【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种焙烧含铍物料的方法，具体涉及一种采用混合燃料焙烧含铍物料的方法，属于铍及其衍生物制备领域。
技术介绍
1、煅烧是硫酸法工艺（如图3所示）获得氧化铍产品的最后工序，期间发生的主要反应为be(oh)2和beso4的受热分解，目前常采用煤、电或天然气供热，在隧道窑/回转窑中将湿氢氧化铍烘干、煅烧、冷却得到工业氧化铍，同时伴随着大量co2排放。以目前多采用的天然气焙烧方式为例，获得最终beo产品，1mol天然气排放1mol co2，碳排放量大。
2、氢能被视为21世纪最具发展潜力的清洁能源，由于具有来源多样、清洁低碳、灵活高效、应用场景丰富等诸多优点，被多国列入国家能源战略部署。21世纪是氢时代，氢冶金就是氢代替碳还原生成水，不但没有碳排放，而且反应速度极快。我国把建立取代化石能源的“氢经济”产业革命作为实现新型工业化、实现中国和平发展的重要战略目标。将氢气用于铍工业是未来发展方向之一，是铍产业优化能源结构、工艺流程和产业结构，实现低碳绿色化可持续发展的有效途径之一。
3、此外，be(oh)2和beso4受热分解的方程式如下：
4、be(oh)2→beo+h2o
5、beso4·be(oh)2·xh2o→2beo+so3↑+(x+1)h2o
6、由于原料中约含有24%的吸附水和27.86%的结晶水，be(oh)2仅占48.14%，根据质量比可以推算出每1molbe(oh)2中约含有1.38mol结晶水，即原料化学式为be(oh)2·1.38h2o。在动力学上需
技术实现思路
1、针对现有技术富氢焙烧be(oh)2和beso4工艺中，需要时刻控制反应过程中氢气浓度的问题，本专利技术将含铍原料与生物质混合，然后通过氢气提供燃料，为反应提供热量，待达到分解温度后，包含生物质的含铍物料开始分解，分解完成后得到包含氧化铍的焙烧产物。
2、根据本专利技术的实施方案，提供一种采用混合燃烧焙烧含铍物料的方法。
3、一种采用混合燃料焙烧含铍物料的方法，该方法包括以下步骤：
4、步骤i：将含铍原料与生物质混合，得到含铍混合料；
5、步骤ii：采用包括氢气和助燃气体的混合可燃气体，对含铍混合料进行焙烧，得到焙烧产物。
6、优选的是，所述含铍原料是包括be(oh)2和/或beso4。
7、优选的是，所述生物质是生物质组成的固体燃料。
8、优选的是，所述生物质与含铍原料的混合质量比为1%~30%，优选为15%~25%。
9、优选的是，在混合可燃气体中，氢气的体积分数为4%~30%，优选为5%~25%。
10、优选的是，所述焙烧的温度为700~1200℃，优选为900~1100℃，更优选为995~1065℃。所述焙烧的时间为1~6h，优选为2~4h。
11、优选的是，该方法还包括：前置步骤a：
12、对含铍原料进行预处理；所述预处理为对含铍原料进行预热，之后再将预热后的含铍原料与生物质混合。
13、优选的是，预热的温度为300℃~600℃，预热的时间为1~8h。
14、优选，预处理后含铍原料的含水率低于3%，优选为低于1%。
15、优选的是，所述预热为两段预热；其中，一段预热的温度为不低于60℃，优选为80~150℃；一段预热的时间为0.1h~2h，优选为0.3h~1.5h；二段预热的温度不低于300℃，优选为450℃~600℃；二段预热的时间为0.8h~5h，优选为1.5~3h。
16、优选的是，该方法还包括：前置步骤b：对生物质进行预处理：将生物质进行水洗；水洗温度为70~95℃，水洗时间为10~80min，水洗液固比为20~160ml/g；优选为水洗温度为75~90℃，水洗时间为10~40min，水洗液固比为40~80ml/g。
17、优选的是，所述含铍物料的粒度小于1mm，优选为小于0.3mm。
18、优选的是，该方法还包括：步骤iii：将得到的焙烧产物还原，制备得到单质铍；
19、优选，所述将得到的焙烧产物还原的方法为镁热还原法、碳热还原法、熔盐电解法中的任意一种。
20、在本专利技术中，将含铍物料与生物质混合，然后将含铍混合料置于氢气和助燃气体的混合气氛中进行焙烧，焙烧完成后得到焙烧产物。利用氢气与含氧气体对含铍物料进行焙烧，降低碳排放量。另外，由于铍是一种重要的化学元素，具有多种独特的物理和化学性质，在多个领域（例如航空航天、原子能反应堆、冶金工业、电子工业等）中展现出了不可替代的作用，因此目前对单质be的需求量较高。焙烧产物的主要成分为beo，且需要进一步还原得到单质铍，本专利技术在含铍物料的分解过程中加入了生物质，利用c和co在高温下对beo进行还原，使得焙烧产物中生成了部分单质铍，有利于提高后续工艺的效率，缩短工艺流程。
21、在本专利技术中，对生物质和含铍原料的混合质量比进行了限定。研究表明，生物质和含铍原料的质量比在15%~25%（例如15%、16%、18%、19%、20%、22%、24%、25%）时，具有最佳的还原效果。若生物质过少，则无法达到理想的还原效果，若生物质过多，可能影响含铍物料分解过程的温度，导致反应效率降低，以及增加碳排放。
