Egenskaper
- Atomisk symbol: Vær
- Atomnummer: 4
- Element Kategori: Alkalisk Jord Metal
- Tetthet: 1,85 g / cm³
- Smeltepunkt: 2349 ° F (1287 ° C)
- Kokepunkt: 4476 ° F (2469 ° C)
- Mohs Hardness: 5.5
Kjennetegn
Ren beryllium er et ekstremt lett, sterkt og sprø metall.
Beryllium er en tetthet på 1,85 g / cm3, og er det nest letteste metallmetallet, bak bare litium.
Det gråfarvede metallet er verdsatt som et legeringselement på grunn av dets høye smeltepunkt, motstand mot kryp og skjær, samt dens høy strekkfasthet og bøyestivhet. Selv om bare omtrent en fjerdedel av vekten av stål er beryllium seks ganger så sterk.
Som aluminium danner berylliummetall et oksidlag på overflaten som bidrar til å motstå korrosjon . Metallet er både ikke- magnetisk og ikke-gnistende - egenskaper verdsatt i olje- og gassfeltet - og det har høy termisk ledningsevne over en rekke temperaturer og gode varmeavledningsegenskaper.
Berylliums lave røntgenabsorberende tverrsnitt og høyt nøytron spredningstverrsnitt gjør den ideell for røntgenvinduer og som en nøytronreflektor og nøytronmodulator i nukleare applikasjoner.
Selv om elementet har en søt smak, er den etsende for vev og innånding kan føre til en kronisk, livstruende allergisk sykdom kjent som berylliosis.
Historie
Selv om det først ble isolert på slutten av det 18. århundre, ble det ikke produsert en ren metallform av beryllium før 1828. Det ville være et århundre før kommersielle bruksområder for beryllium utviklet.
Den franske kjemikeren Louis-Nicholas Vauquelin oppnådde i utgangspunktet sitt nylig oppdagede element 'glucinium' (fra de greske glykys for 'søt') på grunn av sin smak.
Friedrich Wohler, som samtidig jobbet med å isolere elementet i Tyskland, foretrukket termen beryllium, og det var til slutt International Union of Pure and Applied Chemistry som bestemte seg for at termen beryllium skulle brukes.
Mens forskning i metallets egenskaper fortsatte gjennom det 20. århundre, var det ikke før realiseringen av berylliums nyttige egenskaper som legeringsmiddel i begynnelsen av det 20. århundre at kommersiell utvikling av metallet begynte.
Produksjon
Beryllium ekstraheres fra to typer malmer; beryl (Be3 Al2 (SiO3) 6 ) og bertranditt (Be 4Si207 (OH) 2 ). Mens Beryl generelt har høyere berylliuminnhold (3-5 vektprosent), er det vanskeligere å avgrense enn bertranditt, som i gjennomsnitt inneholder mindre enn 1,5 prosent beryllium. Raffineringsprosessene i begge malmene er imidlertid like og kan utføres i ett enkelt anlegg.
På grunn av den tilsatte hardheten, må berylmalm først forbehandles ved å smelte i en lysbueovn. Det smeltede materialet dannes deretter i vann, hvilket gir et fint pulver kalt "frit".
Krosset bertrandittmalm og frites behandles først med svovelsyre, som oppløser beryllium og andre metaller til stede, noe som resulterer i et vannløselig sulfat.
Den berylliumholdige sulfatoppløsningen fortynnes med vann og tilføres i tanker som inneholder hydrofobe organiske kjemikalier.
Mens beryllium legges til det organiske materialet, beholder den vannbaserte løsningen jern , aluminium og andre urenheter. Denne løsningsmiddelekstraheringsprosessen kan gjentas inntil det ønskede berylliuminnholdet konsentreres i oppløsningen.
Berylliumkonsentratet behandles deretter med ammoniumkarbonat og oppvarmes, hvorved berylliumhydroksid (BeOH 2 ) utfelles. Berylliumhydroksid av høy renhet er inngangsmaterialet for hovedanvendelser av elementet, inkludert kobberberylliumlegeringer , berylliumkeramikk og ren berylliummetallproduksjon.
For å fremstille berylliummetall av høy renhet, blir hydroksydformen oppløst i ammoniumbifluorid og oppvarmet til over 900 ° C, hvilket gir et smeltet berylliumfluorid.
Etter å ha blitt støpt i mugg blandes berylliumfluoridet med smeltet magnesium i krystall og oppvarmes. Dette tillater ren beryllium å skille fra slaggen (avfall). Etter at de er skilt fra magnesiumslaggen, er berylliumkuler som måler ca 97 prosent ren igjen.
Overflødig magnesium blir brent av ved videre behandling i en vakuumovn, og etterlater beryllium som er opptil 99,99 prosent rent.
Berylliumkulene omdannes vanligvis til pulver via isostatisk pressing, og danner et pulver som kan brukes til fremstilling av beryllium-aluminiumlegeringer eller rene berylliummetallskjold.
Beryllium kan også lett gjenvinnes fra skraplegeringer. Mengden resirkulert materiale er imidlertid variabelt og begrenset på grunn av dets bruk i spredningsteknologier, som for eksempel elektronikk. Beryllium til stede i kobber-beryllium legeringer som brukes i elektronikk er vanskelig å samle inn og når de samles, sendes først til kobbergenvinning som fortynner berylliuminnholdet til en uøkonomisk mengde.
På grunn av metallets strategiske natur er det vanskelig å oppnå nøyaktige produksjonsstall for beryllium. Imidlertid er global produksjon av raffinerte berylliummaterialer anslått til å være omtrent 500 metriske tonn.
Gruvedrift og raffinering av beryllium i USA, som står for hele 90 prosent av verdensproduksjonen, domineres av Materion Corp. Tidligere kjent som Brush Wellman Inc., opererer selskapet Spor Mountain bertrandite-gruven i Utah og er verdens største produsent og raffiner av berylliummetall.
Mens beryllium bare er raffinert i USA, Kasakhstan og Kina, blir beryl mined i en rekke land, inkludert Kina, Mosambik, Nigeria og Brasil.
Applikasjoner:
Berylliumbruk kan kategoriseres i fem områder:
- Forbrukerelektronikk og telekommunikasjon
- Industrielle komponenter og kommersiell luftfart
- Forsvar og militær
- Medisinsk
- Annen
kilder:
Walsh, Kenneth A. Beryllium Kjemi og prosessering . 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: Bygg på styrke som et kritisk og strategisk metall
URL: http://www.hardassetsinvestor.com
Følg Terence på Google+