RU2493101C1 - Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide - Google Patents
Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide Download PDFInfo
- Publication number
- RU2493101C1 RU2493101C1 RU2012120267/05A RU2012120267A RU2493101C1 RU 2493101 C1 RU2493101 C1 RU 2493101C1 RU 2012120267/05 A RU2012120267/05 A RU 2012120267/05A RU 2012120267 A RU2012120267 A RU 2012120267A RU 2493101 C1 RU2493101 C1 RU 2493101C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- beryllium
- crystals
- solution
- impurities
- mol
- Prior art date
Links
- 229910052790 beryllium Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 51
- ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N beryllium atom Chemical compound [Be] ATBAMAFKBVZNFJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 51
- 239000002699 waste material Substances 0.000 title claims abstract description 32
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 25
- LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N beryllium oxide Inorganic materials O=[Be] LTPBRCUWZOMYOC-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 7
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 title claims description 6
- FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 2-iodoquinoline Chemical compound C1=CC=CC2=NC(I)=CC=C21 FRWYFWZENXDZMU-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 5
- 238000004064 recycling Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000013078 crystal Substances 0.000 claims abstract description 41
- 239000011737 fluorine Substances 0.000 claims abstract description 11
- 229910052731 fluorine Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O Ammonium Chemical compound [NH4+] QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-O 0.000 claims abstract description 8
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 6
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000000706 filtrate Substances 0.000 claims abstract description 3
- PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N Fluorine Chemical compound FF PXGOKWXKJXAPGV-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract 2
- 239000012535 impurity Substances 0.000 claims description 34
- CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L Sodium Carbonate Chemical compound [Na+].[Na+].[O-]C([O-])=O CDBYLPFSWZWCQE-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 13
- 239000011734 sodium Substances 0.000 claims description 11
- MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 6-methoxy-8-nitroquinoline Chemical compound N1=CC=CC2=CC(OC)=CC([N+]([O-])=O)=C21 MIMUSZHMZBJBPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 claims description 7
- DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M Ilexoside XXIX Chemical compound C[C@@H]1CC[C@@]2(CC[C@@]3(C(=CC[C@H]4[C@]3(CC[C@@H]5[C@@]4(CC[C@@H](C5(C)C)OS(=O)(=O)[O-])C)C)[C@@H]2[C@]1(C)O)C)C(=O)O[C@H]6[C@@H]([C@H]([C@@H]([C@H](O6)CO)O)O)O.[Na+] DGAQECJNVWCQMB-PUAWFVPOSA-M 0.000 claims description 6
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 claims description 6
- 229910052708 sodium Inorganic materials 0.000 claims description 6
- 239000008139 complexing agent Substances 0.000 claims description 5
- 238000001914 filtration Methods 0.000 claims description 2
- 239000000203 mixture Substances 0.000 abstract description 12
- 238000000746 purification Methods 0.000 abstract description 8
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 abstract description 7
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 abstract description 6
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 abstract description 6
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 6
- 238000007792 addition Methods 0.000 abstract description 5
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 abstract description 5
- JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L beryllium difluoride Chemical compound F[Be]F JZKFIPKXQBZXMW-UHFFFAOYSA-L 0.000 abstract description 3
- 230000008859 change Effects 0.000 abstract description 3
- 238000001953 recrystallisation Methods 0.000 abstract description 3
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 abstract description 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract description 2
- 238000009854 hydrometallurgy Methods 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 abstract 1
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 39
- QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N Ammonia Chemical compound N QGZKDVFQNNGYKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N Fluorine atom Chemical compound [F] YCKRFDGAMUMZLT-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 8
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 8
- 239000011651 chromium Substances 0.000 description 7
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 6
- 238000000605 extraction Methods 0.000 description 6
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N Nickel Chemical compound [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 description 5
- 150000004657 carbamic acid derivatives Chemical class 0.000 description 5
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 5
- DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 5-(5-carboxythiophen-2-yl)thiophene-2-carboxylic acid Chemical compound S1C(C(=O)O)=CC=C1C1=CC=C(C(O)=O)S1 DDFHBQSCUXNBSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910021529 ammonia Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 4
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 4
- YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N dioxolead Chemical compound O=[Pb]=O YADSGOSSYOOKMP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 description 4
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 4
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 4
- PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M sodium fluoride Chemical compound [F-].[Na+] PUZPDOWCWNUUKD-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 4
- 229910052804 chromium Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 3
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 3
- 239000011133 lead Substances 0.000 description 3
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 description 3
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 3
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- 238000003756 stirring Methods 0.000 description 3
- VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N Chromium Chemical compound [Cr] VYZAMTAEIAYCRO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910017855 NH 4 F Inorganic materials 0.000 description 2
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 2
- 230000000996 additive effect Effects 0.000 description 2
- 229910052791 calcium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011575 calcium Substances 0.000 description 2
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010668 complexation reaction Methods 0.000 description 2
- 229910000365 copper sulfate Inorganic materials 0.000 description 2
- ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L copper(II) sulfate Chemical compound [Cu+2].[O-][S+2]([O-])([O-])[O-] ARUVKPQLZAKDPS-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 2
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 150000004679 hydroxides Chemical class 0.000 description 2
- 229910052749 magnesium Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011777 magnesium Substances 0.000 description 2
- 239000012452 mother liquor Substances 0.000 description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 description 2
- 238000005185 salting out Methods 0.000 description 2
- 235000013024 sodium fluoride Nutrition 0.000 description 2
- 239000011775 sodium fluoride Substances 0.000 description 2
- GSFSVEDCYBDIGW-UHFFFAOYSA-N 2-(1,3-benzothiazol-2-yl)-6-chlorophenol Chemical compound OC1=C(Cl)C=CC=C1C1=NC2=CC=CC=C2S1 GSFSVEDCYBDIGW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N Calcium Chemical compound [Ca] OYPRJOBELJOOCE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N Magnesium Chemical compound [Mg] FYYHWMGAXLPEAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- 230000004913 activation Effects 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- WPJWIROQQFWMMK-UHFFFAOYSA-L beryllium dihydroxide Chemical compound [Be+2].[OH-].[OH-] WPJWIROQQFWMMK-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- 229910001633 beryllium fluoride Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910001865 beryllium hydroxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005119 centrifugation Methods 0.000 description 1
- 239000011195 cermet Substances 0.000 description 1
- 230000007613 environmental effect Effects 0.000 description 1
- 150000002222 fluorine compounds Chemical class 0.000 description 1
- -1 fluorine ions Chemical class 0.000 description 1
- 231100001261 hazardous Toxicity 0.000 description 1
- 231100000171 higher toxicity Toxicity 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 238000010309 melting process Methods 0.000 description 1
- 238000005272 metallurgy Methods 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 239000005077 polysulfide Substances 0.000 description 1
- 229920001021 polysulfide Polymers 0.000 description 1
- 150000008117 polysulfides Polymers 0.000 description 1
- 239000000843 powder Substances 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 239000000725 suspension Substances 0.000 description 1
- 231100000331 toxic Toxicity 0.000 description 1
- 230000002588 toxic effect Effects 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002023 wood Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к гидрометаллургии и может быть использовано для переработки отходов с получением соединений бериллия и других металлов высокой чистоты.The invention relates to hydrometallurgy and can be used for waste processing to obtain compounds of beryllium and other metals of high purity.
Отсутствие в России собственного бериллиевого производства и все возрастающая роль в развитии таких наукоемких областей как телекоммуникация, электроника, авиация, ракетно-космическая техника, ядерная энергетика и др. диктуют настоятельную необходимость вовлечения в переработку бериллийсодержащих отходов с получением высококачественного вторичного бериллия. Кроме того, хранение токсичных отходов бериллия создает серьезную проблему, связанную с охраной окружающей среды. Поэтому переработка бериллиевых отходов решает проблемы получения вторичного бериллия и улучшения санитарно-гигиенической обстановки на производстве.The absence in Russia of its own beryllium production and an increasing role in the development of such high-tech areas as telecommunications, electronics, aviation, rocket and space technology, nuclear power, etc. dictate the urgent need to involve beryllium-containing waste in the processing to produce high-quality secondary beryllium. In addition, the storage of toxic beryllium waste poses a serious environmental concern. Therefore, the processing of beryllium waste solves the problems of obtaining secondary beryllium and improving the sanitary and hygienic situation in the workplace.
