Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究

第1頁共第1頁共NUM頁Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究摘要：隨著國家對核電事業(yè)的大力投資建設(shè)，氟化鈹作為新型第四代核反應(yīng)堆堆芯的傳熱材料，對其純度要求非常高。而氫氧化鈹是制取氟化鈹?shù)闹匾希芯咳コ龤溲趸斨械牧蛩岣⑦_(dá)到要求的純度，有很重要的研究意義和研究價值。某鈹?shù)V生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的Be(OH)2中SO42-含量為5.17%左右，根據(jù)核純級Be(OH)2的要求，要求Be(OH)2中SO42-含量達(dá)到0.05%以下。根據(jù)Be(OH)2的性質(zhì)，結(jié)合去除低濃度SO42-的方法，分別用洗滌法、氯化鋇沉淀法、片堿溶解再沉淀法進(jìn)行去除硫酸根的實(shí)驗(yàn)研究，得出相關(guān)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：洗滌法處理后的Be(OH)2試樣含SO42-約3%，達(dá)不到工藝要求；氯化鋇沉淀法去除SO42-后，得到的Be(OH)2含SO42-約0.05%左右，基本達(dá)到工藝要求；先用片堿溶解Be(OH)2后，再用鹽酸使Be(OH)2析出，得到的Be(OH)2含SO42-達(dá)到0.2%，去除效果不好。此次實(shí)驗(yàn)中，氯化鋇沉淀法去除硫酸根效果最好。關(guān)鍵詞：去除低濃度SO42-，洗滌法，氯化鋇沉淀法，氫氧化鈉溶解再沉淀法ExperimentalstudyonremovalofsulfateinberylliumhydroxideAbstract:Alongwiththenationalinvestmentconstructionofthenuclearpowerindustry,heattransfermaterialberylliumfluorideasthenewfourthgenerationnuclearreactorcore,theveryhighpurityrequirements.Hydrogenisanimportantrawmaterialforproducingberylliumoxideberylliumfluoride,removalofsulfateberylliumhydroxideintoachievetherequiredpurity,valuableresearchsignificanceandtheresearchisveryimportant.Thesulfatecontentofberylliumhydroxideproductionofaberylliumoreproductionofabout5.17%,accordingtothenucleargradeberylliumhydroxiderequirements,requirementsofsulfatecontentberylliumhydroxidetobelow0.05%.Accordingtothepropertiesofberylliumhydroxide,combinedwiththemethodofremovinglowconcentrationofsulfate,experimentswereconductedtostudytheremovalofsulfatewereusedtowashingmethod,bariumchlorideprecipitation,alkalidissolutionreprecipitationmethod,drawrelevantconclusions.Theexperimentalresultsshowthat:berylliumhydroxidesamplewashingafterprocessingsulfate-containingabout3%,notuptoprocessrequirements;removalofsulfatebariumchlorideprecipitation,berylliumhydroxideobtainedcontainingsulfateofabout0.05%,basicallymeettheprocessrequirements;firstwithcausticsodadissolvedberylliumhydroxide,andhydrochloricacidtoberylliumhydroxideprecipitation,berylliumhydroxideobtainedcontainingsulfatereaches0.2%,theremovaleffectisnotgood.Inthisexperiment,thebesteffectofremovalofsulfatebariumchlorideprecipitation.Keywords:removaloflowconcentrationSO42-,Washingmethod,bariumchlorideprecipitation,alkalidissolutionreprecipitationmethod目錄1、前言 41.1實(shí)驗(yàn)依據(jù)及研究意義 41.2實(shí)驗(yàn)主要研究的內(nèi)容 41.3實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)及難點(diǎn) 42、氫氧化鈹 42.1氫氧化鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì) 42.2氫氧化鈹?shù)奈锢硇再|(zhì) 52.3鈹?shù)纳a(chǎn)方法 52.3.1硫酸法 52.3.2氟化法 52.3.3水口山六廠的鈹生產(chǎn)方法 63、實(shí)驗(yàn)基本思路和實(shí)驗(yàn)方法 73.1.硫酸根的去除方法 83.1.1化學(xué)沉淀法 83.1.2冷凍法 83.1.3離子交換法 83.1.4膜分離法 83.2氫氧化鈹?shù)奶峒?84、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)用藥劑 94.1基本實(shí)驗(yàn)儀器 94.