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Verfahren zum Entfernen von Magnesium aus Gemengen mit Beryllium In
der Praxis ergibt sich des öfteren die Notwendigkeit, Beryllium von Magnesiurnbeimengungen
zu befreien. Solche Gemische, bekanntlich legieren sich die beiden Metalle nicht,
werden beispielsweise bei der spanabhebenden Bearbeitung von Beryllium und Magnesium
nebeneinander und vor allem bei .der thermischen Reduktion von= Berylliumsalzen
mit Hilfe von Magnesium erhalten.
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Bisher ist nur ein einziges Verfahren -bekanntgeworden, das auf chemischem
Wege in technischem Maßstab zu einer einigermaßen befriedigenden Trennung des Berylliums
von Magnesiumbeimengungen führt. Danach läßt man auf das meist aus Flittern oder
Spänen bestehende, zweckmäßig zu .einem Haufwerk verpreßte Metallgemisch längere
Zeit heißes Wasser einwirken und löst durch diese Behandlung,das Magnesium alhnählich
aus dem Metallhaufwerk heraus. Da, das Inlösunggehen des Magnesiums nur langsam
erfolgt, ist das Verfahren nur dann praktisch brauchbar, wenn es sich um die Entfernung
kleiner Mengen von Magnesium handelt. Wenn auch wägbare Mengen des. Berylliums bei
diesem Verfahren nicht in Lösung gehen, so tritt doch mit der Zeit eine oberflächliche
Oxydation des Metalls ein, die durch Blindwerden der zunächst glänzenden Metallflitter
erkennbar wird. Diese Oxydhaut übt einen nachteiligen Einfluß beim späteren Einschmelzens
dies Berylliums aus. Weiterhin ist es schwierig, das durch die Wasserbehandlung
gebildete Magnesiumhy.droxyd vom Beryllium zu trennen, so daß auch dieses sich beim
nachfolgenden Einschmelzen des letzteren nachteilig bemerkbax macht, zumal in der
Hitze die Möglichkeit einer Reduktion von Magnesiumoxyddurch metallisches Beryllium
in Betracht zu ziehen ist.
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Man hat weiterhin vorgeschlagen, Beryllium von beigemengtem Magnesium
durch langzeitiges Kochen des Gemenges mit einer Ammo@niumchloridlösung zu trennen.
Diesem Verfahren haftet jedoch der Nachteil an, daß die Lösung während des Siedens
infolge
Verflüchtigung von Ammoniak fortschreitend sauer wird, demzufolge
dann auch erhebliche Mengen des Berylliums gelöst werden.
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Es würde naheliegen, die Abtrennung des Magnesiums vom Beryllium mit
Hilfe wäßriger Lösungen von Carbonaten, z. B. von Natriumbicarbonat, Kaliumbicarbonat
oder Ammoniumcarbonat, deren lösende Wirkung auf Magnesium bekannt ist, zu versuchen,
da die neutrale bis schwach basische Reaktion dieser Lösungen die Annahme eines
indifferenten Verhaltens gegen Beryllium berechtigt erscheinen läßt. Versuche hab:zii
jedoch ,gezeigt, @daß diese Lösungen nur sehr langsam auf Magnesium einwirken und
außerdem unlösliche Magnesiumverbindungen, z. B. Carbonat oder basisches Carbonat,
ausfällen, welche sich beim nachfolgenden Umschmelzen des Berylliummetalls störend
bemerkbar machen.
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Eine einwandfreie_Trennung des Berylliums von Magnesiumbeirnengungen
ist jedoch, wie ;gefunden wurde, in kürzer Zeit zu erreichen, wenn man das zu reinigende
Metallgemisch mit mindestens etwa der doppelten theoretischen Menge, zweckmäßig
aber einem größeren überschuß: von solchen Ammoniumsalzen in wäßriger Lösung beliebiger
Konzentration, die aus Magnesiumsalzlösungen keine Magnesiumverbindungen auszufällcli
vermögen, bei Temperaturen, bei denen eine Verflüchtigung von Ammoniak noch laicht
eintritt, behandelt. Als besonders geeignet haben sich die wasserlöslichen Ammoniümsalze,
wie Ammoniumchlorid, Ammoniumsulfat, Ammoniumnitrat, A mmoniumacetat u. a., erwiesen.
