Egenskaper
- Atomic Symbol: Be
- Atomnummer: 4
- Element Kategori: Alkalisk Jord Metal
- Densitet: 1,85 g / cm3
- Smältpunkt: 2349 ° F (1287 ° C)
- Kokpunkt: 4476 ° F (2469 ° C)
- Mohs Hårdhet: 5,5
egenskaper
Ren beryllium är en extremt lätt, stark och spröd metall.
Beryllium är med densitet 1,85 g / cm 3 den näst lättaste elementmetallen, bakom litium.
Den gråfärgade metallen värderas som ett legeringselement på grund av dess höga smältpunkt, motstånd mot kryp och skjuvning, liksom dess höga draghållfasthet och böjstyvhet. Även om endast cirka en fjärdedel av stålets vikt är beryllium sex gånger så stark.
Berylliummetall bildar, liksom aluminium , ett oxidskikt på ytan som hjälper till att motstå korrosion . Metallen är både icke- magnetisk och icke-gnistande - egenskaper värderade på olje- och gasfältet - och den har en hög värmeledningsförmåga över ett temperaturområde och utmärkta värmeavledningsegenskaper.
Berylliums låga röntgenabsorptionstvärsnitt och högt neutronspridningstvärsnitt gör den idealisk för röntgenfönster och som en neutronreflektor och neutronmodulator i kärntekniska tillämpningar.
Även om elementet har en söt smak, är den frätande för vävnad och inandning kan leda till en kronisk livshotande allergisk sjukdom som kallas berylliosis.
Historia
Trots att den först isolerades i slutet av 18th century, producerades en ren metallform av beryllium fram till 1828. Det skulle vara ett århundrade innan kommersiella applikationer för beryllium utvecklades.
Den franska kemisten Louis-Nicholas Vauquelin gav ursprungligen sitt nyupptäckta element "glucinium" (från de grekiska glykysna för "söta") på grund av sin smak.
Friedrich Wohler, som samtidigt arbetade med att isolera elementet i Tyskland, föredrog termen beryllium och det var slutligen den internationella unionen av ren och tillämpad kemi som bestämde att termen beryllium skulle användas.
Medan undersökningen av metallens egenskaper fortsatte under 20-talet var det inte förrän realiseringen av berylliums användbara egenskaper som legeringsmedel i början av 20-talet som kommersiell utveckling av metallen började.
Produktion
Beryllium extraheras från två typer av malmer; beryl (Be3 Al2 (SiO3) 6 ) och bertrandit (Be 4Si207 (OH) 2 ). Medan Beryl i allmänhet har högre berylliumhalt (tre till fem viktprocent) är det svårare att förfina än bertrandit, som i genomsnitt innehåller mindre än 1,5 procent beryllium. Raffineringsprocesserna hos båda malmerna är emellertid likartade och kan utföras i en enda anläggning.
På grund av dess tillsatta hårdhet måste berylmalm först förbehandlas genom smältning i en elektrisk ljusbågsugn. Det smälta materialet kastas sedan i vatten, vilket ger ett fint pulver som kallas "frit".
Krossad bertranditmalm och fritt behandlas först med svavelsyra, som löser upp beryllium och andra metaller, vilket resulterar i ett vattenlösligt sulfat.
Den berylliumhaltiga sulfatlösningen späds ut med vatten och matas i tankar som innehåller hydrofoba organiska kemikalier.
Medan beryllium fäster vid det organiska materialet behåller den vattenbaserade lösningen järn , aluminium och andra föroreningar. Denna lösningsmedelsxtraktionsprocess kan upprepas tills det önskade berylliuminnehållet koncentreras i lösningen.
Berylliumkoncentratet behandlas därefter med ammoniumkarbonat och upphettas, varigenom berylliumhydroxid (BeOH 2 ) utfälles. Berylliumhydroxid med hög renhet är ingångsmaterialet för huvudanvändning av elementet, inklusive kopparberylliumlegeringar, berylliumkeramik och ren berylliummetalltillverkning.
För att producera berylliummetall av hög renhet upplöses hydroxidformen i ammoniumbifluorid och upphettas till över 1652 ° F (900 ° C), vilket ger en smält berylliumfluorid.
Efter att ha gjutits i formar, blandas berylliumfluoriden med smält magnesium i smältämnen och upphettas. Detta gör det möjligt att separera ren beryllium från slaggen (avfallsmaterial). Efter separering från magnesiumslaggen, beryllium sfärer som mäter ca 97 procent ren kvarstår.
Överskott av magnesium brännas av med ytterligare behandling i en vakuumugn, vilket ger beryllium som är upp till 99,99 procent rent.
Beryllium sfärer omvandlas normalt till pulver via isostatisk pressning, vilket ger ett pulver som kan användas vid framställning av beryllium-aluminiumlegeringar eller rena berylliummetallskärmar.
Beryllium kan också lätt återvinnas från skrotlegeringar. Mängden återvunnet material är emellertid varierbart och begränsat på grund av dess användning i dispersiva teknologier, såsom elektronik. Beryllium närvarande i koppar-berylliumlegeringar som används i elektronik är svåra att samla in och när de samlas in skickas först för kopparåtervinning, vilket spädar berylliumhalten till en oekonomisk mängd.
På grund av metallens strategiska karaktär är det svårt att uppnå exakta produktionsuppgifter för beryllium. Den globala produktionen av raffinerade berylliummaterial uppskattas dock vara ungefär 500 ton.
Mining och raffinering av beryllium i USA, som står för så mycket som 90 procent av den globala produktionen, domineras av Materion Corp. Tidigare känd som Brush Wellman Inc., företaget driver Spor Mountain bertrandite-gruvan i Utah och är världens största producent och raffinör av berylliummetall.
Medan beryllium bara förädlas i USA, Kazakstan och Kina, bryts beryl i ett antal länder, bland annat Kina, Moçambique, Nigeria och Brasilien.
Användningsområden:
Berylliumanvändning kan kategoriseras i fem områden:
- Konsumentelektronik och telekommunikation
- Industrikomponenter och kommersiell rymdindustri
- Försvar och militär
- Medicinsk
- Andra
källor:
Walsh, Kenneth A. Berylliumkemi och -behandling . ASM Intl (2009).
US Geological Survey. Mineraler Årbok 2011 . Beryllium. Brian W. Jaskula.
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
Beryllium Science & Technology Association. Om Beryllium.
URL: http://beryllium.eu/
Vulcan, Tom. HardAssetInvestor.com. Beryllium Basics: Bygga på styrka som en kritisk och strategisk metall
URL: http://www.hardassetsinvestor.com
Följ Terence på Google+