Химическая технология редких металлов в атомной технике

Национальный исследовательский Томский политехнический университет
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра Химической технологии редких,
рассеянных и радиоактивных элементов
Химическая технология редких
металлов в атомной технике
Доцент кафедры, к.х.н., Оствальд Р.В.
Химическая технология бериллия.
Получение галоидных соединений
бериллия
Tomsk Polytechnic University
1
Получение галогенидов бериллия
Исходными соединениями
для производства
металлического
бериллия
преимущественно
служат ВеF2 и
ВеCl2
790 ºC
Tomsk Polytechnic University
2
Получение фторида бериллия
Tomsk Polytechnic University
3
Получение фторида бериллия
Основным способом
получения фторида бериллия
является термическое
разложение фторобериллата
аммония (NH4)2BeF4.
Фторобериллатный комплекс
получают растворением Be(OН)2
в растворе NH4НF2 (гидрофторида аммония)
Tomsk Polytechnic University
4
Получение фторида бериллия
Фторобериллатный комплекс довольно
прочный и не разлагается в широких
пределах рН (до рН=11).
Это позволяет
выделить из раствора
примеси Al и Fe
путем дальнейшей
нейтрализации раствора
мелом до рН=8,3.
Tomsk Polytechnic University
5
Получение фторида бериллия
Примеси Mn и Cr можно отделить
окислением перекисью свинца с
осаждением MnO2, PbCrO4
От никеля и меди
растворы отчищают
осаждением сульфидов
сернистым аммонием
Tomsk Polytechnic University
6
Получение фторида бериллия
Раствор (NH4)2BeF4
направляют на
вакуумное упаривание.
Выпарные аппараты
непрерывного
действия
работают в цикле
с центрифугами
Tomsk Polytechnic University
7
Получение фторида бериллия
Tomsk Polytechnic University
8
Получение фторида бериллия
(NH4)2BeF4 помещают
в графитовый тигель
и разлагают в
высокочастотной
печи.
Tomsk Polytechnic University
9
Получение фторида бериллия
По мере разложения
образующийся BeF2
стекает на дно тигля
и вытекает в
расположенную
под печью изложницу,
где застывает в виде
стекловидной массы
Tomsk Polytechnic University
10
Получение хлорида бериллия
1. Хлорирование ВеО в присутствии С
ΔG1000 K = -57.5 кДж/моль
2. Хлорирование ВеО четыреххлористым
углеродом
ΔG1000 K = -64.8 кДж/моль
Tomsk Polytechnic University
11
Получение хлорида бериллия
Первая реакция начинается при 600 ºС,
однако с достаточной скоростью
протекает при 900÷1000 ºС
Реакция по второму процессу протекает
уже при 650 ÷700 ºС, однако при таких
температурах происходит загрязнение
углеродом, из-за разложения CCl4
Tomsk Polytechnic University
12
Получение хлорида бериллия
Присутствующие в ВеО примеси также
образуют газообразные хлориды.
Поддерживая в последовательно
установленных конденсаторах различную
температуру, можно осуществлять
фракционную конденсацию BeCl2
и хлоридов примесей
Tomsk Polytechnic University
13
Последовательная схема конденсации
Tomsk Polytechnic University
14
Получение хлорида бериллия
Температуры кипения хлоридов бериллия и
технических примесей
Однако полной отчистки
не происходит. ВеCl2 очищают
дополнительно дистилляцией
при 500 – 550 ºС в атмосфере Н2
Tomsk Polytechnic University
15
Получение хлорида бериллия
Хлорирование окиси бериллия в
присутствии углерода
Tomsk Polytechnic University
16
Получение хлорида бериллия
Хлорирование BeO четырёххлористым углеродом
•Хлорирование шихты;
•Последовательная конденсация;
•Гидрометаллургическая переработка
остатка третьего конденсатора.
Tomsk Polytechnic University
17
Национальный исследовательский Томский политехнический университет
ФИЗИКО-ТЕХНИЧЕСКИЙ ФАКУЛЬТЕТ
Кафедра Химической технологии редких,
рассеянных и радиоактивных элементов
Химическая технология редких
металлов в атомной технике
Доцент кафедры, к.х.н., Оствальд Р.В.
Химическая технология бериллия.
Получение галоидных соединений
бериллия
Tomsk Polytechnic University
18