我国工业铍工业的创建与发展

我国工业铍工业的创建与发展

1水口山第五灰矿健全及生产情况中国的玻璃工业是在第二五年的后期，通过自身的力量建立和发展的。1953年,北京有色金属研究总院开始研究铍的提取冶金。1958年建成中国第一座铍冶炼厂——水口山第六冶炼厂。以后陆续建成了上海第二冶炼厂,甘肃靖远冶炼厂及广东省提取氧化铍的3个小型工厂,但又均于1977年前先后关闭。水口山第六冶炼厂主要产品及生产能力为:工业氧化铍95t/a,高纯氧化铍5t/a,铍铜母合金750t/a。产品质量基本上能达到国际标准。1965年宁夏稀有金属研究所建成铍材研究基地,标志着我国铍冶炼及铍材加工等工作全面铺开。我国的铍工业,至今已发展成为较完整的工业体系。2采用lago提取工艺2.1氧化碘的提取工业氧化铍可生产金属铍,制作铍合金及特殊陶瓷。1953年,我国科技工作者开展了铍冶金的全面研究。当时,世界上生产铍主要有两种冶炼方法,即氟化法和硫酸法,这两种冶炼方法各有优缺点,并都有采用的实例。我国选择硫酸法提取铍的主要原因有两点:一是二战战败国德国德古萨(Degussa)硫酸盐法生产氧化铍的资料比较系统;二是硫酸盐法试验条件比较充分。20世纪60年代含铍硫酸盐萃取法又得到了发展。2.1.1烧结块的混磨处理氟化法是将磨细的绿柱石与氟硅酸钠、铁冰晶及碳酸钠按10∶3.2∶4.8∶2(质量比)混合压块后于电阻加热窑炉中烧结,烧结块混磨后用水浸出。氟化法生产工艺流程短,腐蚀性小,铍的回收率高,生产成本低,但生产过程中毒性大,稀土杂质进入最终产品,导致产品质量低。而处理低品位矿时,除辅助剂耗量增加外,钙和磷的增加将降低烧结料中的水溶铍的含量,影响回收率。用该法生产,三废处理时还带来氟处理问题。我国曾有不少厂家采用氟化法生产工业氧化铍,后因以上种种原因在短期内陆续停产。2.1.2氧化碘的生产萃取法可处理含铍0.2~0.4g/t的稀溶液,该工艺可处理低品位铍矿,同时为综合利用其他稀有矿物尾砂中的铍资源提供了新的途径。1965年上海第二冶炼厂进行萃取法生产氧化铍的试验,1969年首次用于工业生产。工艺流程主要为:浸出液→40%P204萃取→25%硫酸淋洗→草酸洗涤→4%氢氧化钠反萃→氢氧化铍,此工艺过程中乳化现象严重,分相困难,且成本过高。1992年湖南水口山第六冶炼厂再次对萃取法生产氧化铍进行试验,流程为:浸出液→P204萃取→草酸洗涤→氢氧化钠反萃→水解→氢氧化铍,其回收率高,达到92.2%,但每公斤氢氧化铍要消耗2kgP204、10kgNaOH,成本太高,未被采用。2.1.3工业氧化碘样品提取法硫酸法又分为加熔剂硫酸法和不加熔剂硫酸法。不加熔剂法是在熔炼过程中不加碱性熔剂,该工艺方法要求矿石品位高,否则转化率低。我国目前采用的工艺方法是加熔剂熔炼法,其工艺流程为:铍矿石+方解石→熔炼→酸化浸出→蒸发结晶→中和除铁→沉淀→氢氧化铍→煅烧→BeO。该工艺的主要特点是:将绿柱石熔融,破坏其铍铝硅氧化物的结晶结构,以硫酸作溶剂,使氧化物溶解成硫酸盐。然后用一系列的湿法分离提纯的方法,将铍提取出来并制成氢氧化铍,然后煅烧分解成工业氧化铍。此法流程长,但产品质量较纯,其使用的提取剂多为强酸强碱,要求有较好的设备防腐措施。同时,铍盐及其氧化物又是高毒性物质,在安全防护上要求有较完备的通风密闭净化设施及三废处理设施。