水口山金屬鈹冶煉進(jìn)展

1、水口山金屬鈹冶煉進(jìn)展水口山有色金屬集團(tuán)有限公司第六冶煉廠 李振軍摘要：本文簡要介紹了金屬鈹?shù)男再|(zhì)、用途及國內(nèi)外生產(chǎn)情況，著重?cái)⑹隽怂谏浇饘兮斠睙挼臍v史和改造后金屬鈹車間生產(chǎn)工藝、產(chǎn)品質(zhì)量和防護(hù)、環(huán)保狀況。關(guān)鍵詞：金屬鈹 冶煉 流程一、金屬鈹?shù)男再|(zhì)和應(yīng)用鈹是已知的最輕的金屬結(jié)構(gòu)材料之一，它的密度為1.85g/cm3，是鋁的2/3。它的抗拉強(qiáng)度從345MPa(熱壓坯)827MPa（擠壓棒），即使溫度升高到816還仍然維持一定的強(qiáng)度，而在這一溫度下，鋁和鎂早已熔化。鈹?shù)牧硪伙@著特性是具有很高的彈性模量（3.03105MPa），相當(dāng)鋁的4倍，鈦的2.5倍，鋼的1.3倍1。由于它綜合了強(qiáng)度高、彈性模量

2、高、密度小的特性，所以在需要高比強(qiáng)度（強(qiáng)度/密度）高比剛度（彈性模量/密度）的運(yùn)用中就顯得尤其重要。鈹還具有良好的熱性能，室溫下其比熱為1925J/Kg oK，是所有金屬中最高的。這就意味著在給定重量和溫度范圍內(nèi)鈹比其它金屬吸熱的能力都要強(qiáng)。例如100克鈹吸收的熱分別相當(dāng)200克鋁、385克鋼和500克銅吸收的熱。鈹?shù)臒釋?dǎo)率為216W/m/oK，比鋁還高。這些性能說明鈹有良好的抗熱震性和熱擴(kuò)散性。所以用鈹做成的構(gòu)件能保證迅速的溫度均衡，減少溫度梯度造成的變形 。鈹?shù)臒崤蛎浵禂?shù)為11.510-6/cm/cm/ ,為鋁的1/2，與不銹鋼接近，這也是由溫度引起的變形小的原因1 。 由于鈹具有獨(dú)特的綜

3、合性能，使它在航天航空領(lǐng)域獲得了很多的運(yùn)用，成為一種成熟的太空材料。作為結(jié)構(gòu)材料，在航天飛機(jī)中作窗和連接門的框架，攝像機(jī)鏡頭支架；在深度太空探測航天器中作望遠(yuǎn)鏡的支撐座。這些運(yùn)用中注重的是鈹高強(qiáng)度和高剛度以及由此帶來的尺寸穩(wěn)定性，然而重量輕也是重要的因素之一，因?yàn)楫?dāng)航天器的發(fā)射運(yùn)行費(fèi)用超過2.5萬美元/公斤時(shí)，使用密度小的鈹就成為降低費(fèi)用有效途徑之一。作為結(jié)構(gòu)材料鈹還有可能作為航天飛機(jī)液氫發(fā)動(dòng)機(jī)的零件和冷卻管，因?yàn)槌怂臋C(jī)械性能外，它還具有良好的熱導(dǎo)率和對氫的不滲透性。鈹對紅外線的反射率很高，是一種光學(xué)鏡片的材料，用于紅外波段亦可用于可見波段（化學(xué)鍍鎳后）。在天文望遠(yuǎn)鏡、資源衛(wèi)星、氣象衛(wèi)星中

4、都用到這種鏡片。鈹鏡已成功應(yīng)用于“神舟”飛船的分辨率成像光譜儀上，其作用是將地面信息反射到成像光譜儀的光學(xué)系統(tǒng)，以達(dá)到清晰成像的目的。鈹光學(xué)鏡片還用于常規(guī)武器中，如德國Lepard型和型主戰(zhàn)坦克描準(zhǔn)器的鏡片就是用“近凈型（NNS）鈹”為材料的1。鈹還是飛機(jī)、火箭等慣性導(dǎo)航儀表的首選材料。重量輕、強(qiáng)度高、剛性好，高微屈服強(qiáng)度（產(chǎn)生1微英寸變型時(shí)的許用應(yīng)力）對儀表的尺寸的穩(wěn)定性起著十分重要的作用。因?yàn)閮x表本身微小的重心偏移，會(huì)導(dǎo)致巨大的飛行偏差。金屬鈹還具有特殊的核性能，例如較低的中子吸收截面，較高的中子散射截面，因此它的另一項(xiàng)重要的用途是作反應(yīng)堆的反射層材料。它可使散漏的中子反回堆心。特別是在要

