×
19.06.2019
219.017.86fd

СПОСОБ ПРОИЗВОДСТВА МЕДНО-БЕРИЛЛИЕВОЙ ЛИГАТУРЫ

Вид РИД

Изобретение

Юридическая информация Свернуть Развернуть
Краткое описание РИД Свернуть Развернуть
Аннотация: Изобретение относится к металлургии бериллия, в частности к производству медно-бериллиевой лигатуры методом карботермического восстановления оксида бериллия углеродом (МБЛ-К). В способе осуществляют предварительное гранулирование оксида бериллия, углерода и вентиляционных дроссов на связке - растворе сахарозы с концентрацией последней 15-40% в количестве по отношению к гранулируемой шихте 12-31%, проводят сушку гранул при температуре 200-400°С в течение не менее 1 часа и осуществляют подачу гранул и меди в электродуговую печь в соотношении 1:2,4-3,6. Изобретение позволяет снизить пылеунос при производстве МБЛ-К за счет подачи в печь шихты в виде прочных гранул. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.
Реферат Свернуть Развернуть

Изобретение относится к металлургии бериллия, в частности к производству медно-бериллиевой лигатуры методом карботермического восстановления оксида бериллия (МБЛ-К).

Известен способ производства меднобериллиевой лигатуры, заключающийся в восстановлении окиси бериллия углеродом в присутствии расплавленной меди (А.Н.Зеликман, Г.А.Меерсон. «Металлургия редких металлов», изд. Металлургия, стр.575, М., 1973).

Непосредственное восстановление окиси бериллия углеродом приводит к образованию карбида бериллия (BegC).

В присутствии же большого избытка расплавленной меди бериллий, образующийся в результате восстановления окиси, растворяется в меди, что сдвигает процесс в сторону восстановления.

При изготовлении сплава, содержащего не более 4% Be, в основном, протекает реакция:

ВеОтвтв+хСuжидк=ВеСuхжидк+СОгаз

Недостатками способа являются низкий выход готовой продукции и низкое качество лигатуры.

Известен способ производства МБЛ-К, основанный на восстановлении оксида бериллия углеродом при температуре около 2000°С в электродуговой печи и растворении металлического бериллия в расплаве меди с образованием медно-бериллиевой лигатуры (Сборник переводных статей из иностранной периодической литературы, часть вторая, «Химическая технология и металлургия бериллия и его сплавов» /Под редакцией» М.Б.Борисова, М., 1953 г.).

В соответствии со способом в электродуговую печь подают шихту, состоящую из оксида бериллия, углерода, вентиляционных дроссов и молотой стружки или порошка меди в соотношении 1:0,65:1,85:8,35. Так как реакция восстановления идет на поверхности в зоне контакта зерен оксида бериллия и углерода, для эффективного прохождения реакции оксид бериллия и углерод должны иметь минимальные размеры в доли миллиметров. Данный способ принимаем за прототип.

Недостатком способа является то, что в масштабном производстве при подаче в зону горения дуги углерода в виде измельченных графита или нефтекокса и мелкого оксида бериллия под действием реактивных сил и вследствие интенсивного образования в ходе реакции оксида углерода и обильного газовыделения происходит большой унос материала шихты из зоны печи.

Для устранения указанного недостатка предлагаем подачу шихты на карботермическую плавку производить в виде прочных гранул.

Задачей изобретения является снижение пылеуноса при производстве МБЛ-К.

Сущность изобретения заключается в том, что по сравнению с известным способом производства МБЛ-К, включающим подачу в электродуговую печь шихты, содержащую медь, оксид бериллия, углерод и вентиляционные дроссы, и проведение карботермической плавки медно-бериллиевой лигатуры, согласно заявляемому изобретению предварительно гранулируют оксид бериллия, углерод и вентиляционные дроссы на связке - растворе сахарозы с концентрацией последней 15-40% в количестве по отношению к гранулируемой шихте 12-31%, проводят сушку гранул при температуре 200-400°С в течение не менее 1 часа и осуществляют подачу гранул и меди в электродуговую печь в соотношении 1:2,4-3.6.

Поставленная задача достигается тем, что за счет использования раствора сахарозы сырые и высушенные, при заявляемых параметрах сушки, гранулы имеют очень высокую прочность, в результате чего снижается пылеунос как в процессе транспортировки и засыпки в печь, так и плавки.

При концентрации сахарозы в связке менее 15% для достижения приемлемой прочности гранул необходимо вводить связку в шихту в количестве более чем 31%, что за счет большего количества воды приводит к увеличению времени сушки. При концентрации сахарозы более 40% вязкость связки возрастает настолько, что препятствует ее эффективному смешиванию с компонентами шихты. Введение в шихту более 31% связки нецелесообразно, т.к. не дает дополнительных преимуществ в прочности гранул, но приводит к увеличению времени сушки.

