本發(fā)明涉及鈹冶金技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法。

背景技術(shù)：

鈹是已知的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，具有強(qiáng)度高、彈性模量高、密度小等特性。鈹還具有良好的抗熱震性和熱擴(kuò)散性及非常小的熱膨脹系數(shù)。由于鈹具有的獨(dú)特性質(zhì)，其在很多領(lǐng)域都有廣泛的應(yīng)用。

金屬鈹珠還原采用的是中頻爐常壓空氣氣氛鎂熱還原工藝。由于在常壓下使用，在加熱過(guò)程中出現(xiàn)氧化，致使鎂的利用率降低。另外由于氟化鈹、金屬鎂的熔點(diǎn)低，蒸汽壓不高，在加熱過(guò)程部分金屬鎂、氟化鈹會(huì)變成氣體而揮發(fā)，造成鈹?shù)闹苯邮盏寐式档汀?br />
另外，氟化鈹和金屬鎂的反應(yīng)屬于可逆反應(yīng)，平衡溫度約890℃，低于890℃，金屬鎂可將氟化鈹還原到金屬鈹，但是當(dāng)溫度在高于890℃后，先期生成的金屬鈹與氟化鎂反應(yīng)生成氟化鈹，最終進(jìn)入氟化鎂爐渣中或揮發(fā)到粉塵中。

目前在實(shí)際生產(chǎn)中，還原鈹珠工藝的鈹直接收得率只有50％-60％左右水平，避免還原過(guò)程中鈹、鎂的氧化及揮發(fā)損失，提高鈹?shù)闹笔章?，就能?chuàng)造可觀的效益。

國(guó)內(nèi)有人提出真空還原法，雖然比在空氣中還原冶煉直接收得率高，但最終依然依賴(lài)高溫熔化，造成鈹?shù)闹苯邮盏寐氏陆?。有?bào)道中指出真空還原法的直接收得率較高，但由于成本較高，對(duì)設(shè)備要求較高，目前并沒(méi)有應(yīng)用于生產(chǎn)，也不具有大規(guī)模應(yīng)用的前景。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述的分析，本發(fā)明旨在提供一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法，至少解決現(xiàn)有技術(shù)中下列技術(shù)問(wèn)題之一：(1)鈹珠鈹錠需要在高溫條件下還原，鈹收得率低，且對(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高昂；(2)鈹珠鈹錠制備中需要減壓制備；(3)無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)。

一方面，本發(fā)明提供一種金屬鈹珠的制備方法，包括：

步驟1.將氟化鈹和金屬鎂混合，放入加熱爐中；

步驟2.常壓下，加熱爐內(nèi)通氬氣，將爐內(nèi)溫度控制到250℃～500℃，恒溫120min～300min；

步驟3.升溫至800～890℃，恒溫120min～240min。

進(jìn)一步地，金屬鎂為粒狀，粒度為1mm～5mm，氟化鈹為粒狀，粒度為1mm～5mm。

進(jìn)一步地，金屬鎂和氟化鈹?shù)馁|(zhì)量比0.48～0.55。

進(jìn)一步地，還包括：

步驟4.冷卻后得粗產(chǎn)物，破碎，加熱水煮，得到鈹珠。

進(jìn)一步地，所述水煮溫度為100℃，水煮時(shí)間為30min～120min。

進(jìn)一步地，粗產(chǎn)物破碎至平均粒度為5mm～15mm。

另一方面，本發(fā)明提供一種金屬鈹錠的制備方法，采用上述的制備方法得到的金屬鈹珠為原料制備鈹錠，包括：

步驟a.研磨鈹珠，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)水洗和干燥得到鈹珠粉；

步驟b.鈹珠粉加熱保溫，澆注冷卻得到鈹錠。

進(jìn)一步地，所述步驟b中，鈹珠粉在真空加熱爐中加熱到1300～1400℃，真空度控制在0.5pa～20pa，保溫時(shí)間為30～60min，澆注冷卻得到鈹錠。進(jìn)一步地，所述步驟a中，研磨后鈹珠粒度在1mm以下。