5、求重量輕、體積小，及高中子通量的情況下它既可作中子反射層，又可作中子調(diào)速劑。這些性質(zhì)引起了聚變反應(yīng)堆設(shè)計(jì)者們的興趣。包括中國在內(nèi)的六方合作研究項(xiàng)目“國際熱核聚變反應(yīng)堆（ITER）項(xiàng)目”中第一壁板的設(shè)計(jì)已經(jīng)大量選用鈹材。這一項(xiàng)目有可能使人類獲得清潔的，取之不盡的能源。鈹也是核武器不可缺少的材料之一。近十多年來，鈹鋁合金的運(yùn)用已十分廣泛，它的比重、強(qiáng)度、剛度和熱導(dǎo)率介于鈹和鋁之間，由于成本的優(yōu)勢和加工技術(shù)的進(jìn)步，不僅取代了純鈹?shù)牟糠萦猛?，而且也開辟了廣泛的民用領(lǐng)域。如高性能賽車制動(dòng)器零件，及用鈹鋁擠壓棒加工的計(jì)算機(jī)硬盤驅(qū)動(dòng)器零件等2。金屬鈹是一種很特殊的鮮為人知的產(chǎn)品，隨著鈹冶煉和加工技術(shù)的不斷進(jìn)

6、步，以及應(yīng)用范圍的不斷開拓，金屬鈹?shù)奶貏e意義和經(jīng)濟(jì)吸引力將日益明顯。二、國內(nèi)外金屬鈹生產(chǎn)概況我國1954年就開始鈹冶煉工藝的研究，1957年完成了氧化鈹和金屬鈹?shù)男⌒驮囼?yàn)。同年在湖南水口山礦務(wù)局開始籌建鈹?shù)闹虚g試驗(yàn)廠即現(xiàn)在的水口山有色金屬集團(tuán)公司第六冶煉廠。年產(chǎn)20噸的氧化鈹車間于1958年6月建成投產(chǎn)，年產(chǎn)2噸的金屬鈹車間于1959年底投產(chǎn)。投產(chǎn)之初，工藝不成熟，防護(hù)問題十分棘手。1961年春，冶金工業(yè)部委托北京有色設(shè)計(jì)總院根據(jù)當(dāng)時(shí)取得的數(shù)據(jù)重新設(shè)計(jì)，將兩試驗(yàn)車間改成生產(chǎn)車間。改建后的車間于1964年正式投產(chǎn)，但生產(chǎn)中諸如工藝設(shè)備，質(zhì)量、回收率、防護(hù)方面的問題仍然很多。1969年又重新設(shè)計(jì)和

7、建設(shè)金屬鈹車間，于1971年投產(chǎn)，其后金屬鈹?shù)纳a(chǎn)大體上運(yùn)行正常，生產(chǎn)能力為6噸/年。上世紀(jì)60年代初在上海松江，70年代初在甘肅靖遠(yuǎn)曾先后建立了兩個(gè)鈹冶煉廠（前者為901廠，后者為903廠）。由于種種原因在70年代中期相繼轉(zhuǎn)產(chǎn)或停產(chǎn)，而僅有水口山六廠的鈹生產(chǎn)仍然保存下來。美國布拉什 威爾曼（Brush.Wellman）是世界上最大的最完整的鈹生產(chǎn)者。它在猶它洲的托帕茲 斯波山（Topaz-spor Mountain）開采硅鈹石礦，礦石運(yùn)到猶它戴爾塔（Delta）提取出氫氧化鈹，然后運(yùn)到依爾莫（Elmore）冶煉成金屬鈹和其它鈹產(chǎn)品。上世紀(jì)90年代初，軍工定貨減少，美國純鈹?shù)挠昧看鬁p。由于新產(chǎn)