Прочность сухих гранул, обработанных при указанной температуре, для связки на основе сахарозы практически не ухудшается. Учитывая сказанное, а так же то, что карамелизация сахарозы начинается при температуре 203°С, процесс сушки гранул можно существенно интенсифицировать, подняв температуру в зоне печи вплоть до 400°С и, таким образом, уменьшить время сушки гранул. Более того, в процессе сушки-карамелизации за счет коксования сахарозы удаляется большая часть гидроксильных групп, входящих в состав сахарозы. При этом в печи карботермической плавки снижается газовыделение в гранулах и их разрушение, а следовательно, пылеунос компонентов шихты из зоны реакции.

Проведение процесса сушки при температуре менее 200°С не дает преимуществ в прочности гранул и снижении пылеуноса в процессе плавки, но ведет к увеличению времени сушки. При температуре выше 400°С возможно возгорание карамели и тогда процесс необходимо вести в инертной среде, что нецелесообразно.

Инверсия сахарозы в растворе (инвертированный сироп) происходит в кислой среде и с химической точки зрения означает расщепление сахарозы на фруктозу и глюкозу. Достигается это добавлением к сиропу минимального количества, как правило, минеральной кислоты. Преимуществом инвертированной сахарозы является то, что такой раствор имеет меньшую вязкость, что позволяет добиться вдвое большей концентрации раствора по сахарозе при удовлетворительной дозировке раствора для получения гранул. Кроме этого, за счет меньшего содержания воды в связке с инвертированной сахарозой, а также меньшей температуры плавления глюкозы и фруктозы по сравнению с сахарозой, процессы сушки гранул и карамелизация глюкозы и фруктозы происходят более интенсивно при тех же параметрах работы печи сушки.

Эксперименты по приготовлению шихты для получения МБЛ-К проводили следующим образом.

Оксид бериллия, углерод в виде измельченного нефтекокса и вентиляционные дроссы, образующиеся в процессе карботермических плавок в основном за счет испарения меди и частично уноса пылевидной фракции из плавильного тигля, смешивали в шихту в весовом соотношении 2:1:3.

Связку готовили растворением сахарозы в воде до необходимой концентрации. Для получения раствора инвертированной сахарозы в готовый сироп добавляли 0,2% серной кислоты.

Полученную шихту и связку использовали для производства гранул методом окатывания. На тарелку вращающегося гранулятора подавали поток шихты и связку, где происходило образование гранул, которые при вращении гранулятора окатываются и самоупрочняются.

Качество гранул оценивали по усилию их разрушения до и после сушки и времени, необходимому для сушки гранул до остаточной влажности менее 2%, при различных температурах. По содержанию бериллия в вентиляционных дроссах оценивали пылеунос компонентов шихты.

Сухие гранулы использовали для получения МБЛ-К, подавая их на плавку в электродуговую печь с кусочками меди в соотношении 1:3. Время сушки до достижения влажности гранул менее 1% составило 6 ч.

Таблица 1
Результаты экспериментов по получению КМБЛ с использованием гранулированной шихты
№ пп Способ реализации Концентрация связки, мас.% Количество связки,
мас.%
Время сушки, час Прочность гранул, кг/см2 Унос шихты из тигля, мас.%
До сушки После сушки
Способ-прототип 38
1 Заявляемый
способ
15 30 3,1 16 11 14
2 20 25 2,3 16 10 15
3 35 15 1,5 18 12 11.
4 40 12 1,1 18 10 11

Как видно из представленных результатов, предложенный способ производства медно-бериллиевой лигатуры методом карботермического восстановления оксида бериллия позволяет получать прочные гранулы, необходимые для проведения процесса, что ведет к уменьшению их разрушения в процессах сушки, транспортировки и подачи в печь и, таким образом, позволяет улучшить санитарную обстановку вредного производства. Снижение пылеуноса как до плавки, так и в процессе плавки позволяет снизить расходы на улавливание и возврат в процесс компонентов шихты на 35%, снизить расход электроэнергии на 15%.

Способ опробован в промышленных условиях и позволяет получать карботермическую медно-бериллиевую лигатуру высокого качества с минимальными издержками.

Источник поступления информации: Роспатент

Показаны записи 1-7 из 7.
10.05.2013
№216.012.3eda

Таблетка ядерного топлива

Изобретение относится к ядерной технике, в частности к конструкциям таблеток легководных реакторов (LWR), а также реакторов AGR и водно-графитовых. В LWR-реакторах используется, как правило, керамическое урандиоксидное топливо (UO). Предлагаемая конструкция таблетки - композитная, т.е....
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002481657
Дата охранного документа: 10.05.2013
10.04.2015
№216.013.3e06

Способ переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит

Изобретение относится к способу переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит, в частности к переработке бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата, и может быть использовано при производстве гидроксида бериллия. По данному способу концентрат крупностью 45-85 мкм подвергается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547366
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.12.2015
№216.013.95a4

