×
23.02.2019
219.016.c75f

СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ФТОРБЕРИЛЛАТА АММОНИЯ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение может быть использовано для получения фторбериллата аммония в производстве фторида бериллия. Способ получения фторбериллата аммония включает воздействие на бериллийсодержащее сырье водным раствором бифторида аммония при мольном отношении фтора к бериллию, равном 10÷15, и рН 7,5÷9,0 в течение 2÷5 ч. Берилллийсодержащее сырье предварительно подвергают механическому активированию в водной фазе при Т:Ж=1:(0,8÷1) в планетарных центробежных мельницах при центробежном ускорении до 45 g в течение 5-10 мин и сгущению, после чего проводят выщелачивание сгущенного активированного продукта при температуре 130÷180°С. В сгущенный активированный продукт добавляют раствор бифторида аммония до соотношения Т:Ж=1:(6÷7,5). Верхний слив от сгущения активированной пульпы поступает на следующую стадию механической активации. Изобретение позволяет исключить процессы плавления и грануляции бериллийсодержащего сырья, обеспечить высокое извлечение бериллия только гидрометаллургическими способами. 3 з.п. ф-лы, 3 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к области получения соединений бериллия, а именно фторбериллата аммония (ФБА), используемого для производства фторида бериллия, являющегося исходным продуктом для магниетермического восстановления бериллия.

Известен способ получения фторбериллата аммония, применяемый на заводе фирмы "Браш Бериллиум", по которому гидрооксид или оксид бериллия вместе с отходами металлургического производства растворяют в бифториде аммония (Г.Ф. Силина, Ю.И. Зарембо, Л.Э. Бертина "Бериллий. Химическая технология и металлургия", Москва, 1960, с.77-79).

Наиболее близким к заявляемому объекту является способ получения фторбериллата аммония из бериллийсодержащего сырья путем воздействия фторагентом и последующим разделением продуктов реакции. Бериллиевое сырье совместно с отходами металлургического производства предварительно подвергают бесфлюсовой плавке с последующей грануляцией расплава в холодной воде и измельчением гранул до крупности 0,1 мм. Измельченный плав выщелачивают в гидротермальных условиях (автоклавная обработка) при температуре 150÷180°С и рН 7,5÷9,0 в течение 2÷5 часов водным раствором бифторида аммония; мольное отношение фтора к бериллию составляет 10-15 (патент РФ №2265576).

Недостатком данного способа является использование энергоемкого термического активирования бериллийсодержащего сырья, которое предусматривает процессы плавления при температуре 1350-1450°С, грануляции расплава в холодной воде и измельчения полученного плава.

Процессы плавления, грануляции и измельчения являются источниками образования аэрозолей бериллия, пыли и повышенной токсичности в производственных цехах.

Техническим результатом является переработка бериллийсодержащих концентратов по укороченной технологической схеме, исключающей процессы плавления, грануляции и измельчения, и обеспечивающей высокое извлечение бериллия в готовый продукт, только гидрометаллургическими способами.

Технический результат достигается за счет того, что в известном способе получения в гидротермальных условиях фторбериллата аммония путем воздействиия бифторидом аммония на бериллийсодержащее сырье при мольном отношении фтора к бериллию, равном 10÷15, и рН 7,5÷9,0 в течение 2÷5 часов, бериллийсодержащее сырье предварительно подвергают механическому активированию в водной фазе при Т:Ж=1:(0,8÷1) в планетарных центробежных мельницах (ПЦМ) при центробежном ускорении до 45 g в течение 5-10 мин и сгущению, после чего проводят автоклавное выщелачивание при температуре 130÷180°С. В сгущенную активированную пульпу добавляют раствор бифторида аммония до соотношения Т:Ж=1:(6÷7,5).

Верхний слив от сгущения активированной пульпы поступает на следующую стадию механической активации.

Растворы, полученные после автоклавного выщелачивания и отделения кека, доукрепляют и корректируют растворением в них отходов производства металлического бериллия.

Использование механической активации бериллийсодержащего сырья увеличивает реакционную способность его и тем самым позволяет значительно снизить температуру автоклавного выщелачивания до 130÷180°С с высокой степенью извлечения бериллия в раствор 98-99%.

Снижение температуры автоклавного процесса дает значительную экономию энергозатрат и снижение коррозионной нагрузки на автоклавное оборудование.

Механоактивация осуществлялась в лабораторной планетарной центробежной мельнице (ПЦМ) периодического действия ЛАИР-15, развивающей ускорение 45 g в режиме ударно-истирающего измельчения. При работе в этом режиме в процессе автоклавного выщелачивания бериллиевых концентратов достигается извлечение бериллия в раствор 99% и выше.