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備 94.3實(shí)驗(yàn)試劑 95、Be(OH)2樣品中SO42-的測定 105.1硫酸根鹽酸聯(lián)苯胺法 105.1.1鹽酸聯(lián)苯胺容量法測定硫酸根的原理 105.1.2硫酸根鹽酸聯(lián)苯胺法操作步驟 105.2光度比濁法測定硫酸根 106、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論 116.1.洗滌法 116.1.1NH4Cl洗滌 116.1.2（NH4）2CO3洗滌 116.1.3NaOH洗滌 116.2氯化鋇沉淀法 126.2.1[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值對氯化鋇沉淀法去除SO42-的影響 136.2.2氯化鋇沉淀法去除SO42- 146.3氫氧化鈉溶解法 156.3.1氫氧化鈹?shù)娜芙?156.3.2氫氧化鈉溶解法 177、實(shí)驗(yàn)結(jié)論 18參考文獻(xiàn) 18致謝 181、前言1.1實(shí)驗(yàn)依據(jù)及研究意義根據(jù)某鈹?shù)V生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的Be(OH)2中SO42-含量為5.17%左右，根據(jù)核純級Be(OH)2的要求，要求Be(OH)2中SO42-含量達(dá)到0.05%以下，為此開展本項目的研究，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。1.2實(shí)驗(yàn)主要研究的內(nèi)容實(shí)驗(yàn)主要研究內(nèi)容是設(shè)計不同的方法，除去Be(OH)2樣品里面的SO42-，力爭使樣品含有的SO42-降低至0.05%以下。1.3實(shí)驗(yàn)的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)實(shí)驗(yàn)重點(diǎn)是氫氧化鈹中硫酸根的去除。實(shí)驗(yàn)難點(diǎn)是從氫氧化鈹樣品中去除硫酸根以達(dá)到工藝要求的最低濃度，甚至濃度比工藝要求的最低濃度更低。2、氫氧化鈹2.1氫氧化鈹?shù)幕瘜W(xué)性質(zhì)①Be(OH)2與鹽酸反應(yīng):Be(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2O②Be(OH)2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O③氫氧化鈹系用堿、氨、硫化銨溶液由鈹鹽溶液中呈Be(OH)2.XH2O組成的膠狀物沉淀出來。Be2++2OH-=Be(OH)2↓Be2++2NH3.H2O=Be(OH)2↓+2NH4+Be2++2（NH4）2S=Be(OH)2↓+NH3↑+H2S↑④氫氧化鈹能溶于碳酸銨溶液內(nèi)，生成可溶性的絡(luò)合碳酸鈹。Be(OH)2+2（NH4）2CO3=（NH4）2﹝Be（CO3）2﹞+2NH3.H2O在煮沸碳酸鈹溶液時會發(fā)生水解，并沉淀出難溶的堿式鈹鹽，（NH4）2﹝Be（CO3）2﹞+3H2O=Be2（OH）2CO3+4NH3.H2O+3H2O而氫氧化鋁則無上述性質(zhì)，在生產(chǎn)與分析化學(xué)上利用這種性質(zhì)來分離鈹和鋁。⑤氫氧化鈹加熱至950℃分解為氧化鈹。2.2氫氧化鈹?shù)奈锢硇再|(zhì)氫氧化鈹是一種白色物質(zhì)，在水中溶解度很小（在25℃時為2×10-3g/L）。屬兩性氫氧化物，既能和強(qiáng)酸，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)。溶于硫酸、硝酸和草酸等各類酸，并組成復(fù)鹽。亦溶于氫氧化鈉等堿性溶液。加熱時失去水，150～180℃下可得到無水氫氧化鈹，950℃轉(zhuǎn)化為氧化鈹。1300～1600℃時氧化鈹和水蒸氣可形成氣相氫氧化鈹。氫氧化鈹具有無定型、半穩(wěn)定型、穩(wěn)定型三種形態(tài)。2.3鈹?shù)纳a(chǎn)方法鈹是密度最小的堿土金屬元素,在地殼的豐度約為6×10-6。含有鈹?shù)V的石約有30多種,具有可利用價值的主要有綠柱石(3BeO.Al2O3.6SiO2)、硅鈹石(2BeO.SiO2)、金綠寶石(BeO.Al2O3)等幾種,世界上開采鈹?shù)V石的國家，主要包括巴西、前蘇聯(lián)、美國、中國、印度、阿根廷、南非等。由于對鈹?shù)男再|(zhì)的更深一步的研究，和其金屬及化合物用途的不斷發(fā)現(xiàn),鈹已經(jīng)作為一種戰(zhàn)略材料得以迅速發(fā)展,在當(dāng)今科學(xué)和研究領(lǐng)域中越來越受研究者的重視。工業(yè)用鈹大部分以氧化鈹形態(tài)，用于生產(chǎn)鈹銅合金,并廣泛用于原子能、航空航天、冶金等領(lǐng)域。而Be(OH)2加熱至950℃轉(zhuǎn)化為氧化鈹，因此，作為生產(chǎn)氧化鈹和金屬鈹?shù)闹虚g產(chǎn)物，氫氧化鈹具有很高的研究意義。目前,世界上從礦石中提取氧化鈹?shù)膬H有中國(如水口山六廠)、美國的布拉什威爾曼公司和哈薩克斯坦的烏爾賓斯基冶金工廠等為數(shù)不多的數(shù)家企業(yè),主要的生產(chǎn)方法為硫酸法和氟化法。2.3.1硫酸法硫酸法是現(xiàn)代氫氧化鈹與氧化鈹生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的方法之一,其原理是利用預(yù)焙燒破壞鈹?shù)V物的結(jié)構(gòu)與晶型,再采用硫酸酸解含鈹?shù)V物,使鈹、鋁、鐵等酸溶性金屬進(jìn)入溶液相,與硅等脈石礦物初步分離,然后將含鈹溶液進(jìn)行凈化、除雜,最終得到合格的氧化鈹(或氫氧化鈹)產(chǎn)品。2.3.2氟化法氟化法是在鈹氟酸鈉能溶于水,而冰晶石不溶于水的原理上建立起來的。將綠柱石和硅氟酸鈉、碳酸鈉和鐵氟酸鈉混合、燒結(jié)，使綠柱石中的氧化鈹生成可溶性氟鈹酸鈉，鋁、鐵則生成難溶的冰晶石，而氧化硅不參加反應(yīng)。氟鈹酸鈉用水浸出，再用氫氧化鈉沉淀出氫氧化鈹。2.3.3水口山六廠的鈹生產(chǎn)方法水口山六廠是當(dāng)今世界三個鈹冶煉廠之一。長期以來,六廠一直使用高品質(zhì)的綠柱石作原料,采用硫酸法從綠柱石中提取氧化鈹。并且不斷改進(jìn)工藝，用通氨氣代替硫酸銨，降低溶液中硫酸銨的濃度,提高了鈹?shù)幕厥章剩煌ㄟ^用氨水調(diào)節(jié)ph值，沉淀氫氧化鈹時,控制氟離子濃度不高于1g/L,使溶液中的氧化鈹基本沉淀完全，提高了鈹?shù)幕厥章?。