Отходы бериллиевого производства в зависимости от вида и содержания бериллия подразделяются на несколько групп. Особую группу составляют загрязненные примесями отходы, образующиеся в процессе переработки металлического бериллия, (стружка, порошки, паста зачистки аппаратов металлокерамического и других производств, лом изделий и др.), а также отходы спецкерамики на основе прокаленного при температуре 1100-1300°С оксида бериллия. Отличительной особенностью отходов спецкерамики является то, что они растворяются только в горячем растворе бифторида аммония, являющегося также растворителем и для отходов металлического бериллия, что делает возможным их утилизацию в одной технологической цепочке с получением, в конечном счете, металлического бериллия.Wastes of beryllium production depending on the type and content of beryllium are divided into several groups. A special group consists of waste contaminated with impurities generated during the processing of metal beryllium (chips, powders, paste for cleaning metal-ceramic and other industries, scrap products, etc.), as well as special ceramic waste based on beryllium oxide calcined at a temperature of 1100-1300 ° С . A distinctive feature of special ceramic wastes is that they dissolve only in a hot solution of ammonium bifluoride, which is also a solvent for metal beryllium waste, which makes it possible to utilize them in one processing chain to ultimately produce metallic beryllium.
Как правило, отходы производства бериллия содержат значительное количество примесей (табл.1). Растворение отходов в бифториде аммония с последующей очисткой полученных растворов и выделением кристаллов ФБА - это самый короткий путь к получению металлического бериллия высокой чистоты.As a rule, beryllium production wastes contain a significant amount of impurities (Table 1). The dissolution of waste in ammonium bifluoride followed by purification of the resulting solutions and the isolation of PBA crystals is the shortest way to obtain high-purity metallic beryllium.
Известен способ переработки бериллийсодержащего сырья с получением фторбериллата аммония (патент №2265576, C01F 3/00). Недостатком данного способа является повышенная энергоемкость процесса, которое предусматривает процессы плавления, ведущие к повышенной токсичности в производственных цехах.A known method of processing beryllium-containing raw materials to obtain ammonium fluoroberylate (patent No. 2265576, C01F 3/00). The disadvantage of this method is the increased energy intensity of the process, which provides for the melting processes leading to increased toxicity in production plants.
Известен также способ переработки бериллийсодержащего сырья с получением фторбериллата аммония (патент №2310605 C01F 3/00) путем воздействия водным раствором бифторида аммония с предварительным активированием в планетарных центробежных мельница.There is also known a method of processing beryllium-containing raw materials to obtain ammonium fluoroberylate (patent No. 2310605 C01F 3/00) by exposure to an aqueous solution of ammonium bifluoride with preliminary activation in a planetary centrifugal mill.
Наиболее близким является способ переработки бериллийсодержащего сырья с получением кристаллов фторбериллата аммония (Силина Г.Ф., Зарембо Ю.И., Бертина Л.Э. Бериллий, химическая технология и металлургия. М.: Госатомиздат, 1960. С.77-78), включающий ряд последовательных операций:The closest is a method of processing beryllium-containing raw materials to obtain crystals of ammonium fluoroberylate (Silina G.F., Zarembo Yu.I., Bertina L.E. Beryllium, chemical technology and metallurgy. M .: Gosatomizdat, 1960. P.77-78) , including a series of sequential operations:
- растворение гидроксида бериллия во фториде аммония и корректирование раствора по мольному отношению NH4F/BeF2 до 90% от теоретически необходимого;- dissolution of beryllium hydroxide in ammonium fluoride and correction of the solution according to the molar ratio of NH 4 F / BeF 2 to 90% of theoretically necessary;
- очистку раствора ФБА от алюминия тонкоизмельченным мелом;- purification of the FBA solution from aluminum with finely ground chalk;
- очистку от марганца и хрома добавлением диоксида свинца;- purification from manganese and chromium by the addition of lead dioxide;
- очистку от меди, никеля и свинца осаждением полисульфидом аммония;- purification from copper, nickel and lead by precipitation with ammonium polysulfide;
- очистку от кремния быстрым введением аммиака;- purification of silicon by the rapid introduction of ammonia;
- выпаривание очищенного раствора и отделение кристаллов ФБА центрифугированием.- evaporation of the purified solution and the separation of the FBA crystals by centrifugation.
Указанный способ характеризуются многостадийностью процесса очистки, а также большим числом разделительных операций, что связано с необходимостью использования ручного труда в условиях вредного производства.The specified method is characterized by a multi-stage cleaning process, as well as a large number of separation operations, which is associated with the need to use manual labor in hazardous conditions.
