Большаков - Химия и технология редких и рассеянных элементов (т.1) (1108616), страница 55
Текст из файла (страница 55)
~ Кек (31Оа) 4 (в отвал) Раствор сульфатов ( Смешение Кристаллизация А1-квасцов е ЦентРифУгиРование -+ ~ Р(НаА1(5Оа)а 12НаО е Раствор ~ (Товарный продукт) 1 , Образование бериллата 1 -+ Гидролиз бериллата, 95'С е Центрнфугнрование й ерс- ~ ( Ве (ОН), ( Сушка ! НН,ОН ~ ХаОН вЂ” 200— 1 е 1 Фильтрат с дисп ной Ве (ОН), Фильтрование на свечном фильтре (Сброс) Рис. 3!.
Технологическая схема производства окиси бернллия сернокнслотным способом !7! частицы унесенной пыли. Затем онн проходят скруббер с насадкой, где ВОз н $0з поглощаются маточником от осаждения гидроокиси, содержащим г(аОН и некоторое количество дисперсной Ве(ОН)а. Сульфатизированный продукт выщелачивают водой по принципу противотока.
Кек (в основном БиОз) отделяют на непрерывно действующей центрифуге, применяя двукратную репульпацию. Это обеспечивает извлечение бериллия в раствор на 999е. Раствор сульфатов, содержащий серную кислоту, смешивают с аммиаком, которого берут в количестве, необходимом для реакций 2ХНзОН + Нз504 = (ХНз) з 504 + 2НзО (53) (ХНз)з ЬОз+ А1з (ЗОДз+ 24НзО = (ХНз)з БОз А1з (50з)з 24НзО (54) Пульпа квасцов поступает в кристаллизатар, охлаждаемый до 20'. Там ее выдерживают до тех пор, пока не удалится из раствора 75'Ъ А1. Квасцы отделяют на центрифуге непрерывного действия.
Фильтрат поступает на переработку с целью выделения ()-Ве(ОН)„что достигается разложением предварительно полученного бериллата, При получении бериллата натрия в раствор сульфатов вместе с Х)аОН вводят ЭДТА для связывания железа, которое при концентрации НаОН !,5 н. в растворе бериллата выделилось бы в осадок в виде гидроокиси. Выделившуюся при кипячении раствора бериллата й-гидроокись отделяют и промывают на центрифуге. Прежде чем фильтрат, содержащий А) и Ге, удалить из процесса, его дополнительно пропускают через фильтр, так как до 7ее мелкодисперсной гидроокиси проходит через центрифугу. Продукт с фильтра возвращают на стадию образования квасцов; на более поздние ступени процесса его возвратить нельзя, так как в нем содержится много примесей.
Общий выход бериллия в процессе 90ею Примерный состав продукта представлен в таблице на стр. 197. Прочие методы, применяемые в технологии бериллия. Кроме описанных выше основных методов, используемых в бериллиевой промышленности, было предложено много других методов, еще не нашедших широкого применения по тем или иным причинам, часто связанным с трудностями аппаратурного оформления, Из них наиболее перспективны различные варианты прямого хлорирования берилла с получением хлорида, используемого для производства металла электролизом. Один из вариантов — хлорирование в присутствии восстановителя: ЗВеО ° А1зОз 6510 + 18С!з+ 18С -ь ЗВеС!з+ 2А1С1з+ 65101з+ 18СО (55) Температуры кипения хлоридов, образующихся в соответствии с этой реакцией, а также РеС1„(Ре присутствует в виде примеси к бериллу*), значительно различаются (см. рис.
28), Это позволяет, используя селективную конденсацию, получить непосредственно сравнительно чистый хлорид бериллия и в качестве побочных продуктов — хлориды кремния и алюминия. * Иного прнмесв железа, кроме того, попадает в концентрат при измельчении миверала в мельницах в результате потирании стальных шаров. — 201— По одному из патентов (З! предлагалось смесь берилла с углем (1:!) и связывающим материалом (каменноугольная смола, раствор глюкозы) прессовать в таблетки или брикеты, затем выдерживать 12 ч при 600' для коксования и хлорировать при 1400 — 1500'. Внутренность печи представляла собой карборундовую трубку, футерованную графитом. Нагревательные элементы монтировались в кладке теплоизоляции. Конденсационная система была выполнена из листового никеля. Хлорид бериллия улавливался в первом конденсаторе при 375', хлориды железа и алюминия — во втором при 200', Я!С!а — в третьем, охлаждаемом сухим льдом.
Выход -60%; на 1 в. ч. берилла расходовалось 2 ч. хлора. К недостаткам этого процесса наряду с конструкционными трудностями относят высокую температуру хлорирования, низкую скорость, недостаточный выход, а также загрязнение продукта углеродом. Но в связи с перспективностью метода, принципиальной простотой процесса не прекращаются исследования, направленные на преодоление этих недостатков. Например, было предложено (71 хлорировать продукты карбидизации берилла, предварительно полученные сплавлением его с углем в дуговой печи по реакциям 2ВеО + ЗС =. Ве,С + 2СО 2А!зОа + 9С =- А! 4Сз + 6СО 550з + С = 510 + СО 5гО+ 2С = 5!С+ СО (56) (57) (58) (59) Скорость же хлорирования карбидов значительно выше, а температура процесса снижается.