進(jìn)一步地，所述步驟a中，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)的方法包括物理分離和化學(xué)浸出。

進(jìn)一步地，所述步驟a中，采用水洗后，在惰性氣體氣氛保護(hù)或真空狀態(tài)下進(jìn)行干燥。

進(jìn)一步地，所述鈹錠純度為99.9％以上。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明至少可實(shí)現(xiàn)如下有益效果之一：

1、本發(fā)明采用250℃～500℃，恒溫120min～300min的低溫還原方法，再升溫至800～890℃，恒溫120min～240min，有效的避免了現(xiàn)有技術(shù)中在鎂還原氟化鈹制備鈹?shù)墓に囍胁捎酶邷剡€原(650℃以上)對(duì)設(shè)備的高要求，有效控制能源消耗成本和設(shè)備投資成本。

2、本發(fā)明采用低溫鎂還原氟化鈹制備鈹珠，并采用常壓下通氬氣的方法，相對(duì)現(xiàn)有技術(shù)采用高溫、減壓條件下還原的方法，既能減少對(duì)設(shè)備的需求，又能避免因減壓條件下原料的揮發(fā)造成轉(zhuǎn)化率的下降，同時(shí)氬氣作為能量傳遞媒介可以更好的均勻的傳遞熱量，使還原過(guò)程中的溫度控制和時(shí)間控制更加容易。

3、本發(fā)明可以采用推舟加熱爐或連續(xù)化鋼帶加熱爐制備鈹珠，與現(xiàn)有技術(shù)中一般的中頻爐是完全不同的爐型，推舟加熱爐、連續(xù)化鋼帶加熱爐可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，其中推舟爐只需對(duì)每個(gè)舟清理，然后加入料，再進(jìn)入爐內(nèi)，而現(xiàn)有技術(shù)的中頻爐只能間斷生產(chǎn)，每生產(chǎn)一爐，要停下來(lái)，清理，加料，然后再進(jìn)行下一爐生產(chǎn)。

4、本發(fā)明在采用250℃～500℃，恒溫120min～300min的低溫還原方法后，鎂和氟化鈹固體顆粒在此溫度下發(fā)生固相反應(yīng)，同時(shí)由于反應(yīng)為放熱反應(yīng)，隨著反應(yīng)的進(jìn)行部分固體表面融化，發(fā)生固液反應(yīng)。

5、低溫還原后，再升溫至800～890℃，恒溫120min～240min，在此過(guò)程中，鈹珠的顆粒聚集長(zhǎng)大，粒度可以達(dá)到3mm～15mm；粒度的提高能有效提升鈹珠分離效果，提高鈹?shù)募兌群褪盏寐省?br />
本發(fā)明中，上述各技術(shù)方案之間還可以相互組合，以實(shí)現(xiàn)更多的優(yōu)選組合方案。本發(fā)明的其他特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的說(shuō)明書(shū)中闡述，并且，部分優(yōu)點(diǎn)可從說(shuō)明書(shū)中變得顯而易見(jiàn)，或者通過(guò)實(shí)施本發(fā)明而了解。本發(fā)明的目的和其他優(yōu)點(diǎn)可通過(guò)說(shuō)明書(shū)以及附圖中所特別指出的內(nèi)容中來(lái)實(shí)現(xiàn)和獲得。

附圖說(shuō)明

附圖僅用于示出具體實(shí)施例的目的，而并不認(rèn)為是對(duì)本發(fā)明的限制，在整個(gè)附圖中，相同的參考符號(hào)表示相同的部件。

圖1為實(shí)施例一金屬鈹珠的制備方法工藝流程圖。

圖2為實(shí)施例一金屬鈹錠的制備方法工藝流程圖。

具體實(shí)施方式

現(xiàn)有技術(shù)利用金屬鎂還原氟化鈹制備鈹珠和鈹錠時(shí)，存在需要減壓制備；鈹珠鈹錠需要在高溫條件下還原，對(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高昂；鈹收得率低；無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)等問(wèn)題。

