第一节 产品定义、性能及应用特点
1、定义
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,也可以是透明无色的｡萤石一般呈粒状或块状,具有玻璃光泽,绿色或紫色为多｡萤石在紫外线或阴极射线照射下常发出蓝绿色荧光,它的名字也就是根据这个特点而来｡
2､性质
萤石又称为氟石,化学成分为CaF2,晶体属等轴晶系的卤化物矿物｡晶体常呈立方体､八面体或立方体的穿插双晶,集合体呈粒状或块状｡浅绿､浅紫或无色透明,有时为玫瑰红色,条痕白色,玻璃光泽,透明至不透明｡八面体解理完全｡摩氏硬度4,比重3.18｡萤石主要产于热液矿脉中｡无色透明的萤石晶体产于花岗伟晶岩或萤石脉的晶洞中｡
3､应用
萤石及其加工品的用途已涉足30多个工业部门｡炼钢铁加入萤石,能提高熔液的流动性,除去有害杂质硫和磷｡
萤石也广泛应用于玻璃､陶瓷､水泥等建材工业中,其用量在中国占第2位。在玻璃工业中,萤石作为助熔剂､遮光剂加入,它能促进玻璃原料的熔化｡不同玻璃,萤石加入量不同｡普通玻璃板材,萤石加入量为炉料的1%;碱性玻璃球,萤石的加入量为1%~2%;氧化玻璃,萤石加入量则为3%;白色､乳色､彩色玻璃的生产过程中,萤石除作为助溶剂外,还作遮光剂,加入量为炉料的10%~20%｡玻璃工业对萤石的质量要求较严格,要求CaF2>80%;Fe2O3<0.2%｡
在水泥生产中,萤石作为矿化剂加入｡萤石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｡在水泥生产中,萤石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｡
在陶瓷工业中,萤石主要用作瓷釉,它能在瓷釉生产过程中起到助色和助熔作用｡如在红色瓷釉中加入萤石后能色泽光亮鲜艳,在陶瓷生产瓷釉中的萤石加入量一般约10%~20%｡
世界萤石产量的一半用以制造氢氟酸，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,分无水氢氟酸和有水氢氟酸,它们都是一种无色液体,易挥发,有强烈的刺激气味和强烈的腐蚀性｡它是生产各种有机和无机氟化物和氟元素的关键原料｡
第二节 发展历程
人类利用萤石已有悠久的历史｡1529年德国矿物学家阿格里科拉在他的著作中最早提到了萤石,1556年他在 研究 萤石的过程中,发现了萤石是低熔点的矿物,在钢铁冶炼中加入一定量的萤石,不仅可以提高炉温,除去硫､磷等有害杂质,而且还能同炉渣形成共熔体混合物,增强活动性､流动性,使渣和金属分离｡1670年德国玻璃工人契瓦哈特偶然将萤石与硫酸混在一起,发生化学反应,产生了一种具有刺激性气味的烟雾,从而引起人们对萤石化学特性的重视｡1771年瑞典化学家杜勒将萤石和硫酸作用制成了由氢元素和一个不知名元素化合而成的酸,同时还发现这种酸能蚀刻玻璃｡1813年法国物理学家安培把这种不知名的元素定名为氟元素,取其第一个字母“F”为元素符号,列入元素周期表第二周期第七族,属于卤族元素｡1886年法国化学家莫桑首次从萤石中分离出气态的氟元素,揭示出萤石是由钙元素和氟元素化合组成的矿物,定名为氟化钙｡后来化学家们又研制了氟化铝､冰晶石等助熔剂,为炼铝工业开辟了新的时代｡
萤石的开采大约是1775年始于英国,到1800年至1840年间美国的许多地方也相继开采,但大量开采乃是在发展和推广平炉炼钢以后｡