Werden magnesiumhaltige Berylliummetallflitter mit zweckmäßig verdünnten w,äßrigen
Lösungen solcher Salze, etwa 5 bis Zog Salz auf i oo ccm Lösung, behandelt, so tritt
schon bei gewöhnlicher Temperatur eire heftiger, fast stürmischer Angriff des Magnesiums
ein, der bald zur völligen Auflösung des letzteren führt, während, wie gefunden
wurde, ein Angriff des Berylliums nicht stattfindet.
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Es war keineswegs zu erwarten, daß sich ,das .dem Magnesium in seinen
Eigenschaften nahe verwandte Beryllium den angewandten Ammoniumsalzlösungen, welche,
abgesehen voin Ammoniumacetat, bekanntlich schwach sauer reagieren, gegenüber völlig
passiv verhalten und dadurch eine einwandfreie und vollständige Entfernung des Magnesiums
aus ,dem Beryllium möglich sein würde. Man hätte eher eine gewisse Löslichkeit des
Berylliums als naheliegend annehmen müssen.
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Das Verfahren gemäß der Erfindung hat "gegenüber demeingangs erörterten
den Vorteil, daß die Lösung des Magnesiums wesentlich schneller verläuft und demzufolge
in kürzerer Zeit ihr Ende erreicht und daß ein :das spätere Umschmelzen nachteiliges
I 'ür Blindwerden des Berylliums durch Oberflächenoxydation nicht zu bemerken ist.
Da sich Magnesiumchlorid und 14Tagnesiuinhydroxyd in den ;gemäß der Erfindung angewandten
Ammoniumsalzlösungen klar auflösen, so> ist es auch .einwandfrei möglich, etwa in
dem bei der Reduktion von Berylliumchlorid durch Magnesium erhaltenen Berylliumflitterhaufwerk
eingeschlossenehleine Mengen von Magnesiu@mrhlorid und weiterhin in Verbindung damit
durch Hydrolyse entstandenes Magnesium ihydroxyd zu entfernen.
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Das vorliegende Verfahren zeichnet sich sowohl durch Einfachheit in
der Durchführung wie auch eine praktisch vollkommene Trennung des Magnesiums und
etwaiger Verunreinigungen an Magnesiumhydroxyd und Ma.gnesiumchlorid vom Beryllium
in kürzester Zeit aus. Beispiele i. 5oog kristallinisches Metallpulver mit 9o% Beryllium
und 7,50,'o Magnesium wurden 2o Minuten unter gelegentlichem Umrühren mit iol iooi'üiger
Am-moniuniclllorsdlösung behandelt. Die Wasserstoffentwicklung war nach etwa z o
Minuten b.cendet. Das Metallpulver wurde von der völlig klaren Lösung abfiltriert
und getrocknet. Es enthielt kein Magnesium mehr, während das Filtrat das gesamte
in dem Ausgangspulver enthaltene Magnesium, jedoch kein Beryllium enthielt. -2.
500;g Metallpulver, enthaltend 3#,'0 Magnesium und 94,220,10 Beryllium, wurden 2o
Minuten mit i01 io0,/oiger Ammonimnsulfatlösung behandelt. Die Wasserstoffentwicklung
war nach etwa i o Minuten beendet. Nach dem Filtrieren und Trocknen wurde ein Metallpulver
mit 99% Beryllium und nur o, i % Magnesium erhalten, während das Filtrat den Rest
des Magnesiums und kein Beryllium enthielt.
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3. 5oog Metallpulver, enthaltend 30;o Magnesium und 9q.,2% Beryllium;
wurden i o Minuten lang mit i o 1 i o 0;oiger Ainmoniumacetatlösung behandelt. Die
Reaktion hatte schon nach etwa ,5 Minuten ihr Ende erreicht. Nach dem Filtrieren
und Trocknen enthielt das Berylliumpulver nur noch Spuren von Magnesium, das vollständig
im Filtrat wiedergefunden wurde.