為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明提供一種金屬鈹珠的制備方法，包括：

步驟1.將氟化鈹和金屬鎂混合，放入加熱爐中；

步驟2.常壓下，加熱爐內(nèi)通入氬氣，將爐內(nèi)溫度控制到250℃～500℃，恒溫120min～300min；

步驟3.升溫至800～890℃，恒溫120min～240min。

金屬鎂和氟化鈹?shù)姆磻?yīng)：

mg(l)+bef2(l)＝mgf2+beδg＝-126546+109.1t

金屬鎂、氟化鈹?shù)娜埸c(diǎn)分別為650℃、552℃，沸點(diǎn)分別為1088℃和1169℃。而金屬鈹、氟化鎂的熔點(diǎn)分別為1287℃、1263℃。

現(xiàn)有技術(shù)中，金屬鎂還原氟化鈹?shù)倪^(guò)程均在高溫下(金屬鎂的熔點(diǎn)650℃以上，如850℃)進(jìn)行，且要經(jīng)過(guò)持續(xù)的高溫過(guò)程。

同時(shí)，金屬鎂和氟化鈹?shù)姆磻?yīng)屬于可逆反應(yīng)，平衡溫度只有890℃，即在890℃以下，發(fā)生正向反應(yīng)，也就是鎂還原氟化鈹制備鈹?shù)姆磻?yīng)；但溫度高于890℃，則發(fā)生逆向反應(yīng)，即在高溫下鈹被氟化鎂氧化再次變?yōu)榉斒遣豢杀苊獾摹?br />
為了盡可能地降低反應(yīng)溫度，防止金屬鎂和氟化鈹氣化，現(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了采用減壓操作的技術(shù)方案，在減壓和高溫狀態(tài)下，金屬鎂和氟化鈹?shù)膿]發(fā)量會(huì)顯著增加，還原過(guò)程中的揮發(fā)損失帶來(lái)鈹?shù)闹苯邮盏寐式档汀?br />
另外，由于鎂的活性高，在空氣中，會(huì)被空氣中的氧氣氧化。為了避免鎂的氧化帶來(lái)的鈹?shù)闹笔章实挠绊懀F(xiàn)有技術(shù)公開(kāi)了采用真空狀態(tài)下鎂還原氟化鈹?shù)姆桨?，使得氧氣減少，鎂的氧化減少。但是在真空狀態(tài)下的金屬鎂還原氟化鈹過(guò)程中，真空度越高，金屬鎂和氟化鈹?shù)娜埸c(diǎn)和沸點(diǎn)會(huì)隨之降低，金屬鎂和氟化鈹?shù)膿]發(fā)量仍會(huì)顯著增加，還原過(guò)程中的揮發(fā)損失造成鈹?shù)闹苯邮盏寐式档汀?br />
為了解決高溫金屬鎂還原氟化鈹制備金屬鈹珠存在的上述問(wèn)題，本發(fā)明采用低溫鎂還原氟化鈹制備鈹珠，并采用常壓氬氣還原，能夠?qū)崿F(xiàn)鈹珠的低溫制備，且有效降低揮發(fā)損失和鎂的氧化帶來(lái)的影響。

需要強(qiáng)調(diào)的是，本發(fā)明的氬氣除了能夠避免鎂的氧化外，還具有控制氟化鈹鎂熱還原過(guò)程中的溫度的作用?，F(xiàn)有技術(shù)中采用減壓體系進(jìn)行還原時(shí)，由于缺少氣體作為媒介，金屬的溫度難以控制，反應(yīng)屬放熱反應(yīng)，需要嚴(yán)格控制溫度，反應(yīng)溫度無(wú)法準(zhǔn)確控制時(shí)，反應(yīng)時(shí)間也難以控制，本發(fā)明的加熱爐內(nèi)通入氬氣，氬氣在還原過(guò)程中能夠起到控制溫度的媒介的作用，使反應(yīng)更加平穩(wěn)、可控地進(jìn)行，不會(huì)造成反應(yīng)溫度上升過(guò)于劇烈而無(wú)法控制。

