CH158535A - Verfahren zur Gewinnung einer berylliumcarbonathaltigen Lösung aus Beryllium enthaltenden Vorkommen. - Google Patents

Description

  Verfahren zur     Gewinnung    einer     berylliumcarbonathaltigen        Lösung    aus Beryllium  enthaltenden Vorkommen.    Beryllium und     seine    technisch wichtigste       Verbindung,    das     Berylliumoxyd,    werden  heute technisch fast     ausschliesslich    aus Beryll  gewonnen.

   Dies geschieht nicht     etwa    des  halb, weil sich gerade dieses Mineral im       Überfluss    in der Natur findet und die Dar  stellung der gesuchten technisch     wertvollen     Stoffe aus ihm sich besonders leicht durch  führen lässt, sondern nur deshalb, weil es  einen hohen Gehalt an Beryll (über 10 %     Be0)     enthält     und    darum die     Extraktionskosten     relativ gering sind, trotz der grösseren Kosten  für das Mineral selbst.

   Es ist daher     ein     Problem der     Beryllium-Industrie,    Beryllium  und seine Verbindungen auch aus solchen       Mineralien    zu gewinnen, welche arm an die  sem Element sind. Solche Mineralien sind in  der     Natur    weit verbreitet, ihre     Aufärbeithing     hat sich aber bis heute mangels hierfür ge  eigneter Methoden noch -nicht technisch  durchführen lassen.

   An solchen Beryllium  enthaltenden Mineralien seien hier nur bei-         spielsweise    genannt:     Pegmatit,    Feldspat,  Glimmer, Glimmerschiefer, Granite.     Kaoline,     Tone,     Bromellit,        Hambergit,        Trimerit,        Phena-          kit,        Melinophan,        Leukophan,        Helvin,        Dana-          lith,        Eudidymit,        Euklas,        Gadolinit,

          Chryso-          beryll,        Herderit,        Hydroherderit    und viele  andere.  



  Die heute einzig technisch durchgeführte  Aufarbeitung des Berylls       3Be0    .     A1203    .     6Si02,     der neben dem durch die Formel gegebenen  Aluminiumgehalt meist noch Eisen enthält,  erfolgt meist entweder mittelst alkalischer       Flussmittel    nach dem Verfahren des ameri  kanischen Patentes Nr. 1656 660 oder mittelst       Fluoriden        bezw.        Silikofluoriden        (vergleiche     zum Beispiel     g.        Illig,    M. Hosenfeld und  H. Fischer, Wissenschaftliche Veröffent  lichung,     Siemens-Konzern,    Band 8, Seite 3-l,  1929).

   Auch Kohle oder Karbid sind zum  Aufschluss geeignet. Durch Einwirkung eines  Alkali- oder     Erdalkalihalogenids    bilden sich      ebenfalls     auslaugbare        Berylliumhalogenide     (amerikanische Patente Nr. 1392 045 und  <B>11392</B> 046), die nun in gewünschter Weise  weiter bearbeitet werden können.  



  Ausser Beryll ist auch schon versucht  worden,     Gadolinit    aufzuarbeiten. C.     James     und Mitarbeiter     (Journ.        Americ.        Chem.        Soc.,     Band 38, Seite 875, 1916) erhitzen fein  pulverisierten     Gadolinit    in Eisengefässen mit  Schwefelsäure bis zum Entweichen von S03  Dämpfen. Das enthaltene Gemisch wird mit  Wasser ausgelaugt und die Lösung durch  Zusatz von     Oxalsäure    von den seltenen Er  den     (insbesondere        Yttererden)    befreit.

   Durch  Erhitzen mit     Kaliumkarbonat,    mit Natron  lauge und Ammoniak werden Beryllium  und Eisen gefällt, der Niederschlag in  Schwefelsäure gelöst, das Eisen oxydiert und  neuerdings     mit    Natronlauge gefällt, wobei  das Beryllium in Lösung bleibt und schliess  lieh aus dem eisenfreien Filtrat als Karbonat  gewonnen wird.     Leukophan        wird    im Prin  zip auf ähnliche Weise aufgeschlossen  (zum Beispiel 0.     Leonard,    französisches Pa  tent Nr. 611457).  



  Zum Unterschied von diesen Methoden  behandeln     Hopkins    und Mitarbeiter     Gadolinit     mit Königswasser.  



