氟硅酸镁的制备

背景及概述^[1][2]

氟硅酸镁为无色或白色菱状或针状结晶。相对密度1.788，80℃脱水，100℃分解。易溶于水，溶于稀酸，难溶于氢氟酸，不溶于醇。水溶液呈酸性反应，与碱作用时可生成相应的氟化物及二氧化硅。不易潮解，风化后失水成无水物。氟硅酸镁可以在制作混凝土时用于改善其强度与硬度的硬化剂及防水的防水剂。

氟硅酸镁还可以在硅石表面处理中用作氟风化处理。由于氟硅酸镁具有毒性，可以杀虫，亦可用作织物防虫，或者作为杀虫剂的活性成分之一。此外还可以在陶瓷制作中使用。因此，氟硅酸镁具有广泛的用途。然而，现有的氟硅酸镁主要是从磷酸盐的废水中提取出来的，氟硅酸镁的生产受到磷酸及其盐类的制约。

质量指标^[1]

应用^[2]

1 . 水泥混凝土的固化促进剂及增强剂

氟硅酸镁是良好的水泥固化促进剂，国外水泥的硬化促进剂一般要含有1 % 的氟硅酸镁，水泥质的地板一般也要含5 % 的氟硅酸镁。氟硅酸镁具有改善水泥混凝土的硬度和强度的作用。不加处理的混凝土易裂变剥蚀，若使千混凝土用3-7 % 的氟硅酸镁溶液赴理后，再用12-20 % 的氟硅酸铝溶液处理，可抑制混凝土的裂变剥蚀。

氟硅酸镁还可增加水泥的抗弯曲强度，例如按1 : 6(量重比) 混合的石棉和普通硅酸盐水泥，添加3-5 % ( 重量) 的氟硅酸镁，可使水泥的抗弯曲强度增加80 %。玻璃纤维强化水泥的强度较低，为了使玻璃纤维强化水泥制品保持在长时间内强度不变，予先把玻璃维涂上氟硅酸镁。

例如把涂有氟硅酸镁的玻璃纤维5 份、硅酸盐水泥40 份，造粒的高炉渣60 份和水铸造固化得到的水泥板，其弯曲强度三天后为38 0 公斤/ 厘米2 ，三年后为36 0 公斤/ 厘米2 ，经三年后强度降低很少。此外，氟硅酸镁可做为混凝土表面处理的抗冻剂，并且有改进混合水泥的热绝缘性能的作用。氟硅酸镁还用来处理可渗透水泥，制造污水过滤管等。

2 . 改善水泥混凝土的性能

为了防止水泥制品和涂色水泥制品的白色斑点和腐蚀，国外采用的方法有涂保护膜的方法，该法需要在施工现场涂，故不方便，另一个方法是在水泥原料中加能与C a( OH ) 2反应生成沉淀的物质，此法会降低水泥的强度故也不适用。一种较实用的方法是在着色树脂涂料中加氟硅酸镁，再涂于水泥制品的表面。

涂料中的氟硅酸镁与涂料中的水份一起渗透到水泥层中，与水泥反应，在水泥涂层与水泥层之间形成致密的中间层，该中间层可防止水泥制品的内部水的蒸发和外部水向内部渗透。故可解决由此带来的水泥表面所出现的白色斑点和碱性物质对涂层的侵蚀，同时不会给现场施工带来麻烦。

3 . 在其它材料方面的应用

发泡树脂制品由于其重量轻、多泡、可广泛的用作各种工业材料。但因不耐热、易燃、耐药品性能差，特别是由于多泡性，使热可塑性树脂，热硬化性树脂的机械性能、物理性能恶化，因而使发泡树脂制品的应用受到限制。由于发泡合成树脂原料具有产量大、便宜、易成型等特点，若能解决上述缺点则其应用范围会显著扩大，在工业上将会有很大的实际使用价值。

为了改善发泡合成树脂制品的机械性能和物理性能，国外采用的方法是在发泡合成树脂制品中首先用硅酸钠(或钾) 和磷酸钠(或钾) 的混合液渗透，干燥后再用氟硅酸镁溶液处理，在发泡树脂制品上共沉出不溶性的磷酸镁、硅酸镁及氟硅酸钠(或钾)。经这样处理的树脂制品的耐火性、热传导性及各种机械性能都有显著的提高。