與此同時(shí)，為了避免金屬鎂和氟化鈹在還原過(guò)程中的揮發(fā)損失，本發(fā)明采用低溫還原。

具體的，步驟1中，金屬鎂為粒狀，粒度1mm～5mm，氟化鈹為粒狀，粒度1mm～5mm。

金屬鎂和氟化鈹?shù)牧６冗^(guò)大會(huì)導(dǎo)致氟化鈹和鎂的混合均勻度變差，會(huì)導(dǎo)致在局部金屬鎂或氟化鈹含量不足，會(huì)導(dǎo)致反應(yīng)速度變慢，因此金屬鎂和氟化鈹?shù)牧６葢?yīng)當(dāng)相同，并且兩者粒度均為5mm以下。同時(shí)，金屬鎂的粒度過(guò)小會(huì)導(dǎo)致活性過(guò)高，造成氧化增加，因此鎂的粒度控制在1mm以上，不利于反應(yīng)過(guò)程的進(jìn)行以及反應(yīng)的控制。

具體的，步驟1中，金屬鎂和氟化鈹混合的質(zhì)量比0.48～0.55。

需要說(shuō)明的是，該比值是根據(jù)化學(xué)反應(yīng)式計(jì)量比以及原料的純度計(jì)算得到，與實(shí)際生產(chǎn)差別不大，可能會(huì)由于原料的純度的不同而有差異。

具體的，步驟2中，采用250℃～500℃，恒溫120min～300min，進(jìn)行金屬鎂和氟化鈹?shù)倪€原反應(yīng)。

此溫度下金屬鎂和氟化鈹均為固體，反應(yīng)初期，金屬鎂和氟化鈹在固態(tài)下緩慢反應(yīng)，反應(yīng)開(kāi)始后，隨著反應(yīng)放熱，反應(yīng)進(jìn)程逐漸加快，實(shí)現(xiàn)金屬鎂和氟化鈹?shù)某浞诌€原反應(yīng)。將反應(yīng)溫度控制在500℃以下，一方面可以保證金屬鎂和氟化鈹還原反應(yīng)的進(jìn)行，另一方面能夠避免金屬鎂和氟化鈹在還原過(guò)程中的揮發(fā)損失，提高鈹?shù)氖盏寐省Ｍ瑫r(shí)，經(jīng)研究發(fā)現(xiàn)，當(dāng)溫度低于250℃時(shí)反應(yīng)速率過(guò)低，因此步驟2中，采用250℃～500℃還原。

具體的，步驟3中，還原反應(yīng)后，升溫至800～890℃，恒溫120min～240min，該溫度下保溫一定時(shí)間能夠促進(jìn)在可逆反應(yīng)轉(zhuǎn)變溫度之下金屬鈹珠的晶粒長(zhǎng)大。此處的晶粒長(zhǎng)大實(shí)為顆粒聚集長(zhǎng)大。顆粒尺寸從0.1-1mm長(zhǎng)大到5-10mm以上。在此條件下，鈹珠的粒度可以達(dá)到3mm～15mm，粒度大小會(huì)影響鈹珠與反應(yīng)剩余雜質(zhì)的分離效果。

需要強(qiáng)調(diào)的是，步驟3中，升溫至800～890℃，恒溫120min～240min能夠促進(jìn)晶粒長(zhǎng)大，對(duì)提高鈹?shù)氖盏寐示哂兄匾饔茫６冗^(guò)小，不易去除殘留在鈹珠表面的氟化鎂爐渣，實(shí)現(xiàn)鈹珠與渣的分離，會(huì)造成鈹?shù)氖盏寐式档?。粒度過(guò)大，需要鈹顆粒在還原爐中還原的時(shí)間更長(zhǎng)，且鈹顆粒過(guò)大，容易造成氟化鎂渣卷入顆粒中，造成鈹純度降低。

