Omadused
- Atomic Symbol: ole
- Aatominumber: 4
- Element Kategooria: leelismuldmetall
- Tihedus: 1,85 g / cm³
- Sulamistemperatuur: 2349 ° F (1287 ° C)
- Keemispunkt: 4476 ° F (2469 ° C)
- Mohide kõvadus: 5.5
Omadused
Puht berüllium on äärmiselt kerge, tugev ja hõre metall.
Tihedusega 1,85 g / cm3 on berüllium teine lihtummetalli teine kerge elementaarne metall.
Halli värvi metall hinnatakse legeeriva elemendina selle kõrge sulamistemperatuuri, vastupidavuse tõttu kummardumisele ja nihkele, samuti selle kõrge tõmbetugevuse ja paindumatuse jäikus. Kuigi ainult umbes veerand terasest on berüllium kuus korda tugevam.
Nagu alumiinium , moodustab berüllium metall selle pinnale oksiidikihi, mis aitab korrosiooni vastu pidada. Metall on nii mittemagnetiline kui ka mittekosmeeriv - omadused on hinnatud nafta- ja gaasiväljal - ja sellel on kõrge soojusjuhtivus erinevate temperatuuride ja suurepäraste soojuseralduse omaduste poolest.
Berülliumi madala röntgenkiirguse neeldumise ristlõige ja kõrge neutronite hajumise ristlõige muudavad selle ideaalseks röntgendiaknadena ja neutronite peegeldajatena ja neutronite moderaatorina tuumarakendustes.
Kuigi see element on magus maitse, on see koe söövitav ja võib põhjustada kroonilist, eluohtlikku allergilist haigust, mida nimetatakse berüllioosiks.
Ajalugu
Kuigi 18. sajandi lõpus oli see isoleeritud, ei toodetud ainult berülliumi metallvormi kuni 1828. aastani. See oli juba teine sajand enne seda, kui arenesid kaubanduslikud rakendused berülliumile.
Prantsuse keemik Louis-Nicholas Vauquelin nimetas algselt oma äsja avastatud elemendi "glütsiin" (kreeka glykysist "magusaks") selle maitse tõttu.
Friedrich Wohler, kes tegeles samaaegselt selle elemendi isoleerimisega Saksamaal, eelistas terminit berüllium ja lõppkokkuvõttes oli see rahvusvaheline puhta ja rakendusliku keemia liit, milles otsustati kasutada berülliumi mõistet.
Kuigi metalli omaduste uurimine jätkus läbi 20. sajandi, ei tohtinud see enne 20. sajandi alguses berülliumi kasulike omaduste realiseerimist legeeriva ainena metalli kommertslikku arengut alata.
Tootmine
Berlium ekstraheeritakse kahte tüüpi maagist; beryüül (Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 ) ja berrandiit (Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2 ). Kuigi Beryli üldiselt on kõrgem berülliumisisaldus (kolm kuni viis massiprotsenti), on seda raskendatud kui berrandiidi, mis sisaldab keskmiselt vähem kui 1,5 protsenti berülliumi. Mõlema maagi rafineerimisprotsess on siiski sarnane ja seda saab teha ühes rajatises.
Selle lisamaterjali tõttu tuleb kõigepealt eelnevalt töödelda berüüli maagi, sulatades seda kaarahju. Sulatatud aine pannakse seejärel vette, saades peeneks pulbri nimeks "frit".
Purustatud berrandiidi maagi ja fritt töödeldakse kõigepealt väävelhappega, mis lahustab berülliumi ja muid olemasolevaid metalle, mille tulemusena saadakse vees lahustuv sulfaat.
Berülliumi sisaldav sulfaadi lahus lahjendatakse veega ja kantakse tankidesse, mis sisaldavad hüdrofoobseid orgaanilisi kemikaale.
