Магниетермическое восстановление фторида бериллия

Производство металлического бериллия

Получение хлорида бериллия

Получение фторида бериллия

Гидроксид бериллия растворяют в растворе бифторида аммония при нагревании. Прочность фторобериллатного комплекса очень велика.

Из раствора со стехиометрическим соотношением NH₄F: BeF₂ = 2: 1 в процессе вакуумной выпарки кристаллизуется фторобериллат:

Be(OH)₂ + HF + NH₄F = (NH₄)₂BeF₄ ↓ + H₂O (4.33)

Термическим разложением фторобериллата аммония (NH₄)₂BeF₄ при температурах 900 - 1100 °С (выше точки плавления BeF₂) в графитовых тиглях, помещаемых в индукционную печь получают стекловидный фторид бериллия.

(NH₄)₂BeF₄ = BeF₂ + NH₄F ↑ (4.34)

Получаемый фторид бериллия содержит, %: 0,02 А1, 0,02 Fe и 0,01 Si.

Получают хлорированием оксида бериллия хлором в присутствии углерода или взаимодействием с тетрахлоридом углерода при 900 – 1000 ^оС:

BeO + Cl₂ + C = BeCl₂ ↑ + CO₂ (4.35)

Хлорируют брикетированную шихту ВеО + С (при хлорировании хлором) или брикеты ВеО (при хлорировании СС1₄) в хлораторах шахтного типа.

Образующийся газообразный хлорид бериллия улавливается в конденсационной системе.

Хлорид бериллия очищают от примесей повторной дистилляцией при 500 - 550 °С в атмосфере водорода. Последний восстанавливает FeCl₃ до нелетучего FeCl₂.

Бериллий получают двумя способами: восстановлением фторида бериллия магнием и электролизом из хлоридного электролита.

Оксид бериллия не используют в качестве исходного соединения для получения металлического бериллия вследствие высокой его термодинамической прочности (∆G_298K = -586 кДж). При восстановлении ВеО кальцием получается металл, загрязненный кальцием из-за образования бериллида СаВе₁₃. Получать металл из ВеО восстановлением углеродом также невозможно, так как образуется карбид бериллия.

Восстановление ведут в графитовых тиглях, нагреваемых в индукционных печах. В качестве флюса для защиты от окисления, используют смесь MgF₂ и BeF₂. С этой целью в шихту вводят магний в количестве 75 % от стехиометрического. Оставшийся избыточный BeF₂ входит в состав флюса. Под флюсом можно проводить процесс в негерметизированной печи, однако для получения более чистого металла целесообразно заполнять печь инертным газом.

BeF₂ + Mg = Be + MgF₂ (4.36)

Восстановление проводят при 900 - 1000 °С. Затем температуру повышают до 1300 °С (выше точки плавления бериллия). При этом корольки бериллия всплывают на поверхность флюса и собираются в единый слиток («линзу»). При охлаждении тигля бериллий затвердевает раньше шлака, что позволяет извлечь слиток бериллия из расплавленного шлака щипцами. После этого шлак сливают в графитовую изложницу через летку у дна тигля. Шлак с поверхности слитков бериллия удаляют, обрабатывая слитки в воде во вращающихся барабанах.

Из измельченного шлака BeF₂ извлекают выщелачиванием раствором фторида аммония, раствор поступает в цикл производства BeF₂. Нерастворимый остаток содержит фторид магния, используемый в последующих операциях восстановления. Полученные слитки бериллия содержат до 1,5 % Mg, около 0,1 % ВеО, ~ 0,1 % Fe, Al и другие примеси. Его подвергают рафинированию методом вакуумной переплавки при 1500 - 1500°С.

Дата добавления: 2014-01-11