8、品開發(fā)、加工技術(shù)的進(jìn)步，金屬鈹?shù)挠昧吭黾友杆伲?000年據(jù)說生產(chǎn)能力已接近飽和。哈薩克斯坦的烏爾巴廠有很大的金屬鈹生產(chǎn)能力，蘇聯(lián)解體后曾長時(shí)間停產(chǎn)。2000年前后在美國Brush Wellman的合作下，恢復(fù)了生產(chǎn)，產(chǎn)品主要賣給美國。布拉什 威爾曼從烏爾巴購買金屬鈹可能是以資源為出發(fā)點(diǎn)，該公司歷來都致力于開發(fā)鈹資源，延長國內(nèi)資源的壽命。另外環(huán)境問題也是原因之一。三、水口山金屬鈹?shù)囊睙捁に?、冶煉工藝概述因?yàn)殁斣谠幽芄I(yè)中的重要作用，1940-1953年間，純鈹?shù)纳a(chǎn)得到了迅速的發(fā)展。早期少量純鈹?shù)纳a(chǎn)是用氯化鈹或氟化鈹?shù)碾娊夥?，得到鱗片狀鈹，但具有一定規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)都是用氟化鈹鎂熱還原法。

9、美國、哈薩克斯坦、中國、印度5都是如此。氟化鈹?shù)逆V熱還原法生產(chǎn)金屬鈹大體上可以分為以下幾個(gè)步驟4：（1）制備具有一定純度的氟鈹化銨晶體。（2）將氟鈹化銨加熱分解成玻璃狀的氟化鈹。（3）用鎂將氟化鈹還原成金屬鈹珠。（4）將金屬鈹珠在真空下熔鑄成鈹錠。水口山六廠的金屬鈹生產(chǎn)只有前面3步，真空熔鑄在寧夏西材院進(jìn)行。2、美國布拉什 威爾曼的金屬鈹冶煉流程為了找出水口山金屬鈹生產(chǎn)中存在的問題，先對美國金屬鈹?shù)纳a(chǎn)流程進(jìn)行簡要的討論。圖1、為美國布拉什 威爾曼的金屬鈹珠冶煉流程圖3。將氫氧化鈹和冶煉、加工過程產(chǎn)生的含鈹廢料用氟氫化銨溶解。得到氟鈹化銨的溶液。加入石灰是為了提高PH值，除去物料中的鋁；濾除殘

10、渣后，向溶液中加硫化鈉去除溶液中的鐵和重金屬離子（凈化過程）；然后將溶液蒸發(fā)，冷卻結(jié)晶。離心分離，母液返回蒸發(fā)，氟鈹化銨晶體進(jìn)入烘干工序；氟鈹化銨加熱分解得到氟化鈹和氟化銨，氟化鈹是下一工序的原料，氟化銨則用水吸收達(dá)到一定濃度后加配氫氟酸形成氟氫化銨溶液，返回溶解工序使用；氟化鈹配入一定量的鎂，在高溫下還原成金屬鈹和氟化鎂，冷凝后，將金屬鈹珠和氟化鎂渣分離；最后真空熔鑄。從工藝的角度看：上述流程中產(chǎn)生的中間物料（氟化銨、結(jié)晶母液）和含鈹廢料都在閉路的循環(huán)中，所以回收率一定會(huì)高（90%）。圖1、Brush Wellman 金屬鈹流程圖返回廢料Be(OH)2石灰 真空過濾漿液貯槽溶解 (NH4)2

11、BeF4 溶液 凈化 HF 硫化物 NH4HF液制備槽凈化液貯槽蒸發(fā)結(jié)晶過 濾離心過濾干燥 母液 (NH4)2BeF4分解爐NH4F溶液貯槽貯槽吸收塔 NH4F BeF2 鎂塊熔體冷卻還原爐真空熔鑄鈹珠分選 鈹錠3、水口山六廠的金屬鈹生產(chǎn)流程圖2、為改造前水口山六廠的金屬鈹生產(chǎn)流程圖水口山六廠金屬鈹?shù)纳a(chǎn)流程與美國布拉什 威爾曼的流程并無本質(zhì)區(qū)別，但具體作法上的差異很大。例如：水口山流程是用氣態(tài)氟化氫（100%的HF）溶解氫氧化鈹，得到高濃度的H2BeF4（含Be70g/l以上）溶液，再通氨氣，得到氟鈹化銨結(jié)晶。優(yōu)點(diǎn)是省去了蒸發(fā)，但結(jié)晶母液不能返回。流程投入的原料僅為純氫氧化鈹，未設(shè)凈化工序。

