Мазмұны

9.2 Берилл концентраттарынан бериллий қосылыстарын өндіру технологиясы

артықшылығына - темір криолитін құрамында NaF бар бериллий гидроксидін бөліп алғаннан кейін қалған ерітіндіге темір сульфатын қосу арқылы тұндырады:

Өндірістік технологиялық схемаларда агломерацияға арналған шихта (9.5)-ші реакцияға негізделеді, сонымен қатар Na2SiF6 және Na2CO3-тен басқа, оған Na3FeF6 енгізіледі. Осы реагентпен натрий фторосиликатының шамамен 80% ауыстырылады.
Агломерациялаушы барабан немесе туннель пештерінде 750-800 ℃ температурада жүзеге асырылады. Ұсақталған жентектер салқын сумен шайылады, қыздырылған кезде SiO2 бір бөлігі ериді. Ерітінділерде темір мен алюминий қоспаларының аз ғана мөлшері болады, сондықтан олардан алдын-ала тазартусыз бериллий гидроксидін бөліп алады.
Түйіршікті бериллий гидроксидін (β-форма) алу үшін, фторобериллат ерітіндісінде Na2BeО2 болу керек, оны түзу үшін артық сілті енгізіледі:

Содан кейін ерітінді сұйылтылып, қайнатылады, ал гидролиз нәтижесінде Ве(ОН)2 бөлінеді. Фторид әдісінің сульфатқа қарағанда артықшылығы – схемасы шағын, салыстырмалы түрде төмен температурада аршылады (вскрытия) және таза ерітінділер алуға болады, олардан бериллий гидроксиді алдын-ала тазартусыз шығарады. Әдістің кемшілігі-реагенттердің жоғары шығыны.

Таза бериллий оксидін алу
Атом энергетикасы мен отқа төзімді бұйымдар өндірісінде қолданылатын жоғары тазалықтағы бериллий оксидін алу үшін техникалық берилий гидроксидін әртүрлі әдістерді қолдана отырып тазартады.
Карбонат-аммонийлі тазарту әдісі - бериллий гидроксидін аммоний карбонатының қаныққан ерітіндісінде ерітуге негізделген, ал алюминий мен темір гидроксидтері оларда ерімейді.
Ауыр металдардың іздерін қосымша тазартуға сульфидті тұндыру арқылы қол жеткізіледі. Ерітінді қайнатылған кезде күрделі карбонат (NH4)2(Be(CO3)2) бериллийдің негізгі карбонатын шығарумен ыдырайды. Соны кальцийлеу арқылы бериллий оксиді алынады.
Ацетатты тазарту әдісі тиімді, ол 360 - 400 ℃ температурада бериллий оксиацетатының Ве4O(СН3СOO)6 сублимациясынан тұрады. Кейбір схемаларда таза берилий оксидін оның сульфатты ерітіндісін буландыру кезінде кристалданатын бериллий сульфатының кристаллогидраты (BeSO4 × 4H2O) арқылы алады. BeSO4×4H2O кристалдарын қайта кристалдау арқылы тазартады. Содан кейін 1100℃ температурада бериллий сульфатын термиялық ыдырату нәтижесінде берилий оксиді түзіледі.
Бериллий фториді мен хлоридін алу
Бериллий өндірісінің бастапқы қосылыстары негізінен бериллий фториді және хлориді болып табылады.
Бериллий фториді. Аммоний фторобериллат тұзының (NH4)2BeF4 термиялық ыдырауынан алынады. Қыздырылғанда бериллий гидроксиді аммоний бифторидінің ерітіндісінде ериді. Фторобериллат комплексінің беріктігі соншалық, ерітіндінің рН кең аралықта (рН = 11-ге дейін) өзгертсе де Ве(ОН)2 тұнбасы түзілмейді. Бұл ерітіндіден рН = 8,3 кезінде темір мен алюминий қоспаларын бөліп алуға мүмкіндік береді.
NH4F : BeF2= 2 : 1 стехиометриялық қатынасы бар ерітіндіден вакуумдық булану процесінде фторобериллат кристалданады.
Кристалдар (NH4)2BeF4 индукциялық пешке орналастырылған графит тигельдерінде 900 – 1100 0С (BeF2 балқу температурасынан жоғары) температурада ыдырайды. Ыдырау нәтижесінде шыны тәрізді бериллий фториді алынады. Процесті үздіксіз жүргізудің нұсқалары жасалған.
Бериллий қосылыстарының жоғары уыттылығы герметикалық жабдықта жұмыс жасауды қажет етеді. Аммоний фторидінің газы скрубберде және электр сүзгісінде ұсталады. Құрамында аммоний фториді бар ерітінділер бериллий гидроксидін еріту үшін қолданылады. Алынған бериллий фторидінде 0,02% Al, 0,02% Fe және 0,01% Si болады.
Бериллий хлориді. Бирилий хлориді бериллий оксидін хлормен хлорлау арқылы көміртектің қатысуымен немесе веоның көміртегі тетрахлоридімен әрекеттесуі арқылы алынады:

Брикеттелген ВеО + С шихтасын хлормен хлорлау кезінде немесе ВеО брикеттерін көміртегінің тетрахлоридімен ССl4 хлорлау кезінде шахта үлгісіндегі хлораторларда хлорлайды.
Хлорлау нәтижесінде пайда болған бериллий хлориді конденсация жүйесінде ұсталады. Тізбектей орнатылған конденсаторларда әр түрлі температураны сақтай отырып, ВеС12 фракциялық конденсациясын жүзеге асыруға болады. Фракциялық конденсацияны ұшатын хлорид қоспасының қайнау температурасына сәйкес, ℃: ВеСl2 - 492, FeCl6 - 319, Al2Cl6 - 183, SiCl4 – 58 жасауға болады.
Алайда, бұл қоспалар толық бөлінбейді. Сондықтан бериллий хлориді сутегі атмосферасында 500-550 ℃ температурада қайта айдау арқылы тазартылады. Соңғысы FeCl3-ті ұшпайтын FeCl2-ге дейін ттықсыздандырады.