AT132384B

AT132384B - Verfahren zur Gewinnung von praktisch reinen Berylliumverbindungen.

Info

Publication number: AT132384B
Authority: AT
Original assignee: Degussa
Priority date: 1931-07-31
Filing date: 1931-07-31
Publication date: 1933-03-25

Description

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Die Erfindung bezieht sich auf die Trennung des Berylliumoxyds von Aluminiumoxyd und andern Metalloxyden aus solche enthaltenden Ausgangsmaterialien, insbesondere Beryll zur Reindarstellung von Berylliumoxyd und andern Berylliumverbindungen.

Nach den bisher bekannten Verfahren zur Aufschliessung berylliumhaltiger Ausgangsmaterialien ist man zumeist derart vorgegangen, dass man die Basen des vorhandenen Silikates in säurelösliche Verbindungen übergeführt hat, um so eine Trennung von Kieselsäure zu ermöglichen. Der Aufschluss erfolgte hiebei durch Erhitzen bzw. Schmelzen des feingepulverten Minerals mit Alkali-oder Erdalkalioxyden, Erdalkali-oder Alkalikarbonaten und nachfolgendem
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waren und die Kieselsäure in unlöslicher Form abgeschieden wurde. Als Ergebnis dieser Arbeitsweise erhielt man in allen Fällen eine wässerige Lösung. die ausser den Alkali-bzw.

Erdalkaliverbindungen das Beryllium in Gemeinschaft mit dem gesamten Aluminium, Eisen u. dgl. Verbindungen enthielt. Für die Weiterverarbeitung dieser Lösungen auf Beryll zur Gewinnung von Beryllverbindungen in reiner Form sind zahlreiche Methoden bekanntgeworden.

Keine derselben hat jedoch befriedigende Resultate geliefert.

Nach dem Verfahren der Erfindung gelingt es, Beryllium praktisch vollständig in einwan (lfreier Form, insbesondere von seinen Begleitelementen Aluminium und Eisen, zu trennen. Es wurde nämlich die Beobachtung gemacht, dass es durch Erhitzen von Beryll mit Verbindungen der Erdalkalien, gegebenenfalls im Gemisch mit Alkaliverbindungen in geeigneten Verhältnisse) ! gelingt, ein Reaktionsprodukt zu erzeugen, in dem das ursprünglich im Beryll vorhanden
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Produkt mit verdünnten Säuren. so bleibt das Berylliumoxyd und ein Teil der Kieselsäure ungelöst zurück, während Aluminiumoxyd und etwa sonst noch vorhandene Metalloxyde, wie
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Für die Durchführung des Verfahrens hat es sich als bedeutsam erwiesen. für den Aufschluss des berylliumhaltigen Ausgangsmaterials, insbesondere Beryll, z. B. mit Kalziumoxyd, ein Verhältnis von etwa 9 bis 13 Molekülen Erdalkalioxyd auf jedes Molekül Beryll zu beachten.
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zu können. So hat es sieh gezeigt. dass bei einer Verwendung von 11 bis 12 Molekülen Kalzium- oxyd die Menge des im Rückstand verbleibenden Berylliumoxydes durch ein Optimum geht. dieses bei einer Erhöhung des Verhältnisses Kalziumoxyd zu Beryll über 12 : l und wesentuch über 13 Moleküle hinaus praktisch kaum mehr brauchbare Resultate ergibt.

An Stelle von Kalziumoxyd können für den Aufschluss auch andere Erdalkaliverbindungen. sofern sie während der Erhitzung in Oxyd übergehen. Verwendung finden. Als solche Verbindungen kommen z. B. Karbonate. Hydroxyde. Nitrate, organische Salze, wie Azetate der alkalischen Erden, in Betracht. Gegebenenfalls kann man auch Mischungen dieser Verbindungen zur Anwendung bringen. Zur Durchführung des Aufschlusses erhitzt man das Gemisch z. B. auf Temperaturen von etwa 800 bis 1200 C.
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Oxyde, Hydroxyde oder Karbonate der Alkalien, z. B.