12、還原產(chǎn)生的含鈹煙塵，鈹渣分離過程產(chǎn)生的含鈹渣水，還原渣中細(xì)鈹粒都沒有回收處理的工藝過程。分解過程產(chǎn)生的氟化銨煙塵沒有回收，造成氟、氨的浪費(fèi)，也損失了一些鈹。這一流程雖然能得到最終產(chǎn)品金屬鈹珠，然而，是一個(gè)不完善的流程，回收率很低，化工材料消耗也高。根據(jù)1979年的生產(chǎn)統(tǒng)計(jì)：流程中母液含鈹量占投入量的11.5%,渣水占14.5%,還原渣占6.6%,還原煙塵占3.2%,氟化銨煙塵占1%。這些含鈹物料流程本身無法回收利用，長期貯存，最終結(jié)果是流失。水口山六廠金屬鈹流程中存在的種種問題是歷史上的原因形成的，與當(dāng)時(shí)的整體技術(shù)水平有關(guān)，也與市場不足，長期停產(chǎn)有關(guān)。圖2、水口山金屬鈹生產(chǎn)流程 精制Be(OH

13、)2 HF(氣態(tài)) NH4F煙塵分解爐溶 解 H2BeF4 溶液 BeF2 還原煙塵還原爐鹽析結(jié)晶 NH3 鎂塊 鈹渣分離(水煮) 母液 (NH4)2BeF4晶體 還原渣 渣水 金屬鈹珠四、水口山六廠金屬鈹生產(chǎn)的進(jìn)展1、金屬鈹生產(chǎn)線改造的契機(jī)從1959年到1980年間，按國家的需要，水口山六廠的的金屬鈹生產(chǎn)時(shí)開時(shí)停，累計(jì)生產(chǎn)金屬鈹珠xx.x噸。由于當(dāng)時(shí)鈹?shù)挠猛局饕抻谲姽ぃ?981年后停產(chǎn)，直至2004年。長期停產(chǎn)阻礙了金屬鈹生產(chǎn)技術(shù)的進(jìn)步，設(shè)備損壞，人員流失。但在鈹產(chǎn)品市場蕭條，經(jīng)營狀況十分艱難的條件下，20多年來水口山六廠始終沒有放棄金屬鈹生產(chǎn)線，也始終沒有忘記對金屬鈹生產(chǎn)線進(jìn)行改造的技術(shù)

14、準(zhǔn)備。由于金屬鈹是一種戰(zhàn)略物資，也是與高新技術(shù)緊密相關(guān)的材料，在政府主管部門的高度重視下，經(jīng)過水口山六廠多年不懈的努力，2003年3月“金屬鈹珠生產(chǎn)線復(fù)產(chǎn)工程建設(shè)可行性研究報(bào)告”得到上級部門的批復(fù)。2004年10月，停產(chǎn)24年的金屬鈹車間終于恢復(fù)了生產(chǎn)。復(fù)產(chǎn)后的生產(chǎn)能力仍為6噸/年。2、復(fù)產(chǎn)后的金屬鈹流程改進(jìn)金屬鈹珠生產(chǎn)線復(fù)產(chǎn)項(xiàng)目的實(shí)施，是一種機(jī)遇，如何總結(jié)過去的經(jīng)驗(yàn)，使金屬鈹?shù)囊睙捈夹g(shù)達(dá)到一個(gè)新的水平，首要的事情是要將過去不能回收利用的中間物料，合理的循環(huán)利用，實(shí)現(xiàn)全流程閉路。根據(jù)過去取得的生產(chǎn)、科研成果和反復(fù)的分析比較我們認(rèn)為：在主流程不變的前提下，將溶液狀態(tài)的中間物料（母液、渣水）和固體