Kuigi berüllium kinnitub orgaanilisele materjalile, säilitab veepõhine lahus rauda , alumiiniumi ja muid lisandeid. Seda lahustit ekstraheerimisprotsessi võib korrata, kuni soovitud berülliumisisaldus kontsentreeritakse lahusesse.
Järgnevalt töödeldakse berülliumikontsentraati ammooniumkarbonaadiga ja kuumutatakse, sadesta seejuures berülliumhüdroksiid (BeOH 2 ). Suur puhtusastmega berülliumhüdroksiid on elemendi peamisteks rakendusteks mõeldud sisendmaterjal, sealhulgas vask berülliumisulamid, berüllia keraamika ja puhtalt berülliumist valmistatud metall.
Selleks, et toota kõrge puhtusastmega berülliummetalli, lahustatakse hüdroksiidvorm ammooniumbifluoriidis ja kuumutatakse temperatuuril üle 1652 ° F (900 ° C), luues sulanud berülliumfluoriidi.
Pärast vormide valamist segatakse berülliumfluoriid tiiglites sulanud magneesiumiga ja kuumutatakse. See võimaldab puhast berülliumi eraldada räbast (jäätmematerjalist). Pärast magneesiumi räbu eraldamist säilivad berülliumi sfäärid, mis mõõdavad umbes 97 protsenti puhtast.
Magneesiumisisaldus surutakse vaakumküttes edasises töötlemisjärgus, jättes berülliumi, mis on kuni 99,99 protsenti puhtast.
Berliumi sfäärid muundatakse tavaliselt isostaatilise pressimise teel pulbriks, luues pulbri, mida saab kasutada berüllium-alumiiniumsulamite või puhta berülliummetallist kilpide tootmisel.
Berüülliumi saab ka vanametalliga sulamitest hõlpsalt ringlusse võtta. Kuid ringlussevõetud materjalide kogus on muutuv ja piiratud selle tõttu, et seda kasutatakse dispergeerivates tehnoloogiates, näiteks elektroonikas. Elektroonikas kasutatavates vask-berülliumisulamites sisalduvat berülliumi on raske koguda ja kui kogutakse esimest korda vaskide ringlussevõtuks, mis lahjendab berülliumi sisaldust ebaökonoomseks koguseks.
Metalli strateegilise olemuse tõttu on täpseid berylliumi tootmisandmeid raske saavutada. Rafineeritud berülliummaterjalide ülemaailmne toodang on hinnanguliselt ligikaudu 500 tonni.
Berliumi kaevandamine ja rafineerimine USA-s, mis moodustab üle 90 protsendi ülemaailmsest tootmisest, domineerib Materion Corp. Varem tuntud kui Brush Wellman Inc., tegutseb ettevõte Urahma-Spor Mountain bertrandiidi kaevanduses ja on maailma suurim Berliumi metalli tootja ja rafineerija.
Kuigi berüllium rafineeritakse ainult USAs, Kasahstanis ja Hiinas, toodetakse berülli paljudes riikides, sealhulgas Hiinas, Mosambiigis, Nigeerias ja Brasiilias.
Rakendused:
Berliumi kasutust saab liigitada viieks valdkondaks:
- Tarbeelektroonika ja telekommunikatsioon
- Tööstuslikud komponendid ja kaubanduslik lennundus
- Kaitse- ja sõjavägi
- Meditsiiniline
- Muu
Allikad:
Walsh, Kenneth A. Berüülliumi keemia ja töötlemine . ASM Intl (2009).
USA geoloogiline uuring. Mineraalide aastaraamat 2011 . Berüllium. Brian W. Jaskula.
URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
Berliumi teadus- ja tehnoloogiaühendus. Berülliumi kohta.
URL: http://beryllium.eu/
Vulcan, Tom. HardAssetInvestor.com. Berülliumi põhitõed: tugevuse tugevdamine kriitilise ja strateegilise metallina
URL: http://www.hardassetsinvestor.com
Järgi Terence teenuses Google+