[實用新型]用于制備高純鈹的生產系統

有效

• 申請號: 202023228972.6
• 申請日: 2020-12-29
• 公開（公告）號: CN214168085U
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 袁小武;李宏;盧葦;黎亞文;楊武勇;雷聰
• 申請（專利權）人: 東方電氣集團科學技術研究院有限公司
• 主分類號: C22B35/00
• 分類號: C22B35/00;C25C3/02
• 代理公司: 成都天嘉專利事務所(普通合伙) 51211
• 代理人: 趙玉玲

本實用新型公開了用于制備高純鈹的生產系統，屬于冶金材料制備工藝技術領域。包括堿反應罐、一級過濾裝置、酸反應罐、沉淀罐、二級過濾裝置、烘干裝置和電解爐等，保證原料在密閉環境下進行堿洗、一級過濾、酸洗、沉淀、二級過濾、干燥、熔融電解及后處理，實現高純鈹（3N及以上）的制備，并有效保證高純鈹生產工藝的穩定性、安全性和可控性。

技術領域

本實用新型涉及用于制備高純鈹的生產系統，屬于冶金材料制備設備技術領域。

背景技術

高純金屬材料的制備，一般以工業級純度基礎金屬或高純金屬化合物為原材料，運用相應的物理和/或化學方法制備而得，金屬材料的純度是影響材料性能的關鍵因素。隨著航空、航天、核工業、軍工、半導體等關鍵領域技術的發展，高純金屬材料的應用和市場需求量不斷增長，多種高純金屬材料已作為高新技術的戰略物資，并對其純度提出更高要求。高純、超純金屬的制備、特性及應用在現代材料科學和工程領域中屬于新型的不斷增長的領域，其中，由于鈹材料具有高彈性模量、高微屈服強度、大比熱和高導熱、良好的尺寸穩定性等特性，并在武器系統、航空航天和核能等領域有著重要的應用，以及具體被廣泛用于直徑從幾十毫米到2000毫米的大直徑圓筒形的切向入射望遠鏡和小直徑X射線顯微鏡，比如：5N鈹材料(純度為99.999％)主要在冷型紅外探測器、制冷型雙色384×288焦平面探測器等器件制作過程中作為MBE源摻雜用，該鈹材料的純度直接影響著后續器件的成品率和性能指標，影響著武器裝備的精確度、偵查/探測范圍、夜視的距離和清晰度等，因此，必須在原材料、晶體制備以及后續加工等環節確保所用材料的純度和生產環境的潔凈度，才能生產出性能優異的產品。

目前，我國生產的鈹材料度主要為99％(2N)，極少能生產得到純度為99.9％(3N)的鈹材料，同時也缺乏3N及以上高純鈹的標準。且金屬鈹及含鈹材料在品級、工藝技術和材料研發的水平上與國外存在著很大的差距，影響著鈹產業鏈的發展和鈹材料的自主供給，已在一定程度上制約了鈹相關應用領域的發展；同時，進口5N鈹(超高純鈹)的價格極為昂貴。因此，急需快速提升我國在該領域的生產水平，特別需要加強鈹材料的基礎研究，如：高純鈹冶煉工藝技術及制粉新技術、鈹近凈形成型技術和快速近凈形成型技術、新型鈹材的合金設計與制備等技術。在現有高純鈹材料的制備工藝中，存在如下的技術難題：

一、由于鈹及其化合物均有毒，因而其制備過程必須全程采取相應的防毒設備及防毒措施，而鈹用量較少，超高純鈹市場容量約為100g，因而其來源基本依賴進口。部分企業采用物理提純法制備的高純鈹，產品等級一般能滿足3N，最高達到4N，但幾乎無法滿足5N的鈹產品要求；部分企業采用化學法制備高純鈹，產品等級能達到5N要求，但其在生產過程中帶來對環境不利影響，因此，在采用化學提純法制備5N超高純鈹的生產過程中要提出相關的環境影響措施；

二、高純鈹的制備工藝線路復雜，制備過程中采用化學法與物理法相結合的制備工藝，中間環節較多，制備過程中易造成中間產品二次污染，中間產品也需要進行防毒處理；

三、由于二氯化鈹熔點較高(399.2-400℃)，因此在高純鈹的氯化精餾中需重點考慮氯化和精餾設備結構，例如：進料方式、殘液殘渣處理以及配套的自動化控制系統等問題；

四、在4N高純鈹生產工藝的基礎上，增加真空熔煉工藝生產5N超高純鈹，需自主設計相符合的真空熔煉爐，確定設備結構和工藝參數，滿足超高純鈹的提純要求，并進一步降低鈹產品中的雜質元素含量，滿足5N超高純鈹中雜質含量指標及使用要求。

于2014年03月26日公開了一種公開號為CN103663506A，名稱為“精制氫氧化鈹的制備方法以及利用該精制氫氧化鈹制備核純級金屬鈹珠的方法”的專利文獻，其中，具體公開：以制備的精制氫氧化鈹為原料，采用鎂還原法生產核級金屬鈹。