硫酸盐法氧化铍车间设计        (design of berillia shop by sulfate process)

镀冶炼厂设计的重要组成部分。硫酸盐法为处理绿柱石精矿的两大工业方法之一，车间主要产品为工业氢氧化铍和工业氧化铍。前者为生产金属和高纯氧化铍的原料，后者用于制取铍铜合金及工业氧化铍陶瓷。

20世纪20年代末期，德国将硫酸盐法应用于工业生产氧化铍。其后美国和中国相继发展了各自的硫酸盐法工艺，1978年美国新建的绿柱石处理系统仍用硫酸盐法分解矿石。

工艺流程选择          硫酸盐法工艺流程的主要工序有矿物熔融、硫酸化、浸出及净化、沉淀和烘干煅烧。各国发展的硫酸盐法工艺中，每一个主要工序在方法上都不尽相同，设计时可根据具体情况进行选择。

矿物熔融       有加石灰石或不加石灰石熔剂两种工艺。前者虽可降低熔融温度，提高矿物分解率，但增加了物料流量、硫酸消耗量和残渣量。后者可避免这些缺点，但矿物的分解率较低，必须增加热处理工序。

硫酸化        矿物经熔融和水淬后产出铍玻璃的硫酸化，有仅加浓硫酸(加热至300℃)或加浓硫酸和水两种方法。这两种方法对氧化硅的脱水均有不同影响。当采用后一方法时，氧化硅易形成硅胶，妨碍过滤作业并降低除硅效率。

浸出及净化         一般均采用多段(3～5段)逆流浸出，段数增多可提高浸出效果，但也增加了设备和作业量。净化除铝均采用铝铵矾结晶法。进一步除铁及其他杂质的方法有中和法和EDTA(二乙胺四乙酸)络合法，前者费用较低，后者净化效率较高，且不产生铁渣。

沉淀          水解沉淀氢氧化铍有加氢氧化钠和氢氧化铵两种方法。铍酸钠水解可获得较易过滤和较纯的氢氧化铍产品，但费用亦较高。用硫酸盐法处理绿柱石，制得的氧化铍纯度约为98．5％，其工艺流程见图1和图2。

设备选择       主要设备有矿物熔融、酸化、浸出、结晶、沉淀和烘干煅烧设备。(1)矿物熔融一般采用三相电弧炉，普通电弧炉密闭性差，专门设计的密闭连续作业的电弧炉较普通电弧炉产量大，电耗少，成本低，机械化程度高，劳动、防护条件好。(2)酸化设备取决于采用的方法。采用浓硫酸加水进行酸化时，发生剧烈放热反应和产生大量水蒸气，选用带缓冲罩的捏合机，可以得到很好的酸化效果。进行浓硫酸酸化，作业温度比较高(250～300℃)，选用间接加热的钢制酸化反应器。(3)浸出选用密闭的搅拌槽，其数量按浸出作业次数确定。浸出渣液分离设备，根据物料性质选用。浓硫酸酸化产出的硅渣粘性较小，可选用能连续作业，机械化、自动化程度较高的真空过滤机、水平带式真空过滤机和螺旋沉降离心机进行过滤或用浓密机进行逆流洗涤和固液分离。浓硫酸加水酸化产出的硅钙渣粘性较大，可选用自动板框压滤机或水平带式真空过滤机。(4)铝铵矾冷却结晶设备，选用小车往返行走的搅拌结晶机，可以避免一般螺旋结晶机轴封泄漏现象。铝铵矾的过滤，根据结晶过程是间断作业或连续作业选用自动卸料离心机或连续过滤离心机。(5)沉淀采用密闭性搅拌槽，沉淀过滤设备按氢氧化铍性质选定，铍酸钠水解沉淀的氢氧化铍易于过滤，可选用自动卸料离心机；氢氧化铵沉淀的氢氧化铍粘性较大，不易过滤，一般选用真空过滤机、水平带式真空过滤机或自动板框压滤机。(6)氢氧化铍的烘干煅烧宜选用机械加料、负压出料的活底隧道窑，此设备集烘干与煅烧于一体，具有过程简单，易于控制，扬尘小，机械化、自动化程度比较高，劳动防护条件比较好的优点。(7)粉粒状含铍物料输送采用密封设备，如真空抽吸气流输送装置。流体输送则选用无泄漏或泄漏少的隔膜泵、磁力驱动泵和波纹弹性双端面密封泵等。

车间配置与技术特点          硫酸盐法生产氢氧化铍或氧化铍有干法和湿法两种作业。硫酸化以前各工序的作业，含铍物料的活性低，对人体影响小，可按一般防尘车间配置，并视生产规模大小单设一个工段或配置于车间的一端，与硫酸化以后各工序分隔开。硫酸化及其后的各工序，铍物料的活性高，对人体危害性大，按铍毒防护的要求进行配置。湿法过程的浸出、结晶、中和除铁、水解沉淀各工序，按设备和作业分设二区的原则配置。干法过程的氢氧化铍烘干、煅烧和包装，因铍物料的毒性和粉尘较大，为防止相互污染和对其他工序的影响，各配置于单独的隔离间内。为缩短含铍物料的输送过程，应充分利用高差自流，减少输送设备，缩短运输距离。为避免含铍物料的泄漏，应采用多层配置，气体净化设备一般配置在车间的顶层。