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氟化鈣是氟石或螢石的主要成分,也是氟元素的主要來源,可用於製取氟化氫、氟氣、氟化物等重要化學試劑。氟化鈣跟濃硫酸在鉛制容器中反應可製得氟化氫。

1 氟化鈣 -理化性質

氟化鈣氟化鈣

氟化鈣,是氟石或螢石的主要成分,系等軸晶系,呈立方體、八面體或者十二面體。氟化鈣型結構是晶體結構中的一種重要結構。立方體晶胞中,Ca2+與八個F以立方體型配位,F與四個Ca2+以四面體型配位。

天然礦石中含有雜質,略帶綠色或紫色。加熱時發光。折光率1.434。低毒。可溶於鹽酸、氫氟酸、硫酸、硝酸和銨鹽溶液,不溶於丙酮。溶於鋁鹽和鐵鹽溶液時形成絡合物,與熱的濃硫酸作用生成氫氟酸。氟化鈣跟濃硫酸在鉛制容器中反應可製得氟化氫。能與多種金屬氧化物形成低共熔物。

2 氟化鈣 -製備方法

將碳酸鈣或氫氧化鈣用氫氟酸溶解,將所得溶液濃縮,或向鈣鹽水溶液中加入氟離子,得到氟化鈣的膠狀沉澱,經精製可得。 實驗室一般用碳酸鈣與氫氟酸作用或用濃鹽酸和氫氟酸反覆處理螢石粉來製備氟化鈣。

3 氟化鈣 -存在形式

自然界的氟化鈣礦物為螢石或氟石,因含雜質不同而呈灰、黃、綠、紫等色,有時無色、透明,有玻璃光澤,性脆,相對密度為3.01~3.25,有顯著的熒光現象。人工合成的純氟化鈣晶體也是無色透明的。非常純的氟石用來製作特種透鏡。

4 氟化鈣 -用途  

氟化鈣的用途十分廣泛,隨著科學技術的進步,應用前景越來越廣闊。主要用於冶金、化工和建材三大行業,其次用於輕工、光學、雕刻和國防工業。因此,根據用途要求,中國螢石礦產品主要有四大系列品種,即螢石塊礦、螢(氟)石精礦、螢石粉礦和光學、雕刻螢石。

冶金工業

氟化鈣具有能降低難熔物質的熔點,促進爐渣流動,使渣和金屬很好分離,在冶鍊過程中脫硫、脫磷,增強金屬的可煅性和抗張強度等特點。因此,它作為助熔劑被廣泛應用於鋼鐵冶鍊及鐵合金生產、化鐵工藝和有色金屬冶鍊。它與石灰共用時可以降低鋼中的硫、磷的含量。根據鍊鋼爐的類型,螢石用量發生調動。陶瓷工業中可用於製作陶瓷,用作搪瓷釉的組分等。

化學工業

CaF2(s) + H2SO4(l) → CaSO4(s) + 2HF(g)  生成的氟化氫是化工中極為重要的中間體,可以配製氫氟酸,也是製取有機氟化合物、氟化物等多種化學試劑的原料。 氫氟酸是通過酸級螢石(氟石精礦)同硫酸在加熱爐或罐中反應而產生出來的,分無水氫氟酸和有水氫氟酸,它們都是一種無色液體,易揮發,有強烈的刺激氣味和強烈的腐蝕性。它是生產各種有機和無機氟化物和氟元素的關鍵原料。

氟化鈣是有機化學反應中用作脫水或脫氫催化劑,此外還用於制氟化物、陶瓷、搪瓷。

建材工業

氟化鈣也廣泛應用於玻璃、陶瓷、水泥等建材工業中,其用量在中國占第2位。
在玻璃工業中,氟化鈣作為助熔劑、遮光劑加入,它能促進玻璃原料的熔化;在水泥生產中,螢石作為礦化劑加入。螢石能降低爐料的燒結溫度,減少燃料消耗,同時還能增強燒結時熟料液相粘度,促進硅酸三鈣的形成;在陶瓷工業中,氟化鈣主要用作瓷釉,它能在瓷釉生產過程中起到助色和助熔作用,還應用於搪瓷工業和鑄石生產中 。

其他

隨著人們生活水準的提高,對飾品、工藝品的需求不斷增加。氟化鈣具有結構緻密,色彩鮮艷而多樣,作為工藝雕刻的原料被人們所重視。 此外還可用於電子、儀錶、光學儀器製造。還用於電焊條焊接組分及玻璃、玻璃纖維的製造。合成的純氟化鈣單晶可 用作紅外光材料。 飲水中含1~1.5ppm CaF2時,能防治牙病。

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