DE567682C - Herstellung von Berylliumoxyd - Google Patents

Description

• Herstellung von Berylliumoxyd Die Gewinnung von Berylliumoxyd (Be O ) aus Berylliumalkalidoppelfluoriden durch Behandlung ihrer Lösungen mit Alkalihydroxyd ist bekanntlich nicht ohne weiteres möglich. Insbesondere wird durch Einwirkung von Ammoniak, das aus den anderen Berylliumsalzlösungen (dem Chlorid, Sulfat, Nitrat) so gut wie alles Beryllium als Hydroxyd niederschlägt, das Beryllium von dem Natrium nicht getrennt, wenn diese als komplexe Fluorverbindungen vorliegen.
• rltzalkalien (NaOH und K O H ), die man in Lösung dem Berylliumnatriumdoppelfluorid zusetzt, ergeben ebensowenig eine ausreichende Fällung des Berylliums als Hydroxyd. Hierbei tritt wohl eine Zersetzung des Doppelfluorids ein; jedoch entsteht nicht Berylliumhydroxyd, sondern ein Alkaliberyllat, welches durch weitere Maßnahmen abgetrennt und auf BeO verarbeitet werden muß. Alkalicarbonate (Na. C O,3 oder K.. C OG), die. man in Lösung zusetzt, sind gleichfalls nicht geeignet, eine irgendwie befriedigende Zersetzungsreaktion hervorzurufen.
• Mit dem Verfahren gemäß der Erfindung ist es nun möglich, das Berylliumoxyd unmittelbar aus einem Doppelfluorid dieses Metalls mit einem Alkalimetall zu erhalten, indem man das Doppelfluorid des Berylliums und des Alkalimetalls innig mit einem Alkalicarbonat mischt, das Gemisch calciniert und es dann mit heißem Wasser auslaugt. Hierbei verbindet sich das durch Freiwerden der Kohlensäure gebildete Alkalioxyd mit dem Fluoranteil des Berylliums unter unmittelbarer Bildung von unlöslichem Berylliumoxyd und Alkalifluorid, welche dann durch Auslaugen mit heißem Wasser leicht getrennt werden können. Beispiel i Man geht z. B. von i oo kg der komplexen, trockenen und fein gepulverten Verbindung Be F. -Na F aus, die man mit etwas mehr als der theoretischen Menge Na. C 03, also z. B. i z 5 statt i 19, a kg, innig vermengt.
• Dieses Gemisch wird dann in Tiegeln oder besser auf einer geeigneten Unterlage, z. B. aus Magnesia oder B,eryllerde, mehrere Stunden lang bei etwa 55o° geglüht und möglichst stark gerührt.
• Es findet folgende Reaktion statt Be F._,# Na F-!-Na_CO@ = BeO-a-3NaF ' CO. Die geglühte Masse wird mit heißem Wasser ausgelaugt. Der unlösliche Teil wird ebenso sorgfältig gewaschen und bildet das durch den Vorgang entstandene Berylliumoxyd. Das Auslauge- und Waschwasser nimmt natürlich das vorher vorhandene und das durch das Glühen gebildete Fluornatrium mit fort. Diese Lösung enthält auch den überschuß des Alkalicarbonats, das zugesetzt worden ist, um eine möglichst hohe Ausbeute bei der Umwandlung . des ...Fluorberylliums in Oxyd zu gewährleisten.
• Eine derartige Operation kann, wenn gilt geleitet, eine Ausbeute von 98% Berylliumoxyd, bezogen auf diejenige, die sich theoretisch ergeben müßte, liefern. Mit anderen Worten, die angewendeten i oo kg Be F.,,, Na F können auf diese Weise 27,5 kg BeO liefern. B@eispiel2 Man kann auch von einem andern als dem vorstehenden komplexen Fluorid ausgehen, z. B. von der Verbindung Be F2 # 2 Na F. In diesem Fall besteht die Mischung z. B. aus i oo kg des Doppelfuorids Be F2 # 2 Na F und 85kg Na2C03.
• Beim Glühen unter denselben Bedingungen wie im vorigen Beispiel ist der Vorgang folgender: BeF2, 2 NaF+Na2C03 = Be0+q.NaF+C02 Das Glühprodukt wird wie im vorigen Beispiel ausgelaugt und weiterbehandelt. Da die Erfindung bezweckt, Berylliumoxyd zu erhalten, so versteht es sich, daß bei dem Vorgang nicht das ganze in Arbeit genommene Fluorberyllium in Oxyd verwandelt zu werden braucht, so daß es zulässig ist, nur etwas weniger von dem Alkalicarbonat anzuwenden, als nötig wäre, um das ganze Fluorberyllium zu zersetzen.
• Hieraus folgt, daß man in jedem Fall die Menge des anzuwendenden Alkalicarbonats nach der Menge des Fluorberylliums ben-lißt, die man in dem in Arbeit genommenen Komplex zersetzen will.
• Die Güte des Oxydes und die Ausnutzung des Alkalicarbonats erleiden dadurch keine Beeinträchtigung, daß ein mehr oder weniger großer Teil des Fluorberylliums zersetzt oder in dem unlöslichen Rückstand belassen wird. Die Folge ist lediglich eine mehr oder weniger vollständige Ausnutzung des Berylliumdoppelfluorids und des Alkalimetalls. Das nicht zersetzte Fluorberyllium geht dann in das Waschwasser.
• Dagegen würde dem nichts im Wege stehen, daß man dem Gemisch einen starken Überschuß von Alkalicarbonat in bezug auf diejenige Menge zusetzte, die zur Zersetzung des ganzen Fluorberylliums nötig ist.
• Der unverbrauchte Überschuß an Alkalicarbonat würde mit dem bei dem Vorgang entstehenden Alkalifluorid in das Waschwasser gehen.
• Die durch das Glühen hervorgerufene Reaktion beginnt langsam bei etwa q.00°; es empfiehlt sich aber, bei höherer Temperatur zu arbeiten, um den Vorgang zu beschleunigen und ihn praktisch vollständig zu machen. Jedoch ist es nicht ratsam, bis zum Schmelzen des Gemisches zu gehen, was zu einem unnützen Aufwand an Heizung führen und wodurch der Apparat unter Verunreinigung des Oxydes angegriffen werden und eine gesinterte Masse entstehen würde, die schwerer auszuwaschen wäre.
• Die Dauer der Calcination hängt selbstverständlich von der Menge des verwendeten Ausgangsgemisches ab. Häufiges Umrühren beschleunigt die Reaktion.
• Wenn man das pastenartige Berylliumoxyd in einer geheizten Kammer (bei i 2o bis 1300 C ) trocknet, so kann man das Berylliumoxyd als Pulver erhalten, das noch etwas Wasser enthält. Es löst sich, zumal in der Hitze, langsam in Salpetersäure, schnell und vollständig aber in Salz- und Flußsäure. Man kann es durch geeignetes Erhitzen vollkommen entwässern.
• Aus diesem Oxyd, das hiernach auf einfache und wirtschaftliche Art gewonnen wird, kann man vorteilhaft Berylliumfluorid und -oxyfluorid herstellen, welches die wichtigsten Verbindungen für die Herstellung von Berylliummetall und seinen Legierungen sind, und außerdem andere sich davon ableitende Salze.
• Das bei dem Vorgang abfallende Fluornatrium kann durch Kristallisation wiedergewonnen werden, nachdem etwa vorhandenes überschüssiges Alkali durch Zusatz von Flußsäure neutralisiert wurde, so daß die Lösung praktisch lediglich aus Alkalifluorid besteht.
• Die Erfindung ist nicht auf die beschriebenen Ausführungsbeispiele beschränkt. Das Verfahren läßt auch andere Ausführungsformen zu, insbesondere können die Berylliumnatriumdoppelfluoride durch Berylliumkaliumfluoride und das Natriumcarbonat durch Kaliumcarbonat in der zur Calcinierung bestimmten Mischung ersetzt werden: ferner kann man diese Carbonate durch andere Alkaliverbindungen schwacher Säuren, die sich durch das Calcinieren in basische Verbindung umwandeln, wie z. B.. Alkalioxalat oder Alkaliacetat, ersetzen.
• Man kann auch vorteilhaft die innige Mischung des Doppelfluorides und des Alkalicarbonats, die für die Calcination bestimmt ist, herstellen, indem man das Alkalicarbonat in einer Lösung des Doppelfluorids auflöst und diese sodann unter Umrühren zur Trockne eindampft. Mit dieser Arbeitsweise ist es insbesondere möglich, aus einer unreinen Lösung des Doppelfluorids ein gereinigtes Gemisch zu erhalten, indem man wie folgt verfährt: Zu der Lösung des Doppelfluorids setzt man zunächst eine kleine Menge Alkalicarbonat zu, wodurch etwa in kleiner Menge vorhandene Schwermetalle niedergeschlagen werden. Diesen Niederschlag beseitigt man und setzt der so gereinigten Lösung des Doppelfluorids noch so viel von dem Alkalicarbonat zu, wie dem Gehalt an Berylliumfluorid entspricht, gemäß dem oben angegebenen Verhältnis. Man verdampft darauf die ganze Lösung zur Trockne, vorzugsweise unter Umrühren, und gewinnt daraus schließlich die zu calcinierende Masse, die zweckmäßig vorher zerkleinert wird.