我国是萤石资源丰富,开发利用历史悠久的国家｡1917年首先在浙江新昌-武义一带由当地农民进行少量开采,其后开采范围不断扩大,至1930年,浙江省就有21个县开采萤石,年产量达1.2万t,其次在辽宁､内蒙古､河北等省区也有少量开采｡在此其间均是民采小矿,没有正规的萤石矿山｡1938年浙江被日军占领,到1945年被日军掠夺的浙江萤石超过30万t｡与此同时,内蒙古的喀喇泌旗大西沟萤石矿也开始开采,采出矿石达10多万t｡解放以后,随着经济建设,特别是钢铁工业､炼铝工业､建材工业和氟化工业的发展,各行各业对萤石的需求大幅度增长｡1950年4月16日建立了浙江省氟矿办事处,恢复浙江武义地区萤石矿山生产｡生产萤石省区,由新中国成立前的3~4个,发展到如今全国近30个,建设了一大批萤石矿山,并已形成300万~400万t生产能力｡世界萤石总储量约10亿吨,中国是世界上萤石矿产最多的国家之一,并且占世界储量的35%｡在我国不仅资源丰富,而且储量也相对集中,产地主要集中在湖南衡阳,浙江武义,永康和德清,福建邵武和湖北红安等地｡
随着国家对市场的放开,萤石矿山企业实际上已经走向市场调节发展的轨道,但是我国的矿山企业隶属多个工业部门管理,国家除对战略性矿种或重要的大矿统一掌管外,一般性的矿种原则上采取国家参股,股份制,外资开发和个体开发相结合等多种形式发展,还根据国民经济发展的要求,定期发布 行业 的 产业政策 ,产业技术政策,明确鼓励或限制 行业 发展方向,引导 行业 正确发展.要积极吸引外资,解决了企业资金不足的问题,其次引进世界先进水平的技术装备,经营管理方法等,使得企业在生产工艺技术,产品质量及其系列化上缩短了与国际水平的差距,生产出高档次的产品,扩大了深加工产品的出口。
随着科技的进步和国民经济的不断发展，萤石已成为现代工业中的一种很重要的非金属矿物原料，目前广泛应用于冶金、建材、化工、光学、雕刻和国防等工业中，许多发达国家都把它作为一种重要的战略物资进行储备。
第三节 产品技术发展现状
萤石的在选矿过程中主要运用浮选法，目前应用最广泛的是减法浮选法。矿石经破碎与磨碎使各种矿物解离成单体颗粒，并使颗粒大小符合浮选工艺要求。向磨矿后的矿浆加入各种浮选药剂并搅拌调和，使与矿物颗粒作用，以扩大不同矿物颗粒间的可浮性差别。调好的矿浆送入浮选槽，搅拌充气。矿浆中的矿粒与气泡接触、碰撞，可浮性好的矿粒选择性地粘附于气泡并被携带上升成为气-液-固三相组成的矿化泡沫层，经机械刮取或从矿浆面溢出，再脱水、干燥成精矿产品。
由于需浮选处理的萤石中的有用成分含量越来越低，浸染粒度越来越细，成分越来越复杂难选，同时，包括对细泥物料的处理，老选矿厂尾矿的再处理，各种废旧金属材料的回收以及各种废料的处理、利用，以及污水的净化等。这些难题促使国内外加强了对浮选机的 研究 ，自60年代至今，新型浮选机不断出现。通过研制新的叶轮-定子系统，简化浮选机的机构和建立了适合矿物选别要求的矿浆运动路线。改进槽体机构及矿浆循环方式，提高浮选机对不同粒级矿物的适用性。出现了一些大型的浮选槽，如KYF浮选机、JJF浮选机等。目前机械式浮选机（充气机械搅拌式和机械搅拌式）比较流行，应用广泛，其中充气机械搅拌式浮选机占多数，其次是机械搅拌式浮选机，虽然无搅拌式浮选机历史也较悠久，并具有一些特点，近年来日益得到重视，但发展较慢，应用较少。
经过多年的技术 研究 和努力，形成了萤石浮选新工艺。它不同于常规碱法（加温）浮选萤石的传统工艺，而是采用由多川药剂配制而成的组合物（酸性混合剂）在近乎中性介质按“双回路”流程进行常（低）温浮选。无论处理萤石（云母）矿或萤石碳酸盐（方解石、白云石）矿、萤石硫酸盐（重晶石）矿及多金属伴生萤石矿，均显示出独特的优越性。萤石回收率高，精矿优质，过滤性好，尾矿容易沉降，排水清晰无毒，工艺操作稳定，生产成本低，用于多处萤石选厂均获得明显的经济效益和社会效益。