Лля увеличения интенсивности процесса предлагалось хлорировать берилл в расплаве солей, в частности в расплаве хлоридов щелочных металлов !74!, аналогично методу, применяемому к магниевому и титановому сырью. Наряду с физическими преимуществами проведения процесса в жидкой среде при хлорировании в расплаве могут быть созданы особо благоприятные физико-химические условия, так как расплав хлоридов не является химически индифферентнон средой в отношении хлорируемого материала. По этому методу минерал и металлургический кокс шихтуют в отношении 2: (! —: 1,5).
Отнсшение массы шихты к массе расплаве 1: 2. При 850' за 3 ч достигнута степень хлорирования -973о (скорость подачи хлора 130 мл!мин). При 950' наблюдается практически полное разложение берилла. При этой — 202— Г. Кливер 1731 предложил интересный вариант этого метода, объединив карбидизацию и хлорирование в одном процессе с расходуемыми электродами. Процесс проводится в дуговой печи. Одним электродом служит графитовый стержень, другим — графитовая трубка, заполненная юихтой из берилла и 15% мягкого угля.
Хлор вдувают в пламя дуги высокой интенсивности (8300 — 11 000'). По мере испарения расходуемого электрода его опускают в печь с тем, чтобы расстояние между электродами было постоянным (25 мм). Позднее предложено оба электрода делать расходуемыми. Исследователи встретились с трудностями конструктивного порядка, особенно в связи с коррозией дуговой камеры.
Сведений о продолжении работы в этом направлении нет. же температуре хлорирование брикетов проходит лишь на 35% и даже при 1300' степень хлорирования достигает только 85Ч(,. Это сравнение показывает очевидное преимущество метода хлорирования в расплаве. Определенный интерес представляют методы, в которых для вскрытия берилла используют дешевые природные реагенты. Еще в 1935 г. изучалась возможность вскрытия алюмосиликатов путем сплавления с пиритом и углем в дуговой печи (3). Образующийся при плавлении шлак почти свободен от кремния и содержит смесь, состоящую из А1,5, и А!,О„легко разлагаемых кислотой.
По-видимому, бериллий при использовании этого метода для разложения берилла поведет себя аналогично алюминию, и перед исследователями лишь встанет задача разделить эти элементы, что в настоящее времянепредставит большой трудности. Приблизительно тогда же исследовалось взаимодействие берилла с Ха,50, и углем при 1000', приводящее, по-видимому, также к образованию сульфидов. Была доказана применимость указанных реагентов для вскрытия берилла. К этому методу обратились и китайские исследователи 175).
По предложенной ими схеме порошкообразный берилл, Ма,50, и уголь (2: 3: 3) нагревают в электрической печи до 950' в восстановительной атмосфере с последующей обработкой полученного продукта серной кислотой. Из сернокислотного раствора Ве вместе с А1 и Ре осаждают в виде гидроокиси. Затем извлекают карбонатом аммония в виде соединения (ХН,), Ве(СО,),. Отметим также работы по применению в технологии бериллия ионной флотации — нового метода концентрирования ионов и друтих заряженных частиц из водных растворов какс целью извлечения, так и разделения. В этом методе (76) используются специфические свойства, характерные для поверхности раздела фаз, в данном случае между жидкостью и газом.
Сам процесс ионнои флотации заключается в следующем. Во флотируемый раствор вводят поверхностно-активные ионы-собиратели, заряд которых противоположен по знаку заряду концентрируемых ионов. При взаимодействии извлекаемого иона и иона-собирателя образуется продукт, имеющий гидрофобные участки, с помощью которых он прикрепляется к пузырькам газа, подаваемого в нижнюю часть реакционного сосуда, и всплывает на поверхность. После разрушения пены на поверхности образуется пенка, так называемый сублат— концентрированная форма извлекаемых ионов, В качестве собирателя для катионов могут использоваться, например, соли жирных кислот, дающие отрицательный ион, для аниопов— жирные амины, образующие положительный ион.
Но те и другие должны образовывать малорастворнмое соединение, иначе сублат вновь растворится в воде. С этой зочки зрения для малозарядных катионов (щелочных и щелочноземельных) предпочтительнее жирнокислотные собиратели с длинными углеводородными цепями.
Но, с другой стороны, эти соединения не могут работать при низком рН, так как образуют нерастворимые жирные кислоты, поэтому в сильнокислых средах используют жирные сульфаты и жирные а-сульфокислоты. Таблица 22 Результаты Разделении Ве, А(„ Ге методом ионной флотации [79] Содвржанна в исход. ном растворе, мг Содержание в аз блате, мг (Н) К ные рн Исходныд рн вв А! 3,5 4,0 4,75 13,99 37,30 (79,6) 0,198 (0,25) 45,27 (96,0) 0,524 (0,66) 44,33 (94,6) 2,447 (3,12) 4,06 4,5 6,42 46,84 79,40 46,84 79,40 46,84 79,40 0 0,28 (0,2) 0,3!9 (0,22) Технология получения важнейших соединений бериллия.
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