Claims (3)

1. PATENTANSPRÜCHE: i. Verfahren zur Herstellung von Berylliumoxyd aus einem Doppelfluorid des Berylliums und eines Alkalimetalls durch Einwirkung eines Alkalisalzes, durch welches das Berylliumfluorid zersetzt wird, dadurch gekennzeichnet, daß man das Doppelfluorid mit einer Menge Alkalicarbonat glüht, die mindestens der zu zersetzenden Menge des Berylliumfluorids entspricht, und zwar bei Temperaturen unterhalb des Schmelzpunktes der Mischung, und daß das so gebildete Berylliumoxyd von dem löslichen Teil durch Auswaschen mit heißem Wasser getrennt wird.
2. 2. Ausführungsform des Verfahrens nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß bei der Verwendung .einer Lösung eines verunreinigten Doppelfluorids zuerst eine geringe Menge Alkalicarbonat hinzugefügt, der entstehende Niederschlag abfiltriert und das Filtrat nach der Zugabe der no(2h notwendigen Menge Alkalicarbonat vor der Weiterbehandlung zur Trockne eingedampft wird.
3. 3. Verfahren nach Anspruch i und 2. dadurch gekennzeichnet, daß an Stelle von Alkalicarbonat eine andere in der Hitze leicht zersetzliche Alkaliverbindung einer schwachen Säure, wie ein Acetat oder ein Oxalat, verwendet wird.