它采用的提鈹生產(chǎn)流程為改進(jìn)的德古薩工藝。其原則工藝流程見圖2.1。圖2.1水口山六廠提取鈹?shù)脑瓌t工藝流程3、實(shí)驗(yàn)基本思路和實(shí)驗(yàn)方法由于氫氧化鈹和硫酸根兩種物質(zhì)的本身性質(zhì)，決定了要從氫氧化鈹中去除硫酸根需用濕法除雜。濕法除雜包括兩種方法：1、從溶液中沉淀硫酸根，氫氧化鈹保留在溶液中，過濾沉淀，再使氫氧化鈹析出：2、從溶液中析出氫氧化鈹沉淀，硫酸根留溶液中，過濾沉淀再洗滌。由于氫氧化鈹難溶于水、堿液，硫酸鹽易溶于水，故也可以用銨鹽或堿液洗滌以達(dá)到除雜目的。3.1.硫酸根的去除方法目前，比較成熟的分離、去除硫酸根離子的技術(shù)方法主要有化學(xué)沉淀法（包括氯化鋇法、氯化鈣法、碳酸鋇法）、冷凍法、離子交換法和膜分離法。3.1.1化學(xué)沉淀法化學(xué)沉淀法是利用化學(xué)物質(zhì)與硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鹽沉淀，從而達(dá)到去除硫酸根的目的。①氯化鋇法：氯化鋇法是用鋇離子與鹽水中的硫酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，由于化合物硫酸鋇的溶度積很小，所以采用該法去除效果較好。②氯化鈣法：該法是用鈣離子與硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，由于硫酸鈣溶度積較大，尤其在鹽水中的溶解度要增大三四倍，故該法去除不如氯化鋇法徹底。③碳酸鋇法：碳酸鋇法是利用碳酸鋇與硫酸鋇的溶度積差而實(shí)現(xiàn)分離硫酸根的目的。3.1.2冷凍法該法利用鹽的溶解度隨著溫度的變化而變化的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)分離的目的。3.1.3離子交換法本法采用的離子交換樹脂對硫酸鹽有選擇性，能夠吸咐鹽水中的硫酸根，并依靠水先脫除硫酸根，可再生、重復(fù)使用。該法對溶液的ph要求很高，且偏弱酸中強(qiáng)酸性。3.1.4膜分離法簡單地講，該該法利用NF膜具有選擇透過性，可以透過一價離子，而高價陰離子不可以透過，陽離子可以自由透過，從而達(dá)到脫除硫酸根離子的目的。NF膜對鹽水懸浮物比較敏感，對溶液中的離子有較高的要求。3.2氫氧化鈹?shù)奶峒儮偎捶ǎ河捎跉溲趸旊y溶于水，可以利用這一特性進(jìn)行水洗，溶于水的雜質(zhì)進(jìn)入溶液，而氫氧化鈹則沉降下來，以此達(dá)到純化的目的。②沉淀法：氫氧化鈹是兩性氫氧化物，屬于弱電解質(zhì)，并且難溶于水，溶液中有如下反應(yīng)：Be2++2OH-?Be(OH)2?H2BeO2?2H++BeO22-故可以用酸或堿溶解氫氧化鈹，除去雜質(zhì)后再加堿或酸把氫氧化鈹沉淀，達(dá)到提純的目的。4、實(shí)驗(yàn)儀器和實(shí)驗(yàn)用藥劑4.1基本實(shí)驗(yàn)儀器250mL錐形瓶若干，200mL燒杯若干，100mL容量瓶若干，500mL容量瓶一個，1L容量瓶一個，25mL滴定管一個，玻璃漏斗若干及其支架，濾紙一盒。4.2實(shí)驗(yàn)設(shè)備實(shí)驗(yàn)使用設(shè)備見表4.2表4.2實(shí)驗(yàn)使用設(shè)備序號名稱型號生產(chǎn)廠家1數(shù)顯控磁力加熱攪拌器85-2金壇大地自動化儀器廠2酸度計phs-3C金壇盛藍(lán)儀器制造有限公司3自動內(nèi)校電子分析天平FB244上海舜宇科學(xué)儀器有限公司42×24旋轉(zhuǎn)真空泵上海真空泵廠5電熱恒溫干燥箱202天津市泰斯特儀器有限公司4.3實(shí)驗(yàn)試劑試驗(yàn)用試劑見表4.3表4.3實(shí)驗(yàn)使用試劑序號名稱規(guī)格1（編號L-3）氯化鋇溶液300g/L2濃鹽酸化學(xué)純（96%）3濃氨水化學(xué)純（25%-28%）4氯化銨化學(xué)純5碳酸銨化學(xué)純6（編號L-1）Be(OH)2溶解液100g/L注：L-1：稱取Be(OH)2樣品100g，用熱濃鹽酸全溶解，轉(zhuǎn)入容量瓶，冷卻后用1L容量瓶定容，搖勻。溶解用濃鹽酸130mL。5、Be(OH)2樣品中SO42-的測定5.1硫酸根鹽酸聯(lián)苯胺法5.1.1鹽酸聯(lián)苯胺容量法測定硫酸根的原理在酸性溶液中,鹽酸聯(lián)苯胺和硫酸根生成難溶的硫酸聯(lián)苯胺沉淀,沉淀經(jīng)過濾并溶于沸水中,以酚酞為指示劑,用標(biāo)準(zhǔn)氫氧化鈉溶液滴定至終點(diǎn)。測定0.1gSO42-相對誤差小于±5%時共存離子Al3+、Zn2+、Fe3+、Mn2+含量小于100mg,Ni2+、CO2+含量小于120mg,對測定無影響。該方法簡便、快速、干擾小,可用于生活污水、工業(yè)廢水、地表水等中的硫酸根測定，測定結(jié)果的相對標(biāo)準(zhǔn)偏差(RSD)僅為0.1%。5.1.2硫酸根鹽酸聯(lián)苯胺法操作步驟1取樣：取樣品1ml或2ml于250ml的燒杯中。2調(diào)酸度：向燒杯中加入一滴0.1%甲基橙指示劑，用1：1鹽酸或1：1氨水調(diào)節(jié)溶液至紅色。（甲基橙的變色范圍pH<3.1的變紅，pH>4.4的變黃，3.1~4.4的呈橙色。）3沉淀：向樣品中加入5ml左右鹽酸聯(lián)苯胺，充分?jǐn)嚢韬箪o置半小時以上。4過濾：用中速的定量濾紙過濾。5沖洗：用飽和硫酸聯(lián)苯胺溶沖洗濾渣5~6次。沖洗完后，使濾液的pH值與硫酸聯(lián)苯胺pH值相近。6溶解：去沉淀放入到原燒杯中，加入100ml沸水。7滴定：加入4滴酚酞指示劑，用標(biāo)準(zhǔn)NaOH溶液滴定至微紅色。8計算：TNaOH=nNaOH*48.03SO42-=TNaOH*V1/V2，V1—NaOH消耗體積。V2—取樣體積。9備注：所有使用玻璃設(shè)備均為硫酸根分析專用，不得外用。5.2光度比濁法測定硫酸根近來,應(yīng)用光度比濁法測定硫酸根引起重視。表面活性劑在分析化學(xué)中應(yīng)用廣泛,在光度分析中尤為突出。光度比濁法測定硫酸根,關(guān)鍵是要選擇一個良好的表面活性劑作為分散劑,分散劑能吸附在液—固界面上,從而降低其界面自由能,對沉淀起很好的分散作用。光度比濁法測定硫酸根,是利用SO42-與Ba2+反應(yīng)生成BaSO4沉淀,BaSO4細(xì)微沉淀結(jié)晶,產(chǎn)生一定的溶液混濁,其混濁度與SO42-含量成線性關(guān)系,以此實(shí)現(xiàn)SO42-的測定。