Дальнейшее увеличение центробежного ускорения не дает повышения извлечения, но значительно увеличивается расход электроэнергии и возрастает содержание примесей (Fe) в концентрате за счет сильного истирания шаров.

Изменение центробежного ускорения в сторону уменьшения понижает извлечение бериллия в раствор. Влияние центробежного ускорения на выщелачивание бериллия в раствор представлено в таблице 1.

Выщелачивание бериллиевых концентратов, активированных в течение 5, 10 и 15 мин, не дает существенной разницы. Поэтому в дальнейшем принят интервал 5-10 мин.

Пример. В настоящее время основным сырьем для производства бериллия в России являются концентраты руд Ермаковского месторождения. Для подтверждения перспективности предлагаемого способа механоактивации параллельно исследования проводились на Малышевском, Завитинском концентратах и их смесях, а также на особоупорном «чистом» минерале берилле (4,47% Be).

Исходный бериллийсодержащий концентрат Ермаковского месторождения с содержанием 8,8÷10,0% оксида бериллия (3,16÷3,65% бериллия) помещают в барабан планетарной центробежной мельницы ударно-вихревого действия и в режиме мокрого измельчения при Т: Ж=1:(0,8÷1), обрабатывают в течение 5-10 минут при центробежном ускорении до 45g. Влияние центробежного ускорения на выщелачивание бериллия в раствор представлено в таблице 1.

Полученную активированную пульпу сгущают до Т:Ж=1:(0,5÷0,6), сгущенная часть поступает на подготовку пульпы для автоклавного выщелачивания, а верхний светлый слив идет на распульповку концентрата при механическом активировании.

Таблица 1
Влияние центробежного ускорения при механическом активировании Ермаковского концентрата на выщелачивание его раствором бифторида аммония (NH4HF2) при t=130°С, Т:Ж=1:6÷7,5 (τвыщ=3 ч, мольное отношение F:Be=10÷15, τактив=10 мин)
Центробежное ускорение, GСодержание Be в кеке, %Масса кека, гИзвлечение Be в раствор, %
250,425,395,0
350,155,798,3
450,0255,699,7

Полученную активированную пульпу сгущают до Т:Ж=1:(0,5÷0,6), сгущенная часть поступает на подготовку пульпы для автоклавного выщелачивания, а верхний светлый слив идет на распульповку концентрата при механическом активировании.

Для выщелачивания сгущенную часть распульповывают водой и добавляют 3,5 М раствор бифторида аммония (NH4HF2) до соотношения Т:Ж=1:(6÷7,5). Расход фторагента составляет 70-80% (по фтору) к массе сгущенной пульпы. В других опытах активированную сгущенную часть распульповывают в маточных растворах и промывных водах, полученных после кристаллизации кристаллов ФБА и промывки кека. Эти растворы уже содержат ион фтора.

Перед автоклавной обработкой рН пульпы 5÷5,5 в процессе выщелачивания 7,5÷9,0 мольное отношение фтора к бериллию составляет 10÷15.

Подготовленную пульпу загружают в автоклав (объемом 0,10 л) и выщелачивают при температуре 130÷180°С в течение 2÷5 часов. Пульпу после автоклавного выщелачивания фильтруют. Растворы после отделения кека корректируют и доукрепляют растворением в них отходов производства металлического бериллия, а затем направляют на упарку для получения кристаллов ФБА. Маточные растворы после фильтрации кристаллов ФБА (промывные растворы) направляют на приготовление исходной пульпы для автоклавного вскрытия.

Кеки, полученные при фильтрации основного раствора после автоклавного выщелачивания и противоточной отмывки, поступают на извлечение фтора методом пирогидролиза. Затем состав расплава корректируют и перерабатывают с получением различных стройматериалов с остаточным содержанием бериллия 0,01÷0,03%, где последний по данным биохимических исследований находится в биологически неактивной форме.

По предложенной выше технологии проведены исследования по влиянию механоактивации на реакционную способность различных бериллиевых концентратов.

В таблице 2 приведены результаты автоклавного выщелачивания активированных и неактивированных концентратов руд различных бериллиевых месторождений раствором бифторида аммония (NH4HF2) при температуре 130÷180°С.

Данные таблицы 2 показывают, что различные по минеральному составу бериллиевые концентраты, подверженные механоактивации, при автоклавном выщелачивании водным раствором бифторида аммония (NH4NE2) в интервале температур 130÷180°С дают высокое извлечение бериллия в раствор 97÷99%. Разница в степени извлечения бериллия при одной и той же температуре выщелачивания для различных концентратов объясняется разным минеральным составом. Так, берилл, относящийся к особоупорным минералам, вскрывают при температуре 180°С.

