專利名稱：一種硫酸法制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?br> 技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用硫酸法從含鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒ǎ貏e是從含氟、磷高的礦石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒ā?br> 背景技術(shù)：
隨著工業(yè)技術(shù)的發(fā)展，鈹及鈹合金的應(yīng)用越來越廣泛，對(duì)工業(yè)氧化鈹原料的質(zhì)量要求也越來越高。但是用于生產(chǎn)工業(yè)氧化鈹?shù)拟數(shù)V石雜質(zhì)含量低的卻在減少，雜質(zhì)含量高，特別是含氟、磷高的鈹?shù)V石卻越來越多?，F(xiàn)在國內(nèi)外生產(chǎn)工業(yè)氧化鈹?shù)闹饕椒ㄈ允橇蛩岱ǎ吹鹿潘_法(“鈹性質(zhì)、生產(chǎn)和應(yīng)用”，冶金工業(yè)出版社1986年出版，第53-56頁)，但硫酸法沉淀出的是膠狀無定形氫氧化鈹，難過濾，又容易被溶于水中的雜質(zhì)污染，因此產(chǎn)品質(zhì)量不高，特別是它不適于處理含氟高的鈹?shù)V石，也不能處理含磷高的鈹?shù)V石，而工業(yè)氧化鈹含磷高，會(huì)使用它為原料生產(chǎn)的鈹銅合金產(chǎn)品出現(xiàn)熱脆性。目前，對(duì)含氟高的鈹?shù)V石一般采用氟化法生產(chǎn)，但氟化法產(chǎn)品質(zhì)量比硫酸法差，氟也有毒，增加了對(duì)操作者的危害。我國目前采用的是改進(jìn)的德古薩法，雖克服了傳統(tǒng)德古薩法的不少缺陷，比如本申請(qǐng)人在處理硅鈹釔礦時(shí)就用氯酸鈉取代雙氧水氧化Fe2+，省去了加碳酸鈣除鐵(ZL96118467.1)，可獲得質(zhì)量較好的工業(yè)氧化鈹產(chǎn)品，回收率也有提高，但處理含氟高的鈹?shù)V石效果仍不理想。因此必須尋找既能處理雜質(zhì)含量高，特別是含氟、磷高的鈹?shù)V石，又能獲得高質(zhì)量的工業(yè)氧化鈹產(chǎn)品的新工藝方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有硫酸法和氟化法生產(chǎn)工業(yè)氧化鈹?shù)娜毕?，提供一種工藝簡(jiǎn)單可靠，產(chǎn)品質(zhì)量好，環(huán)境污染小，能處理含氟、磷高的鈹?shù)V石的硫酸法制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒ā?br> 實(shí)施本發(fā)明的具體技術(shù)方案是以改進(jìn)的現(xiàn)有硫酸法為基礎(chǔ)，對(duì)含氟、磷高的鈹?shù)V石先用硫酸進(jìn)行酸洗除氟、磷，再入電弧爐高溫熔煉，酸洗的礦酸比1∶0.5-1.5，洗滌固液比1∶5-6，溫度80-100℃；粗鈹玻璃磨細(xì)后進(jìn)行酸化浸出時(shí)，加入鈹玻璃重量1-5％的鋯酸鈉除磷，酸化溫度為150-250℃；中和除鐵、鋁時(shí)再加入4-20g/l硫酸鋯鈉除磷，反應(yīng)溫度80-100℃，中和終點(diǎn)PH值為4-6；對(duì)沉淀析出的氫氧化鈹用氫氧化鈉、純水洗滌進(jìn)一步除氟、磷。
鈹?shù)V石在電弧爐中高溫熔煉的熔煉溫度為1500-1700℃。
粗鈹玻璃磨細(xì)至-0.124mm為85％后進(jìn)行酸化，鈹玻璃與濃硫酸重量比為1∶1-2。
鈹玻璃酸化后用水浸出時(shí)的固液比為1∶5-6。
對(duì)沉淀析出的氫氧化鈹用氫氧化鈉、純水洗滌時(shí)，氫氧化鈉的用量為氧化鈹重量的0.1-1.5倍，洗滌溫度為80-100℃。