Одним из наиболее простых и эффективных методов переработки отходов с получением соединений высокой чистоты является метод кристаллизации, поскольку большинство фторидов-примесей, содержащихся в исходном растворе, имеет небольшую растворимость. В этой связи наиболее привлекателен процесс очистки в режиме кристаллизации - перекристаллизации с использованием метода изменения состава микропримесей, который является эффективным средством регулирования значений коэффициентов разделения и глубокой очистки веществ. К преимуществу способа очистки растворов методом кристаллизации - перекристаллизации (в отличие от осадительных методов) следует отнести то, что эти операции осуществляются в автоматическом режиме.One of the simplest and most effective methods of processing waste to produce high purity compounds is the crystallization method, since most of the fluoride impurities contained in the initial solution have a low solubility. In this regard, the most attractive is the process of purification in the crystallization mode — recrystallization using the method of changing the composition of microimpurities, which is an effective means of controlling the values of the separation coefficients and deep cleaning of substances. The advantage of the method of cleaning solutions by crystallization - recrystallization (in contrast to precipitation methods) should include the fact that these operations are carried out in automatic mode.
Изменение состава микропримесей осуществляется за счет введения в раствор перед кристаллизацией небольших количеств специально выбранных реагентов, образующих устойчивые комплексные соединения с примесями. Комплексообразование является одним из приемов выделения чистых веществ, особенно неорганических.The composition of microimpurities is changed by introducing small amounts of specially selected reagents into the solution before crystallization, which form stable complex compounds with impurities. Complexation is one of the methods for the isolation of pure substances, especially inorganic ones.
Техническим результатом предлагаемого изобретения является переработка отходов бериллия с получением кристаллов фторбериллата аммония высокой чистоты и, в конечном итоге, металлического бериллияThe technical result of the invention is the processing of beryllium waste to obtain crystals of ammonium fluoroberylate of high purity and, ultimately, metallic beryllium
Технический результат достигается тем, что отходы бериллия растворяют в бифториде аммония, затем в отфильтрованный раствор для изменения состава микропримесей в качестве комплексообразователя вводят натрий в виде соды в количестве 0.003-0,008 моль/моль бериллия, затем раствор выпаривают с получением первичных кристаллов, содержащих примеси, которые растворяют в конденсате, отделяют выпавшие при этом осадки примесей, фильтрат корректируют по мольному соотношению фтора к бериллию в пределах 4,5- 5,0, затем вновь выпаривают с получением вторичных кристаллов фторбериллата аммония высокой чистоты.The technical result is achieved by the fact that beryllium waste is dissolved in ammonium bifluoride, then sodium in the form of soda in the amount of 0.003-0.008 mol / mol of beryllium is introduced as a complexing agent into the filtered solution to change the composition of microimpurities, then the solution is evaporated to obtain primary crystals containing impurities, which are dissolved in the condensate, precipitated impurities are separated, the filtrate is corrected by the molar ratio of fluorine to beryllium in the range of 4.5-5.0, then again evaporated to obtain a secondary x fluoroberyllates crystals of high purity ammonia.
Натрий образует с рядом примесей соединения типа криолитов (Na3AlF6, Na3FeF6, Na3CrF6, Na3MnF5), растворимость которых в присутствии ионов натрия и фтора резко снижается. В частности, растворимость алюминиевого криолита (Na3AlF6) в воде составляет 2·10-3 моль/л, а в 0,1 М растворе NaF она снижается до 5,6·10-11 моль/л. Кроме того, фторид натрия, образующийся при взаимодействии соды с фторидом аммония, в значительной степени подавляет растворимость фторидов ряда других примесей (свинца, магния, кальция). Этот прием снижения растворимости основных лимитируемых примесей, содержащихся в отходах металлического бериллия и оксида бериллия, положен в основу предлагаемого способа получения кристаллов ФБА высокой чистоты и, соответственно, вторичного бериллия (рис.1). В табл.1 приведен состав отходов, взятых в переработку.Sodium forms with a number of impurities compounds of the cryolite type (Na 3 AlF 6 , Na 3 FeF 6 , Na 3 CrF 6 , Na 3 MnF 5 ), the solubility of which in the presence of sodium and fluorine ions decreases sharply. In particular, the solubility of aluminum cryolite (Na 3 AlF 6 ) in water is 2 · 10 -3 mol / L, and in a 0.1 M NaF solution it decreases to 5.6 · 10 -11 mol / L. In addition, sodium fluoride formed by the interaction of soda with ammonium fluoride significantly inhibits the solubility of fluorides of a number of other impurities (lead, magnesium, calcium). This method of reducing the solubility of the main limited impurities contained in the waste metal beryllium and beryllium oxide is the basis of the proposed method for producing high purity PBA crystals and, accordingly, secondary beryllium (Fig. 1). Table 1 shows the composition of the waste taken into processing.