Концентраты руд Ермаковского месторождения наиболее пригодны для переработки по фторидно-автоклавной технологии с предварительной механоактивацией в планетарных центробежных мельницах. В результате было установлено, что уже через два часа выщелачивания при температуре 130°С в раствор переходило до 99,6% бериллия (таблица 3).

В таблице 3 приведены данные по кинетике выщелачивания бериллиевых концентратов и берилла, подверженных механоактивации, раствором бифторида аммония.

Полученные результаты подтверждают возможность получения высокой степени извлечения бериллия в раствор ˜99% при выщелачивании в интервале температур 130÷180°С в течение 2÷5 часов в зависимости от минерального состава бериллийсодержащего сырья.

Таким образом, использование предварительной механоактивации бериллийсодержащих концентратов в планетарной центробежной мельнице с динамической нагрузкой 45g в водной пульпе при Т:Ж=1÷1 в течение 5-10 минут обеспечивает извлечение бериллия в раствор на 97÷99% в результате последующего автоклавного выщелачивания активированных бериллиевых концентратов 3,5 М раствором бифторида аммония при соблюдении параметров:

Температура130÷180°С
Продолжительность процесса2÷5 ч.
Т:Ж=1:6÷7,5
Мольное отношение фтора к бериллию10÷15
рН раствора7,5÷9

Предлагаемая технология безопасной гидрометаллургической переработки бериллиевого сырья с использованием его предварительной механоактивации в водной пульпе имеет ряд преимуществ:

1. Исключение операций плавления, грануляции и измельчения, связанных с образованием пыли и аэрозолей бериллия, сублимации продуктов, содержащих бериллий, обеспечивает экологическую безопасность в зоне бериллиевых предприятий.

2. Уменьшение температуры и сокращение времени автоклавного выщелачивания дает значительную экономию энергозатрат, сокращает длительность процесса, снижает коррозионную нагрузку на автоклавное оборудование при высокой степени извлечения бериллия в раствор.

1.Способполученияфторбериллатааммонияизбериллийсодержащегосырьяпутемвоздействияводнымрастворомбифторидааммониявгидротермальныхусловияхпримольномотношениифторакбериллию,равном10÷15,ирН7,5÷9,0втечение2÷5ч,отличающийсятем,чтобериллийсодержащеесырьепредварительноподвергаютмеханическомуактивированиювводнойфазеприТ:Ж=1:(0,8÷1)впланетарныхцентробежныхмельницахприцентробежномускорениидо45gвтечение5-10минисгущению,послечегопроводятвыщелачиваниесгущенногоактивированногопродуктапритемпературе130÷180°С.12.Способпоп.1,отличающийсятем,чтовсгущенныйактивированныйпродуктдобавляютрастворбифторидааммониядосоотношенияТ:Ж=1:(6÷7,5).23.Способпоп.1,отличающийсятем,чтоверхнийсливотсгущенияактивированнойпульпыпоступаетнаследующуюстадиюмеханическойактивации.34.Способпоп.1,отличающийсятем,чторастворы,полученныепослеавтоклавноговыщелачиванияиотделениякека,доукрепляютикорректируютрастворениемвнихотходовпроизводстваметаллическогобериллия.4
Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-5 из 5.
10.04.2019
№219.017.05ed

Способ получения фторидов металлов

Изобретение относится к нанотехнологии по разработке оптически прозрачной нанокерамики на основе простых и сложных фторидов. Изобретение касается способа получения фторидов металлов, заключающегося во взаимодействии газообразного фтористого водорода с соединениями щелочных, щелочноземельных и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002328448
Дата охранного документа: 10.07.2008
17.04.2019
№219.017.15cc

Устройство для регистрации ионизирующего излучения

Предложенное изобретение относится к области ядерного приборостроения и может быть использовано при поиске, разведке и обогащении полезных ископаемых, в медицине, дефектоскопии и других областях, где используется регистрация ионизирующего излучения. Техническим результатом от реализации данного...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002312373
Дата охранного документа: 10.12.2007
17.04.2019
№219.017.1617

Способ покусковой сепарации минерального сырья

Изобретение относится к области обогащения полезных ископаемых и, в частности, его можно использовать в методах покусковой сепарации как радиоактивных, так и нерадиоактивных руд. Техническим результатом изобретения является оптимизация условий измерения для всех рудных кусков независимо от их...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002302906
Дата охранного документа: 20.07.2007
09.05.2019
№219.017.4c77