4 . 木材防腐剂

国外的木材防腐剂不少是采用氟硅酸镁、氟硅酸钠等，一般认为，氟硅酸镁是有效的木材防腐剂，其防腐能力高于氟硅酸钠。氟硅酸镁也可与其它物质配合起来做木2 0材防腐剂使用。关于这方面国外报导的资料较多，如用1 0 份的酚甲醛聚合物，5 份面粉，40 % 的氟硅酸镁4 . 3 份和含2 .4% 的邻苯二甲醋煤油20. 2 份混合，涂于柳安木板上，用来作五层胶合板，可防止霉菌。

氟硅酸镁与五氯化苯混合作木材防腐的效果也较好。氟硅酸镁在作木材防腐剂的同时还可做木材粘合剂三聚氰胺树脂的固化剂。氟硅酸镁可做增强纤维板的硬化表面涂层，该板强度高、刚度大、有绝缘性能等。此外还可做皮毛的杀菌剂和竹器发霉的阻止剂。

5 . 其它

氟硅酸镁除上述用途外还可用于多种工业。

1）在日用品工业中做保护牙质的组份，能够有效的抑制牙质被霉菌腐蚀，防止龋齿。牙膏和漱口剂中含有低浓度的氟硅酸镁可有效的阻止牙齿斑点的生成。

2）在陶瓷工业中可做从瓷器表面除去斑点的化合物中的增溶剂。

3）做低碳钢的平光剂组份，用氟硅酸镁处理的二氧化硅可做低碳钢的平光剂。这种平光剂比不用氟硅酸镁处理的二氧化硅的效果好，还可用做钢板电绝缘涂层的组份。

4）在玻璃工业中可改善光学玻璃的能。在制光学玻璃时添加氟硅酸镁物质，可得到反射率低的光学玻璃。

5）在化学工业中可用做聚氯化甲烯制备的催化剂及做峰窝状塑料绝缘体的粘合剂等。

6）在农业上做稳定土壤及减少活性物质流失的改良剂等

制备^[1][3][4]

方法1：将1809kg萤石粉，335kg硅砂和1858kg硫酸依次投入反应转炉中，制备氟硅酸，用吸收塔吸收得含量为20～22°Be′的氟硅酸溶液。除去硫酸盐后将其打入中和釜，加菱苦粉悬浮液中和至pH值为3～4。过滤，将滤液投入蒸发器，浓缩后投入结晶器冷却结晶。干燥后得产品。 

方法2：一种氟硅酸镁的制备方法，包括以下步骤：:钠长石分解：将钠长石、萤石、98%的硫酸按照1：（1.55～2.57）：（3.28～4.62）的质量比混合，并在100℃～200℃和自生压力下反应得到含有硫酸钙、硫酸钠和硫酸铝的固体残渣和含有氟化硅的气体生成物；

制备氟硅酸溶液：对所述气体生成物进行水解，得到含有氟硅酸溶液的水解液；合成氟硅酸镁晶体：将所述含有氟硅酸溶液的水解液置于反应釜中，且使所述氟硅酸溶液的质量百分浓度为10%～40%；向所述反应釜中加入氧化镁，使氧化镁与所述氟硅酸溶液反应10分钟～60分钟，过滤得到氟硅酸镁溶液，浓缩结晶、离心分离、干燥得到六水氟硅酸镁晶体。

方法3：一种氟硅酸镁的制备方法，包括以下步骤：

a)、氟硅酸和氧化镁在水中进行反应，待反应体系的pH变为3～4后停 止反应，得到反应液；

b)、所述反应液在100～120℃下浓缩至质量变为原来的15～40％，得到 结晶产物和浓缩液；

c)、所述浓缩液在100～120℃下浓缩至质量变为原来的30～50％后，冷却 结晶，得到第二结晶产物；

d)、所述结晶产物和第二结晶产物进行干燥，得到氟硅酸镁。

主要参考资料

[1] 化工助剂

[2] 于慧生. 氟硅酸镁的基本用途 [J][J]. 无机盐工业, 1983, 2: 006.

[3] 付建国;李英春;胡安慧. 氟硅酸镁的制备方法 CN201410700858.9，申请日20141128

[4] 刘泽君.-种氟硅酸镁的制备方法CN201610098802.X，申请日 20160223