Состав отходов (табл.1) характеризуются примерно одинаковым набором элементов-примесей, поэтому растворы ФБА, полученные после растворения указанных отходов в бифториде аммония, были объединены, с целью отработки технологии получения кристаллов ФБА высокой чистоты. Состав исходного раствора приведен в табл.2.The waste composition (Table 1) is characterized by approximately the same set of impurity elements; therefore, the FBA solutions obtained after dissolving these wastes in ammonium bifluoride were combined to develop a technology for producing high-purity FBA crystals. The composition of the initial solution is given in table.2.
Полученный раствор был переработан по способу-прототипу и предлагаемому способу. Примеры осуществления способа.The resulting solution was processed by the prototype method and the proposed method. Examples of the method.
Пример 1. Переработка отходов бериллия по способу - прототипу. В исходный раствор ФБА, полученный после растворения отходов в бифториде аммония, вносят небольшой избыток фтора (мольное отношение F/Be=4,2-4,5). Избыток фтора необходим для обеспечения полноты растворения отходов. Затем раствор при перемешивании нейтрализуют аммиаком до значения рН=8-8,5 для осаждения примесей железа, алюминия, кремния. Полученную при этом суспензию отфильтровывают: нерастворимый осадок и выделившиеся гидроксиды примесей отбрасывают, а раствор очищают от примесей тяжелых металлов, добавляя 12%-ный раствор диметилдитиокарбамата натрия (ДМДКН) до небольшого избытка. Наличие избытка определяют по качественной реакции с раствором сульфата меди. Карбаматы примесей (Cu, Ni и др.) адсорбируются на активированном угле, который вносят в количестве 1 г/л раствора. После 20 мин. перемешивания осадок карбаматов примесей отделяют, раствор нагревают до 80-85°С и очищают от хрома и марганца диоксидом свинца. Необходимое для окисления примесей количество диоксида свинца определяют по содержанию указанных примесей в исходном растворе (~ 1 г/л). После часовой выдержки при указанной температуре пульпу охлаждают до ~ 50°С и затем фильтруют. Очищенный от примесей раствор подвергают выпариванию, с целью выделения кристаллов ФБА. Степень выпаривания составляет примерно ~ 90%. Маточный раствор возвращают на операцию растворения отходов. Полученные кристаллы высушивают до постоянной массы при температуре 100-120°С и затем анализируют на содержание бериллия и примесей.Example 1. The processing of beryllium waste by the method prototype. A small excess of fluorine (molar ratio F / Be = 4.2-4.5) is added to the FBA initial solution obtained after dissolving the waste in ammonium bifluoride. Excess fluorine is necessary to ensure complete dissolution of the waste. Then, the solution is neutralized with stirring with ammonia to pH = 8-8.5 to precipitate impurities of iron, aluminum, silicon. The suspension thus obtained is filtered off: the insoluble precipitate and the precipitated hydroxides of the impurities are discarded, and the solution is purified from the impurities of heavy metals by adding a 12% solution of sodium dimethyldithiocarbamate (DMDCN) to a slight excess. The presence of excess is determined by the qualitative reaction with a solution of copper sulfate. Carbamates of impurities (Cu, Ni, etc.) are adsorbed on activated carbon, which is added in an amount of 1 g / l of solution. After 20 minutes stirring, the precipitate of carbamates of impurities is separated, the solution is heated to 80-85 ° C and purified from lead and chromium and manganese. The amount of lead dioxide necessary for the oxidation of impurities is determined by the content of these impurities in the initial solution (~ 1 g / l). After an hour exposure at the indicated temperature, the pulp is cooled to ~ 50 ° C and then filtered. The solution purified from impurities is subjected to evaporation in order to isolate PBA crystals. The degree of evaporation is approximately ~ 90%. The mother liquor is returned to the waste dissolving operation. The resulting crystals are dried to constant weight at a temperature of 100-120 ° C and then analyzed for the content of beryllium and impurities.
Пример 2. Предлагаемый способ.Example 2. The proposed method.