本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是解決了用傳統(tǒng)的硫酸法不能處理含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)募夹g(shù)難題，而且工藝簡(jiǎn)單可靠，環(huán)境污染小，易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)，特別是氨水沉鈹時(shí)產(chǎn)出的是顆粒狀的β型氫氧化鈹，而不是傳統(tǒng)硫酸法產(chǎn)出的膠狀氫氧化鈹，因此產(chǎn)品質(zhì)量好，能滿足市場(chǎng)對(duì)高質(zhì)量工業(yè)氧化鈹?shù)男枰?。本發(fā)明方法也適于處理含鐵、錳等雜質(zhì)高的鈹?shù)V石。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明方法的工藝實(shí)施過程是將含氟、磷高的鈹?shù)V石先用濃度大于80％的硫酸進(jìn)行酸洗，酸洗礦酸比1∶0.5-1.5，用80-100℃的熱水進(jìn)行洗滌，洗滌時(shí)的固液比為1∶5-6，酸洗時(shí)間根據(jù)鈹?shù)V石含氟、磷的多少確定，一般為30-60分鐘。對(duì)于含氟、磷不高，僅含鐵、錳等雜質(zhì)高的礦石，或普通的鈹?shù)V石可以省去酸洗工序。經(jīng)酸洗后的鈹?shù)V石與方解石按1∶0.3-0.8(重量比)的比例配料加入電弧爐進(jìn)行高溫熔煉，熔煉溫度為1500-1700℃。在電弧爐中高溫熔煉，對(duì)礦石粒度沒有限制，塊礦、粉礦皆可以，省去了德古薩法必須先將鈹?shù)V石磨到-200目的工序。熔煉后的礦石從電弧爐中連續(xù)排出進(jìn)行水淬成為粗鈹玻璃，將粗鈹玻璃磨細(xì)到-0.124mm為85％，然后加入濃硫酸進(jìn)行酸化，酸化時(shí)的料酸比(鈹玻璃與濃硫酸重量比)為1∶1-2，硫酸濃度為30-60％，酸化時(shí)間8-10分鐘，酸化溫度為150-250℃，在酸化時(shí)加入鋯酸鈉除磷，鋯酸鈉用量為鈹玻璃重量的1-5％，使磷與鋯生成難溶于酸的磷酸鋯，與硅渣一起經(jīng)過濾除去。酸化料加水浸出，控制浸出固液比為1∶5-6，浸出溫度為沸騰，浸出時(shí)按細(xì)鈹玻璃(干)重量的0.1-1％加入動(dòng)物膠除硅，動(dòng)物膠也可用聚醚代替，聚醚用量為0.1-0.3％，浸出完成后壓濾分離渣液。過濾后的浸出液蒸發(fā)濃縮至比重為1.2-1.5，再加入硫酸銨150-400g/l除鋁，而后冷卻至25℃，使生成的鋁銨礬結(jié)晶出來，經(jīng)過濾除去。除鋁后溶液用氨水中和，同時(shí)加入硫酸鋯鈉4-20g/l進(jìn)一步除磷，加入氯酸鈉3-15g/l氧化Fe+2除鐵，反應(yīng)溫度為80-100℃，中和終點(diǎn)PH值為4-6，經(jīng)中和工序使磷、鋁、鐵生成氫氧化物而除去。中和過濾后溶液再加入氨水，調(diào)整PH值為7-9，溫度為沸騰進(jìn)行氫氧化鈹沉淀，在此條件下鈹以顆粒狀的β型氫氧化鈹沉淀析出。將過濾后的氫氧化鈹用氫氧化鈉打漿洗滌，使氫氧化鈹中殘留的氟以氟化鈉，磷以磷酸鈉，鋁以鋁酸鈉的形態(tài)進(jìn)入溶液與氫氧化鈹分離，氫氧化鈉的用量為氧化鈹重量的0.1-1.5倍，經(jīng)氫氧化鈉打漿洗滌后的氫氧化鈹再用純水(去離子水)洗滌，進(jìn)一步除去夾雜在氫氧化鈹中的殘余雜質(zhì)，氫氧化鈉打漿洗滌和純水洗滌的溫度為80-100℃。最后將氫氧化鈹按常規(guī)方法壓濾、烘干、煅燒即制得高質(zhì)量的工業(yè)氧化鈹產(chǎn)品。
本發(fā)明實(shí)施例的工藝條件和技術(shù)指標(biāo)如下表(實(shí)施例4為含氟、磷低的鈹?shù)V石，不進(jìn)行酸洗)
本發(fā)明實(shí)施例的工藝條件和技術(shù)指標(biāo)表

權(quán)利要求
