萤石粉

萤石，又称氟石，化学式为CaF2，其中含氟 48.67 %、钙51.3 %。萤石具有玻璃光泽，性脆，颜色极多，一般呈绿、紫、玫瑰、白、黄、蓝等色，比重3.15，熔点1318 ℃。萤石是最重要的含氟工业矿，人类利用萤石已有悠久的历史，1556 年即发现其可用作冶金熔剂。萤石在冶金工业、化学工业、水泥工业、 玻璃工业、陶瓷工业等领域被广泛的应用。我国是萤石矿产资源丰富的国家之一 ，储量居世界第一。全国各地已发现萤石矿床、矿点近千处。据统计，1985年列入全国矿产储量平衡表内的萤石矿床共167 处，其中单一萤石矿床150 处，探明CaF2储量 5700万t；伴生萤石矿床17处，探明CaF2储量5500万t（未列入白云鄂博矿区伴生的CaF2储量 1.3亿t）。全国总计探明CaF2储量1.1亿t，保有CaF2储量 9000万t。1989年底，列入全国储量平衡表的萤石矿床增至 179 个，保有CaF2储量增至 1.1亿t。我国萤石主要分布于湖南、浙江、福建、江西、内蒙、云南、河南、湖北、辽宁等省，其中湖南CaF2储量约占全国总量的52 %， 居全国首位（内蒙白云鄂博伴生CaF2储量未列入），仅湘南柿竹园多金属矿共生 萤石折CaF2就达 4000多万t。我国萤石储量巨大，分布相对集中，开发利用率 高。同时，萤石资源远景良好，有很多矿床、矿点尚未作出应有的地质评价，预测资源很可观。此外，我国伴生萤石储量多，需解决综合回收利用问题。这些都预示着我国萤石粉生产有着良好的基础和前景。萤石矿通过选矿加工，可生产3 种不同规格的产品，即块精矿、碎屑矿和 粉精矿。萤石加工产品根据用途不同可划分为4个销售等级，即冶金级、玻璃陶瓷级、酸级（化工级）、光学级。
萤石粉是由萤石经破磨、浮选、脱水和烘干后形成的粉状物料，广泛应用于化工、炼钢、有色冶金、玻璃及陶瓷等行业。 通用名称：萤石粉
英文名称：Calcium fluoride           
Cas No：7789-75-5     
分子量：50.9972032 
分子式：CaF2
结构式： 生产过程中，经烘干后的萤石粉温度 160℃~180℃，CaF2含量97%左右， SiO2含量1.0%-1.3%，水分约0.05%，密实密度3.2t/m3，堆积密度 2.0t/m3，莫氏硬度4，休止角43℃。萤石粉化学成分构成如下表：
在外贸活动中，出口萤石粉除了规定检测一些常规指标（如CaF2、SiO2、S、P 等）外，还要求检测杂质元素砷的含量。随着加入关贸组织和对外贸易的发展 , 对萤石粉中砷含量的测定越来越显得重要。砷元素测定一般用 DDTC-Ag分光光度法、原子吸收光谱法和原子荧光光谱法。
1. 原子荧光光谱法：吸取砷标准溶液（1μg/ ml）0.5 ml 于50ml 容量瓶中， 加 10 ml 盐酸溶液（1+1）和 10 ml 硫脲，用超纯水定容，摇匀，静置30min后测定；灯电流70mA，PMT 负高压270V，原子化器温度为室温，原子化器高度7mm ，氩气流量 800ml/min，测量方式为标准曲线法，分析信号为峰面积，读数时间16 s，延迟时间1 s ，载流空白为盐酸溶液（10% /V）。采用连续流动-间歇进样方式测量。在此最佳实验条件下，实验表明砷标准溶液校正曲线的线性范围为 0～100μg/L；其线性回归方法为 y = 161.99 +172.21 x ，相关系数r = 0.9992；连续11次测量空白溶液的荧光值，其标准偏差（SD）为3.88；根据校正曲线的斜率可求出方法的检出限CL=3SD/K = 0.068 1μg/L，在取样量为0.5 g 时，本方法的检出限为6.8 ng/g。采用室温原子化、氢化物-原子荧光光谱法测定萤石粉中砷量的新方法，快速、简便、准确度好、精密度高，能满足当前进出口商品检验的要求。