需要說(shuō)明的是，現(xiàn)有技術(shù)中的鈹粒度較大，現(xiàn)有技術(shù)中還原制備得到的鈹因高溫熔化聚集到一起，本發(fā)明中還原溫度升溫至800-890℃保溫，目的是促進(jìn)鈹顆粒緩慢長(zhǎng)大，屬于固態(tài)條件下顆粒長(zhǎng)大或者半熔條件下顆粒長(zhǎng)大。

同時(shí)考慮到為了防止還原過(guò)程中發(fā)生的可逆反應(yīng)，將溫度控制在890℃以下，通過(guò)試驗(yàn)得到爐內(nèi)溫度800℃～890℃、恒溫120min～240min。

本發(fā)明中，金屬鈹珠的制備采用的加熱爐可為推舟加熱爐、連續(xù)化鋼帶加熱爐或間歇式的電阻加熱爐。采用推舟加熱爐、連續(xù)化鋼帶加熱爐可以實(shí)現(xiàn)金屬鈹珠的連續(xù)化制備。

在一種可能的實(shí)施方式中，采用推舟加熱爐進(jìn)行金屬鎂還原氟化鈹。推舟加熱爐包括爐體、加熱組件和能夠進(jìn)出爐體內(nèi)腔體的石墨舟，爐體包括與爐腔內(nèi)石墨舟容置空間連通的第一氣體置換室和第二氣體置換室，第一氣體置換室設(shè)有氬氣進(jìn)口，第一氣體置換室設(shè)有氬氣出口；加熱組件設(shè)置在爐體外周。

具體的，加熱組件包括高溫段加熱組件和低溫段加熱組件；爐腔內(nèi)石墨舟容置空間包括低溫段容置空間和高溫段容置空間，低溫段容置空間與低溫段加熱組件對(duì)應(yīng)，高溫段容置空間與高溫段加熱組件對(duì)應(yīng)。操作時(shí)，混合料裝入石墨舟內(nèi)，石墨舟先進(jìn)入低溫段容置空間，低溫段加熱組件工作，將混合料加熱至250℃～500℃，恒溫120min～300min；低溫段加熱完成后，石墨舟進(jìn)入高溫段容置空間，高溫段加熱組件工作，將混合料加熱至800～890℃，恒溫120min～240min，進(jìn)行晶粒長(zhǎng)大至目標(biāo)尺寸。

或者，采用具有分段加熱功能的加熱組件，依次實(shí)現(xiàn)低溫段溫度控制和高溫段溫度控制。

需要說(shuō)明的是，推舟加熱爐與一般的中頻爐是完全不同的兩種爐型。推舟加熱爐可實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)，過(guò)程中只需對(duì)每個(gè)舟清理，然后加入料，再進(jìn)入爐內(nèi)，中頻爐只能間斷生產(chǎn)，每生產(chǎn)一爐，要停下來(lái)，清理，加料，然后再進(jìn)行下一爐生產(chǎn)。

具體的，金屬鈹珠的制備方法還包括：

步驟4.冷卻后的粗產(chǎn)物，破碎，加熱水煮，得到鈹珠。

具體的，步驟4中，將步驟3得到的產(chǎn)物進(jìn)行冷卻后的粗產(chǎn)物，破碎，加熱水煮，水煮溫度為100℃，水煮時(shí)間為30min～120min。

水煮可以使鈹珠、還原渣以及未反應(yīng)完全的氟化鈹?shù)姆蛛x，由于鈹有毒性，生產(chǎn)過(guò)程中物料必須做到?jīng)]有廢棄固體和液體的缺口，通過(guò)水煮，實(shí)現(xiàn)排出的廢渣、廢液可控。

具體的，步驟4中，破碎后的鈹珠平均粒度5mm～15mm，所得鈹珠為粗鈹珠，即表面殘留氟化鎂爐渣的鈹珠。

同時(shí)，本發(fā)明還提供一種金屬鈹錠的制備方法，由上述鈹珠制備鈹錠，包括：

步驟a.研磨鈹珠，研磨至目標(biāo)粒徑后，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)水洗和干燥得到鈹珠粉；

步驟b.鈹珠粉加熱保溫，澆注冷卻得到鈹錠；

具體的，步驟a中，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)的方法包括物理分離和化學(xué)浸出。

