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萤石矿资源开发研究
一、萤石简介:
萤石,又称氟石,主要成分是氟化钙,是“可用尽且不可再生”的资源。萤石是工业上氟元素的主要来源,是世界上20几种重要的非金属矿物原料之一。纯净无色透明的萤石可作为光学材料,色泽艳丽的萤石亦可作为宝玉石和工艺美术雕刻原料。萤石又是氟化学工业的基本原料,其产品广泛用于航天、航空、制冷、医药、农药、防腐、灭火、电子、电力、机械和原子能等领域。随着科技和国民经济的不断发展,萤石已成为现代工业中重要的矿物原料,许多发达国家把它作为一种重要的战略物资进行储备。中国萤石资源丰富,分布广泛,矿床类型繁多,资源储量、生产量和出口量均居世界首位。我国萤石储量为世界的1/2,探明可采储量仅为1/10,而产量却高达1/2。由于资源稀缺,国家从1999年开始采用萤石出口限额制度,但是萤石仍在大量出口。从1999年至2009年我国共出口萤石916万吨。期间出口氢氟酸78万吨,折合出口萤石179万吨。直接和变相出口的萤石累计达到1095万吨,%。为此氟化工“十二五规划”提出了出口结构优化的目标。
由于萤石行业的情况与稀土类似,为了限制出口,国家正对萤石资源进行整合、加强对资源的控制,基本思路是将资源由国家控制,具体担任整合主角的是大型国企。策调整后,生产需施行许可证制度。
二、萤石的特性
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萤石也叫氟化钙,是一种常见的卤化物矿物,它是一种化合物,它的成分为氟化钙,是提取氟的重要矿物。萤石有很多种颜色,绿色或紫色为多,也可以是透明无色的。一般呈粒状或块状,具有玻璃光泽,在紫外线或阴极射线照射下常发出蓝绿色荧光。
其主要特性如下:
化学成分:CaF2
晶体结构:晶胞为面心立方结构,每个晶胞含有4个钙离子和8个氟离子。
结晶状态:晶质体
晶系:等轴晶系
晶体习性:常呈立方体、八面体、菱形十二面体及聚形,也可呈条带状致密块状集合体。
常见颜色:绿、蓝、棕、黄、粉、紫、无色等。
光泽:玻璃光泽至亚玻璃光泽。
解理:四组完全解理。
摩氏硬度:4。
密度:(+,-)g/cm3。
光性特征:均质体。
多色性:无。
折射率:(±)。
双折射率:无。
紫外荧光:随不同品种而异,一般具很强荧光,可具磷光。 2
吸收光谱:不特征,变化大,一般强吸收。
放大检查:色带,两相或三相包体,可见解理呈三角形发育。特殊光学效应:变色效应。
优化处理:
热处理:常将黑色、深蓝色热处理蓝色,稳定,避免300℃以上的受热,不易检测。
充填处理:用塑料或树脂充填表面裂隙,以保证加工时不裂开。辐照处理:无色的萤石辐照成紫色,但见光很快褪色,很不稳定。
三、萤石的主要用途
萤石的用途十分广泛,随着科学技术的进步,应用前景越来越广阔。目前主要用于冶金行业制生产炼铝熔剂冰晶石的原料,化工行业制氢氟酸、各利氟盐及制冷剂氟利昂的原料,建材行业行业作装饰材料,其次用于轻工、光学、雕刻和国防工业。
1、冶金工业
萤石具有能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等特点。因此,它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。冶炼用萤石矿石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。%%。
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2、化学工业
萤石另一重要用途是生产氢氟酸。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。它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。
氢氟酸是有机氟化工的基础原料,可用它生产毒性小、化学稳定性高的氟化的含氯烃和碳氟化合物,作冷冻剂,空气溶胶促进剂。用氢氟酸制作氟利昂除作为冷冻剂外,还广泛用于喷雾剂、灭火剂、氟塑料等。
在医药方面,氟有机化合物还可以制造含氟抗癌药物,含氟可的松,含氟碳人造血液。
在无机氟化工业中,可以生产杀虫剂、防腐剂、防护剂、添加剂、助熔剂和抗氧化剂等。
化学工业对萤石产品的质量要求很高,一般要求CaF2含量在
93%~98%,二氧化硅和碳酸钙是有害杂质,要严格限制。
3、建材工业
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萤石也广泛应用于玻璃、陶瓷、水泥等建材工业中,其用量在我国占第
2位。
在玻璃工业中,萤