15、狀態(tài)的中間物（還原渣、煙塵）分開處理，實(shí)現(xiàn)回收閉路是最有把握的方案。（1）母液、渣水的凈化回收生產(chǎn)1噸金屬鈹產(chǎn)生的母液量大約16m3（Be 15g/l）,渣水28m3（Be 12g/l）。二者雜質(zhì)含量不高，經(jīng)調(diào)配后正好適合氟鈹化銨的氟鈹比。只要稍加凈化，便可達(dá)到Be-01級鈹珠要求。所以二者的回收目標(biāo)是產(chǎn)出Be-01級鈹珠。復(fù)產(chǎn)后的母液、渣水回收方法如圖3、所示。圖3、母液、渣水回收處理流程圖 母液 渣水混合、調(diào)氟鈹比蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶 過濾分離 氧化過程 加硫化物除鐵、重金屬 (NH4)2BeF4結(jié)晶 母液過濾分離 分解、還原 凈化液 渣（棄） Be-01金屬鈹 （2）還原渣和煙塵的浸出回收生產(chǎn)

16、1噸金屬鈹珠產(chǎn)生的還原渣為10噸（Be 1.5-2%）,產(chǎn)生的煙灰約為1.8噸（Be 8%）。還原渣的主要成份是氟化鎂，其中含有粒度小于1mm的金屬鈹粒。在鈹渣分離過程帶進(jìn)污染物的機(jī)會(huì)很多，所以它的雜質(zhì)含量較高。還原過程產(chǎn)生煙灰其鈹?shù)闹饕螒B(tài)是氧化鈹，還有氟化鈹，氧化鎂等。二種物料的共同特點(diǎn)是：其中的鈹難以浸出，需要在較高的氫氟酸濃度下，才有較滿意的浸出率；浸出液的雜質(zhì)含量高，深度凈化的難度大。在較高氫氟酸濃度下，浸出后的還原渣含鈹可接近0.1%，浸出效率達(dá)95%以上。浸出后煙灰的含鈹量低于0.5%, 浸出效率大于90%。浸出液含鈹20-30g/l，鐵含量1-3g/l。根據(jù)浸出液的狀況，將還原

17、渣和煙灰的回收目標(biāo)定為產(chǎn)出等外級金屬鈹珠，其流程見圖4、。可以向浸出后的濾液中加入碳酸鈣提高PH，當(dāng)PH升高到6-7時(shí)濾液中的鋁和鐵被大量的除去。過濾后向?yàn)V液中加入回收的氟化銨，然后再進(jìn)行后續(xù)的蒸發(fā)結(jié)晶，分解還原。在沒有其它凈化措施的條件下，產(chǎn)出金屬鈹中的鐵可達(dá)0.3-0.5%,完全適合作鈹鋁中間合金的要求。這一過程可消耗一部份回收氟化銨。圖4、還原渣、煙灰的回收流程圖調(diào)氟鈹比 還原渣（或煙灰） 30%HF 加回收氟化銨 二次浸出蒸發(fā)、冷卻結(jié)晶過 濾過 濾 氟化鎂（出售） 母液 濾液 碳酸鈣 (NH4)2BeF4結(jié)晶中和除雜質(zhì) 分解、還原過 濾 等外鈹珠 濾液 濾渣（棄）（3）回收氟化銨的利用

18、問題在氟鈹化銨分解過程中除得到氟化鈹外，還得到氟化銨。復(fù)產(chǎn)后的工藝中是通過干法捕集回收的。生產(chǎn)1噸鈹珠，同時(shí)產(chǎn)出8.2噸的氟化銨。氟化銨是較貴的化工材料，但不可能作商品出售，棄之，污染環(huán)境。所以必需設(shè)法加以利用。在上述還原渣和煙灰回收中已用去約30%，余下70%（8.270%=5.74噸）需另找用途。由于金屬鈹作為鎂鋁合金微量元素添加劑方面有十分獨(dú)特的作用，加入0.001%的鈹即可防止熔鑄過程中鎂的燒損，從而減少夾渣，改善合金的性能。全世界鎂合金的用量以每年10%的速度增加。近幾年來，含鈹4%左右的鈹鋁中間合金用量有了很大的增長，預(yù)計(jì)國內(nèi)用于鈹鋁中間合金的鈹達(dá)3-5噸。這種鈹?shù)募兌纫蟮?，例?/p>