硫酸鋇比濁法測定硫酸根,多采用甘油、明膠、吐溫80、聚乙烯醇等作分散劑。為了保證分析結(jié)果重現(xiàn)性和準(zhǔn)確性,在測定過程中,須嚴(yán)格控制電磁攪拌時間、攪拌速度、放置時間、固體的粒度和試劑加入順序。此方法可應(yīng)用于水質(zhì)分析、環(huán)境保護(hù)檢測、鹽湖鹵水和鹽中微量硫酸根的測定。對色度、混濁度和硫酸鹽含量高的樣品不宜采用此法。6、實(shí)驗(yàn)結(jié)果與討論此次實(shí)驗(yàn)用了洗滌法、氯化鋇沉淀法，氫氧化鈉溶解法三種，進(jìn)行Be(OH)2中SO42-的去除實(shí)驗(yàn)。6.1.洗滌法分別選NH4Cl、（NH4）2CO3、NaOH作為洗滌劑，進(jìn)行洗滌實(shí)驗(yàn)。6.1.1NH4Cl洗滌稱取試樣Be(OH)210g，加5%NH4Cl100mL制漿，攪拌30min，然后過濾，濾餅再用340ml蒸餾水制漿過濾。6.1.2（NH4）2CO3洗滌稱取試樣Be(OH)210g，加150g/L（NH4）2CO3200mL，攪拌20min后，加熱去除CO2和NH3至pH=7，冷卻至40℃，再加入氨水至pH=8.5，過濾，濾餅用蒸餾水220mL洗滌。6.1.3NaOH洗滌稱取試樣Be(OH)210g，加0.5mol/LNaOH100mL，攪拌20min，過濾，用蒸餾水200mL洗滌。實(shí)驗(yàn)過程都計濾液和水洗液體積，并分析SO42-。濾餅烘干、分析SO42-。實(shí)驗(yàn)結(jié)果見表6.1至表6.3表6.1NH4Cl洗滌實(shí)驗(yàn)結(jié)果NH4Cl洗滌液水洗液濾餅V1(mL)PHSO42-(g/L)V2(mL)PHSO42-(g/L)SO42-%574.252.453384.270.623.05表6.2（NH4）2CO3洗滌實(shí)驗(yàn)結(jié)果NH4Cl洗滌液水洗液濾餅V1(mL)SO42-(g/L)V2(mL)SO42-(g/L)SO42-%122.52.612160.103.60表6.3NaOH洗滌實(shí)驗(yàn)結(jié)果NaOH洗滌液水洗液濾餅V1(mL)SO42-(g/L)V2(mL)SO42-(g/L)SO42-%581.661860.464.13由表6.1-表6.3可以看出，這三種試劑洗滌SO42-效果都不好，除SO42-效率50%，處理后的氫氧化鈹產(chǎn)品含SO42-＞3%，達(dá)不到要求。洗滌效果不好，主要可能是試樣氫氧化鈹中的不全以簡單的吸附形式存在，以難以用洗滌法除去。6.2氯化鋇沉淀法氯化鋇沉淀法是利用鋇離子和硫酸根離子在溶液中形成難溶物硫酸鋇的原理，向氫氧化鈹?shù)娜芙庖褐屑愉^離子，過濾硫酸鋇沉淀，再沉淀氫氧化鈹而達(dá)到除SO42-的目的。6.2.1[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值對氯化鋇沉淀法去除SO42-的影響取L-1溶液8份，每份100mL，由于在Be(OH)2固體中SO42–含量為5.19%，每份L-1溶液含有10gBe(OH)2固體，故100L-1溶液含有SO42–0.517g，此時溶液中SO42–濃度為5.17g/L，按Ba2+：SO42-為0.8:1、1:1、1.2:1、1.4:1、1.6:1、1.8:1、2.0:1、2.5:1比例加BaCl2，使其充分沉淀，過濾，收集濾液，計量濾液體積，分析濾液中的SO42-。100mLBe(OH)2（L-1）含有Be(OH)210g，SO42–0.517g，SO42-物質(zhì)的量濃度0.05mol/L，100mL有0.005molSO42-。具體BaCl2取用量見表6.4，續(xù)表6.4。表6.4[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值對氯化鋇沉淀法除SO42-的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表Ba2+：SO42-Ba2+（mol）SO42-（mol）BaCl2（g）VBaCl（mL）濾液（mL）（SO42-）（g/L）0.8:10.0040.0050.8322.771020.851.0:10.0050.0051.0403.471020.211.2:10.0060.0051.2404.131020.171.4:10.0070.0051.4564.851030.171.6:10.0080.0051.6645.551040.191.8:10.0090.0051.8726.241040.212.0:10.0100.0052.0806.931060.242.5:10.01250.0052.6008.671080.20注：①實(shí)驗(yàn)用BaCl2溶液為L-3（300g/L）；②此次實(shí)驗(yàn)用鹽酸聯(lián)苯銨法測定SO42-。續(xù)表6.4[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值對氯化鋇沉淀法除SO42-的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表試樣編號Ba2+：SO42-Be(OH)2中的SO42-含量1-10.8:10.867%1-21.0:10.214%1-31.2:10.173%1-41.4:10.175%1-51.6:10.198%1-61.8:10.218%1-72.0:10.254%1-82.5:10.216%圖6.1[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值對氯化鋇沉淀法除雜的影響實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)曲線圖注：圖6.1中，x軸表示、[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值，y軸表示SO42-的數(shù)值在濾液中的濃度。由續(xù)表6.4看出，[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值在1.2、1.4時最低，所以[Ba2+]：[SO42-]的摩爾比值為1.2、1.4時，氯化鋇法去除SO42-的效果最好。6.2.2氯化鋇沉淀法去除SO42-取1-3和1-4的濾液各84ml，用濃氨水沉淀出Be(OH)2，過濾洗滌，干燥濾餅5小時，理論上Be(OH)2的質(zhì)量為8.23g，具體數(shù)據(jù)見表6.5。