氯化鈹?shù)闹苽浞椒?br>【專利摘要】氯化鈹?shù)闹苽浞椒?在惰性氣氛下，向設有冷凝回流裝置的反應容器中加鈹粒和無水乙醚；向反應容器中通干燥的氯化氫氣體，氣泡的速度應保持反應容器中乙醚回流；待鈹粒完全消失，得含少量固體雜質的透明液體；在手套箱中過濾，用無水乙醚清洗固體；濾液在手套箱中濃縮抽去乙醚后即為氯化鈹固體；利用無水苯充分攪拌洗滌上述氯化鈹固體并過濾，并用苯清洗固體，抽干后得到高純氯化鈹。此方法操作簡單，在室溫下即可進行，同時我們利用金屬雜質和氯化氫反應生成的氯化物在乙醚和苯中溶解度的不同進行提純。反應用溶劑乙醚和苯都簡單易得，且沸點低，易于去除，反應條件簡單，無需高溫高壓，僅要求在惰性氣氛中進行。
【專利說明】
氯化鈹?shù)闹苽浞椒?br>技術領域
[0001 ]本發(fā)明涉及一種高純氯化鈹?shù)闹苽浞椒?。【背景技術】
[0002]鈹?shù)拿芏扰c鎂的相似，其剛度與鎢相當，熔點達到1285°C，并具有非常強的熱中子散射能力，且當溫度發(fā)生數(shù)百度的變化時，鈹部件仍能保持原來的尺寸。這些優(yōu)異的性能使鈹成為一種特殊的功能和結構材料，在武器系統(tǒng)、航空航天和核能領域有著重要的應用。鈹鋁合金結合了鈹?shù)膭傂院弯X的韌性，有望成為下一代航空航天結構材料。氧化鈹陶瓷屬于特種陶瓷，具有高耐火度、高熱導率以及優(yōu)良的核性能，主要用于高級耐火材料和原子能反應堆，作為高熱導率材料應用集中在各種大功率電子器件和集成電路上。在銅和鎳中加入 2.0 % (質量分數(shù))左右的鈹后，合金的強度、硬度和彈性得到大幅度提高，并在沖擊時不產生火花，高溫性能也得到了改善。鈹銅合金在所有銅合金綜合性能最好，應用在眾多工業(yè)領域。鈹鎳合金的工作溫度比鈹銅合金的高出250?300°C，可應用在特殊高溫環(huán)境中。另外， 航空用優(yōu)質鋁合金鑄件中常加入少量鈹，以提高鑄件的純度、表面光潔度、強度、塑性和成品率。鎂合金與氧接觸時，氧化和燃燒特別劇烈，添加0.001% (質量分數(shù))的鈹即能將鎂的著火溫度提高200°C。在鈦合金中，鈹是最有效的晶粒細化劑，加入0.05 %的鈹就能將晶粒度為幾百微米的鈦鑄件細化到幾十微米。因此，開發(fā)與完善鈹系列產品是一個國家發(fā)展國防、高新技術和基礎工業(yè)中重要的一環(huán)，也是國家戰(zhàn)略資源利用和儲備的重要目標。
[0003]高純氯化鈹?shù)闹苽湔轻槍σ陨细呒冣數(shù)挠猛径M行的?，F(xiàn)在市場購買的金屬鈹主要是通過綠柱石冶煉制備，其中雜質含量最高的就是金屬鎂、鐵和鋁，在金屬鈹中三者加起來的含量要超過1 %。
【發(fā)明內容】

[0004]解決的技術問題:本發(fā)明提供了一套由金屬鈹制備高純氯化鈹?shù)姆椒ā?br>[0005]技術方案:氯化鈹?shù)闹苽浞椒ǎ苽洳襟E為:(1)在惰性氣氛下，按照每10克鈹加入 500-800mL乙醚的比例，向設有冷凝回流裝置的反應容器中加鈹粒和無水乙醚；(2)向反應容器中通干燥的氯化氫氣體，氣泡的速度應保持反應容器中乙醚回流，反應容器溫度保持在40-50°C ;(3)待鈹粒完全消失，反應容器內為含少量固體雜質的透明液體；(4)在手套箱中過濾，用200mL無水乙醚分2-3次清洗固體；(5)濾液在手套箱中濃縮抽去乙醚后即為氯化鈹固體；(6)利用無水苯充分攪拌洗滌上述氯化鈹固體30-60分鐘并過濾，并用苯清洗固體， 抽干后得到高純氯化鈹。
