本发明涉及金属铍冶炼,尤其涉及金属铍珠制备。
背景技术:
1、铍是已知的最轻的金属结构材料之一,具有强度高、弹性模量高、密度小等特性。铍还具有良好的抗热震性和热扩散性及非常小的热膨胀系数。铍是核电站不可缺少的材料之一,也是重要的航天航空材料。
2、金属铍是一种重要的战略资源,其制备需要通过氟化铍的镁热还原得到铍珠,然后经过精炼得到各种等级的金属铍。
3、金属铍珠还原采用的是中频炉镁热还原工艺。存镁的挥发氧化损失、收得率低、铍纯度低等问题。
4、我们已经提出了3件制备金属铍的方法(授权公开号cn113059154b、cn113186397b以及申请号202310904137.9),对现有铍珠冶炼技术进行了改进,可制备2n~4n5级的金属铍,铍的收得率提高到95%水平,铍的直接收得率提高到70%,与现有生产技术相比,有了显著进步。
5、铍的70%直接收得率虽比目前生产的60%有了明显进步,但是依然有不少铍要循环利用,消耗能源和资源,增加生产成本。
6、因此寻找一种高直接收得率的金属铍制备方法十分迫切和必要。
技术实现思路
1、鉴于上述分析,本发明旨在提供一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,用以突破金属铍制备过程铍的直接收得率偏低瓶颈。
2、一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,包括:
3、步骤1.将金属镁块或镁粒装入带有气氛保护的真空熔炼炉内;
4、步骤2.在氩气保护下,加热熔化金属镁,熔体温度控制在700℃-900℃;
5、步骤3.氟化铍颗粒定量逐步加入到熔炼炉内,氟化铍在镁熔池内一边熔化、一边下沉、一边与金属镁液反应,形成固态金属铍和氟化镁,由于密度大于镁熔体,以固体形式沉积在炉底;
6、步骤4.停止加入氟化铍后,炉温升至900~1000℃,将熔炼炉由气氛保护模式切换为真空模式,熔炼炉内的剩余金属镁熔体以及氟化铍熔体通过蒸馏的方式分离回收,真空度低于200pa;
7、步骤5.蒸馏结束后,熔炼炉升温至1350~1450℃,熔炼炉内的氟化镁及金属铍熔化并渣液分离;
8、步骤6.在真空或气氛保护下水淬分离得到金属铍粒和氟化镁渣。
9、进一步地,加入的氟化铍总质量与熔池内金属镁总质量与比为1:1-2:1。
10、进一步地,步骤3中氟化铍颗粒为1mm~30mm。
11、进一步地,所述步骤3中氟化铍也可以经过加热熔化后以熔体的形式地加入熔炼炉。
12、进一步地,装料时和(或)在熔炼过程可加入10~40%金属镁质量的caf2-baf2混合物,以降低氟化镁炉渣的熔点,提高铍金属和炉渣的分离性。
13、本发明方法,与现有氟化铍制备金属铍方法相比,不仅可制备2n-4n5级以上金属铍,还能将铍的直接收得率提高到85%以上。
14、本发明中,上述各技术方案之间还可以相互组合,以实现更多的优选组合方案。本发明的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述,并且部分优点可从说明书中变得显而易见,或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过说明书以及附图中所特别指出的内容中来实现和获得。
1.一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,加入的氟化铍总质量与熔池内金属镁总质量与比为1:1-2:1。
3.根据权利要求1所述一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,步骤3中氟化铍颗粒为1mm~30mm。
4.根据权利要求1所述一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,所述步骤3中氟化铍也可以经过加热熔化后以熔体的形式加入熔炼炉。
5.根据权利要求1所述一种镁与氟化铍非混合装料冶炼金属铍的方法,其特征在于,装料时和(或)在熔炼过程可加入10~40%金属镁质量的caf2-baf2混合物,以降低氟化镁炉渣的熔点,提高铍金属和炉渣的分离性。