在一種可能的實(shí)施方式中，物理分離包括物理直接剝離和利用溶解性進(jìn)行分離，化學(xué)浸出采用硝酸進(jìn)行浸出。

具體的，步驟a中硝酸浸出時(shí)間為30min～120min。

具體的，步驟a研磨表面殘留氟化鎂爐渣的鈹珠，將鈹珠粒度控制到1mm以下。

將鈹珠通過(guò)氣流磨或球磨機(jī)將粒度控制到1mm以下，可以使其與硝酸接觸充分，便于硝酸浸出其中的可被酸解和可氧化的雜質(zhì)，進(jìn)一步去除雜質(zhì)、提純，有效提高鈹?shù)募兌取?br />
具體的，步驟a中，水洗為用純水洗凈，干燥在惰性氣體氣氛保護(hù)或真空狀態(tài)下進(jìn)行干燥。

具體的，步驟b中，鈹珠粉在真空加熱爐中加熱到1300～1400℃，真空度控制在0.5pa～20pa，保溫時(shí)間30～60min。此過(guò)程為真空熔煉過(guò)程，真空熔煉過(guò)程進(jìn)一步對(duì)鈹進(jìn)行提純，在此條件下去除低沸點(diǎn)的雜質(zhì)，如鎂、鉀、鈉、鋅、鉛、鉍、碲、銻等，澆注冷卻得到鈹錠。

具體的，所得鈹錠純度為99.9％以上。

在一種可能的實(shí)施方案中，鈹錠純度可以達(dá)到4n或5n，主要取決于金屬鎂及氟化鈹?shù)脑霞兌?，這是因?yàn)閍l、si、fe、co、mn、cr等多種高沸點(diǎn)的雜質(zhì)在真空條件下無(wú)法去除。原料中這些雜質(zhì)的含量決定了最終鈹錠的純度。如，金屬鎂及氟化鈹?shù)脑霞兌葹?9.99％，最終鈹錠的純度為99.99％以上。

上述加熱設(shè)備可用中頻、高頻等感應(yīng)加熱爐或用電熱絲等電阻加熱爐，還可選擇微波加熱設(shè)備。加熱設(shè)備可以是間歇式的，或準(zhǔn)連續(xù)的，也可是連續(xù)式的。

下面結(jié)合附圖來(lái)具體描述本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例，其中，附圖構(gòu)成本申請(qǐng)一部分，并與本發(fā)明的實(shí)施例一起用于闡釋本發(fā)明的原理，并非用于限定本發(fā)明的范圍。

實(shí)施例一

本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，公開(kāi)了一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法，如圖1和圖2所示。

金屬鎂純度為99.9％，平均粒度2mm，氟化鈹純度為99.9％，平均粒度2mm。氟化鈹和金屬鎂按照質(zhì)量比100：54混合。裝入準(zhǔn)連續(xù)化氣氛保護(hù)的推舟加熱爐內(nèi)，采用電阻絲加熱，混合料裝入石墨舟內(nèi)。每隔一定時(shí)間將新的石墨舟推進(jìn)爐內(nèi)，同時(shí)爐尾的石墨舟被推出爐外。進(jìn)出口各設(shè)一氣體置換室，通氬氣。爐內(nèi)根據(jù)工藝要求，設(shè)不同的加熱段，其中低溫段溫度控制到450℃，石墨舟停留時(shí)間240min；高溫段860℃，石墨舟停留時(shí)間200min；冷卻段通過(guò)水套冷卻，石墨舟停留時(shí)間120min，顆粒尺寸從0.1-1mm長(zhǎng)大到5-10mm以上。

用破碎機(jī)將晶粒長(zhǎng)大后表面含有爐渣的鈹珠混合物破碎，破碎后的平均粒度12mm。

破碎后表面含有爐渣的鈹珠混合物放入搪瓷容器內(nèi)水煮，水煮溫度為100℃，并加以攪拌，水煮60min。然后將粗鈹珠和爐渣分選出來(lái)。

粗鈹珠用球磨機(jī)球磨，粒度控制小于1mm，然后放入硝酸中浸出，硝酸濃度5mol/l，浸出過(guò)程加以攪拌，浸出時(shí)間60min。

硝酸浸出后的鈹珠粉用去離子水洗凈，并在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下干燥，干燥溫度120℃，時(shí)間120min，將水分脫除到1％以下。