2. 氢化物发生-原子吸收光谱法：吸取0.1mg/L-1砷标准使用液5 mL于100 m L容量瓶中，加盐酸（1+1）8 mL，硫脲、抗坏血酸混合液 10 mL , 静置30 min后， 用超纯水定容，摇匀，测定。开机后预热 20min，灯电流 8mA ，辅助电流8 mA，氩气压力0. 25 MPa，乙炔流量为2.5 L/min-1，空气流量为11.0 L/min-1，峰高测量，积分时间 8 s，进样体积10 mL，采用氢化物发生-间歇进样方式测量。安装 T 型石英管，接好管路，装好硼氢化钠溶液。点火，调节氩气压力至0.25MPa。 移取待测溶液10.00 mL在反应瓶中，基线稳定后，校零。先测定标准空白，再依次测定标准系列。样品分析的同时进行样品空白测定。在选定试验条件下，砷 的线性范围为0.10～6. 00 μg/L-1，回归方程A = 0.011+0.0485C，相关系数为0.9962。连续测定11次空白溶液的吸光度，标准偏差为0.0017，方法的检出限为 0. 105μg/L-1，回收率在90.0 %～102.0 % 之间，相对标准偏差为9.8 %。 萤石粉采用稀相正压气力输送系统，干燥机出来的高温萤石粉，进入集料斗由旋转供料器均匀地通过接料器送入输送管道，同时由罗茨鼓风机提供高压空气。为减轻供料器漏气和叶片回转带气所形成的“顶料”现象，在供料器侧壁设置均压管与料斗相接。在输送管道内，萤石粉以悬浮状态行进。部分输料管道浸没在冷却水池中，以利于物料的降温。物料经旋风分离器进入贮料箱，箱内设置水冷却管，物料冷却至100℃以下后经螺旋输送机进入包装工序。为防止事故状态（如贮料箱内物料超过安全料位）时，后续除尘器不至于过载，系统设置了备用分离器，两分离器采用串联连接。经旋风分离器进行气粉分离后，含尘气体进入旋风除尘器进行除尘。为了使排出气体含尘浓度达到排放标准，旋风除尘器后又串联了一个布袋除尘器。工艺流程如图所示： 1、用于冶金工业
萤石粉中含卤族元素F，可降低难熔物质的熔点，促进炉渣流动，使渣和金属很好分离，在冶炼过程中脱硫、脱磷，增强金属的可煅性和抗张强度。因此，作为助熔剂被广泛应用于钢铁冶炼及铁合金生产、化铁工艺和有色金属冶炼。高质量的酸级萤石也用于电炉生产高质量的特殊钢和特种合金钢，小部分用作钢铁铸造业的铸造药剂。原矿经破碎、磨矿后，用浮选方法回收酸性萤石粉。冶炼用萤石粉一般要求氟化钙含量大于65％，并对主要杂质二氧化硅也有一定的要求，对硫和磷有严格的限制。
2、用于化学工业
萤石粉在化学工业重要用途是生产氢氟酸。其化学反应方程如下：
CaF2 + H2SO4 = CaSO4+ 2HF↑
氢氟酸是通过酸级萤石（氟石精矿）同硫酸在加热炉或罐中反应而产生出来的，分无水氢氟酸和有水氢氟酸，均为无色液体，易挥发，有强烈的刺激气味和强烈的腐蚀性，是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料。在制铝工业中，氢氟酸用来生产氟化铝、人造冰晶石、氟化钠和氟化镁；在航空、航天工业中，氢氟酸主要用来生产喷气机液体推进剂，导弹喷气燃料推进剂；在原子能工业中，氢氟酸主要用来制造UF4，再经氟化生成UF6，通过气体扩散法或气体离心法分离235U。
3、水泥生产：萤石粉在水泥生产中，作为矿化剂加入，能降低炉料的烧结温度，减少燃料消耗，同时还能增强烧结时熟料液相粘度，促进硅酸三钙的形成。水泥生产中萤石粉加入量在一般情况下为4%～5%至0.8%～1%。水泥工业对萤石质量要求不严，一般CaF2含量在40%以上即可，对杂质含量要求也不作具体规定。
4、其它用途
萤石是最重要的含氟工业矿，人类利用萤石已有悠久的历史，在冶金工业、化学工业、水泥工业、 玻璃工业、陶瓷工业等领域被广泛的应用。经加工后的萤石粉广泛应用于化工、炼钢、有色冶金、玻璃及陶瓷等行业如军工电缆，光纤传导等高精尖领域等。 [1] 邓海波. 我国酸级萤石粉的生产和市场. 矿产保护与利用.1995,6:33-35.
[2] 林力等. 氢化物发生-原子吸收光谱法测定萤石粉中砷. 理化检验-化学分册.2007,43(4):270-274.
[3] 刘俊生等. 萤石粉稀相正压气力输送系统设计.矿山机械.2004.8.
[4] 李葆生. 稀相高温萤石粉气力输送技术的应用. 矿业研究与开发.2004,24(5):55-57. 
[5] 林力等. 氢化物-原子荧光光谱法测定萤石粉中砷量. 非金属矿. 2003,6(6):7-8.
[6] 李冬等. 高温萤石粉的气力输送. 洛阳工业高等专科学校学报.2004,14(2).
[7] http://www.360powder.com/technology_details/index/1158.html.