[發明專利]液態結晶法制備5～20mm多晶高純氟化鎂的工藝

無效

• 申請號: 201010202805.6
• 申請日: 2010-06-18
• 公開（公告）號: CN101850995A
• 公開（公告）日: 2010-10-06
• 發明（設計）人: 吳為民;王紅霞
• 申請（專利權）人: 承德創為光電材料有限公司
• 主分類號: C01F5/28
• 分類號: C01F5/28
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 馮鐵惠

技術領域

本發明涉及氟化鎂的制備工藝，具體地說，是一種液態結晶法制備5～20mm多晶高純氟化鎂的工藝。

背景技術

氟化鎂是應用最早的、最常見的、性能優良的光學鍍膜材料，然而，由于制備工藝過程不同而造成的材料內部組織結構上的差異，最終將對真空鍍膜工藝、薄膜光學性能(如折射率n)和崩點數等產生很大影響。目前工業上制備較高純度氟化鎂的工藝流程是先將氫氟酸與碳酸鎂進行化學合成，然后將生成物經過洗滌、過濾、干燥、機械破碎、造粒的步驟，再在保護氣體(NH₄HF₂)存在的條件下低真空燒結，冷卻后可以得到含量達99％的水合氟化鎂(MgF₂·x?H₂O)。但是，上述工藝亦存在著很多缺點：①產品中結晶水含量較高，氟化鎂晶型小、氣孔多，鍍膜時存在放氣、噴濺及成膜后折射率偏離等現象；②干燥過程失重大，導致產品比重小，單爐產量低；③氟化鎂顆粒為機械壓制所得而非自然生成，壓制過程有粉塵產生會污染環境和人體，而且壓制時需要加入少量的粘結劑，長期存放或吸潮時將裂解為粉狀，產品不穩定；④在低真空脫水的過程中加入了保護氣體NH₄HF₂，后者對環境有污染，同時增加了生產成本；⑤產品中氧化鎂(MgO)的含量較高，影響了產品的純度和質量，使氟化鎂晶體的透過率低，鍍膜時易飛濺，產生崩點多。

降低成本、減少污染、減少產品中氧化鎂雜質及結晶水含量的新型氟化鎂制備工藝有待開發。

發明內容

本發明目的在于提供一種液態結晶法制備5～20mm多晶高純氟化鎂的工藝，其氟化鎂顆粒為自然形成而非機械壓制而得，并且制備過程無需加入保護氣體，既減少污染又降低成本；制得的氟化鎂產品中氧化鎂雜質及結晶水含量極低，產品純度高，鍍膜時產生崩點少；產品的比表面積低而比重增加，投入產出比提高。

本發明的具體技術方案是：

一種液態結晶法制備5～20mm多晶高純氟化鎂的工藝，采用將碳酸鎂(Mg₂CO₃)加入到氫氟酸(HF)中的方式氟化生成水合氟化鎂微晶，然后先使水合氟化鎂微晶進行單晶生長、再移入多晶生成器中進行多晶生長、最后移入直筒式三溫區燒結爐中燒結，冷卻后即得到含量為99.99％的多晶高純氟化鎂。具體的工藝步驟如下：

(1)先將濃度為40％的氫氟酸加入反應釜內，再加入碳酸鎂(其中氧化鎂含量≥41％)，所加氫氟酸與碳酸鎂的質量比為1∶1，均勻攪拌使反應充分(反應方程式：Mg₂CO₃+HF→MgF₂·xH₂O+CO₂+H₂O)，反應終止后生成水合氟化鎂微晶，反應后母液為PH＝3～4的氫氟酸溶液；

(2)將生成的水合氟化鎂微晶在100℃～105℃的溫度下保溫24小時，以進行液態單晶生長，生成中心粒徑D50≥22μm的氟化鎂單晶體；

(3)吸出澄清的母液(母液可重復利用)，將氟化鎂單晶體移入多晶生長器，在140℃～150℃的溫度下保溫20小時進行多晶生長，生成粒徑為5～20mm的氟化鎂多晶體；

(4)將氟化鎂多晶體在直筒式三個溫區石英燒結爐中于500℃～550℃的溫度下大氣燒結24小時；

(5)冷卻24小時，即得粒徑為5～20mm的多晶高純氟化鎂，其純度≥99.99％，結晶水含量≤0.005％，氧化鎂含量≤0.001％。

現有工藝中，在氫氟酸與碳酸鎂生成水合氟化鎂微晶后，采用了先將水合氟化鎂微晶進行洗滌、再在150℃的溫度下進行干燥的方式，生成的水合氟化鎂微晶的結晶水含量高(約為0.5％)、氣孔多、晶型小、比表面積大，干燥后失重多(11％左右)。而本發明工藝代之以步驟(2)的液態單晶生長過程和步驟(3)的多晶生長過程，即先在100℃～105℃的溫度下保溫24小時進行液態單晶生長，而后不經清洗，直接在140℃～150℃的溫度下保溫20小時進行多晶生長，因此生成的水合氟化鎂微晶的結晶水含量低(≤0.005％)、晶型大(為四方體多晶態結構)、比表面積小，并且在多晶生長后失重僅在7％以下，明顯少于現有工藝中干燥后11％左右的失重，產品比重提高，單爐產量亦提高。