鈹珠粉在真空感應(yīng)加熱爐中加熱到1350℃，真空度控制在5pa，時(shí)間40min，澆注冷卻得到鈹錠。鈹錠的純度達(dá)到99.9％水平。

實(shí)施例二

本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，公開(kāi)了一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法。

金屬鎂純度為99.99％，平均粒度1.5mm，氟化鈹純度為99.99％，平均粒度1mm。氟化鈹和金屬鎂按照質(zhì)量比100：49混合。

采用連續(xù)化鋼帶加熱爐，鋼帶爐利用電阻絲加熱，混合料裝入密閉的料倉(cāng)內(nèi)。鋼帶材質(zhì)為316l，在鋼帶的運(yùn)動(dòng)下，混合料被帶入爐內(nèi)加熱還原。鋼帶加熱爐進(jìn)出端采用氬氣密封。鋼帶爐內(nèi)根據(jù)工藝要求，設(shè)不同的加熱段，其中低溫段溫度控制到420℃，停留時(shí)間180min；高溫段870℃，停留時(shí)間160min；冷卻段通過(guò)水套冷卻，停留時(shí)間100min，顆粒尺寸從0.1-1mm長(zhǎng)大到5-10mm以上。

用破碎機(jī)將晶粒長(zhǎng)大后表面含有爐渣的鈹珠混合物破碎，破碎后的平均粒度10mm。

破碎后表面含有爐渣的鈹珠混合物放入搪瓷容器內(nèi)水煮，水煮溫度為100℃，并加以攪拌，水煮80min。然后將粗鈹珠和爐渣分選出來(lái)。

粗鈹珠用球磨機(jī)球磨，粒度控制小于1mm，然后放入硝酸中浸出，硝酸濃度7mol/l，浸出過(guò)程加以攪拌，浸出時(shí)間70min。

硝酸浸出后的鈹珠粉用去離子水洗凈，并在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下干燥，干燥溫度150℃，時(shí)間100min，將水分脫除到1％以下。

鈹珠粉在真空感應(yīng)加熱爐中加熱到1380℃，真空度控制在1pa，時(shí)間60min，澆注冷卻得到鈹錠。鈹錠的純度達(dá)到4n水平。

實(shí)施例三

本發(fā)明的一個(gè)具體實(shí)施例，公開(kāi)了一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法。

金屬鎂純度為99.995％，平均粒度1.5mm，氟化鈹純度為99.995％，平均粒度1.5mm。氟化鈹和金屬鎂按照質(zhì)量比100：51混合。

采用間歇式的電阻加熱爐，通氬氣。爐內(nèi)采用石墨坩堝。首先將混合料放入石墨坩堝內(nèi)，然后關(guān)閉爐門(mén)，通氬氣10l/min。10min后通電加熱，當(dāng)溫度達(dá)到400℃，恒溫280min；隨后升溫至850℃，停留時(shí)間240min；隨爐冷卻。觀察發(fā)現(xiàn)晶粒長(zhǎng)大，即顆粒逐步聚集長(zhǎng)大，顆粒尺寸從0.1-1mm長(zhǎng)大到5-10mm以上。