表6.5濃氨水沉淀出Be(OH)2實(shí)驗(yàn)具體數(shù)據(jù)明細(xì)表試樣編號1-31-4V（ml）8484沉淀前PH2.702.79理論沉淀（g）8.208.20濃氨水體積（ml）66加熱時間（50℃以上）10min10min沉淀后的濾液PH5.975.77濾餅質(zhì)量（g）6.214.94注：濾餅重量為干燥后的濾餅加濾紙的重量減去干燥后濾紙的重量得出，干燥后的濾紙平均重1.02g。從1-3、1-4的Be(OH)2濾餅中各取1g，用1:1的鹽酸溶解，各耗7ml鹽酸，用100ml的容量瓶標(biāo)定，檢測SO42-，具體數(shù)據(jù)見下表6.6。表6.6氯化鋇沉淀法除SO42-所得Be(OH)2中SO42-測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表試驗(yàn)編號1-3-11-4-1Be(OH)2的質(zhì)量（g）11V（ml）100100溶解用鹽酸（ml）77SO42-（mg/L）5.874.93濾餅中的SO42-（%）0.0587%0.0493%注：此次實(shí)驗(yàn)用光度比濁法測定SO42-綜上所述①氯化鋇沉淀法除硫酸根，以Ba2+：SO42-的數(shù)值為1.4效果最好；②經(jīng)鋇法處理過的Be(OH)2溶液，用濃氨水沉淀，Be(OH)2的析出率為60%~75%③鋇法除硫酸根后，氫氧化鈹中硫酸根含量達(dá)到0.0493%~0.0587%，基本達(dá)到了萬分之五的工藝要求。6.3氫氧化鈉溶解法6.3.1氫氧化鈹?shù)娜芙庥捎跉溲趸斣趬A液中很難溶解，現(xiàn)做一系列實(shí)驗(yàn)以確定溶解單位氫氧化鈹?shù)臍溲趸c的用量;氫氧化鈹在氫氧化鈉溶液中溶解的原理：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2OX-1：取1.00gBe(OH)2樣品，加3mol/LNaOH溶液500mL，得到的濁液加熱攪拌沸騰1h，溶解。X-2：取5.00gBe(OH)2樣品，30.00gNaOH固體，加100mL水，得到的濁液加熱攪拌沸騰2h，溶解。X-3：取5.00gBe(OH)2樣品，25.00gNaOH固體，加100mL水，得到的濁液加熱攪拌沸騰2h，溶解。X-4：取5.10gBe(OH)2樣品，25.00gNaOH固體，加100mL水，得到的濁液加熱攪拌沸騰2h，溶解。X-5：取5.00gBe(OH)2樣品，22.50gNaOH固體，加100mL水，得到的濁液加熱攪拌沸騰2h，Be(OH)2不溶解。X-6：取5.00gBe(OH)2樣品，25.00gNaOH固體，加100mL水，得到的濁液攪拌不加熱，放置一天，Be(OH)2不溶解。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)見表6.7。表6.7氫氧化鈹?shù)娜芙鈱?shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表實(shí)驗(yàn)編號Be(OH)2（g）NaOH（g）V（mL）加熱時間（h）溶解狀況X-11.0060.005001溶解X-25.0030.001001.5溶解X-35.0025.001002溶解X-45.1025.001002溶解X-55.0022.5001002不溶解X-65.0025.001000不溶解結(jié)果分析：實(shí)驗(yàn)用氫氧化鈹與氫氧化鈉的重量比最大約為1:5時，氫氧化鈹能夠完全溶解;氫氧化鈹常溫下不溶于氫氧化鈉溶液。6.3.2氫氧化鈉溶解法氫氧化鈹樣品用氫氧化鈉溶解后，鈹以鈹酸根的形式存在于溶液中，加鹽酸使鈹以氫氧化鈹沉淀的形式析出，沉淀洗滌干燥，再對干燥后的氫氧化鈹進(jìn)行硫酸根的分析，得到實(shí)驗(yàn)結(jié)論。實(shí)驗(yàn)X-3，X-4中，Be(OH)2溶解后用500mL容量瓶標(biāo)定。從X-3中取100mL溶液2份，編號X-3-1,X-3-2;從X-4中取100mL溶液2份，編號X-4-1,X-4-2。對于試樣X-3-2，X-4-2，按[Ba2+]：[SO42-]=1.2的比例加L-1溶液各0.45mL，充分反應(yīng)后過濾沉淀，分別得到濾液100mL，99mL，記為M-3-2，M-4-2。試樣X-3-1，X-4-1，M-3-2，M-4-2，分別加1:1鹽酸，直至不再產(chǎn)生沉淀時分別用1:1鹽酸13.2mL，13.6，8.0mL,9.0mL；沉淀洗滌干燥，分別得到0.53g，0.47g，0.24g,0.23gBe(OH)2。從得到的中各取0.1g，用1:1鹽酸溶解，用100mL容量瓶定容，分析SO42-。實(shí)際結(jié)果見表6.8。表6.8NaOH溶解法去除SO42-測定實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表編號X-3-1X-4-1M-3-2M-4-2Be(OH)2（g）0.1V（mL）100100100100溶液中SO42-（mg/L）2.402.138.506.93Be(OH)2中的SO42-（%）0.2400.2130.8500.693注：溶液中SO42-（mg/L）用比濁法測定。M-3-2，M-4-2中取的Be(OH)2用1:1鹽酸溶解后有微量渾濁，用比濁法測定的數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確。結(jié)果分析：①NaOH溶解Be(OH)2后，再用1:1HCl析出Be(OH)2，得到的Be(OH)2中SO42-的含量為0.213%～0.240%，未達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＂贜aOH溶解Be(OH)2后，先用BaCl2去除SO42-，再用1:1HCl析出Be(OH)2，得到的Be(OH)2中SO42-的含量為0.693%～0.850%未達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹＂踃-3-1，X-4-1，M-3-2，M-4-2用1:1HCl析出Be(OH)2理論值都為1g，而實(shí)際得到0.53g，0.47g，0.24g,0.23gBe(OH)2，Be(OH)2的損失較大。7、實(shí)驗(yàn)結(jié)論洗滌法處理后的Be(OH)2試樣含SO42-約3%，達(dá)不到工藝要求；氯化鋇沉淀法去除SO42-后，得到的Be(OH)2含SO42-約0.05%左右，基本達(dá)到工藝要求；先用氫氧化鈉溶解Be(OH)2后，再用鹽酸使Be(OH)2析出，得到的Be(OH)2含SO42-達(dá)到0.2%，去除效果不好。