  Alle diese Verfahren laufen im Prinzip  darauf hinaus,     Aluminium    und Eisen von  Beryllium zu trennen. Hierfür gibt es eine  ganze Reihe von Methoden, wie die von Pol  lok, nach welchem das Eisen mit     AmmOn-          sulfid    ausgefällt wird, die Methode von     Wy-          rouboff,    der das Beryllium als         2.BeC204        #        3K,C204       fällt, die Methode von     Parsons    und     Barnes,     die ebenfalls mit Schwefelammonium arbei  ten,

   ebenso     wie        Debray.    Ähnlich sind auch  die Vorschriften von     Gibson    und     Scheffer,     wobei letzterer in essigsaurer Lösung das  Eisen mit Schwefelwasserstoff fällt. Von  neueren Methoden sind zu erwähnen, das  Verfahren der     Metallbank    nach dem deut  schen Patent Nr. 451346, das Verfahren von  Siemens, die das Eisen infolge Hydrolyse  als     Hydroxyd    ausfällen und das Beryllium    durch Zusatz von Kalk in Beryllium  hydroxyd und dieses     mit        Flusssäure    in     Be-          rylliumfluorid    umwandeln.

   Endlich müssen  erwähnt werden die Methoden von     Vauque-          lin,    die von     Warren    und     Lebeau,    die aus dem       Berylliumaufschluss    mit     Kaliumhydroxyd     die Kieselsäure abscheiden und aus dem  Filtrat durch Kochen mit Kalilauge ein we  nig     Aluminiumhydroxyd    enthaltendes     Beryl-          liumoxyd        gewinnen,

      das sich durch Umlosen  in Salzsäure und Eindampfen mit     Ammo-          niumkarbonat    in basisches     Berylliumkarbo-          nat    überführen lässt.         Eine        Berylliumkarbonat    enthaltende Lö  sung lässt sich nach der neuen     Erfindung    nun  aber auch aus an     Berylliumoxyd    armen Mi  neralien gewinnen, indem man diese in     feinst     gemahlenem Zustande     mit    Wasser und Koh  lendioxyd behandelt.

   Das Verfahren kann  beispielsweise wie folgt ausgeführt werden:  Die     berylliumhaltigen    Vorkommen werden  gebrannt, pulverisiert und mit     viel    Wasser  bei     gewöhnlicher    Temperatur unter Rühren mit  Kohlendioxyd behandelt. Zweckmässig können  hierbei schwache Säuren oder Basen in gerin  gen Mengen noch zugegen sein, wodurch der  Prozess bedeutend abgekürzt werden kann.  Hierbei gehen durch diese Behandlung mit  Kohlendioxyd die grössten     Mengen    des vor  handenen     Berylliumoxyds        neben        Calcium,     Magnesium, Alkali und kleinen Anteilen  Kieselsäure in Lösung.

   Die Lösung selbst  wird nach genügend langer Einwirkung des  Kohlendioxyds durch Dekantieren oder Zen  trifugieren vom ungelöst gebliebenen Rück  stand getrennt. Die Lösung selbst, welche  die     Berylliumverbindungen    enthält, wird     nun     eingedampft, wobei ein Rückstand von den  verschiedensten Karbonaten verbleibt, der so  dann mit     Natriumbikarbonat    behandelt     wird,     wodurch freies     Berylliumkarbonat    in grösster  Reinheit erzielt wird. Naturgemäss kann die  ser Extraktionsvorgang der     berylliumhaltigen     Vorkommen mit Kohlendioxyd mehrmals       wiederholt    werden.

   Auch kann das Kohlen  dioxyd unter Druck zur     Einwirkung    gebracht  werden und die Temperatur bis auf 80 bis      100   erhöht werden. Schliesslich ist es auch  möglich, das     Kohlendioxyd    aus dem natür  lichen Vorkommen selbst zu     gewinnen.    Als  Beschleuniger des Prozesses kommen alle  solche Stoffe in Betracht, die in wässeriger  Lösung     Hydroxyl-    oder Wasserstoffionen zu  bilden vermögen, also zum Beispiel Ammo  niak und Soda einerseits oder .Salzsäure oder  Schwefelsäure anderseits.  