22、在本专利技术中，be(oh)2和beso4分解反应的吉布斯自由能δg随着反应温度的升高急剧减小，在温度高于80℃时，δg就小于0，说明在热力学上be(oh)2的分解反应在高于80℃时就能自发进行。另外，be(oh)2分解反应是吸热反应，温度升高有利于反应正向进行，且随温度的升高吸收的热量减少。随温度升高，反应平衡常数ksp先增加后降低，并在1040℃左右达到最大值，说明be(oh)2的分解反应进行程度随温度的升高先增加后降低，在1040℃左右反应进行程度最大。在995~1065℃范围内，ksp＞105，说明在该温度范围内反应较完全。因此，本专利技术控制焙烧的温度在700~1200℃之间（例如710℃、730℃、750℃、780℃、800℃、820℃、850℃、870℃、900℃、905℃、915℃、930℃、950℃、960℃、980℃、1000℃、1020℃、1040℃、1050℃、1060℃、1065℃、1080℃、1100℃、1120℃、1140℃、1160℃、1180℃），使得反应处于最佳反应温度区间内，有利于反应正向进行，提高be(oh)2的反应进程。
23、在本专利技术中，进一步地，对含铍原料进行预热，降低含铍原料中的游离水和结晶水含量，有利于分解反应的正向进行，提高分解过程中的反应效率。优选地，对含铍原料进行两段预热，并限定预热温度和预热时间，尽量降低含铍本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种采用混合燃料焙烧含铍物料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含铍原料为Be(OH)2和/或BeSO4；和/或
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在混合可燃气体中，氢气的体积分数为4%~30%，优选为5%~25%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述焙烧的温度为700~1200℃，优选为900~1100℃，更优选为995~1065℃；所述焙烧的时间为1~6h，优选为2~4h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：前置步骤a：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：预热的温度为300℃~600℃，预热的时间为1~8h；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述预热为两段预热；其中，一段预热的温度为不低于60℃，优选为80~150℃；一段预热的时间为0.1h~2h，优选为0.3h~1.5h；二段预热的温度不低于300℃，优选为450℃~600℃；二段预热的时间为0.8h~5h，优
8.根据权利要求1-7中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：前置步骤b：对生物质进行预处理：将生物质进行水洗；水洗温度为70~95℃，水洗时间为10~80min，水洗液固比为20~160ml/g；优选为水洗温度为75~90℃，水洗时间为10~40min，水洗液固比为40~80ml/g。
9.根据权利要求1-8中任一项所述的方法，其特征在于：所述含铍物料的粒度小于1mm，优选为小于0.3mm。
10.根据权利要求1-9中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：步骤III：将得到的焙烧产物还原，制备得到单质铍；
...【技术特征摘要】
1.一种采用混合燃料焙烧含铍物料的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：所述含铍原料为be(oh)2和/或beso4；和/或
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于：在混合可燃气体中，氢气的体积分数为4%~30%，优选为5%~25%。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的方法，其特征在于：所述焙烧的温度为700~1200℃，优选为900~1100℃，更优选为995~1065℃；所述焙烧的时间为1~6h，优选为2~4h。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的方法，其特征在于：该方法还包括：前置步骤a：
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：预热的温度为300℃~600℃，预热的时间为1~8h；
7.根据权利要求5或6所述的方法，其特征在于：所述预热为两段预热；...
【专利技术属性】
技术研发人员：赵强，唐艳云，张鹏羽，杨卓，
申请(专利权)人：中冶长天国际工程有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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