В исходный раствор ФБА, полученный после растворения отходов в бифториде аммония, вносят небольшой избыток фтора (мольное отношение F/Be=4,2-4,5). Затем раствор при перемешивании нейтрализуют аммиаком до значения рН=8-8,5 для осаждения примесей железа, алюминия, кремния, перемешивают в течение 30 мин. и добавляют 12%-ный раствор комплексообразователя - диметилдитиокарбамата натрия (ДМДКН) до небольшого избытка для осаждения карбаматов тяжелых металлов. Наличие избытка определяют по качественной реакции с раствором сульфата меди. Карбаматы примесей (Cu, Ni и др.) адсорбируются на активированном угле, который вносят в количестве 1 г/л раствора. После отделения фильтрованием нерастворимого осадка и выделившихся в процессе очистки примесей (гидроксидов и карбаматов), в отфильтрованный раствор для изменения состава микропримесей в качестве комплексообразователя вносят безводную карбонатную соду (ГОСТ 5100-73) в количестве 0,003 моль/моль Be. Затем раствор выпаривают на ~ 90%. Образовавшуюся пульпу кристаллов фильтруют: маточный раствор возвращают на операцию растворения отходов, а выделившиеся (первичные) кристаллы, содержащие примеси, растворяют в конденсате, раствор корректируют по мольному отношению F/Be до значения ~ 5,0 и вновь выпаривают раствор на ~ 90%. Избыток фтора способствует повышению выхода бериллия за счет «высаливающего» действия NH4F. Высушенные кристаллы анализируют на содержание бериллия и примесей.A small excess of fluorine (molar ratio F / Be = 4.2-4.5) is added to the FBA initial solution obtained after dissolving the waste in ammonium bifluoride. Then, with stirring, the solution is neutralized with ammonia to a pH value of 8-8.5 to precipitate impurities of iron, aluminum, silicon, and stirred for 30 minutes. and add a 12% solution of the complexing agent - sodium dimethyldithiocarbamate (DMDCN) to a slight excess to precipitate heavy metal carbamates. The presence of excess is determined by the qualitative reaction with a solution of copper sulfate. Carbamates of impurities (Cu, Ni, etc.) are adsorbed on activated carbon, which is added in an amount of 1 g / l of solution. After filtering off the insoluble precipitate and impurities (hydroxides and carbamates) released during the purification process, anhydrous carbonate soda (GOST 5100-73) in the amount of 0.003 mol / mol Be is introduced into the filtered solution to change the composition of microimpurities as a complexing agent. Then the solution is evaporated by ~ 90%. The resulting crystal pulp is filtered: the mother liquor is returned to the waste dissolving operation, and the separated (primary) crystals containing impurities are dissolved in the condensate, the solution is adjusted by the F / Be molar ratio to ~ 5.0 and the solution is again evaporated by ~ 90%. An excess of fluorine contributes to an increase in the yield of beryllium due to the “salting-out” action of NH 4 F. The dried crystals are analyzed for the content of beryllium and impurities.
Примеры 3 и 4 проводят аналогично примеру 2 с той разницей, что соду вносят в раствор перед выпаркой в количестве 0,005 и 0,008 моль/моль бериллия соответственно. Результаты экспериментов приведены в табл.3.Examples 3 and 4 are carried out analogously to example 2 with the difference that soda is added to the solution before evaporation in the amount of 0.005 and 0.008 mol / mol of beryllium, respectively. The experimental results are shown in table.3.
Из анализа данных табл.3 следует, что кристаллы ФБА, полученные из растворов без добавления соды (пример!), отвечают предъявляемым значениям, но содержание примесей в них находится практически на пределе технических требований. При введении соды (примеры 2-4) образуются трудно растворимые криолиты основных примесей, которые количественно концентрируются в первичных кристаллах. После растворения первичных кристаллов в силу высокого мольного отношения фтора к бериллию эти примеси остаются в осадке, что позволяет получить более чистые растворы перед II кристаллизацией и, соответственно, более чистые вторичные кристаллы ФБА.From the analysis of the data in Table 3 it follows that the PBA crystals obtained from solutions without the addition of soda (example!) Correspond to the presented values, but the impurity content in them is practically at the limit of technical requirements. With the introduction of soda (examples 2-4), hardly soluble cryolites of the main impurities are formed, which are quantitatively concentrated in the primary crystals. After dissolution of the primary crystals, due to the high molar ratio of fluorine to beryllium, these impurities remain in the precipitate, which makes it possible to obtain cleaner solutions before crystallization II and, accordingly, more pure secondary PBA crystals.