Способ получения гетерогенных ионообменных мембран

Изобретение относится к технологии получения армированных мембран и может быть применено в химической промышленности - в процессе электродиализа и электролиза. Согласно способу получения гетерогенной ионообменной мембраны получают пленку путем вальцевания смеси ионита и полимерного связующего -...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002314322
Дата охранного документа: 10.01.2008
24.05.2019
№219.017.5fb0

Собиратель для флотации флюоритовых руд

Изобретение относится к обогащению полезных ископаемых, в частности к флотации флюоритовых руд, и предназначено для промышленного использования на обогатительных фабриках. Позволяет сократить число перечисток, осуществить процесс флотации в холодной пульпе, существенно упростить технологическую...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002319550
Дата охранного документа: 20.03.2008
Показаны записи 1-10 из 41.
10.03.2013
№216.012.2e15

Способ переработки низкосортных молибденитовых концентратов

Изобретение относится к гидрометаллургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки и разложения низкосортных молибденитовых концентратов с получением молибдата кальция, пригодного для выплавки ферромолибдена. Способ включает двустадийную обработку...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002477328
Дата охранного документа: 10.03.2013
10.08.2013
№216.012.5d50

Способ переработки кобальтсодержащих отходов

Изобретение относится к гидрометаллургии. Отходы самарий-кобальтовых магнитов растворяют в азотной кислоте, полученный раствор обрабатывают аммиаком до рН не менее 3 с окислением кобальта(II) до кобальта(III) с образованием аммиаката кобальта. Затем осаждают оксалат самария оксалатом аммония...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002489509
Дата охранного документа: 10.08.2013
10.09.2013
№216.012.6781

Способ переработки металлических бериллиевых отходов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих металлических отходов. Способ включает растворение металлических бериллиевых отходов в щелочном растворе в присутствии нитрата натрия или калия. Вводят в процесс азотную кислоту в количестве 2,09-2,26 моль/моль бериллия. Азотная кислота...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002492144
Дата охранного документа: 10.09.2013
20.09.2013
№216.012.6b3a

Способ переработки отходов металлического бериллия и спецкерамики на основе оксида бериллия

Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для переработки отходов с получением соединений бериллия и других металлов высокой чистоты. Очистка фторбериллата аммония осуществляется в режиме перекристаллизации ФБА методом изменения состава микропримесей. Изменение...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493101
Дата охранного документа: 20.09.2013
20.09.2013
№216.012.6bed

Способ переработки молибденитовых концентратов

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки молибденитовых концентратов с получением соединений молибдена. Способ переработки молибденитовых концентратов включает хлорирование концентрата при температуре не более 450°C,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002493280
Дата охранного документа: 20.09.2013
10.10.2013
№216.012.727b

Способ получения фторида бериллия

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Фторид бериллия получают растворением материалов, содержащих бериллий, в плавиковой кислоте. В исходный раствор перед выпариванием вносят фторид аммония в количестве, обеспечивающем мольное отношение фтора к бериллию в пределах...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002494964
Дата охранного документа: 10.10.2013
27.10.2014
№216.013.032a

Способ иодидного рафинирования циркония и устройство для его осуществления

Группа изобретений относится к области иодидного рафинирования циркония в замкнутых металлических аппаратах и может быть использовано при иодидном рафинировании других металлов, например титана и гафния. Проводят осаждение металла на раскаленную нить из циркония по заданной вольт-амперной...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002532208
Дата охранного документа: 27.10.2014
20.11.2014
№216.013.0765

Способ переработки сульфидного никелевого сырья

Изобретение относится к металлургии цветных металлов, в частности никеля, и может быть использовано для переработки сульфидного никелевого сырья, в том числе концентратов и файнштейнов, содержащих в качестве примесей медь и кобальт, с получением чистых металлов или их солей. Способ включает...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002533294
Дата охранного документа: 20.11.2014
10.01.2015
№216.013.1cc6

Способ получения композиционных порошков тугоплавких и редкоземельных металлов

Изобретение относится к области порошковой металлургии. Проводят магниетермическое восстановление хлоридов металлов в расплаве хлористого калия при нагревании и перемешивании. Восстановленную реакционную массу выдерживают без перемешивания в течение не менее 30 минут при 800-900°C, затем ее...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002538794
Дата охранного документа: 10.01.2015
20.04.2015
№216.013.41cb

Способ переработки молибденитовых концентратов

Изобретение относится к металлургии редких металлов, в частности молибдена, и может быть использовано для переработки молибденитовых концентратов с получением соединений молибдена. Способ включает обжиг предварительно измельченной смеси концентрата с хлоридом натрия с улавливанием в...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002548341
Дата охранного документа: 20.04.2015
+ добавить свой РИД