[0006]優(yōu)選的，上述原料乙醚和苯進行無水無氧處理:在惰性氣氛下干燥處理后蒸餾出來。
[0007]優(yōu)選的，上述反應容器中的惰性氣氛為氬氣。
[0008]優(yōu)選的，上述氯化氫氣體的流速應保持乙醚回流。
[0009]優(yōu)選的，上述過濾用手套箱中水氧含量不高于lppm。
[0010]方法優(yōu)選為:在惰性氣氛下，在lOOOmL設有冷凝回流裝置的三口瓶中加入7.2克鈹粒和攪拌磁子，并加入500mL無水無氧乙醚。向三口瓶中通入干燥的氯化氫氣體，保證氯化氫氣體通入乙醚內，保持持續(xù)鼓泡，通約5小時后，溶液變成含少量固體雜質的透明液體。在手套箱中過濾，并用200mL無水乙醚洗滌兩次，濾液即為氯化鈹乙醚溶液。將濾液真空濃縮抽取乙醚，得到白色氯化鈹固體，加入無水苯攪拌45分鐘后過濾，并用100mL無水苯洗滌2 次，抽干得到白色高純氯化鈹固體。
[0011]本發(fā)明所述的氯化鈹結構為:
[0012]C1-Be-CI[0〇13]氯化鈹在室溫下為白色固體，恪點399 °C?400 °C，沸點520 °C。[〇〇14]有益效果:本發(fā)明是提供了一種在醚類溶劑中室溫制備和提純氯化鈹?shù)姆椒?。正常我們制備氯化鈹是用金屬鈹和氯氣或氯化氫在高溫下反應，此方法對反應設備和溫度要求較高，且不能去除反應雜質。而文章使用的方法操作簡單，在室溫下即可進行，同時我們利用金屬雜質和氯化氫反應生成的氯化物在乙醚和苯中溶解度的不同進行分步提純，即氯化亞鐵和氯化鎂不溶于乙醚，氯化鋁溶于乙醚而且溶于苯的特性來達到純化的效果，同時利用溶解度差別也能除去本身含量就較少的金屬雜質銅、錳，硅、鉛、鉻和鋅。能將鈹?shù)募兌葟?9%提高到99.995%以上。反應用溶劑乙醚和苯都簡單易得，且沸點低，易于去除，反應條件簡單，無需高溫高壓，僅要求在惰性氣氛中進行。得到的高純氯化鈹可和氯化鈉熔融， 在350°C電解得到高純金屬鈹，也可直接用來作為制備有機鈹?shù)脑虾铣筛呒冇袡C鈹化合物?！揪唧w實施方式】
[0015]下面的實施例可使本專業(yè)技術人員更全面地理解本發(fā)明，但不以任何方式限制本發(fā)明。在不背離發(fā)明精神和實質的情況下，對本發(fā)明方法、步驟或條件所作的修改和替換， 均屬于本發(fā)明的范圍。若未特別指明，實施例中所用的技術手段為本領域技術人員所熟知的常規(guī)手段。
[0016] 實施例1:市購高純金屬鈹?shù)臏y定，使用儀器為ICP-MS[0〇17]用稀酸溶解后進行掃描并測定主要金屬雜質:Mg: 5680ppm;Fe: 774ppm;Al: 836ppm，其他雜質都在50ppm以下，因含量較低，所以未進行對比。
[0018]實施例2:氯化鈹?shù)暮铣蒣〇〇19] (1)在惰性氣氛下，向1L三口瓶中加7 ? 2克鈹粒和500mL無水乙醚，裝上磁力攪拌和回流冷卻裝置。
