氟化镁的制备方法

，，，

(1.昆明理工大学化学工程学院，云南昆明 650224；2.云南云天化国际化工股份有限公司)

氟化镁是氟化工行业的一种精细下游产品，也是一种重要的无机化工原料，可作为生产特种陶瓷、玻璃、热压晶体的原料，作为冶炼金属铝和镁的助熔剂，焊接中作为焊接剂，作为颜料的涂着剂，还可用于制备光学仪器中的各种镜片及滤光涂层、阴极射线屏中的荧光材料等精密部件。随着科技的发展，近年来对紫外和红外的研究日渐深入，其应用越来越广，市场上对氟化镁的应用需求将逐步增大[1-5]。

1 氟化镁的制备方法

1.1 碳酸镁法

碳酸镁法制备氟化镁所用镁源多为白云石(CaCO3·MgCO3)或菱镁矿(MgCO3)。这类镁源含有Si2+、Ca2+等杂质，涉及的反应式如下：

碳酸镁法制备氟化镁工艺过程(以菱镁矿为原料)：1)将氢氟酸加入菱镁矿粉浆液中，搅拌反应一段时间，得到氟化镁浆液；逸出的气体处理后放空。2)将氟化镁浆液过滤，滤渣经洗涤、干燥，得到氟化镁产品；滤液部分用于矿粉浆化，部分送处理槽用稀碳酸镁中和处理，达标后排放[6-7]。

以白云石或菱镁矿为原料制备氟化镁工艺，设备简单，易于操作，生产稳定，能耗低，投资少。但该法具有如下缺点：1)对原料杂质含量要求较高，若原料中杂质含量较高，在生产过程中很难除净，影响最终产品质量，不易得到高纯度氟化镁；2)该制备方法所得氟化镁粒径小，不易过滤、洗涤，而且该种方法需要排放很多废渣、废液，严重污染环境。

1.2 硫酸镁(或硝酸镁)法

硫酸镁(或硝酸镁)法制备氟化镁是以硫酸镁或硝酸镁为原料，涉及的反应式如下：

硫酸镁(或硝酸镁)法制备氟化镁工艺过程(以硫酸镁为原料)：1)将含水硫酸镁进行预处理，除去里面的一些杂质；2)将硫酸镁与碱反应，制得的中间产物经洗涤、过滤，置于衬铅或衬塑的反应器中，边搅拌边与过量的氢氟酸反应，这个反应需要保持一定的二氧化碳分压；3)反应完毕后，将物料洗涤、烘干、粉碎，得到高纯度的氟化镁产品[8]。

该种方法采用酸碱中和原理。由于在中和前对原料进行了预处理，而且所用原料是成品或半成品硫酸镁，所以制得产品的纯度较高。也正是因为原料的成本很高，限制了该种方法的应用。该种方法只能用于制取纯度较高的少量产品。

1.3 氧化镁法

氧化镁法制备氟化镁是以氧化镁为原料，反应式如下：

以氧化镁为原料制备氟化镁工艺过程：1)将质量分数为99.99%的高纯氧化镁置于铂坩埚中，与质量分数为40%的分析纯氢氟酸进行熬炼，使两者反应，得到氟化镁乳浆；2)将氟化镁乳浆精制、过滤，然后烘干、粉碎，得到高纯氟化镁产品[9-10]。

该种方法可以制得纯度极高的氟化镁产品，而且产生的副产物H2O对环境没有污染。但由于该工艺对器械、设备要求较高，且采用的原料是粉末的成品或半成品氧化镁，工业上这样的氧化镁一般来源于氢氧化镁的分解或者是煅烧菱镁矿所得，所以生产工艺过程较长，成本较高，难以实现工业化。

1.4 氯化镁法

1.4.1 卤水-氨-氢氟酸法

卤水-氨-氢氟酸法制备氟化镁是以氯化镁、氨为原料，反应式如下：

卤水-氨-氢氟酸法制备氟化镁工艺过程：1)将MgCl2配制成卤水，然后向溶液中通人氨气，生成Mg(OH)2沉淀，过滤，得到Mg(OH)2滤饼，将滤饼粉碎；2)往粉碎的滤饼中加入稍过量的氢氟酸，反应完毕后将物料过滤、洗涤，除去吸附的HF，烘干即得到MgF2成品[11-12]。