此次實(shí)驗(yàn)中，氯化鋇沉淀法去除硫酸根效果最好，去除SO42-后得到的Be(OH)2中SO42-的含量達(dá)到了0.05%。參考文獻(xiàn)[1]方遠(yuǎn)西，李春林.探討硫酸鈉型鹵水生產(chǎn)制堿用液體鹽的方法[J].中國井礦鹽.2008.3.[2]化工工藝設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社出版.第三版(上冊).[3]李衛(wèi).高氟鈹?shù)V石的冶煉工藝研究[D].長沙:中南大學(xué),2003.[4]吳源道.鈹?shù)男再|(zhì)、生產(chǎn)和用途[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1986.[5]董超群,易均平.鈹銅合金市場與應(yīng)用前景展望[J].稀有金屬,2005,29(3):350-356.[6]閻永,汪治軍,董超群.我國鈹銅產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步回顧與展望[J].稀有金屬,2003,27(1):66-68.[7]孫本雙.鈹?shù)膽?yīng)用進(jìn)展[J].稀有金屬,1995,19(2):127-131.[8]劉世友.鈹?shù)纳a(chǎn)現(xiàn)狀與應(yīng)用開發(fā)[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金,1998,(4):56-61.[9]何建璋.可可托海三號脈鈹?shù)V石的綜合利用[J].新疆有色金屬,2003,(4):22-24.[10]劉世友.美國鈹工業(yè)概況[J].上海有色金屬,1999,20(1):30-35.[11]李振軍.金屬鈹冶煉進(jìn)展[J].中國有色冶金,2006,(6):18-23.[12]斯皮欽BH.鈹?shù)幕瘜W(xué)工藝學(xué)和冶金學(xué)[M].田冰,譯.北京:冶金工業(yè)出版社,1965.[13]李衛(wèi),葉紅齊,劉振國.含氟鈹?shù)V石冶煉過程中氟的分離工藝研究[J].有色金屬(冶煉部分),2004,(2):23-25.[14]劉世友.日本鈹工業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)用與展望[J].有色礦冶,1999,(2):60-62.致謝這份畢業(yè)設(shè)計能夠得以順利完成，我首先要感謝老師和老前輩對我的悉心指導(dǎo)，王老師多次的批評與指正，最終讓我在完成設(shè)計的同時也學(xué)到了很多東西。另外，我也由衷的感謝礦物加工教研室各位老師及同學(xué)們對我的幫助。學(xué)無止境，在以后的學(xué)習(xí)生活中，我定將抱著嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度，不辜負(fù)老師和同學(xué)們對我的期望！開題報告設(shè)計（論文）題目Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究設(shè)計（論文）題目來源自選設(shè)計（論文）題目類型研究類起止時間1、設(shè)計（論文）依據(jù)及研究意義：1.1論文依據(jù)根據(jù)衡陽某鈹?shù)V生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的Be(OH)2中SO42-含量為5.17%左右，目前為生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，對SO42-含量要求非常高，要求達(dá)到0.05%以下，為此開展本項目的研究，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。1.2研究意義鞏固所學(xué)的各科知識，提高運(yùn)用所學(xué)理論知識和專業(yè)技能的能力；掌握Be(OH)2中SO42-的去除的實(shí)驗(yàn)室基本工藝過程、方法、試驗(yàn)設(shè)計、SO42-分析等；要求掌握word文檔的制作、Excel的應(yīng)用和CAD制圖，掌握增強(qiáng)獨(dú)立思考問題的能力，為今后走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。2、設(shè)計（論文）主要研究的內(nèi)容、預(yù)期目標(biāo)：（技術(shù)方案、路線）2.1主要研究內(nèi)容運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論與專業(yè)知識（包括之前所完成的認(rèn)知實(shí)習(xí)、生產(chǎn)實(shí)習(xí)和畢業(yè)實(shí)習(xí)的所獲得的相關(guān)知識），在老師指導(dǎo)下，獨(dú)立地、較系統(tǒng)地完成“Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究”，鞏固所學(xué)的各科知識，提高運(yùn)用所學(xué)理論知識和專業(yè)技能的能力；掌握Be(OH)2中SO42-的去除的實(shí)驗(yàn)室基本工藝過程、方法、試驗(yàn)設(shè)計、SO42-分析等；要求掌握word文檔的制作、Excel的應(yīng)用和CAD制圖，掌握增強(qiáng)獨(dú)立思考問題的能力，為今后走上工作崗位奠定良好的基礎(chǔ)。使衡陽某鈹?shù)V生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的Be(OH)2中SO42-含量達(dá)到0.05%以下。三、設(shè)計（論文）的研究重點(diǎn)及難點(diǎn)：①研究重點(diǎn)（１）固體試樣中的微量雜質(zhì)的去除方法（２）溶液中微量的SO42-去除方法②研究難點(diǎn)Be(OH)2溶液中SO42-的去除工藝設(shè)計（論文）研究方法及步驟（進(jìn)度安排）：階段階段內(nèi)容起止時間1廣泛查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料并進(jìn)行分析、整理,編寫開題報告。20XX.12.22～20XX.1.222根據(jù)所掌握資料，結(jié)合現(xiàn)場實(shí)際情況，認(rèn)真研究、分析，制定工藝試驗(yàn)方案。