1.一種用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?，包括將鈹?shù)V石與方解石按1∶0.3-0.8(重量比)配料后在電弧爐中熔煉，對(duì)熔煉爐排料進(jìn)行水淬生成粗鈹玻璃；將粗鈹玻璃磨細(xì)后用濃硫酸酸化，酸化時(shí)的料酸比為1∶1-2，酸化溫度為150-250℃，然后將酸化料加水進(jìn)行浸出，浸出固液比為1∶5-6，溫度為沸騰，并按細(xì)鈹玻璃(干)重量的0.1-1％加入動(dòng)物膠或0.1-0.3％聚醚除硅，將含硫酸鈹?shù)娜芤簤簽V除去鈣、硅等不溶雜質(zhì)后，先蒸發(fā)濃縮至比重為1.2-1.5，在熱態(tài)條件下加入硫酸銨150-400g/l，再冷卻至25℃結(jié)晶，使鋁生成鋁銨礬經(jīng)過濾除去；除鋁后溶液用氨水中和，同時(shí)加入氯酸鈉3-15g/l氧化Fe+2除鐵，反應(yīng)溫度為沸騰，使鐵、鋁呈氫氧化物沉淀經(jīng)過濾除去，再加氨水中和PH值至7-9，溫度至沸騰，使鈹呈氫氧化鈹沉淀析出，氫氧化鈹沉淀經(jīng)過濾、烘干、煅燒制得工業(yè)氧化鈹，其特征在于對(duì)含氟、磷高的鈹?shù)V石先用硫酸進(jìn)行酸洗除氟、磷，酸洗礦酸比1∶0.5-1.5，洗滌固液比1∶5-6，洗滌溫度80-100℃，再入電弧爐高溫熔煉；粗鈹玻璃磨細(xì)后進(jìn)行酸化浸出時(shí)，加入鈹玻璃重量1-5％的鋯酸鈉除磷，酸化溫度為150-250℃；中和除鐵、鋁時(shí)再加入4-20g/l硫酸鋯鈉除磷，反應(yīng)溫度80-100℃，中和終點(diǎn)PH值為4-6；對(duì)沉淀析出的氫氧化鈹過濾后用氫氧化鈉、純水洗滌進(jìn)一步除氟、磷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?，其特征在于鈹?shù)V石的熔煉溫度為1500-1700℃。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?，其特征在于粗鈹玻璃磨?xì)至-0.124mm為85％后進(jìn)行酸化，鈹玻璃與濃硫酸重量比為1∶1-2。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒ǎ涮卣髟谟阝敳Ａ峄笥盟鰰r(shí)的固液比為1∶5-6。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?，其特征在于?duì)沉淀析出的氫氧化鈹用氫氧化鈉、純水洗滌時(shí)，氫氧化鈉的用量為氧化鈹重量的0.1-1.5倍，洗滌溫度為80-100℃。
全文摘要
一種用硫酸法從含氟、磷高的鈹?shù)V石制取工業(yè)氧化鈹?shù)姆椒?它包括現(xiàn)有硫酸法的熔煉、酸化、浸出、中和、沉鈹、洗滌、烘干、鍛燒等工序,還包括先將鈹?shù)V石用硫酸進(jìn)行酸洗除氟、磷,酸洗的礦酸比1∶0.5－1.5,洗滌固液比1∶5－6,溫度80－100℃,再入電弧爐高溫熔煉;粗鈹玻璃磨細(xì)后進(jìn)行酸化浸出時(shí),加入鈹玻璃重量1－5%的鋯酸鈉除磷,酸化溫度150－250℃;中和除鐵、鋁時(shí)再加入4－20g/l硫酸鋯鈉除磷,反應(yīng)溫度80－100℃,中和終點(diǎn)pH值為4－6;對(duì)沉淀析出的氫氧化鈹用氫氧化鈉、純水洗滌,洗滌溫度80－100℃,進(jìn)一步除氟、磷。工藝簡(jiǎn)單可靠,環(huán)境污染小,易于實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn),氨水沉鈹時(shí)產(chǎn)出顆粒狀的β型氫氧化鈹,產(chǎn)品質(zhì)量好。
文檔編號(hào)C01F3/02GK1365948SQ0113154
公開日2002年8月28日 申請(qǐng)日期2001年11月16日 優(yōu)先權(quán)日2001年11月16日
發(fā)明者李振軍, 繆長棟, 成泉輝 申請(qǐng)人:水口山有色金屬有限責(zé)任公司第六冶煉廠