Сернокислотное вскрытие берилла

На рис. 26 приведена технологическая схема переработки берилла разложением его серной кислотой. Извлечение берил­лия в гидроокись по этой схеме достигает 97%.

 

Рис. 26. Технологическая схема переработки берил­ла разложением его серной кислотой.

 

Разделение бериллия и алюминия осуществляют в две ста­дии, При нейтрализации раствора сульфатов бериллия и алю­миния аммиаком при 20° С примерно 75% алюминия пере­ходит в алюмоаммониевые квасцы.

Оставшийся алюминий отделяют от бериллия кипячением щелочного раствора алюмината и бериллата натрия. Бериллат натрия разлагается по реакции

Na2BeO2 + 2Н2О ® Be(ОН)2 + 2NaOH.

 

При этом примеси не осаждаются, так как они находятся в свя­занном состоянии с добавляемой этилендиаминтетрауксусной кислотой (ЭДТА):

 

ЭДТА является чрезвычайно сильным комплексообразователем, она переводит в раствор даже осадки сульфатов кальция и маг­ния. Последовательные значения рК для ЭДТА при 20° С и ионной силе 0,1 равны: pК1 = 2,0; pК2 = 2,67; pК3 = 6,16; pК4 = 10,26. Первый и второй протоны отщепляются с противополож­ных концов молекулы. Двухвалентный анион имеет структуру с водородной связью, в которой оставшиеся два кислотных про­тона координируют карбоксильную группу и ион карбоксила с каждой стороны молекулы. Такая структура является причи­ной малой диссоциации третьего водородного иона. Последний кислотный протон иона НAn3- переходит к соседнему атому азота. Большое значение pK4 связано с отщеплением протона от атома азота.

ЭДТА образует комплексы с металлом по следующим схе­мам:

Men+ + H2An2- « MeAn(n-4)+ + 2Н+, при рН = 4-5;

Men+ + Han3- « MeAn(n-4)+ + Н+, при рН = 7-9;

 

Комплексообразование с ЭДТА можно охарактеризовать кон­стантами равновесия реакций

Men+ + An4- « MeAn(n-4)+    К=[ MeAn(n-4)+]/[ Men+].[ An4-].

 

Эти константы являются константами комплексообразования (табл. 19). Комплексообразование с ЭДТА широко используют в технологии и аналитической химии редких металлов.

Таблица 19

Константы комплексообразования с ЭДТА для некоторых металлов

 при 20 °С и ионной силе 0,1

ион lg K ион lg K
Fe3+ 25,1 Al3+ 16,1
Th4+ 23,2 La3+ 15,5
Cu2+ 18,8 Fe2+ 14,3
Ni2+ 18,6 Mn2+ 13,79
Pb2+ 18,0 Ca2+ 10,79
    Mg2+ 8,69

 

Работа с соединениями бериллия требует соблюдения осо­бых мер предосторожности. При вдыхании воздуха, загрязнен­ного окисью, фторидом, сульфатом бериллия или другими его соединениями, развивается специфическое заболевание - бериллоз, представляющее собой острое раздражение дыхательных путей, сопровождающееся пневмонией и нарушением структу­ры легочных тканей. Различают острый и хронический бериллоз. Это тяжелые заболевания с большой вероятностью смер­тельного исхода. При контакте с растворимыми солями бериллия возникают дерматиты. Попавшие в организм через порезы и царапины соединения бериллия вызывают долго не заживаю­щие болезненные язвы. Допустимая концентрация бериллия в воздухе заводских помещений установлена не выше 2 мкг/м3 (при 8-часовом рабочем дне) и 25 мкг/м3 при кратковременном воздействии. В окрестностях предприятия среднемесячная кон­центрация в атмосферном воздухе не должна превышать 0,1 мкг/м3

Все операции по работе с бериллием и его солями необхо­димо сосредоточить в «бериллиевой зоне». Помещения должны быть герметичными, с самостоятельным вытяжным устройством. Доступ в помещения разрешается только через специальную комнату с «чистой» и «грязной» сторонами, индивидуальными шкафами и прочими санитарно-техническими приспособления­ми, обычными при работе с радиоактивными или весьма ядо­витыми веществами. Стены, полы и другие поверхности внутри здания должны быть гладкими, непроницаемыми, легко про­мываемыми. Водослив возможен только через контролируемый сток. Рекомендуется избегать полок и щелей, где может соби­раться пыль. Следует особо тщательно соблюдать правила противопожарной безопасности. Обязательно несгораемое хра­нилище для запасов, бериллиевых материалов.

В помещениях необходимо предусмотреть 20-кратный обмен воздуха, причем следует поддерживать небольшое разрежение для предупреждения просачивания бериллия наружу.

Все аппараты должны быть заключены в возможно более тщательно герметизированное пространство с самостоятельной вентиляцией при небольшом разрежении по отношению к ат­мосфере цеха.

Воздух из заводских помещений отводится во внешнюю ат­мосферу только через специальные фильтры.


Дата: 2019-03-05, просмотров: 1050.