用破碎機(jī)將晶粒長(zhǎng)大后表面含有爐渣的鈹珠混合物破碎，破碎后的平均粒度8mm。

破碎后表面含有爐渣的鈹珠混合物放入搪瓷容器內(nèi)水煮，水煮溫度為100℃，并加以攪拌，水煮時(shí)間90min。然后將粗鈹珠和爐渣分選出來(lái)。

粗鈹珠用氣流磨破碎到粒度小于1mm，載氣為氮?dú)?。然后放入硝酸中浸出，硝酸濃?0mol/l，浸出過(guò)程加以攪拌，浸出時(shí)間80min。

硝酸浸出后的鈹珠粉用去離子水洗凈，并在氮?dú)鈿夥毡Ｗo(hù)下干燥，干燥溫度110℃，時(shí)間150min，將水分脫除到1％以下。

純鈹珠粉在真空感應(yīng)加熱爐中加熱到1400℃，真空度控制在0.5pa，時(shí)間30min，澆注冷卻得到鈹錠。鈹錠的純度達(dá)到5n水平。

以上所述，僅為本發(fā)明較佳的具體實(shí)施方式，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不局限于此，任何熟悉本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明揭露的技術(shù)范圍內(nèi)，可輕易想到的變化或替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。

技術(shù)特征：

1.一種金屬鈹珠的制備方法，其特征在于，包括：

步驟1.將氟化鈹和金屬鎂混合，放入加熱爐中；

步驟2.常壓下，加熱爐內(nèi)通氬氣，將爐內(nèi)溫度控制到250℃～500℃，恒溫120min～300min；

步驟3.升溫至800～890℃，恒溫120min～240min。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬鈹珠的制備方法，其特征在于，金屬鎂為粒狀，粒度為1mm～5mm，氟化鈹為粒狀，粒度為1mm～5mm。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述金屬鈹珠的制備方法，其特征在于，還包括：

步驟4.冷卻后得粗產(chǎn)物，破碎，加熱水煮，得到鈹珠。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬鈹珠的制備方法，其特征在于，所述水煮溫度為100℃，水煮時(shí)間為30min～120min。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述金屬鈹珠的制備方法，其特征在于，粗產(chǎn)物破碎至平均粒度為5mm～15mm。

6.一種金屬鈹錠的制備方法，其特征在于，采用權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的制備方法得到的金屬鈹珠為原料制備鈹錠，包括：

步驟a.研磨鈹珠，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)，經(jīng)過(guò)水洗和干燥得到鈹珠粉；

步驟b.鈹珠粉加熱保溫，澆注冷卻得到鈹錠。

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬鈹錠的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，研磨后鈹珠粒度在1mm以下。

8.根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬鈹錠的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，去除鈹珠表面殘留的氟化鎂爐渣及其它雜質(zhì)的方法包括物理分離和化學(xué)浸出。

9.根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬鈹錠的制備方法，其特征在于，所述步驟a中，水洗后，在惰性氣體氣氛保護(hù)或真空狀態(tài)下進(jìn)行干燥。

10.根據(jù)權(quán)利要求6所述金屬鈹錠的制備方法，其特征在于，所述鈹錠純度為99.9％以上。

技術(shù)總結(jié)

本發(fā)明涉及一種金屬鈹珠及金屬鈹錠的制備方法，屬于鈹冶金技術(shù)領(lǐng)域，解決了現(xiàn)有技術(shù)中鈹珠鈹錠需要在高溫條件下還原，鈹收得率低，且對(duì)設(shè)備要求高，生產(chǎn)成本高昂；鈹珠鈹錠制備中需要減壓制備；無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)生產(chǎn)的問(wèn)題。本發(fā)明的金屬鈹珠的制備方法，包括：步驟1.將氟化鈹和金屬鎂混合，放入加熱爐中；步驟2.常壓下，加熱爐內(nèi)通氬氣，將爐內(nèi)溫度控制到250℃～500℃，恒溫120min～300min；步驟3.升溫至800～890℃，恒溫120min～240min。實(shí)現(xiàn)了鈹?shù)母咝Щ厥占案哔|(zhì)量鈹珠和鈹錠的制備。

技術(shù)研發(fā)人員：郭培民;曾志彥;王磊;王松林;孔令兵;王華東;林萬(wàn)舟;謝奕斌;周強(qiáng);郭慶

受保護(hù)的技術(shù)使用者：鋼研晟華科技股份有限公司;五礦鈹業(yè)股份有限公司

技術(shù)研發(fā)日：2021.04.12

技術(shù)公布日：2021.07.02