[0020] (2)向三口瓶中通干燥的氯化氫氣體，通氯化氫的速度應保持反應瓶中乙醚回流， 反應瓶溫度保持在40-50°C，這時有大量的氫氣產生。[0021 ] (3)反應時間大約為5小時后，鈹粒完全消失，溶液變?yōu)楹倭抗腆w雜質的透明液體。[〇〇22] (4)不過濾，直接在手套箱中減壓抽除乙醚后取樣，使用ICP-MS分析，雜質含量為 (相對于金屬Be):Mg 4980ppm;Fe 648ppm;Al:734ppm。[〇〇23]實施例3:氯化鈹?shù)暮铣珊鸵徊郊兓痆〇〇24] (1)在惰性氣氛下，向1L三口瓶中加8.1克鈹粒和600mL無水乙醚，裝上磁力攪拌和回流冷卻裝置。
[0025](2)向三口瓶中通干燥的氯化氫氣體，氣泡的速度應保持反應瓶中乙醚回流，反應瓶溫度保持在40-50°C，這時有大量的氫氣產生。
[0026](3)反應時間大約為6小時后，鈹粒完全消失，溶液變?yōu)楹倭抗腆w雜質的透明液體。[〇〇27](4)在手套箱中過濾，用200mL無水乙醚分2次清洗固體。[〇〇28](5)濾液在手套箱中濃縮抽去乙醚后即為氯化鈹固體。[0〇29](6)取樣分析雜質含量為(相對于金屬Be):Mg:82ppm;Fe:64ppm;Al:532ppm。
[0030]實施例4:氯化鈹?shù)暮铣珊蛢刹郊兓痆〇〇31](1)在惰性氣氛下，向1L三口瓶中加8.1克鈹粒和700mL無水乙醚，裝上磁力攪拌和回流冷卻裝置。[〇〇32](2)向三口瓶中通干燥的氯化氫氣體，氣泡的速度應保持反應瓶中乙醚回流，反應瓶溫度保持在40-50°C，這時有大量的氫氣產生。
[0033](3)反應時間大約為7小時后，鈹粒完全消失，溶液變?yōu)楹倭抗腆w雜質的透明液體。[〇〇34](4)在手套箱中過濾，用200mL無水乙醚分3次清洗固體。[〇〇35](5)濾液在手套箱中濃縮抽去乙醚后即為氯化鈹固體。[0〇36](6)利用無水苯充分攪拌洗滌上述氯化鈹固體45分鐘并過濾，用100mL無水苯分兩次清洗固體并抽干。[0〇37](7)取樣分析雜質含量為(相對于金屬Be):Mg:35ppm;Fe:53ppm;Al:31ppm。
【主權項】
1.氯化鈹?shù)闹苽浞椒?，其特征在于制備步驟為:(1)在惰性氣氛下，按照每10克鈹加入500-800mL乙醚的比例，向設有冷凝回流裝置的 反應容器中加鈹粒和無水乙醚；(2)向反應容器中通干燥的氯化氫氣體，氣泡的速度應保持反應容器中乙醚回流，反應 容器溫度保持在40-50 °C ;(3)待鈹粒完全消失，反應容器內為含少量固體雜質的透明液體；(4)在手套箱中過濾，用200mL無水乙醚分2-3次清洗固體；(5)濾液在手套箱中濃縮抽去乙醚后即為氯化鈹固體；(6)利用無水苯充分攪拌洗滌上述氯化鈹固體30-60分鐘并過濾，并用苯清洗固體，抽干后得到高純氯化鈹。2.根據(jù)權利要求1所述高純氯化鈹?shù)闹苽浞椒?，其特征在于所述原料乙醚和苯進行無 水無氧處理:在惰性氣氛下干燥處理后蒸餾出來。3.根據(jù)權利要求1所述高純氯化鈹?shù)闹苽浞椒?，其特征在于反應容器中的惰性氣氛為氬氣?.根據(jù)權利要求1所述高純氯化鈹?shù)闹苽浞椒?，其特征在于氯化氫氣體的流速應保持 乙醚回流。5.根據(jù)權利要求1所述高純氯化鈹?shù)闹苽浞椒?，其特征在于所述過濾用手套箱中水氧 含量不高于lppm。
【文檔編號】C01F3/00GK106044805SQ201610369772
【公開日】2016年10月26日
【申請日】2016年5月30日
【發(fā)明人】孔令宇, 潘毅, 王曉晨, 虞磊, 梅海波, 韓建林
【申請人】南京大學