Способ переработки бериллиевого сырья

 

Использование: получение гидроксида бериллия. Сущность: концентрат плавят с щелочными флюсами и металлическими бериллийсодержащими отходами с введением в шихту углеродистого восстановителя в количестве 5 30% от веса концентрата, оксида железа в количестве 1 3% от веса концентрата, гранулируют плав в воде, измельчают, подвергают магнитной сепарации с отделением магнитной фракции, немагнитную фракцию подвергают сульфатизации серной кислотой и водному выщелачиванию, осаждают гидроксид бериллия. 1 табл.

Изобретение относится к технологии переработки бериллиевого сырья и может быть использовано при производстве гидроксида бериллия.

Известен способ переработки бериллийсодержащего сырья, включающий плавку в электропечи, грануляцию плава в воде, измельчение и сульфатизацию плава. Способ является трудоемким из-за необходимости очистки чернового гидроксида бериллия от кремнезема. Наиболее близким к предложенному является сульфатный способ, включающий плавку шихты бериллийсодержащего сырья с щелочными флюсами (содой, известняком или их смесью) и бериллийсодержащими отходами, грануляцию плава в воде и его измельчение, сульфатизацию плава, выщелачивание бериллия в сульфатный раствор, осаждение аммиаком чернового гидроксида бериллия с последующей его очисткой, заключающейся в растворении чернового гидроксида бериллия в щелочи, гидролизе гидроксида бериллия из щелочного раствора и обработке его разбавленной серой кислотой для очистки от железа.

Недостатком этого способа является трудоемкость из-за дополнительных операций и расхода реагентов для очистки чернового гидроксида бериллия от примесей железа и кремния до лимитируемых ТУ (по Si ≅ 0,5% по Fe ≅0,6% от содержания бериллия в гидроксиде). Переход этих примесей из плава в сульфатный раствор, особенно кремния, затрудняет фильтрацию, образуя гелеобразные осадки гидроксида бериллия, требует больших объемов промывных растворов, которые увеличивают их оборот в производство.

Цель изобретения снижение трудоемкости процесса за счет сокращения операций переочистки гидроксида бериллия и уменьшения затрат реагентов.

Цель достигается тем, что в способе переработки бериллиевого сырья, включающем плавку бериллийсодержащих концентратов с щелочными добавками и металлическими бериллийсодержащими отходами, грануляцию плава в воде, его измельчение, сульфатизацию плава серной кислотой, водное выщелачивание сульфатов и осаждение гидроксида бериллия из сульфатного раствора, плавку осуществляют с введением в шихту углеродистого восстановителя в количестве 5-30% от веса концентрата, оксида железа в количестве 1-3% от веса концентрата, а перед сульфатизацией измельченный плав подвергают магнитной сепарации с отделением магнитной фракции, а сульфатизации подвергают немагнитную фракцию.

Сущность способа заключается в том, что добавляемые в шихту перед плавкой углеродистый восстановитель и оксид железа в условиях плавки превращаются в ферросилиций, обладающий магнитными свойствами, который может быть выделен магнитной сепарацией перед переводом бериллия в сульфатный раствор, т.о. исключается перевод значительного количества железа и кремния в бериллийсодержащий сульфатный раствор и для очистки от них не затрачивается труд и реагенты.

П р и м е р. В шихту, состоящую из 70 г смеси бериллиевых концентратов с содержанием Be 1,8% с добавкой 14 г соды и 10,5 г известняка, вводят 21 г графитовой крошки, 2,1 г отходов бериллиевого производства (металлический бериллий и его сплавы) и 2,1 г оксида железа. Шихту плавят при 1350-1400^оС в электропечи, плав гранулируют в воде и измельчают до 0,1 мм. Измельченный плав поступает на магнитную сепарацию (сепаратор типа СМС.00.000.ГО, максимальная напряженность магнитного поля 24000 А/м). В результате сепарации плава получили 2 продукта магнитная фракция весом 2,32 г представляет собой ферросилиций содержанием Fe 86,74 мас. и Si 13,11 мас. Причем извлечение кремния в ферросилиций составляет 9,04 мас. а железа 32,32 мас. Немагнитная фракция поступает на сульфатизацию серной кислотой с последующим водным выщелачиванием сульфатной массы. Из бериллийсодержащего сульфатного раствора аммиаком при рН 7 осаждается черновой гидроксид бериллия. После растворения его в NaOH с концентрацией 600 г/дм³ проводят гидролиз разбавлением водой до концентрации NaOH 25-30 г/дм³ при нагреве до 70^оС.

Полученный осадок гидроксида бериллия обрабатывают разбавленной серной кислотой с концентрацией 60 г/дм³ для отмывки от примесей железа. Извлечение бериллия в раствор составляет 99,6% Содержание кремния в сульфатном растворе 0,002 г/дм³, а железа 0,125 г/дм³, Be 1,2 г/дм³. В сульфатном растворе, полученном при сульфатизации плава без предварительного выделения ферросилиция, содержание кремния 0,058 г/дм³, а железа 1,23 г/дм³, т.е. кремния в 29 раз, а железа в 10 раз больше, чем в предлагаемом способе.

Результаты по очистке магнитной сепарацией бериллиевых плавов после плавки шихты с собой известью и добавками восстановителя с 5-30% восстановителя (угля или графита), а также с добавкой оксида железа представлены в таблице. Очистка от железа и кремния плавов (немагнитная фракция) идет лучше с добавкой оксида железа, что особенно значимо при низком его содержании в смеси бериллиевых концентратов. Выход магнитной фракции от общего веса плава с введенным восстановителем колеблется в зависимости от количества восстановителя от 2,0% и выше. Потери бериллия с магнитной фракцией ниже 2,0% Количество добавляемого восстановителя и оксида железа в шихту перед плавкой бериллиевых концентратов с содой и известью регулируется состав получаемого ферросилиция после магнитной сепарации и выход магнитной фракции (таблица).

В связи с выделением в магнитную фракцию плава после плавки шихты бериллиевых концентратов с добавкой восстановителя и оксида железа, ферросилиция продуктивный раствор после сульфатизации и выщелачивания не загрязняется примесями железа и кремния, что исключает операции очистки от них получаемого гидроксида бериллия и сокращает расход реагентов. Магнитная фракция представляет собой товарный ферросилиций, используемый в черной металлургии как раскислитель.

Формула изобретения

СПОСОБ ПЕРЕРАБОТКИ БЕРИЛЛИЕВОГО СЫРЬЯ, включающий плавку концентрата с щелочными флюсами и металлическими бериллийсодержащими отходами, последующую грануляцию плава в воде, измельчение плава, сульфатизацию серной кислотой и водное выщелачивание, последующее осаждение гидроксида бериллия, отличающийся тем, что, с целью снижения трудоемкости процесса за счет сокращения операций очистки и уменьшения расхода реагентов, плавку осуществляют с введением в шихту углеродистого восстановителя и оксида железа в количестве соответственно 5 30 и 1 3% от массы концентрата, а перед сульфатизацией измельченный плав подвергают магнитной сепарации с отделением магнитной фракции, а сульфатизации подвергают немагнитную фракцию.

РИСУНКИ

Рисунок 1