19、即使含鐵達(dá)1%也可達(dá)到中間合金產(chǎn)品質(zhì)量指標(biāo)。為適應(yīng)這種需求，需要生產(chǎn)一種鈹鋁中間合金用鈹珠（合金級鈹珠）。這種鈹珠要求成本低，必須使用比較廉價(jià)的原材料，回收的氟化銨當(dāng)然成了首選的原材料之一。除圖4中生產(chǎn)的等外鈹珠，實(shí)際上屬于合金級鈹珠外，還專門設(shè)計(jì)了一種用工業(yè)氫氧化鈹，工業(yè)鎂錠，回收氟化銨等廉價(jià)原材料生產(chǎn)的合金級鈹珠。每公斤成本可低于正常產(chǎn)品1000元左右。合金級鈹珠一方面是適應(yīng)市場的需要，另外也是為了充分利用回收的氟化銨，做到物盡其用。根據(jù)計(jì)算，每生產(chǎn)1噸金屬鈹珠回收的氟化銨量可生產(chǎn)合金級鈹珠約300kg，其數(shù)量還遠(yuǎn)不及市場要求 ，軍工的市場仍然是有限的，為充分發(fā)揮復(fù)產(chǎn)后的金屬鈹生產(chǎn)能力，我

20、們還可生產(chǎn)更多的合金級鈹珠 。（4）復(fù)產(chǎn)后的水口山金屬鈹生產(chǎn)流程評價(jià)水口山金屬鈹珠生產(chǎn)線復(fù)產(chǎn)工程項(xiàng)目的流程設(shè)計(jì)并沒有簡單的模仿國外流程，主要是因?yàn)樗谏竭^去幾十年的生產(chǎn)經(jīng)驗(yàn)和技術(shù)積累是寶貴的 。例如我們的鹽析結(jié)晶法生產(chǎn)(NH4)2BeF4結(jié)晶，雖然是導(dǎo)致母液和渣水不能回收利用的主要原因，但另一方面又避免了大量溶液的蒸發(fā)，使生產(chǎn)過程和設(shè)備變得簡單 。因此我們保留了這一方法，也就是保留水口山金屬鈹生產(chǎn)的主體流程 。這樣，可以使復(fù)產(chǎn)后的生產(chǎn)組織和管理少走彎路 。復(fù)產(chǎn)后的金屬鈹珠生產(chǎn)流程全圖見圖5，其中虛線所示為復(fù)產(chǎn)后增加部份 。圖5、復(fù)產(chǎn)后的水口山金屬鈹珠生產(chǎn)流程全圖 精制Be(OH)2 HF(氣態(tài)

21、) NH4F煙氣分解爐溶 解 H2BeF4 溶液 BeF2 還原煙塵還原爐鹽析結(jié)晶 NH3 鎂塊 鈹渣分離(水煮) 母液 (NH4)2BeF4晶體 渣水 還原渣 金屬鈹珠混合、調(diào)F/Be兩次浸出 30%氫氟酸過 濾 氧化、硫化物除鐵 工業(yè)Be(OH)2 氟化鎂 碳酸鈣過 濾 棄渣中和除雜質(zhì)溶解、合成 凈化液 過濾蒸發(fā)冷卻結(jié)晶過 濾 棄渣 調(diào)氟鈹比 棄渣 濾液過 濾蒸發(fā)冷卻結(jié)晶 母液過濾 母液 (NH4)2BeF4結(jié)晶 (NH4)2BeF4結(jié)晶 注：圖中虛線所示部份為復(fù)產(chǎn)后新增的工序 流程中產(chǎn)生的所有含鈹物料（溶液的 、固體的）都得到合理的回收和利用 。實(shí)現(xiàn)了全流程的閉路，在這一點(diǎn)上我們的流程已