  <I>Beispiel:</I>  5 bis<B>0</B> kg     Berylliumpegmatit    aus dem       Val        Musul    bei Bozen werden 10 Stunden auf  etwa 850 bis<B>900'</B> erhitzt.     Daraufhin    wird  dieses geröstete Produkt mit Wasser gemah  len, bis es durch ein Sieb von etwa 6000 Ma  schen geht, hierauf     wird    das Wasser durch  Abklären oder Dekantieren entfernt und der  gemahlene     Pegmatit    in der Luft getrocknet.  Vom trockenen Pulver nimmt man 5 kg und  gibt sie in einen mit Wasser gefüllten Por  zellanbehälter, der     einen    Holzquirl enthält.  der mindestens     10,0,    Umdrehungen in der Mi  nute ausführt.

   Das zu verwendende Wasser  muss sehr rein sein und soll auf     etwa    10 kg  Eigengewicht 50     gr        Ammoniumkarbonat    ent  halten. Durch den Deckel des Behälters führt       ein    Rohr in die Flüssigkeit bis fast zur Höhe  der Flügel. Unter     Einwirken    von Kohlen  säure     wird    das     .Schlagen,    das sehr gleich  mässig sein muss, mehrere Tage hindurch fort  gesetzt. Nachdem die     Sättigung    der Lösung  beendet ist, wird unter fortdauerndem Rüh  ren langsam und     vorsichtig    mit Salzsäure bis  zur vollkommenen Neutralisation der Lösung  angesäuert.

   Hierauf     wird    vom verbleibenden  Rückstand durch Zentrifugieren getrennt, die  Lösung abgedampft, durch wiederholtes  saures Abdampfen von der Nieselsäure ge  trennt, das     schliessliche        Kieselsäurefiltrat    mit  Ammoniak neutralisiert     und    mit überschüs  sigem     Natriumbikarbonat    versetzt. Unter       öfterem    Rühren lässt man die Lösung     etwa     zwei Stunden     digerieren    und filtriert.

   Hier  auf wird erneut das Filtrat mit Salzsäure  angesäuert und durch Erhitzen das Kohlen  dioxyd ausgetrieben., worauf man das     Beryl-          liumhydrat    mit Ammoniak ausfällt, das    nun     abfiltriert,    gewaschen,     getrocknet        und     geglüht wird.  



  Mit mehreren     Extraktionen    aus demsel  ben Mineral kann auf diesem Wege prak  tisch die gesamte     Berylliummenge,    die in  ihm enthalten ist, gewonnen werden. Die  erste     Extraktion    liefert ungefähr ein Fünftel  des im Mineral enthaltenen     Berylliumoxydes.     Die Ausbeute wird hier wesentlich von dem  Grade der Feinheit des gemahlenen     Minerals     bedingt.  



  Gegenüber den bekannten, von     Vauquelin.          Warren,        Lebeau    und andern, unterscheidet  sich das neue Verfahren vor allem dadurch,  dass' es den bei diesen älteren Verfahren not  wendigen schmelzflüssigen Aufschluss mit       Ätzkali        bezw.    Natriumkarbonat oder     Cal-          ciumfluorid    vermeidet, indem nach dem  neuen Verfahren das     berylliumhaltige    Mi  neral direkt in wässeriger Lösung in     feinst-          gemahlenem    Zustande mit Kohlendioxyd be  handelt wird.

   Die daraus erhaltene Lösung  kann in an sich bekannter Weise auf     Be-          rylliumverbindiuzgen    weiter verarbeitet wer  den.

Claims (1)

1. PATENTANSPRUCH: Verfahren zur Gewinnung einer beryl- liumkarbonathaltigen Lösung aus Beryllium enthaltenden Minerialien, dadurch gekenn zeichnet, dass diese in feinst gemahlenem Zu stande mit Wasser und Kohlendioxyd behan delt werden. UNTERANSPRüCHE 1. Verfahren zur Gewinnung einer beryl- liumkarbonathaltigen Lösung nach Pa tentanspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Behandlung bei Gegenwart von Katalysatoren und bei erhöhter Tempe ratur und Druck stattfindet. 2. Verfahren nach Patentanspruch und Un teranspruch 1, dadurch gekennzeichnet.

   dass die Behandlung mehrfach wiederholt wird.