Оптимальной следует признать добавку соды в количестве 0,005 моль/моль Be, т.к. при этом обеспечивается получение кристаллов ФБА высокой чистоты при высоком извлечении бериллия в кристаллы.The optimum should be recognized as the addition of soda in an amount of 0.005 mol / mol Be, because this ensures the production of PBA crystals of high purity with high extraction of beryllium into crystals.
Введение соды в количестве 0,003 моль/моль Be, по-видимому, не обеспечивает достаточно полного комплексования примесей, вследствие чего качество II кристаллов ФБА несколько ниже, чем при добавлении соды в количестве 0,005 моль/моль Be.The introduction of soda in an amount of 0.003 mol / mol Be, apparently, does not provide a sufficiently complete complexation of impurities, as a result of which the quality of II PBA crystals is slightly lower than when adding soda in an amount of 0.005 mol / mol Be.
Добавление соды в количестве 0,008 моль/моль бериллия обеспечивает получение высококачественных кристаллов, однако при этом извлечение бериллия в кристаллы снижается за счет образования (при избытке натрия) бериллата натрия, характеризующегося более низким содержанием бериллия.The addition of soda in an amount of 0.008 mol / mol of beryllium provides high-quality crystals, however, the extraction of beryllium in crystals is reduced due to the formation (with an excess of sodium) of sodium beryllate, which is characterized by a lower content of beryllium.
В табл.4 приведены данные по влиянию мольного отношения фтора к бериллию в растворе (М.О.) на качество вторичных кристаллов ФБА и извлечение бериллия в процессе их получения.Table 4 shows the data on the influence of the molar ratio of fluorine to beryllium in solution (M.O.) on the quality of secondary PBA crystals and the extraction of beryllium in the process of their preparation.
Повышение мольного отношения фтора к бериллию в растворе перед выделением вторичных кристаллов (табл.4) способствует снижению содержания бериллия в маточных растворах и, соответственно, повышению извлечения бериллия в кристаллы ФБА. Однако при повышении мольного отношения F/Be выше 5,0 наблюдается снижение содержания бериллия в кристаллах ФБА за счет одновременного осаждения кристаллов фторида аммония, что осложнит проведение последующего процесса получения фторида бериллия. При мольном отношении F/Be ниже 4,5 уменьшается извлечения бериллия в кристаллы за счет снижения «высаливающего» эффекта, который оказывает фторид аммония в процессе кристаллизации ФБА.An increase in the molar ratio of fluorine to beryllium in the solution before isolation of the secondary crystals (Table 4) contributes to a decrease in the beryllium content in the mother liquors and, accordingly, to an increase in the extraction of beryllium into PBA crystals. However, with an increase in the F / Be molar ratio above 5.0, a decrease in the beryllium content in PBA crystals is observed due to the simultaneous precipitation of crystals of ammonium fluoride, which will complicate the subsequent process of obtaining beryllium fluoride. At a molar ratio F / Be below 4.5, the extraction of beryllium into crystals decreases due to a decrease in the “salting out” effect that ammonium fluoride exerts during the crystallization of PBA.
Оптимальным следует считать мольное отношение F/Be=4,5-5,0, т.к. при этом обеспечивается получение кристаллов ФБА высокой чистоты при высокой степени извлечения бериллия в готовую продукцию.The molar ratio F / Be = 4.5–5.0 should be considered optimal, since this ensures the production of PBA crystals of high purity with a high degree of extraction of beryllium into finished products.