Soda, ersetzen. Vorteilhaft bedient man sieh eines Gemisches von etwa 6 bis 30 Äquivalenten kalzinierter Soda auf 6-18 Äquivalente Erdkalioxyd bzw.-karbonat. Von diesem Gemisch werden zweckmässig mehr als 15 Äquivalente
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materials verwendet, doch soll der Zusatz des Aufschlussmaterials zweckmässig nicht über 32-36 Äquivalente auf je ein Molekül Beryll hinausgehen, da sonst die Gefahr besteht, dass Beryllium bei der nachfolgenden Säurebehandlung mit in Lösung geht. Als besonders vorteilhaft hat sich ein Zusatz von etwa 25 bis 30 Äquivalenten erwiesen.

In Ausführung des Aufschlusses hält man das Gemisch für ungefähr 1-6 Stunden auf der bereits obengenannten Temperatur von 800 bis 1200 C. Die für den Einzelfall erforderlichen günstigsten Erhitzungstemperaturen und-zeiten lassen sich unschwer durch Versuche ermitteln. Die Erhitzung kann indirekt in Muffeln oder Tiegelöfen oder direkt in Schachtöfen. Drehöfen oder Drehrohren oder durch Vermischen mit Kohle und Abbrand unter Luftzufuhr durchgeführt werden.

In dem so gewonnenen Aufschlussgemisch liegt das Beryllium in säureschwerlöslicher bzw. unlöslicher Form, wahrscheinlich als Berylliumoxyd vor und kann aus dem Sinterungsprodukt durch Herauslösen der in löslicher Form vorhandenen Aluminium-, Eisen-, Kalzium- 11. dgl. Verbindungen durch Behandlung mit geeigneten Säuren getrennt werden. Als geeignete Säuren kommen solche in Betracht. welche, wie z. B. Salzsäure, Salpetersäure, Essigsäure.

Ameisensäure u. dgl., die vorhandenen Aluminium-, Eisen-, Chrom-u. dgl. Verbindungen zu lösen imstande sind und sich nicht mit ihnen zu unlöslichen Verbindungen umsetzen. Unge- eignet sind danach beispielsweise Schwefelsäure, Flusssäure, Phosphorsäure, welche unlösliche Erdalkali-, Aluminium-u. dgl. Verbindungen bzw. Salze ergeben.
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gewählt, dass der in Lösung gehende Anteil der Kieselsäure keine Filtrationsschwierigkeiten bereitet, d. h. dass die gelöste Kieselsäure so verdünnt ist, dass die Lösung sich ohne Schwierigkeiten filtrieren lässt und nicht gallertartig erstarrt. So hat sich z. B. eine Salzsäure von 7 bis 10% als besonders geeignet erwiesen.

Bei höheren Säurekonzentrationen scheidet sich Kieselsäure in Gallertform aus, so dass sich die Lösung nicht oder nur mit grossen Schwierigkeiten filtrieren lässt.

Der bei der Behandlung mit Säure unlöslich gebliebene nückstand wird sodann zur Entfernung der Kieselsäure und zur Gewinnung des Berylliums in an sich bekannter Weise behandelt, z. B. derart. dass man den Rückstand mit Kohle mischt und chloriert und das dabei entstehende Siliziumchlorid und Berylliumchlorid fraktioniert auffängt. Man kann auch den Rückstand mit konzentrierter Schwefelsäure behandeln, wobei sich das Berylliumoxyd in Sulfat umwandelt, welches mit Wasser extrahiert werden kann, während die Kieselsäure als Rückstand verbleibt.

Auch kann man den Rückstand nach dem bekannten Hegelund-Verfahren in entsprechender Weise mit Pyrit und Kohle mischen und erhitzen. Schliesslich kann man auch das Gemisch mit organischen Säuren behandeln und die sieh bildenden organischen Salze des Berylliums abdestillieren.