Способ изготовления таблетированного топлива для тепловыделяющих элементов

Изобретение относится к атомной промышленности, к изготовлению таблетированного топлива. Способ изготовления топлива включает смешивание порошка UO, обогащенного ураном U-235 до 5% масс., с порошком UO в количестве до 15% масс.; предварительное смешивание смеси оксидов урана с сухим связующим...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002569928
Дата охранного документа: 10.12.2015
19.01.2018
№218.016.059c

Способ изготовления таблеток ядерного топлива с использованием легирования

Изобретение относится к способам изготовления керамического ядерного топлива с использованием легирования. Cпособ легирования порошков UO, включающий дозирование в UO порошкового легирующего соединения (добавки), операцию приготовления порции смеси из UO с порошковым легирующим соединением,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002630898
Дата охранного документа: 14.09.2017
10.05.2018
№218.016.3cea

Способ получения порошка тантала регулируемой крупности

Изобретение относится к металлотермическому получению порошка тантала восстановлением из комплексной фтористой соли тантала в расплаве галоидных солей щелочных металлов. Способ включает загрузку комплексного фтористого соединения и восстановителя в расплав галоидных солей щелочных металлов и...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647971
Дата охранного документа: 21.03.2018
10.05.2018
№218.016.3cef

Устройство для получения порошка тантала

Изобретение относится к металлотермическому получению тантала восстановлением из комплексного фтористого соединения в среде расплава галоидных солей щелочных металлов Устройство содержит обогреваемый печью, оснащенной системой принудительного воздушного охлаждения, реакционный тигель,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002647966
Дата охранного документа: 21.03.2018
19.06.2019
№219.017.87e5

Способ переработки бериллийсодержащих концентратов

Изобретение может быть использовано при переработке бериллийсодержащих рудных концентратов до гидроксида бериллия. Исходный бертрандит-фенакит-флюоритовый концентрат активируют путем добавления в него фторсодержащих соединений в таком количестве, чтобы содержание фтора в указанной смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002309122
Дата охранного документа: 27.10.2007
Показаны записи 1-9 из 9.
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
10.04.2015
№216.013.3c61

Способ переработки смеси бериллиевых концентратов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих рудных концентратов до гидроксида бериллия. Способ включает активацию смеси, сульфатизацию активированной смеси серной кислотой, выщелачивание сульфатизированной смеси, разделение пульпы выщелачивания на раствор сульфата бериллия и кек,...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002546945
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3ccc

Способ переработки литиевого концентрата

Изобретение относится к металлургии, в частности к способу переработки литиевых концентратов. Способ включает сульфатизацию концентрата серной кислотой, выщелачивание сульфатизированного концентрата, разделение пульпы выщелачивания на сульфатный раствор и нерастворимый кек. После промывки кека...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547052
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3cd4

Способ совместной переработки бериллиевых концентратов

Изобретение относится к способу совместной переработки бериллиевых концентратов. Согласно изобретению берилловый концентрат активируют путем его измельчения до получения рентгеноаморфного продукта с крупностью частиц менее 5 мкм, а бертрандит-фенакит-флюоритовый концентрат активируют путем...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547060
Дата охранного документа: 10.04.2015
10.04.2015
№216.013.3e06

Способ переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит

Изобретение относится к способу переработки бериллиевых концентратов, содержащих флюорит, в частности к переработке бертрандит-фенакит-флюоритового концентрата, и может быть использовано при производстве гидроксида бериллия. По данному способу концентрат крупностью 45-85 мкм подвергается...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002547366
Дата охранного документа: 10.04.2015
20.12.2015
№216.013.9cca

Способ извлечения бериллия методом ионного обмена

Изобретение может быть использовано в химической промышленности. Для извлечения бериллия методом ионного обмена проводят измельчение бериллийсодержащей руды, ее сульфатизацию, выщелачивание, разделение пульпы. Извлечение бериллия ведут методом сорбции непосредственно из сернокислотных пульп...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002571763
Дата охранного документа: 20.12.2015
19.04.2019
№219.017.2f23

Способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих рудных концентратов с получением раствора сульфата бериллия. Способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов включает механоактивацию концентратов, низкотемпературную сульфатизацию активированных концентратов серной кислотой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002351540
Дата охранного документа: 10.04.2009
19.04.2019
№219.017.2f28

Способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов

Изобретение относится к переработке бериллийсодержащих рудных концентратов с получением раствора сульфата бериллия. Способ извлечения бериллия из бериллиевых концентратов включает механоактивацию концентратов, низкотемпературную сульфатизацию активированных концентратов серной кислотой с...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002351539
Дата охранного документа: 10.04.2009
19.06.2019
№219.017.87e5

Способ переработки бериллийсодержащих концентратов

Изобретение может быть использовано при переработке бериллийсодержащих рудных концентратов до гидроксида бериллия. Исходный бертрандит-фенакит-флюоритовый концентрат активируют путем добавления в него фторсодержащих соединений в таком количестве, чтобы содержание фтора в указанной смеси...
Тип: Изобретение
Номер охранного документа: 0002309122
Дата охранного документа: 27.10.2007
+ добавить свой РИД