22、達(dá)到美國布拉什 威爾曼流程同樣的效果 。流程閉路有利用于降低成本，提高竟?fàn)幜?。從工藝角度看，流程中只有少量的棄渣產(chǎn)生，所以只要操作管理得當(dāng)，不會(huì)產(chǎn)生對環(huán)境的污染 。在生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品的同時(shí)，設(shè)計(jì)不同質(zhì)量要求的產(chǎn)品，使成本降低，物盡其用。有利于發(fā)揮生產(chǎn)能力，適應(yīng)市場的需求，提高效益。過去金屬鈹珠的直收率為45%，復(fù)產(chǎn)后的直收率今年上半年達(dá)到了70%。隨著工人操作水平的提高和管理的進(jìn)步，回收率提高還有較大的空間。3、金屬鈹珠質(zhì)量的改進(jìn)（1） 金屬鈹珠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)現(xiàn)行金屬鈹珠的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)為1986年發(fā)布的GBn262-86。在此標(biāo)準(zhǔn)中將金屬鈹珠分為3個(gè)級別。相對于1975年發(fā)布的YB855-75標(biāo)準(zhǔn)，G

23、Bn262-86在YB855-75的基礎(chǔ)上增加了一個(gè)高純鈹珠級別-Be-02?，F(xiàn)摘錄其化學(xué)成份如下：金屬鈹珠化學(xué)成份（GBn262-86） 單位%雜質(zhì)元素Be-02Be-01Be-1Fe0.050.1050.25Al0.020.150.25Si0.0060.060.10Cu0.0050.015Pb0.0020.0030.005Zn0.0070.01Ni0.0020.0080.025Cr0.0020.0130.025Mn0.0060.0150.028Co0.0005B0.0001Cd0.00004Ag0.0003Mg1.01.01.1Sm0.00001Eu0.00001Ga0.00001Dy0.

24、0001Li0.00015Be-02級金屬鈹珠是1984年-1985年間水口山六廠為滿足當(dāng)時(shí)國防科研的需要而特別試制的產(chǎn)品，共計(jì)產(chǎn)出了300kg左右。之后，這種鈹珠實(shí)際上再?zèng)]有定貨。在復(fù)產(chǎn)前水口山六廠的鈹珠有90%可達(dá)Be-01級，如要達(dá)到Be-02級的要求，則必需采取新的工藝和設(shè)備。由于Be-02鈹珠當(dāng)時(shí)沒有實(shí)際需求，復(fù)產(chǎn)工程仍按Be-01進(jìn)行設(shè)計(jì)。（2） 復(fù)產(chǎn)后金屬鈹珠的質(zhì)量水平2004年10月投產(chǎn)后，金屬鈹珠的質(zhì)量可以100%的達(dá)到Be-01要求。由于鈹材整體質(zhì)量水平的提升，對鈹珠的質(zhì)量水平提出了新的要求。2005年初，用戶急需提供Be-02級鈹珠，而且要求今后金屬鈹珠的質(zhì)量水平大部份要

25、達(dá)到Be-02級水平。2005年3月水口山六廠按新的高純鈹工藝生產(chǎn)了一定數(shù)量的鈹珠，滿足了用戶的需求。能否避開繁瑣的高純鈹工藝，在現(xiàn)有Be-01流程基礎(chǔ)上生產(chǎn)出Be-02的產(chǎn)品，是一個(gè)十分現(xiàn)實(shí)的問題。按照水口山六廠的流程設(shè)計(jì)，是將Be(OH)2預(yù)先提純再制備氟化物生產(chǎn)鈹珠。所以只要在氟化物制備到金屬鈹還原過程的各環(huán)節(jié)不帶進(jìn)雜質(zhì)即可提高純度。據(jù)此，在許多操作細(xì)節(jié)上，如氟化氫和液氨的加入方法，結(jié)晶過程的控制，分解爐內(nèi)部結(jié)構(gòu)等方面都進(jìn)行了局部的調(diào)整和改進(jìn)。經(jīng)過2006年上半年的實(shí)踐證明，用現(xiàn)在的Be-01的流程和設(shè)備，可以生產(chǎn)出Be-02金屬鈹珠。為了確保Be-02品級率高，又對各工序設(shè)備在耐蝕性、

