Способ получения окиси бериллия из берилловой руды с одновременным получением фтор окиси алюминия и фторисного натрия Советский патент 1936 года по МПК C01F3/02 C01F7/52 

Применяемый в настоящее время в промышленности как в заграничной, так и союзной способ получения гидроокиси бериллия с последующим растворением Ве(ОН) в плавиковой кислоте, для образования фтористого бериллия, является весьма дорогим способом благодаря значительнырч затратам дорогого сырья на единицу продукции с одной стороны, и благодаря использованию одного лишь ингредиента сырья-окиси бериллия - с другой стороны.

Имеющаяся в берилле окись ал.кзминия при этом способе в виде соединений с фтором выходит в отвал. Фтор и натрий из кремнефтористого натра и из едкого натра выливается в виде бесценного 1 - 2/о-го раствора фтористого натра, образующегося при разложении Nag BeF едким натром.

Таким образом, при получении только одной окиси бериллия вся тяжесть затрат по сырью и процессам падает исключительно на окись бериллия.

В предлагаемом способе переработке берилловой руды предусматривается использование всех ценных ингредиентов, входящих в сырье. Так, ВеО из руды предлагается получить в виде гидроокиси бериллия, - из руды в виде фторокиси алюминия типа ftloOFj, применяемой в качестве весьма ценного

(91)

электролита при электролизе eтaлличe ского алюминия, фтор из естественного плавикового шпата i-: значительной части натрия из едкого натрия в виде фтористого натрия.

Способ заключается в следукзщем, Окись алюминия и окись бериллия, находящиеся в руде, переводят по способу Девчау (или другому анйлогичному способу) в соответствую1лие сернокислые соли, загрязненные в незначительной степени сернокислымр-; солями железа. Раствором э-н;; солей, содер ка:яим , пЬ(ЗО,):; и 9-10,,; BeSO,|, при нагревании до 90- 95 и энергичном перемешивании обрабатывают тонксразмолотый плавиковый шпат. В результате взаимодействия ,.). Be SO.1 с Cap.-, образуются в растворе по реакциям:

A1,(SO,), +2СаР,, A,F,SO, ---2CaSO,

7BeSO, -f- 2CaFo - Be; F,, (SO,L - -;-5CaSO,

соответствующие соли фтор - алюминия и фтор - бериллия, в которых эти элементы находятся в виде комплексов. Присутствующие в растворах соли железа также будут давать растворимые комплексы. Так как в дальнейших процессах и особенно при выделении фтор

окиси алюминия присутствие железа очень нежелательно, то после окончания операции обработки фтористого кальция в пульпу требуется ввести небольшое количество свежеосажденного фторгидратом алюминия или просто гидратом алюминия в целях выделения железа в виде основной сернокислой

соли.

Обезжелезенный раствор фтор-сульфатов бериллия и алюминия отделяют фильтрацией от гипса и нагревают в автоклаве, при непрерывном перемешивании под давлением в 5-7 атм,. в продолжение 1-1,5 часа.

В результата нагревания раствора фторсульфатов происходит распад фторсульфата алюминия вследствие его гидролиза с выделением нерастворимой фторокиси алюминия и освобождением экви,валентного количества серной кислоты

AUFiSOi Ч- НоО aijOFi + H2S04.

При этом процессе фторсульфат бериллия остается совершенно неразложенным и, таким образом, отделяется от главной массы алюминиевой соли. .В целях возможно полного отделения алюминия необходимо вторично нагреть раствор в автоклаве после предварительной нейтрализации освободившейся серной кислоты мелом.

Фгорокись алюминия легко отделяется фильтрацией от раствора фторсульфата бериллия и представляет уже готовый весьма ценный продукт в алюминиевой промышленности.г

Полученный раствор фторсульфата бериллия содержит небольшие количества алюминия, железа и значительное количество солей кальция в виде гипса. Для получения чистой окиси бериллия и использования фтора, соединенного с бериллием, фторосульфат бериллия обрабатывают 10 - раствором едкого натра до получения раствора бериллиата натра. Происходит реакция:

(504)2 + 28 NaOH - 7 BeONajO -f -f-lOMaP + ZMaoSO.

