萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法

技术领域

本发明涉及矿物废渣的再利用技术领域，特别是指萤石尾矿废渣生产氟化 铝的方法。

背景技术

萤石尾矿废渣是对萤石矿经球磨、浮选开采之后后残留的粉状固体废料， 对环境的破坏体现在元素有害性与固体废料危害性，萤石尾矿废渣中除了浮选 药剂、重金属离子外，萤石尾矿废渣中的氟离子对环境造成的氟污染同样不能 轻视。萤石尾矿废渣中各种含氟化合物在自然界中反应溶解，生成的氟离子会 周边生态造成严重的破坏。氟是人体所须的微量元素之一，它是骨、牙的正常 成分，对骨质疏松有防护作用。但是与其他元素一样，过量或不足的氟对人体 也是有害的，其中过量的氟会导致氟中毒，表现为以侵犯牙齿和骨骼为主的全 身性慢性损害。

近年来中小氟化铝厂盲目低水平的重复建设，萤石资源越用越少的紧迫， 造成氟化铝价格居高不下，导致电解铝成本不断上升，进而导致铝价上扬，下 游生产工业成本增加，对我国的铝材相关工业的生产以及产品的贸易推广已经 造成了一定的影响，市场前景不容盲目乐观。而对萤石尾矿废渣进行二次开发， 提取其中的氟元素，用作氟化铝制备原料，可以减少萤石矿的消耗，不但可使 萤石尾矿废渣变废为宝，而且由于萤石尾矿废渣的成本非常低，也可降低氟化 铝生产成本。然而，目前还很缺乏采用萤石尾矿废渣制备氟化铝的技术手段。

发明内容

为了解决背景技术中所存在的目前缺少采用萤石尾矿废渣制备氟化铝的技 术的问题，本发明提出了萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法。

本发明的技术方案是：萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法，包括以下步骤：

(1)把萤石尾矿废渣放入反应釜中，向反应釜中加入酸性溶液，经加热、 搅拌、充分反应后得到混合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行沉淀后固液分离，得到主要由钙 盐组成的沉淀物和含有氢氟酸的酸性清液；

(3)将步骤(2)中得到的酸性清液注入另一个反应釜中，向这个反应釜 中加入氢氧化铝，在加热条件下充分反应后，经过沉淀、冷却后氟化 铝粗制晶体析出，然后通过固液分离得到氟化铝粗制晶体；

(4)将步骤(3)中得到的氟化铝粗制晶体进行水洗、过滤、烘干，得到 纯净的氟化铝产品。

所述步骤(1)和步骤(3)中的反应时间均为1～3小时。

所述步骤(1)和步骤(3)中的反应温度为60℃～100℃。

所述步骤(1)中的酸性溶液的氢离子浓度为0.5～2mol/L。

所述在酸性溶液的氢离子浓度为0.5mol/L条件下，步骤(1)中的萤石尾 矿废渣和酸性溶液的质量比为1:10。

所述步骤(3)中加入的氢氧化铝与步骤(1)中的萤石尾矿废渣的质量比 为0.5:1。

所述酸性溶液为纯酸融水后氢离子可完全电离的强酸溶液。

本发明的优点：本发明通过对萤石尾矿废渣经加酸、加氢氧化铝等一系列 处理步骤后，可制备出电解铝产业中大量需求的氟化铝产品，增加了氟化铝产 品的来源，通过这种方式，使得萤石尾矿废渣得到了二次可开发，降低了电解 铝产业对萤石的需求，有益于电解铝行业的可持续发展，具有很高的经济效益 和推广价值。同时制备过程中分离出的主要由钙盐组成的副产品，也可作为肥 料的原材料，不但把萤石尾矿废渣变废为宝，也可有效降低氟化铝的生产成本。

具体实施方式

下面将对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描 述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中 的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其 他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例1：萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法，包括以下步骤：

(1)把萤石尾矿废渣放入反应釜中，向反应釜中加入0.5mol/L氢离子浓 度的强酸溶液(强酸溶液可选用硝酸、硫酸、盐酸等)，强酸溶液添 加的比例为，1吨萤石尾矿废渣添加10吨0.5mol/L浓度氢离子的强 酸溶液，经加热到80℃后，搅拌、充分反应2小时后得到混合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行沉淀后固液分离，得到主要由钙 盐(主要成分为硝酸钙)组成的沉淀物和含有氢氟酸的酸性清液；

(3)将步骤(2)中得到的酸性清液注入另一个反应釜中，向这个反应釜 中加入氢氧化铝，加入的氢氧化铝与步骤(1)中的萤石尾矿废渣的 质量比为0.5:1，即1吨的萤石尾矿废渣添加0.5吨的氢氧化铝，在加 热到80℃条件下，经2小时充分反应后，经过沉淀、冷却后氟化铝粗 制晶体析出，然后通过固液分离得到氟化铝粗制晶体；

(4)将步骤(3)中得到的氟化铝粗制晶体进行水洗、过滤、烘干，得到 纯净的氟化铝产品。

实施例2：萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法，包括以下步骤：

(1)把萤石尾矿废渣放入反应釜中，向反应釜中加入1mol/L氢离子浓度 的强酸溶液(强酸溶液可选用硝酸、硫酸、盐酸等)，强酸溶液添加 的比例为，1吨萤石尾矿废渣添加5吨1mol/L浓度氢离子的强酸溶液， 经加热到90℃后，搅拌、充分反应1.5小时后得到混合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行沉淀后固液分离，得到主要由钙 盐(主要成分为硝酸钙)组成的沉淀物和含有氢氟酸的酸性清液；

(3)将步骤(2)中得到的酸性清液注入另一个反应釜中，向这个反应釜 中加入氢氧化铝，加入的氢氧化铝与步骤(1)中的萤石尾矿废渣的 质量比为0.5:1，即1吨的萤石尾矿废渣添加0.5吨的氢氧化铝，在加 热到100℃条件下，经1小时充分反应后，经过沉淀、冷却后氟化铝 粗制晶体析出，然后通过固液分离得到氟化铝粗制晶体；

(4)将步骤(3)中得到的氟化铝粗制晶体进行水洗、过滤、烘干，得到 纯净的氟化铝产品。

实施例3：萤石尾矿废渣生产氟化铝的方法，包括以下步骤：

(1)把萤石尾矿废渣放入反应釜中，向反应釜中加入2mol/L氢离子浓度 的强酸溶液(强酸溶液可选用硝酸、硫酸、盐酸等)，强酸溶液添加 的比例为，1吨萤石尾矿废渣添加2.5吨2mol/L浓度氢离子的强酸溶 液，经加热到60℃后，搅拌、充分反应3小时后得到混合溶液；

(2)将步骤(1)中得到的混合溶液进行沉淀后固液分离，得到主要由钙 盐(主要成分为硝酸钙)组成的沉淀物和含有氢氟酸的酸性清液；

(3)将步骤(2)中得到的酸性清液注入另一个反应釜中，向这个反应釜 中加入氢氧化铝，加入的氢氧化铝与步骤(1)中的萤石尾矿废渣的 质量比为0.5:1，即1吨的萤石尾矿废渣添加0.5吨的氢氧化铝，在加 热到60℃条件下，经3小时充分反应后，经过沉淀、冷却后氟化铝粗 制晶体析出，然后通过固液分离得到氟化铝粗制晶体；

(4)将步骤(3)中得到的氟化铝粗制晶体进行水洗、过滤、烘干，得到 纯净的氟化铝产品。

对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节， 而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现 本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非 限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不受上述说明限定，因此旨在将落 在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。