目前水口山第六冶炼厂工业氧化铍质量能达到NGK公司的要求,产量也稳步上升,预计2002年产量将达到105t。2.2氧化碘陶瓷高纯氧化铍主要用于生产氧化铍陶瓷。氧化铍陶瓷是一种很好的散热材料,它的热导率约为209.34W/(m·K),是α-Al2O3的15~20倍,其直流击穿强度可达10~14kV/mm。氧化铍陶瓷主要用于电子、激光技术及国防等部门。我国1966年就开始研制生产高纯氧化铍,在20多年里高纯氧化铍的工艺和设备虽有改进,但产品质量没有根本改变,年产量也维持在1~1.5t,产品不能在国际市场中竞争。为了改变这种局面,我国科技工作者于1990年开始研究制取高纯氧化铍的新工艺,1994年已形成年产4t的生产能力。现产品质量也达到了UOX级氧化铍质量指标并已销往英、美等国。2.3氢氧化钙镁热还原工艺金属铍具有与镁相当的密度和刚度,熔点高,在数百度的温度范围内能保持原有尺寸,在现代高技术领域中得到广泛应用。我国金属铍生产自1959年投产以来,已有40多年历史,在长期生产实践中逐步摸索形成了一套较为完整的生产工艺,产品质量不断提高。用工业氢氧化铍制取金属铍的方法,早期有氯化物熔盐电解法,而1980年以来,在工业上获得使用的只有氟化铍镁热还原法。其工艺主流程为,氢氧化铍+HF+液氨+NaOH→盐析结晶→氟铍酸铵→分解→加镁块还原→破碎煮渣球磨→金属铍。镁还原法制取的金属铍用弱酸洗涤后干燥,其纯度可达到97%,再通过真空熔炼提纯后其纯度可增加到99.5%,我国金属铍的制取也是采用氟化铍镁热还原法。3社会主义用碘铜母材料生产的制造企业在铍消耗领域中,发展最快、使用得最广的是铍合金,主要有铍铜合金、铍铝合金、铍镍合金等,其中铍铜合金的使用最为广泛。铍铜合金是在19世纪首先由德国人Siemens开发出来的,并很快在世界各国得到普遍应用。我国铍铜母合金生产始于1961年,当时由上海有色金属压延厂用单相电弧炉熔炼,生产能力为50t/a,1964年转由水口山第六冶炼厂生产,其生产方法和所用设备与上海有色金属压延厂相同。铍铜合金的含铍量一般在0.2%~2.5%之间,根据其特性可分为高强度合金和高导电性合金两大类。铍铜合金具有高强度、高导电性和优良的耐腐蚀、耐磨损等性能,主要用于制做弹性元件、塑料成形模具和安全工具等方面。铍铜母合金是在熔化铜的过程中,用碳直接还原氧化铍,使铍和铜合金化,也可采用纯铍废屑和铜熔化混合制得,目前西方国家大多数采用后者进行生产。工业生产铍铜合金使用电弧炉,把铜片、氧化铍、碳粉等混合装入炉中,加热到2000℃使物料熔融,该法生产的铍铜母合金含铍4%左右。水口山第六冶炼厂在1974~1975年间,就成功地采用了三相电弧炉熔炼铍铜合金工艺,并建成生产能力为350~400t/a的设施,但因用量有限,直到1985年9月才正式投入生产。目前铍铜合金的生产能力达700t。据《有色金属报》报道,新疆已着手组建一个年产500~1000t铍铜合金的铍冶炼厂,水口山第六冶炼厂也着手扩产。预计到2005年,我国铍铜合金年产将达到2000~2500t。对铍的粉末冶金,宁夏有色金属研究所等单位做了大量的工作。4预防重新犯罪的措施铍是一种有毒物质,通过呼吸道进入人体,贮藏于肺、肝、肾等器管,可发生急