Claims (1)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120267/05A RU2493101C1 (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2012120267/05A RU2493101C1 (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2493101C1 true RU2493101C1 (en) | 2013-09-20 |
Family
ID=49183341
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2012120267/05A RU2493101C1 (en) | 2012-05-16 | 2012-05-16 | Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2493101C1 (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624749C2 (en) * | 2015-12-01 | 2017-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of obtaining beryllium oxide and beryllium metal |
| CN117446840A (en) * | 2023-09-15 | 2024-01-26 | 五矿铍业股份有限公司 | A method for preparing ammonium beryllium fluoride using beryllium-containing waste materials |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU51108A1 (en) * | 1936-07-17 | 1936-11-30 | Н.Ф. Кащеев | Method for processing beryllium ore |
| GB514992A (en) * | 1937-03-23 | 1939-11-23 | Seri Holding S A | Process for the manufacture of beryllium oxide |
| US2399178A (en) * | 1945-02-09 | 1946-04-30 | Maxime H Furlaud | Process for the treatment of beryl |
| GB990966A (en) * | 1960-06-09 | 1965-05-05 | Brush Beryllium Co | Selective fluorination and extraction of beryllium-containing ores |
| RU2265576C1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of production of ammonium fluoro-beryllate |
| RU2310605C1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-11-20 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of production of the ammonium fluoroberyllate |
| RU2333891C2 (en) * | 2006-11-07 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method of decomposition of beryl concentrates |
-
2012
- 2012-05-16 RU RU2012120267/05A patent/RU2493101C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| SU51108A1 (en) * | 1936-07-17 | 1936-11-30 | Н.Ф. Кащеев | Method for processing beryllium ore |
| GB514992A (en) * | 1937-03-23 | 1939-11-23 | Seri Holding S A | Process for the manufacture of beryllium oxide |
| US2399178A (en) * | 1945-02-09 | 1946-04-30 | Maxime H Furlaud | Process for the treatment of beryl |
| GB990966A (en) * | 1960-06-09 | 1965-05-05 | Brush Beryllium Co | Selective fluorination and extraction of beryllium-containing ores |
| RU2265576C1 (en) * | 2004-06-08 | 2005-12-10 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of production of ammonium fluoro-beryllate |
| RU2310605C1 (en) * | 2006-04-19 | 2007-11-20 | ФГУП "Всероссийский научно-исследовательский институт химической технологии" | Method of production of the ammonium fluoroberyllate |
| RU2333891C2 (en) * | 2006-11-07 | 2008-09-20 | Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Томский политехнический университет | Method of decomposition of beryl concentrates |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2624749C2 (en) * | 2015-12-01 | 2017-07-06 | Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего образования "Национальный исследовательский Томский политехнический университет" | Method of obtaining beryllium oxide and beryllium metal |
| CN117446840A (en) * | 2023-09-15 | 2024-01-26 | 五矿铍业股份有限公司 | A method for preparing ammonium beryllium fluoride using beryllium-containing waste materials |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2456241C2 (en) | Method of producing vanadium oxide through extraction | |
| US9745193B2 (en) | Method for removing iron in the manufacture of phosphoric acid | |
| RU2736539C1 (en) | Method of producing vanadium oxide of a battery grade | |
| CN104016398B (en) | A kind of method that dilute sulfuric acid utilized in industrial wastewater produces sulfate | |
| WO2014115686A1 (en) | Method for producing high-purity nickel sulfate and method for removing impurity element from solution containing nickel | |
| EA034318B1 (en) | METHOD FOR ASH LEACHING FROM WASTE BURNING | |
| US12139775B2 (en) | Process for purifying and concentrating rare earths from phosphogypsum | |
| JP6337708B2 (en) | Method for separating nickel from nickel sludge | |
| US8747802B2 (en) | Method for preparing manganese sulfate monohydrate | |
| RU2519692C1 (en) | Extraction of rare-earth elements from hard materials containing rare-earth metals | |
| RU2493101C1 (en) | Method of recycling wastes of metallic beryllium and special ceramics based on beryllium oxide | |
| US2828308A (en) | Process for purifying trichlorocyanuric acid | |
| RU2652978C1 (en) | Method for npp liquid waste processing with boron control | |
| CA2916921A1 (en) | Method for purifying niobium and/tantalum | |
| CN102534257A (en) | Novel bismuth smelting separation method | |
| KR102449716B1 (en) | Method for manufacturing gypsum and method for manufacturing cement composition | |
| JP2011016668A (en) | Method for producing manganese carbonate | |
| RU2732259C1 (en) | Method of extracting hafnium and zirconium from fluoride secondary material containing hafnium and zirconium | |
| KR20200000275A (en) | METHOD OF MANUFACTURING CRYSTAL OF HIGH PURITY NICKEL SULFATE HEXAHYDRATE FROM RAW MATERIAL COMPRISING NiSO4, NiOH, NiCO3, NiS AND Ni USING NiF AND SOLVENT EXTRACTION | |
| CN115338236A (en) | Desalination and weight removal process for household garbage incineration fly ash | |
| CN113800564A (en) | Preparation method of niobium oxide and tantalum oxide | |
| KR20200029438A (en) | Method for obtaining cesium from starting aqueous solution | |
| KR102325755B1 (en) | Method of manufacturing lithium compound | |
| US20250050307A1 (en) | Sodium ion adsorbent, preparation method thereof, and method of removing sodium ion | |
| JP2012201540A (en) | Method for producing manganese carbonate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20190517 |