26、耐久性方面進(jìn)行了改進(jìn)，以期保證不發(fā)生設(shè)備損壞帶來污染?，F(xiàn)已經(jīng)證明：生產(chǎn)Be-02鈹珠的合格率同樣也很高。這是水口山金屬鈹珠生產(chǎn)流程的一個(gè)重大的進(jìn)展，這一進(jìn)展為向國際熱核聚變反應(yīng)堆提供鈹原料打下了基礎(chǔ)。五、金屬鈹生產(chǎn)中的防護(hù)和環(huán)境問題1、鈹?shù)奈：喪鲡敽外數(shù)幕衔锒际怯卸镜模數(shù)囊睙?、加工過程都存在對人體的危害。而金屬鈹?shù)囊睙掃^程相對更加嚴(yán)重一些。鈹對人體的危害主要有以下幾方面：鈹引起的皮膚病：車間從事鈹冶煉作業(yè)的人員，其身體暴露部份產(chǎn)生似粟粒大小的小血疹，密集成群，發(fā)紅灼熱奇癢。非暴露部份，如腹部、大腿內(nèi)側(cè)，可能因衣服的污染也會(huì)發(fā)生類似的情況。如果皮膚稍有創(chuàng)傷，則引起潰瘍，久治不愈。急性鈹?。?/p>

27、短時(shí)內(nèi)吸入高濃的含鈹煙氣，可能產(chǎn)生氣促、胸痛、咳嗽、腹脹、發(fā)燒等，但脫離接觸后可以治愈。慢性鈹?。簭氖骡斠睙挼娜耍赡芤鹇遭敳?，其癥狀為氣促、咳嗽、胸悶、消瘦、乏力。大多數(shù)情況下都是不可治愈的。國外認(rèn)為，吸入含鈹粉塵，在某些個(gè)體中可引起嚴(yán)重的慢性鈹肺病。這是一種高度過敏性疾病，在過敏狀態(tài)下，可能導(dǎo)致肺炎，甚至肺纖維化，從而有礙肺和血液之間的氧交換。水口山六廠建廠以來共發(fā)生慢性鈹病35例。控制慢性鈹病發(fā)生的有效方法是加強(qiáng)通風(fēng)防塵，使作業(yè)場所空氣中的鈹塵濃度不超過1g/m3（國標(biāo)）。2、復(fù)產(chǎn)后金屬鈹防護(hù)的改進(jìn)金屬鈹生產(chǎn)中，氟鈹化銨分解工序和氟化鈹還原工序的防護(hù)問題是最為棘手的。氟鈹化銨分解產(chǎn)生

28、的尾氣氟化銨（NH4F）其粒度小于1m的占47%，水中的溶解度為100g/100g6, 所以吸濕性很強(qiáng)。過去由于沒有找到適宜的回收處理設(shè)備，只得用文氏管沖擊塔洗滌后排放。在文氏管堵塞時(shí)，煙氣大量外溢，人員無法靠近。氟化鈹還原過程產(chǎn)生的煙塵，主要為氧化鈹、氟化鈹、氧化鎂等。粒度低于1m的占50%，易吸潮，結(jié)塊。過去曾采用保溫布袋收塵器捕集煙塵。但2-3天后布袋阻力急劇升高，無法正常運(yùn)轉(zhuǎn)。工人經(jīng)常處在惡劣的操作環(huán)境中。上述作業(yè)環(huán)境對身體的危害是不言而喻的。所以在復(fù)產(chǎn)工程的設(shè)計(jì)中，如何選擇相應(yīng)的分解、還原收塵設(shè)備顯得尤其重要。根據(jù)煙塵的性質(zhì)，和過去積累的經(jīng)驗(yàn)，選用了塑燒板除塵器。其關(guān)鍵部件塑燒板是一種高分子化學(xué)粉體，經(jīng)鑄型、燒結(jié)后成多孔母體，其表面孔隙為4-6m，排放濃度通?？傻陀?0mg/m3。這種除塵器作為還原煙塵的捕集器是很成功的，投產(chǎn)后便運(yùn)行正常。但對于分解煙塵，因?yàn)槠湫再|(zhì)特殊，投產(chǎn)后并不能正常運(yùn)行，經(jīng)過對氟化銨煙塵性質(zhì)的反復(fù)研究，增加了輔助設(shè)施，并制定了一套啟動(dòng)運(yùn)行規(guī)程，才得以正常運(yùn)行。近兩年運(yùn)行的狀