Beispiele :
1. Man erhitzt 540 g Beryll (= 1 Molekül) im Gemisch mit 1100g Kalziumkarbonat (= 11 Moleküle) während zwei Stunden auf 12000 C. Das Reaktionsprodukt wird gepulvert und in einen Überschuss von 7O/oiger Salzsäure eingetragen. Der verbleibende Rückstand wird abfiltriert. Es werden erhalten: ein Rückstand von 91-ag, der praktisch aus Berylliumoxyd und Kieselsäure mit etwa 610/0 BeO besteht. Dieser Rückstand wird mit konzentrierter Schwefelsäure in der Hitze behandelt. wobei das BeO in Berylliumsulfat übergeht. welches durch Auslaugen mit Wasser von der Kieselsäure getrennt wird.

Aus der Berylliumsulfatlösung erhält man das Berylliumhydroxyd durch Fällen mit Alkali bzw. Ammoniak. Nach dem Abfil-
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gewesen, was einer Ausbeute von 85% entspricht.

2. 1080g Beryll mit einem Gehalt von 11% Berylliumoxyd werden mit einem Gemisch von 1060g Soda und 1800g kohlensaurem Kalk auf ungefähr 1000 erhitzt und zwei bis drei Stunden auf dieser Temperatur gehalten. 2'04 ky des Glühproduktes wurden mit 40 Litern einer Salzsäure von etwa 6-7% HC1 eine Stunde lang gerührt und der ungelöst bleibende Anteil abfiltriert. Es verblieben 223 y eines Gemisches, das aus Kieselsäure und Berylloxyd bestand. Dieses Gemisch wurde mit 240 Cil/3 konzentrierter Schwefelsäure angerührt und so lange erhitzt, bis die Schwefelsäure anfing zu rauchen.

Das Reaktionsprodukt, das nunmehr aus Berylliumsulfat und Kieselsäure bestand, wurde in Wasser eingetragen, gekocht und die Berylliumsulfatlösung von der Kieselsäure durch Filtration getrennt. Aus der Lösung wurden
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Claims

PATENT-ANSPRÜCHE : 1. Verfahren zur Gewinnung von praktisch reinen Berylliumverbindungen durch Abtrennung des Berylliumoxydes von Aluminiumoxyd und Eisenoxyd in Gegenwart von Kieselsäure mittels Glühen berylliumhaltiger Ausgangsmaterialien mit Alkali-oder Erdalkaliverbindungen und Auflösen des Glühproduktes mit Säuren, dadurch gekennzeichnet, dass man die Ausgangsmaterialien mit solchen Mengen an Erdalkalioxyd bzw. solches bildenden Substanzen, z. B. Karbonaten, EMI3.1 übergeht, das Glühprodukt mit Säuren behandelt, welche mit den vorhandenen Aluminium-, Kalzium-u. dgl. Verbindungen unlösliche Salze nicht zu bilden vermögen, und aus dem in der Säure ungelöst bleibendem Gemisch von Kieselsäure und Berylliumoxyd das letztere in bekannter Weise abtrennt.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass man für den Aufschluss ein Verhältnis von Erdalkalioxyd bzw. Erdalkalioxyd bildenden Verbindungen zu Beryll bzw. berylliumhaltigen Ausgangsmaterial, wie etwa 9-13 Moleküle Kalziumoxyd auf je 1 Molekül Beryll, oder berylliumhaltigen Minerals wählt.

3. Verfahren nach den Ansprüchen 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, dass man einen Teil der Erdalkaliverbindungen durch Alkalikarbonat-,-oxyde oder-hydroxyde ersetzt, wobei man zweckmässig ein Verhältnis von etwa 6 bis 18 Äquivalenten Erdalkaliverbindungen auf etwa 6-20 Äquivalente Alkaliverhindungen wählt, und von einem derartigen Gemisch etwa 15-36 Äquivalente, vorteilhaft 25-30 auf je ein Molekül Beryll, zur Anwendung bringt.

4. Verfahren nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass man die Konzentration der zum Auslaugen dienenden Säuren derart wählt, dass eine Ausscheidung der Kieselsäure in der Lösung nicht stattfindet z. B. bei Salzsäure 7 -10%.