При этом небольшие количества алюминия также переходят в раствор а виде алюмината натрия. Фтор из фторсульфата бериллия с натрием из едкого снатра образует трудно растворимый

в едком натре фтористый натрий, который выпадает в виде крупных и легко отделяемых кристаллов. Гипс от едкого натра выпадает полностью в осадок в виде гидроокиси кальция вместе с фтористым натрием.

После отделения фильтрацией фтористого натрия от бериллиата, в целях очистки фтористого натрия, можно промыть его слабой соляной кислотой. Весь кальций и небольшие количества железа, таким образом, легко удаляются в виде хлоридов. Фтористый натрий представляет собой второй ценный продукт, вполне окупающий затраты на него едкого натра и плавикового шпата.

Последняя операция - выделение гидроокиси бериллия является очень несложной. Раствор бериллиата при перемешивании и введении затравки в виде свеже осажденной гидроокиси бериллия продолжительно нагревается при температуре 90-95. Бериллиат в результате гидролизов распадается с выделением гидроокиси бериллия и с освобождением всего едкого натра.

Выделение гидроокиси бериллия в разбавленных растворах проходит весьма полно, но при применении кон центрированных щелоков часть бериллия будет всегда оставаться в растворе. Считать оставшийся в растворе бериллий потерей производства нельзя по той причине, что он вместе с едким натром, после его укрепления твердым каустиком, возвратится обратно в процесс.

В виду постепенного накопления алюминия в виде алюмината натрия, а главное, сульфата натрия, образующегося при разложении фторсульфата бериллия едким натром, необходимо время от времени очищать щелок после гидролиза бериллиата.

Алюминий легко можно будет выделить известью в виде алюмината кальция, сульфат же натра может быть выделен только упаркой раствора. Уперка едкого натра необходима также вследствие того, что объем раствора постепенно будет увеличиваться за счет воды, приходящей с фторсульфатом алюминия и бериллия.

В предлагаемом способе переработки бериллия на 1 часть получаемой,окиси бериллия расходуется приблизительно

11ч. берилловой руды, 3,8 ч. извести, 15 ч. серной кислоты, 4 И ч. фтористого кальция и 4 ч. едкого натра.

При этом получается 154 части фторокиси алюминия и 2 части фтористого натра.

Кажущаяся на первый взгляд многочисленность операций вполне оправдывается получением трех весьма ценных продуктов вместо одного при применении естественных дешевых сырых материалов.

В отношении получения фторокиси алюминия, пригодного в качестве злектролита при электролизе металлического алюминия, настоящий способ может быть с большим успехом применен и для получения фторокиси алюминия из чистых растворов сернокислого алюминия или алюминиевых квасцов, полученных любым способом.

Предмет изобретения.

1. Способ получения окиси бериллия из берилловой руды с одновременным получением фторокиси алюминия и фтористого натрия путем разложения берилловой руды серной кислотой, отличающийся тем, что сернокислотной вытяжкой после указанного разложения обрабатывают плавиковый шпат до превращения плавикового шпата в сульфат кальция, после чего отделяют сульфат «альция от раствора фторсодержащих

соединений бериллия и алюминия и последние превращают известными спо собами в окись бериллия и фторокись алюминия.

2.Прием выполнения означенногов п. 1 способа, отличающийся тем, что в сернокислотную вытяжку с плавиковым шпатом вводят свежеосажденный фторгидрит или гидрат алюминия в целях высаживания вместе с сульфатом кальция соединений железа, дают осадку отстояться и отделяют осадок от раствора.

3.Прием выполнения означенного в пп. 1 и 2 способа, отличающийся тем что отделенные от сульфата кальция соединения бериллия и алюминия разделяют друг от друга путем перевода соединений алюминия в нерастворимое состояние, а именно, во фторокись алюминия путем нагревания раствора указанных соединений бериллия и алюминия в автоклаве при температуре 150- 170°.

4.Прием выполнения способа по пп. 1-3, отличающийся тем, что, в целях получения фтористого натрия в окиси бериллия, оставшееся в растворе соединение бериллия переводят в бериллиат натрия путем обработки указанного соединения бериллия едким натром, и затем от раствора бериллиата отделяют выпавший в осадок фтористый натрий, а бериллиат подвергают гидролизу нагреванием и внесением затравки.