СПОСОБ ЭЛЕКТРОЛИТИЧЕСКОГО ПОЛУЧЕНИЯ БЕРИЛЛИЕВЫХ СПЛАВОВ Советский патент 1936 года по МПК C25C3/36 

Уже известно применение при получении бериллиевых сплавов в качестве катода расплавленных тяжелых металлов. Согласно изобретению, для электролитического получения бериллиевых сплавов с применением в качестве катода расплавленных тяжелых металлов окись бериллия для питания ванны вводят в качестве составной части углеродистого обожженного или непрерывного действующего анода.

Для осуществления такого способа получения бериллиевых сплавов внутренняя футеровка, т.е. подина и стенки ванны, выполняется угольной или графитовой и изолируется обычными теплоизоляционными материалами, причем стенки могут быть сделаны из токонепроводящего материала. В зависимости от характера изготавливаемого сплава в качестве катода применяется расплавленный тяжелый металл, напр., медь. Для подвода тока служат железные стержни, залитые в чугунных башмаках, помещенных в угольной футеровке. Анодный подвод тока и ввод окиси бериллия через анод может быть осуществлен или при посредстве прессованных и обожженных углеродистых электродов или же при помощи непрерывно действующего электрода.

Для изготовления электродов, состоящих из окиси бериллия и угля, предварительно подготовленные материалы, например, нефтяной кокс, окись бериллия и углеродистое связующее дозируются в определенной пропорции и смешиваются; затем перемешанная масса подвергается прессованию с приданием электроду требуемой формы, после чего сырые электроды подвергаются обжигу, без доступа воздуха, в целях разложения пека (смолы) и превращения его в углеродистое цементирующее вещество, служащее для связи отдельных зерен материала между собой.

Непрерывно действующий электрод представляет собою металлический кожух, набитый необожженной массой, состоящей из окиси бериллия и угля. Для обжига массы используется тепло, отдаваемое материалами в верхней части ванны, и тепло, выделяемое в электроде проходящим током.

Процесс приготовления массы для непрерывного электрода подобен описанному процессу приготовления массы для прессованных электродов; преимущества же применения непрерывно действующего электрода заключаются в устранении некоторых операций процесса, как например, прессования и обжига электродов. Подвод тока к аноду может быть осуществлен или штырями, забиваемыми в электрод, или колодками. В качестве электролита берется обычный электролит, употребляемый при производстве бериллия.

Процесс получения бериллия заключается в электролитическом расщеплении фтористого бериллия. При этом бериллий, разряжаясь на катоде из тяжелого металла, образует с последним сплав. Фтор же, разряжаясь на аноде, состоящем из окиси бериллия и угля, вступает в реакцию.

BeO+C+F₂=BeF₂+CO

2 ВеО+С+2 F₂=2 BeF₂+CO₂

образуя фтористый бериллий. При этом предполагается, что реакция должна протекать главным образом по второй формуле с полным сгоранием угля в СО₂. За счет образования Be F₂ происходит непрерывное пополнение убывающей концентрации фтористого бериллия в электролите; это пополнение происходит в тех же количествах, в которых происходит электрохимическое разложение Be F₂.

В процессе электролиза, по мере обогащения сплава Be, в ванну добавляется тяжелый металл и по получении сплава нужного состава последний выливается из ванны, а вместо него вновь загружается тяжелый металл.

Применение предлагаемого способа получения бериллиевых сплавов позволяет устранить вредные и дорогие операции, как например, растворение гидроокиси бериллия в плавиковой кислоте и выпаривание и сушку 2 ВеО · 5 Be F₂; кроме того, отпадает необходимость в плавиковой кислоте.

Содержание ВеО в аноде полностью устраняет анодный эффект, который при обычном процессе, когда анод графитовый или угольный, почти непрерывно держится на. ванне.

Собирание металла под электролитом и устранение анодного эффекта позволяют увеличить выход по току и значительно снизить расход энергии на 1 кг металла. В виду устранения выделения фтора возрастает продолжительность работы ванны, благодаря чему достигается полная непрерывность процесса.

При работе ванны полностью устраняется выделение вредных газов CF₄, СО и F₂, так как фтор, вступая в реакцию с ВеО и С, образует Be F₂ и СО₂.

Способ электролитического получения бериллиевых сплавов с применением расплавленных тяжелых металлов в качестве катода, отличающийся тем, что окись бериллия для питания ванны вводят в качестве составной части углеродистого обожженного или непрерывно действующего анода.