20XX.2.28～20XX.3.083工藝試驗(yàn)。20XX.3.9～20XX.5.104試驗(yàn)補(bǔ)充完善，編寫論文。20XX.5.11～20XX.5.215預(yù)答辯，論文修改、審核。20XX.5.22～20XX.5.316答辯。20XX.6.1～20XX.6.2進(jìn)行設(shè)計（論文）所需條件：１、圖書館、期刊網(wǎng)的相關(guān)資料。２、Be(OH)2試樣的詳細(xì)參數(shù)。３、相關(guān)實(shí)驗(yàn)儀器、試劑及實(shí)驗(yàn)場所。４、指導(dǎo)老師的相關(guān)意見建議及指導(dǎo)。指導(dǎo)教師意見：簽名：年月日文獻(xiàn)綜述課題名稱Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究指導(dǎo)教師院系專業(yè)班級學(xué)生姓名學(xué)號開題日期Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究摘要：本文根據(jù)Be(OH)2中SO42-的去除試驗(yàn)研究，主要記述了氫氧化鈹?shù)男再|(zhì)及生產(chǎn)方法，還有去除硫酸根的一些方法等。一、前言鈹是密度最小的堿土金屬元素,在地殼的豐度約為6×10-6。含有鈹?shù)V的石約有30多種,具有可利用價值的主要有綠柱石(3BeO.Al2O3.6SiO2)、硅鈹石(2BeO.SiO2)、金綠寶石(BeO.Al2O3)等幾種,世界上開采鈹?shù)V石的國家，主要包括巴西、前蘇聯(lián)、美國、中國、印度、阿根廷、南非等。由于對鈹?shù)男再|(zhì)的更深一步的研究，和其金屬及化合物用途的不斷發(fā)現(xiàn),鈹已經(jīng)作為一種戰(zhàn)略材料得以迅速發(fā)展,在當(dāng)今科學(xué)和研究領(lǐng)域中越來越受研究者的重視。工業(yè)用鈹大部分以氧化鈹形態(tài)，用于生產(chǎn)鈹銅合金,并廣泛用于原子能、航空航天、冶金等領(lǐng)域。而Be(OH)2加熱至950℃轉(zhuǎn)化為氧化鈹，因此，作為生產(chǎn)氧化鈹和金屬鈹?shù)闹虚g產(chǎn)物，氫氧化鈹具有很高的研究意義。氫氧化鈹是一種白色物質(zhì)，在水中溶解度很?。ㄔ?5℃時為2×g/L）。屬兩性氫氧化物，既能和強(qiáng)酸，又能和強(qiáng)堿反應(yīng)。溶于硫酸、硝酸和草酸等各類酸，并組成復(fù)鹽。亦溶于氫氧化鈉等堿性溶液。加熱時失去水，150～180℃下可得到無水氫氧化鈹，950℃轉(zhuǎn)化為氧化鈹。1300～1600℃時氧化鈹和水蒸氣可形成氣相氫氧化鈹。Be(OH)2與鹽酸反應(yīng):Be(OH)2+2HCl=BeCl2+2H2OBe(OH)2與氫氧化鈉溶液反應(yīng)：Be(OH)2+2NaOH=Na2BeO2+2H2O二、研究目的根據(jù)某鈹?shù)V生產(chǎn)企業(yè)生產(chǎn)的Be(OH)2中SO42-含量為5.17%左右，目前為生產(chǎn)一種新產(chǎn)品，對SO42-含量要求非常高，要求達(dá)到0.05%以下，為此開展本項目的研究，具有很強(qiáng)的現(xiàn)實(shí)意義和應(yīng)用前景。三、鈹?shù)纳a(chǎn)方法及研究現(xiàn)狀目前,世界上從礦石中提取氧化鈹?shù)膬H有中國(如水口山六廠)、美國的布拉什威爾曼公司和哈薩克斯坦的烏爾賓斯基冶金工廠等為數(shù)不多的數(shù)家企業(yè),主要的生產(chǎn)方法為硫酸法和氟化法。3.1硫酸法是現(xiàn)代氫氧化鈹與氧化鈹生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的方法之一,其原理是利用預(yù)焙燒破壞鈹?shù)V物的結(jié)構(gòu)與晶型,再采用硫酸酸解含鈹?shù)V物,使鈹、鋁、鐵等酸溶性金屬進(jìn)入溶液相,與硅等脈石礦物初步分離,然后將含鈹溶液進(jìn)行凈化、除雜,最終得到合格的氧化鈹(或氫氧化鈹)產(chǎn)品。3.2氟化法是在鈹氟酸鈉能溶于水,而冰晶石不溶于水的原理上建立起來的。將綠柱石和硅氟酸鈉、碳酸鈉和鐵氟酸鈉混合、燒結(jié)，使綠柱石中的氧化鈹生成可溶性氟鈹酸鈉，鋁、鐵則生成男溶洞冰晶石，而氧化硅不參加反應(yīng)。氟鈹酸鈉用水浸出，再用氫氧化鈉沉淀出氫氧化鈹。3.3水口山六廠是當(dāng)今世界三個鈹冶煉廠之一。長期以來,六廠一直使用高品質(zhì)的綠柱石作原料,采用硫酸法從綠柱石中提取氧化鈹。并且不斷改進(jìn)工藝，用通氨氣代替硫酸銨，降低溶液中硫酸銨的濃度,提高了鈹?shù)幕厥章?；通過氨水調(diào)節(jié)ph值，沉淀氫氧化鈹時,控制氟離子濃度不高于1g/L,使溶液中的氧化鈹基本沉淀完全，提高了鈹?shù)幕厥章省Ｋ捎玫奶徕斏a(chǎn)流程為改進(jìn)的德古薩工藝。其原則工藝流程見圖1。圖1、水口山六廠提取鈹?shù)脑瓌t工藝流程由于近些年來,由于綠柱石資源出現(xiàn)短缺,從品質(zhì)差的含氟鈹?shù)V石中提取氧化鈹,已成為我國解決資源短缺的重要研究項目。3.4氧化鈹生產(chǎn)技術(shù)的研究趨勢。我國雖然擁有豐富的鈹資源,但是鈹往往與螢石、鎢礦及其他脈石礦物伴生。鈹冶煉廠以往一直使用高品質(zhì)的綠柱石作原料,采用硫酸法提取鈹。近年來,由于綠柱石資源出現(xiàn)短缺,尋求其他含鈹?shù)V石原料，及有效的冶金方法成為了鈹冶煉廠越來越重視的課題。氧化鈹生產(chǎn)技術(shù)的研究趨勢：3.4.1強(qiáng)化選礦。金綠寶石、香花石及塔菲石等含鈹?shù)V石,用常規(guī)藥劑與流程很難將礦石中的鈹選別富集。強(qiáng)化選礦可以從以下幾個方面入手:①對礦石進(jìn)行預(yù)處理，以便后續(xù)工藝的進(jìn)行；②開發(fā)研究新型選礦藥劑，對鈹有較強(qiáng)的選別作用：③在應(yīng)用新型藥劑的基礎(chǔ)上,尋找合適的綜合回收流程,回收螢石、白鎢等伴生礦物,提高資源的利用率,并減輕雜質(zhì)對后續(xù)選別冶煉的影響。3.4.2發(fā)展先進(jìn)的除雜技術(shù).鈹?shù)母∵x富集不可能像硫化礦那樣接近理論水平,因此,鈹?shù)V石的雜質(zhì)勢必會影響冶金流程,并在浸出過程中隨鈹一起進(jìn)入溶液相。隨著礦石成分的復(fù)雜化、鈹品位的貧化,除雜難度將會有所增加,因此須集中科研力量,大力發(fā)展先進(jìn)的除雜技術(shù),結(jié)合溶劑萃取、離子交換等,從而實(shí)現(xiàn)鈹?shù)母咝?