该种方法是对氧化镁法的简化，采用氨水的碱性环境生成氢氧化镁浆料，有利于跟相关的工艺链相对接，提高经济效益。但是，该种方法工艺繁杂，制备氢氧化镁料浆的时候，不易控制沉淀物料的配比和沉淀物粒径的大小，而且工艺过程中需要多次过滤、洗涤，会产生大量工业废水。因此工业化过程中需要建设配套的工艺设施。

1.4.2 氟化铵-氯化镁法

氟化铵-氯化镁法制备氟化镁是以氟化铵和氯化镁为原料，反应式如下：

氟化铵-氯化镁法制备氟化镁工艺过程：1)将质量分数为30%～45%的氟化铵溶液和质量分数为25%～36%的氯化镁溶液同时加入反应釜中，反应后得到氟化镁料浆，过滤得到氟化镁软膏；2)将氟化镁软膏用60～70 ℃的热水洗涤，然后在250～400 ℃干燥1～2 h，粉碎即得到氟化镁成品。

该种方法是使用氟化铵代替氢氟酸，原料氟化铵可由磷肥工业的副产品氟硅酸加氨水制得，而氯化镁可由电解海水等氯碱工业中得到，因此该种方法原料易得，成本较低，从而降低了氟化镁的生产成本。但是，该工艺方法中相关参数较多、不易控制，原料中的杂质含量及对氟化镁软膏的洗涤程度等因素都会影响产品的纯度，工业化过程中需要进行不断摸索[13-16]。

2 展望

目前，不同的氟化镁生产企业采用的生产工艺有所不同，有的采用碳酸镁法，有的采用氯化镁法，这是为了配套企业所具有的各种优势，如企业内部已具有的生产工艺或者周围富产的萤石资源等。然而从氟资源来看，中国的萤石资源储量有限、分布不均、富矿含量偏低，特别是酸级萤石已经面临枯竭，因此寻找新的氟资源将是未来氟化工发展的一个方向。磷矿中一般伴生有大量的萤石，在磷肥生产过程中以四氟化硅气体形式逸出，经水吸收后，得到氟硅酸。氟硅酸可再加工成其他氟化盐或氢氟酸，这就使得磷矿成为仅次于萤石的最有利用价值的氟资源。为此，最大限度地开发利用磷矿石中的氟资源，加快氟资源的优化配置将成为无机氟化工发展的重要战略目标，这些将是降低氟化镁生产成本的良好

途径，也是增加氟化镁生产原料储备的重要举措。

[1] 王武育.氟盐铝热还原法制取海绵钛的研究[J].稀有金属,1996,20(3):169-171.

[2] 甄广全.提高氟化镁膜层强度的新方法[J].激光与红外,1984(4):60.

[3] 李峰.我国研发出高纯度氟化镁光学镀膜材料[J].功能材料信息,2004,1(2):58.

[4] Moss Robert H,Swinehart Carl F,Spicuzza William F.Hot-pressable magnesium fluoride podwer:US,4044112(A)[P].1977-08-23.

[5] Moss Robert H,Swinehart Carl F,Spicuzza William F.Process for preparation of hot-pressable magnesium fluoride:US,3920802(A)[P].1975-11-18.

[6] 胡庆福,李保林,李国庭,等.氟化镁新产品的开发[J].河北轻化工学院学报,1993,14(1):27-31.

[7] 王璐璐,刘幽若,纪烈孔,等.热压多晶氟化镁研究[J].无机盐工业,2004,36(1):41-42.

[8] 陈克重.粉末状高纯氟化镁的研制[J].化学试剂,2006,28(9):573-574.

[9] 徐肇锡.氟化镁的制备[J].无机盐工业,1991(1):38.

[10] 陈喜平.高纯氟化镁生产方法的研究[J].无机盐工业,1998,30(4):23.

[11] 翟学良,李景印.卤水-氨-氢氟酸法制备高纯氟化镁[J].海湖盐与化工,1998,27(6):31-32,41.

[12] 薛河南,明大增,杨劲,等.我国磷肥副产氟硅酸的综合利用[J].化工生产与技术,2007,14(5):8-10.

[13] 薛福连.磷肥工业副产氟资源综合利用途径初探[J].有机氟工业,2009(4):48-50.

[14] 杜丽梅.云南磷肥工业副产氟资源综合利用途径初探[J].云南化工,2003,30(1):24-26.

[15] 夏克立.磷肥生产中的氟回收[J].磷肥与复肥,2005,20(5):60-64,67.

[16] 宁延生.磷肥工业副产含氟硅胶的综合利用[J].磷肥与复肥,1994(1):70-73．