[实用新型]一种以工业铍制备高纯铍的环保生产系统

说明书

本实用新型公开了一种以工业铍制备高纯铍的环保生产系统，属于冶金材料制备工艺技术领域。包括碱反应罐、一级过滤装置、酸反应罐、沉淀罐、二级过滤装置、烘干装置和电解炉等，以工业铍为原料，在惰性气体的保护下进行碱洗、一级过滤、酸洗、沉淀、二级过滤、干燥、熔融电解及后处理，实现高纯铍的制备；同时，本系统还对工序中产生的尾气、废渣、废液进行了回收利用或环保处理，不仅实现废物回收利用，增加原料的最大利用化，而且有效解决的环保问题。

技术领域

本实用新型涉及一种高纯铍的生产系统，尤其涉及一种以工业铍制备高纯铍的环保生产系统，属于冶金材料制备设备技术领域。

背景技术

高纯金属材料的制备，一般以工业级纯度基础金属或高纯金属化合物为原材料，运用相应的物理和/或化学方法制备而得，金属材料的纯度是影响材料性能的关键因素。随着航空、航天、核工业、军工、半导体等关键领域技术的发展，高纯金属材料的应用和市场需求量不断增长，多种高纯金属材料已作为高新技术的战略物资，并对其纯度提出更高要求。高纯、超纯金属的制备、特性及应用在现代材料科学和工程领域中属于新型的不断增长的领域，其中，由于铍材料具有高弹性模量、高微屈服强度、大比热和高导热、良好的尺寸稳定性等特性，并在武器系统、航空航天和核能等领域有着重要的应用，以及具体被广泛用于直径从几十毫米到2000毫米的大直径圆筒形的切向入射望远镜和小直径X射线显微镜，比如：5N铍材料(纯度为99.999％)主要在冷型红外探测器、制冷型双色384×288焦平面探测器等器件制作过程中作为MBE源掺杂用，该铍材料的纯度直接影响着后续器件的成品率和性能指标，影响着武器装备的精确度、侦查/探测范围、夜视的距离和清晰度等，因此，必须在原材料、晶体制备以及后续加工等环节确保所用材料的纯度和生产环境的洁净度，才能生产出性能优异的产品。

目前，我国生产的铍材料度主要为99％(2N)，极少能生产得到纯度为99.9％(3N)的铍材料，同时也缺乏3N及以上高纯铍的标准。且金属铍及含铍材料在品级、工艺技术和材料研发的水平上与国外存在着很大的差距，影响着铍产业链的发展和铍材料的自主供给，已在一定程度上制约了铍相关应用领域的发展；同时，进口5N铍(超高纯铍)的价格极为昂贵。因此，急需快速提升我国在该领域的生产水平，特别需要加强铍材料的基础研究，如：高纯铍冶炼工艺技术及制粉新技术、铍近净形成型技术和快速近净形成型技术、新型铍材的合金设计与制备等技术。在现有高纯铍材料的制备工艺中，存在如下的技术难题：

一、由于铍及其化合物均有毒，因而其制备过程必须全程采取相应的防毒设备及防毒措施，而铍用量较少，超高纯铍市场容量约为100g，因而其来源基本依赖进口。部分企业采用物理提纯法制备的高纯铍，产品等级一般能满足3N，最高达到4N，但几乎无法满足5N的铍产品要求；部分企业采用化学法制备高纯铍，产品等级能达到5N要求，但其在生产过程中带来对环境不利影响，因此，在采用化学提纯法制备5N超高纯铍的生产过程中要提出相关的环境影响措施；

二、高纯铍的制备工艺线路复杂，制备过程中采用化学法与物理法相结合的制备工艺，中间环节较多，制备过程中易造成中间产品二次污染，中间产品也需要进行防毒处理；

三、由于二氯化铍熔点较高(399.2-400℃)，因此在高纯铍的氯化精馏中需重点考虑氯化和精馏设备结构，例如：进料方式、残液残渣处理以及配套的自动化控制系统等问题；

四、在4N高纯铍生产工艺的基础上，增加真空熔炼工艺生产5N超高纯铍，需自主设计相符合的真空熔炼炉，确定设备结构和工艺参数，满足超高纯铍的提纯要求，并进一步降低铍产品中的杂质元素含量，满足5N超高纯铍中杂质含量指标及使用要求。

于2014年03月26日公开了一种公开号为CN103663506A，名称为“精制氢氧化铍的制备方法以及利用该精制氢氧化铍制备核纯级金属铍珠的方法”的专利文献，其中，具体公开：以制备的精制氢氧化铍为原料，采用镁还原法生产核级金属铍。