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氟化工基础知识

第一部分:氟化工的基础原料

●元素氟F

●萤石

●氟化氢HF

元素氟F:基本性质

CAS#:7782-41-4

原子序数:9

元素周期表中位置:第二周期第七主族

氢

氦

锂铍硼碳氮氧氟氖

钠镁铝硅磷硫氯氩

属于卤族(ⅥIA族)元素:氟、氯、溴、碘

●原子量:18.998403,一般计算中采用19

化学性质最活泼的非金属元素,化学价1

英文:flurine(来自拉丁文uere,流动的意思)

元素氟F:自然界中的存在

在自然界中不存在单质氟

尚未发现天然的同位素,用人工方法可以获得几种寿命很短的有

放射性的氟同位素

F在地球地壳中的含量为0.06~0.07w%,在元素丰度表上排列第

13位

F在自然界中最重要的化合物为氟化钙CaF2,俗称萤石或氟石

(fluorite,fluorspar)

大量的F存在于磷灰石中,但是磷灰石中F的百分含量远低于萤石

中F的百分含量

冰晶石也是F的一种存在形式,但是目前冰晶石已经基本上早就

开采完毕,反而需要大量地进行人工合成

元素氟F:氟气F2

在标准状况下,氟是双原子分子F2,为淡黄色带刺激臭味的气体

熔点-220℃,沸点-188℃

通过电解法制备F2,电解质为KF2HF,由氟氢化钾KHF2和氟化

氢H配制而成,电解温度80~105,电压8~12V,电流强度

4~6.5KA

F被发现后半个世纪内仍只是实验室少量制备F2,直到二次世界

大战,德国研制纵火剂CF3,美国研制原子弹的过程中利用可挥

发的UF6,经过扩散法分离生产U235,都要求工业规模供应F2,

二次世界大战后F的工业生产技术才陆续解密

·标准状况:通常指温度为0℃(273.15K)和压强为101.325kPa(1

标准大气压,760毫米汞柱

元素氟F:贮运与安全

·F2通常是现制现用,也可以用氮气稀释至10%后用钢瓶或大槽车

运输,大槽车的F2容量为250kg

美国政府工业卫生学者会议(ACGIH)规定的允许浓度为ppmm

空气,而氟化氢HF为7ppm/m3空气

·由于F2在很低浓度时就能感觉到明显的刺激性臭味,因此不至于

有人无意中吸入F2至有害浓度

萤石:矿物萤石

主要成分:氟化钙CaF2(CAS#7789-75-5)

在1529年被发现能够降低某些矿物的熔点和减少其熔渣粘度后命

名为fluorspar

矿物萤石能够发很强的荧光,在中国因此而得名

萤石:选矿

萤石精粉的生产工艺流程:萤石原矿-粗碎-细碎-磨矿-分级-浮选-浓

缩脱水-烘干-包装

·萤石磨矿是萤石选矿厂的主要工序之一,根据矿石性质不同,有一段闭

路磨矿、两段闭路磨矿。总之使萤石与脉石单体解离,为浮选创造条件。

萤石浮选是萤石选矿厂的关键工序,所有的选矿技术体现在浮选。萤石

选矿分为:①萤石-石英型,这种萤石的浮选工艺简单,主要是萤石和石

英的浮选分离。采用油酸作捕收剂,水玻璃作抑制剂,纯碱作调整剂进

行浮选就能生产合格产品。②萤石-碳酸钙型,这种萤石的浮选工艺和萤

石-石英型主要是采用的抑制剂不同,这种萤石浮选主要是萤石和碳酸钙

的分离,具体的浮选工艺要根据萤石的具体情况来制定。③萤石-重晶石

型,这种萤石的浮选工艺和萤石-碳酸钙型的基本相同,但有些变化,具

体的浮选工艺要现场制定。④萤石-碳酸钙-重晶石型的萤石矿,这种萤石

矿是比较难选的,要采取特殊的选矿工艺才能达到理想的指标。

萤石:萤石精粉

通常,氟化工用萤石精粉的质量要求为:氟化钙97%,二氧化硅

1.0%,碳酸钙1.2%

●考虑到萤石矿石来源的复杂性和浮选成本,常常也会放宽质量标

准到:氟化钙≥97%,二氧化硅1.4%,碳酸钙≤1.5%

萤石精粉CaF2与硫酸H2SO4反应制取氟化氢HF,是目前氟化工的

最重要的基础反应。

氟化氢HF:基本性质

氟化氢ICAS#764-39-3],分子量20.008,其水溶液叫氢氟酸

氟化氢是氟化物中产量最大、最重要的品种。

常压下,在温度高于19.51℃时,氟化氢为无色、带刺激性的气体,

在空气中发烟并有吸湿性。

熔点:-83.37℃沸点:19.51℃

密度:液体0℃1003g/cm,液体25℃0.9576g/cm3,气体25℃

3.553mg/cm

无水氟化物AHF