第四节 产品工艺特点或流程
1、 技术工艺
1）萤石浮选剂的制备方法
以油酸生产的中间产品粗脂肪酸或混合脂肪酸为原料，向其加入重量为脂肪酸重量3％～15％的浓硫酸，使之发生硫酸化反应，再向反应生成物中加入重量为脂肪酸重量0.4％～3％的选矿起泡剂即成产品。生产成本低廉，所生产的萤石浮选用捕收剂捕收能力强，水溶性、分散性好，适于在常温及低温下浮选萤石。
2）萤石浮选调整剂的组合物
用水玻璃加酸及与酸组成的一种或多种可溶性盐混合而成的组合物作调整剂，并形成组合物系列，即可用硫酸、盐酸、硝酸、草酸、醋酸中任何一种酸及相应的盐，组合比例范围为水玻璃·酸·盐＝1～2∶1～5∶0.5～1。适应性强，稳定性好，精矿优质，回收率高，成本低。
3）碳酸盐－萤石矿浮选分离方法
特别适用于碳酸盐含量高的萤石矿的浮选分离。其关键在于选择有效的碳酸盐矿物的抑制剂——酸化水玻璃和加药措施，在常规工艺条件下，使碳酸盐与萤石实现高纯分选。
4）浮选萤石的方法
采用由酸，碱和增效剂组成的混合剂作为调整剂，采用油酸或橡油酸钠作为捕收剂，工艺流程为复合回路，在近乎中性和常温条件下进行萤石矿的浮选，获得的萤石精矿回收率高，产品质量好，含杂低，药剂消耗少，成本低，适于各类萤石选矿厂。
5）萤石除钙选矿工艺
它是由一次粗选、多次精选作业组成，以油酸或其代用品作为捕收剂进行粗选，以硫酸与酸性水玻璃的混合物作为含钙矿物的抑制剂，硫酸与酸性水玻璃的比例为1∶0.5～1∶2，联合用量为0.5～1.5kg／t原矿。具有除钙效率高、工艺简单、成本低廉的优点，可从高钙型萤石矿中选出碳酸钙含量很低的特级萤石精矿。
6）天然萤石的荧光涂料
其工艺是选矿－粉碎－配制－混合－烧结。具有工艺简单、成本低可满足工艺美术用涂料和各种具有荧光效应要求物品的需要。
2、工艺流程
萤石矿浮选工艺流程图
第五节 国内外技术未来发展趋势 分析
1、追求较高的技术含量、较低的环境负荷和更适应社会的发展需要。只有能够满足相关应用领域技术进步、产业发展需要和环保需要的萤石矿深加工产品才有可能赢得稳定的市场。因此，未来萤石加工技术的发展趋势将是交叉、融合矿物学、矿物加工、化工、材料、机械、电子、信息以及相关应用领域的不同学科，通过采用超细粉碎、精细分级、提纯、改性、改型、复合等深加工或精加工技术，发掘和提升萤石或者深加工产品的功能和应用性能。
2、降低原矿入选品位，提高资源综合利用率
杜绝“采富弃贫、采易弃难”的严重资源浪费现象，实现废弃物资源化，将原随泥土剥离的原矿全部利用，通过地质、爆破、采矿方面的 研究 ，对低品位原矿利用磁选滚筒机在矿山进行抛废，解决了磁团聚对磨矿、分级的负面影响，达到既能综合利用原矿，又能避免低品位原矿中夹杂的其它矿石影响球磨机效率。这对低品位原矿处理取得良好经济技术指标，具有决定性的作用。
3、在选矿药剂方面，应着重于研制对各种矿石适应性强、高效、耐低温、无毒的药剂； 研究 同时配制、同时添加的复配药剂；目前应重点研发出能浮选非氟化钙类脉石矿物的高效捕收剂、扩大反浮选工艺的应用范围。
4、在浮选设备方面目前的 研究 主要向大型化和节能化方向发展，浮选粒级下限降低，把复合力场引入到浮选机中，此外浮选机的自动控制方面也应加强 研究 。
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