、低耗回收?.4.3選冶技術(shù)結(jié)合。鈹?shù)慕?jīng)濟(jì)價值高且用途廣泛,對于以往難處理的一些含鈹?shù)V石,可以結(jié)合選、冶工藝來進(jìn)行鈹選,如采用對礦石加堿焙燒,水浸除去部分雜質(zhì),再球磨后浮選等技術(shù)。四、硫酸根的去除方法目前，比較成熟的分離、去除硫酸根離子的技術(shù)方法主要有化學(xué)沉淀法（包括氯化鋇法、氯化鈣法、碳酸鋇法）、冷凍法、離子交換法和膜分離法。4.1化學(xué)沉淀法：是利用化學(xué)物質(zhì)與硫酸根離子反應(yīng)生成硫酸鹽沉淀，從而達(dá)到去除硫酸根的目的。4.1.1氯化鋇法：氯化鋇法是用鋇離子與鹽水中的硫酸根離子發(fā)生反應(yīng)生成沉淀，由于化合物硫酸鋇的溶度積很小，所以采用該法去除效果較好。4.1.2氯化鈣法：該法是用鈣離子與硫酸根反應(yīng)生成硫酸鈣沉淀，由于硫酸鈣溶度積較大，尤其在鹽水中的溶解度要增大三四倍，故該法去除不如氯化鋇法徹底。4.1.3碳酸鋇法：碳酸鋇法是利用碳酸鋇與硫酸鋇的溶度積差而實(shí)現(xiàn)分離硫酸根的目的。4.2冷凍法：該法利用鹽的溶解度隨著溫度的變化而變化的特點(diǎn)而實(shí)現(xiàn)分離的目的。4.3離子交換法：本法采用的離子交換樹脂對硫酸鹽有選擇性，能夠吸咐鹽水中的硫酸根，并依靠水先脫除硫酸根，可再生、重復(fù)使用。該法對溶液ph的要求很高，且偏弱酸中強(qiáng)酸性。4.4膜分離法：簡單地講，該該法利用NF膜具有選擇透過性，可以透過一價離子，而高價陰離子不可以透過，陽離子可以自由透過，從而達(dá)到脫除硫酸根離子的目的。NF膜對鹽水懸浮物比較敏感，對溶液中的離子有較高的要求。五、課題展望由于氫氧化鈹和硫酸根兩種物質(zhì)的本身性質(zhì)，決定了要從氫氧化鈹中去除硫酸根需用濕法除雜。濕法除雜包括兩種方法：1、從溶液中沉淀硫酸根，氫氧化鈹保留在溶液中，過濾沉淀，再使氫氧化鈹析出：2、從溶液中析出氫氧化鈹沉淀，硫酸根留溶液中，過濾沉淀再洗滌。故利用這兩種方法設(shè)計多種實(shí)驗(yàn)進(jìn)行除硫酸根的對比，以得到更好的效果是此次實(shí)驗(yàn)的最終目的。參考文獻(xiàn)[1]方遠(yuǎn)西，李春林.探討硫酸鈉型鹵水生產(chǎn)制堿用液體鹽的方法[J].中國井礦鹽.2008.3.[2]化工工藝設(shè)計手冊[M].化學(xué)工業(yè)出版社出版.第三版(上冊).[3]李衛(wèi).高氟鈹?shù)V石的冶煉工藝研究[D].長沙:中南大學(xué),2003.[4]吳源道.鈹?shù)男再|(zhì)、生產(chǎn)和用途[M].北京:冶金工業(yè)出版社,1986.[5]董超群,易均平.鈹銅合金市場與應(yīng)用前景展望[J].稀有金屬,2005,29(3):350-356.[6]閻永,汪治軍,董超群.我國鈹銅產(chǎn)業(yè)科技進(jìn)步回顧與展望[J].稀有金屬,2003,27(1):66-68.[7]孫本雙.鈹?shù)膽?yīng)用進(jìn)展[J].稀有金屬,1995,19(2):127-131.[8]劉世友.鈹?shù)纳a(chǎn)現(xiàn)狀與應(yīng)用開發(fā)[J].稀有金屬與硬質(zhì)合金,1998,(4):56-61.[9]何建璋.可可托海三號脈鈹?shù)V石的綜合利用[J].新疆有色金屬,2003,(4):22-24.[10]劉世友.美國鈹工業(yè)概況[J].上海有色金屬,1999,20(1):30-35.[11]李振軍.金屬鈹冶煉進(jìn)展[J].中國有色冶金,2006,(6):18-23.[12]斯皮欽BH.鈹?shù)幕瘜W(xué)工藝學(xué)和冶金學(xué)[M].田冰,譯.北京:冶金工業(yè)出版社,1965.[13]李衛(wèi),葉紅齊,劉振國.含氟鈹?shù)V石冶煉過程中氟的分離工藝研究[J].有色金屬(冶煉部分),2004,(2):23-25.[14]劉世友.日本鈹工業(yè)生產(chǎn)、應(yīng)用與展望[J].有色礦冶,1999,(2):60-62.用光纖布拉格光柵的三維熱膨脹系數(shù)測量鈹余秀娟1,2，于友龍1,3，彭寶金2,4，張明2，廖延彪2，賴榮書21纖維光學(xué)研究所，黑龍江大學(xué)，哈爾濱，中國；2電子工程系，清華大學(xué)，北京，中國；3光電電子工程，暨南大學(xué)，廣州，中國；4光學(xué)信息，浙江師范大學(xué)，浙江學(xué)院，江蘇。摘要:光纖布拉格光柵是簡單的，內(nèi)在的傳感元件，可光刻在石英光纖。它具有許多優(yōu)點(diǎn)，為不同的應(yīng)用是有用的。在本文中，我們報道了利用光纖布拉格光柵測量鈹?shù)娜S熱膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果（FBG）傳感器在一個大的溫度范圍-50和+150℃℃。三個FBG傳感器被粘接材料的表面上在X，Y方向，Z測量三維的熱膨脹系數(shù)和參考FBG傳感器來補(bǔ)償溫度變化。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，它可以在惡劣的環(huán)境中使用。關(guān)鍵詞：光纖布拉格光柵傳感器，三維的熱膨脹系數(shù)，溫度1、前言熱膨脹系數(shù)是一個重要的材料參數(shù)。一些傳統(tǒng)的電測量方法的熱膨脹系數(shù)的報道[1，2，3]，如電阻應(yīng)變儀的使用，電荷耦合器件（CCD）的方法，串線等。然而，這些方法是不適合測量一維熱膨脹系數(shù)在惡劣的環(huán)境時的，溫度超低的傳感器易受溫度的影響和電磁干擾、不耐腐蝕。光纖光柵傳感器具有許多優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)的電傳感器相比，如重量輕，敏感的應(yīng)變和溫度的變化，功耗低，抗腐蝕和疲勞，以及抗電磁干擾。光纖光柵傳感器也可以很容易地粘結(jié)材料的表面上或嵌入在結(jié)構(gòu)測量的熱膨脹系數(shù)，不影響結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)完整性本身。此外，F(xiàn)BG傳感器沿單一的光纖分布式傳感技術(shù)在大面積上可以很容易地重復(fù)使用，。本文利用光纖光柵傳感器的溫度范圍內(nèi)從-50℃+140℃測定鈹?shù)娜S熱膨脹系數(shù)的實(shí)驗(yàn)原理。2、原理光纖布拉格光柵（F