Физические свойства BeF2, MgF2, Be и Mg

BeF₂ должен быть высокой чистоты, поскольку в процессе восстановления примеси практически не удаляются. Его полу­чают разложением фторбериллата аммония, который, в свою очередь, получают растворением гидроокиси бериллия в бифториде аммония. В измельченном состоянии ВеF₂ реагирует с магнием с достаточной скоростью уже при 900° С, однако обычно в конце процесса поддерживается температура 1300° С для расплавления бериллия и BeF₂.

При проведении реакции со стехиометрическим соотноше­нием компонентов не удается получить хорошее разделение про­дуктов реакции, поэтому в шихту обычно вводят значительный избыток BeF₂. Хорошие результаты достигаются при введении в смесь магния в количестве всего 75% стехиометрического. Боль­шой избыток BeF₂ обеспечивает быстрое измельчение шлака. В шлаке фторид магния находится в виде довольно крупных игольчатых кристаллов, каждый из которых заключен в пленку BeF₂. В процессе мокрого измельчения пленка BeF₂ растворя­ется, шлак растрескивается, частицы металлического бериллия высвобождаются. Избыточный BeF₂ делает шлак более легко­плавким и текучим, растворяет ВеО, снижает равновесное коли­чество магния в реакционной смеси и частично связывает MgF₂. Основная часть металла в конце процесса плавает в виде линзы на поверхности шлака и удаляется после охлаждения тигля до 1200° С. Применение шихты, содержащей более 85% стехиометрически необходимого количества магния, делает невозмож­ным отделение металла от шлака.

Описаны установки периодического действия с графитовым тиглем диаметром 610 мм. Загрузка состоит из 118 кг BeF₂ и 43,5 кг магния. Шихта состоит из гранул BeF₂, полученных разложением фторбериллата аммония в печи непрерывного действия, и кубиков магния с длиной ребра 25 мм. Продолжи­тельность цикла 3,5 ч. По окончании реакции жидкотекучее содержимое тигля выливают в графитовый тигель-приемник. После охлаждения содержимое приемника загружают в шаро­вую мельницу для выщелачивания горячей водой. Раствор BeF₂ направляют на повторное использование. Нерастворимый MgF₂ отделяют от раствора в отстойник. Мелкие кристаллы бериллия, захваченные фторидом магния, растворяют в плави­ковой кислоте. После окончания этой операции MgF₂ отфильт­ровывают, промывают и направляют в отвал. Общее извлечение бериллия составляет 96-97%.

Полученный таким способом бериллий содержит около 3% примесей (0,2-0,5% металлических примесей, кроме магния; 0,02% С, 0,1% ВеО, 1,5% Mg в виде металла и фторида). По­следующая вакуумная переплавка позволяет получить берил­лий с содержанием не более 0,03-0,05% Mg.

Для получения BeF₂ техническую окись или гидроокись бе­риллия можно растворять в плавиковой кислоте. Затем в раст­вор вводят NH₄F, и образуется фторбериллат аммония. Это соединение хорошо растворимо, кристаллизуется без кристалли­зационной воды и не подвержено гидролизу. Степень его диссо­циации в растворе настолько мала, что рН раствора может изменяться в широких пределах без осаждения гидроокиси бериллия. Поэтому содержащиеся в растворе примеси можно осадить и сравнительно легко удалить, что обеспечивает хоро­шую очистку раствора. Для очистки можно использовать также сорбционные и экстракционные методы. Очищенный раствор упаривают до выпадения кристаллов. Соль отделяют и сушат, а затем подвергают термическому разложению. Диссоциация начинается при температуре около 125° С, однако разложение ниже точки плавления приводит к образованию пористой и рыхлой, гидролизующейся на воздухе массы. Поэтому разло­жение проводят при температуре около 900° С.

Восстановление фторида бериллия натрием не получило распространения ввиду того, что натрий разрушает графит и обладает низкой температурой кипения (880° С). Хлорид бе­риллия также менее удобен для металлотермического восста­новления, так как его температура кипения 488° С.

Наиболее изучена в лабораторных условиях реакция

2Na (пар) + BeCl₂ (пар) = Be (тв.) + 2NaCl (ж.).

Промышленному осуществлению этой реакции мешают большие трудности в подборе конструкционных материалов.