Ejendomme
- Atomisk symbol: Vær
- Atomisk nummer: 4
- Element Kategori: Alkalisk Jord Metal
- Tæthed: 1,85 g / cm3
- Smeltepunkt: 2349 ° F (1287 ° C)
- Kogepunkt: 4476 ° F (2469 ° C)
- Mohs hårdhed: 5,5
Egenskaber
Ren beryllium er et ekstremt let, stærkt og sprød metal.
Beryllium er med densitet 1,85 g / cm3 det andet letteste element metal, bag kun lithium.
Det gråfarvede metal er værdsat som et legeringselement på grund af dets høje smeltepunkt, modstandsdygtighed over for kryb og forskydning, såvel som dets høj trækstyrke og bøjningsstivhed. Selv om kun ca. en fjerdedel af vægten af stål er beryllium seks gange så stærk.
Som aluminium udgør berylliummetal et oxidlag på overfladen, der hjælper med at modstå korrosion . Metalet er både ikke- magnetisk og ikke-gnistende - egenskaber værdsat på olie- og gasfeltet - og det har en høj termisk ledningsevne over en række temperaturer og fremragende varmeafledningsegenskaber.
Berylliums lave røntgenabsorptionstværsnit og høje neutronspredningstværsnit gør den ideel til røntgenvinduer og som en neutronreflektor og neutronmodulator i nukleare applikationer.
Selvom elementet har en sød smag, er det ætsende for væv, og indånding kan føre til en kronisk, livstruende allergisk sygdom kendt som berylliosis.
Historie
Selvom det først blev isoleret i slutningen af det 18. århundrede, blev der ikke produceret en ren metalform af beryllium før 1828. Det ville være et århundrede, før der blev udviklet kommercielle anvendelser af beryllium.
Den franske kemiker Louis-Nicholas Vauquelin opkaldte oprindeligt sit nyopdagede element 'glucinium' (fra de græske glykys til 'søde') på grund af sin smag.
Friedrich Wohler, som samtidig arbejder på isolering af elementet i Tyskland, foretrak udtrykket beryllium, og det var i sidste ende den Internationale Union for Ren og Anvendt Kemi, der besluttede, at udtrykket beryllium skulle anvendes.
Mens undersøgelsen af metalets egenskaber fortsatte gennem det 20. århundrede, var det først indtil realiseringen af berylliums nyttige egenskaber som legeringsmiddel i begyndelsen af det 20. århundrede, at kommerciel udvikling af metalet begyndte.
Produktion
Beryllium ekstraheres fra to typer malme; beryl (Be3Al2 (SiO3) 6 ) og bertrandit (Be 4Si207 (OH) 2 ). Mens Beryl generelt har et højere berylliumindhold (3 til 5 vægtprocent), er det vanskeligere at forfine end bertrandit, som i gennemsnit indeholder mindre end 1,5 procent beryllium. Raffineringsprocesserne i begge malm er imidlertid ens og kan udføres i et enkelt anlæg.
På grund af den tilsatte hårdhed skal berylmalm først forbehandles ved at smelte i en lysbueovn. Det smeltede materiale smides derefter i vand, hvilket giver et fint pulver benævnt "frit".
Knust bertranditmalm og frites behandles først med svovlsyre, der opløser beryllium og andre metaller, der er til stede, hvilket resulterer i et vandopløseligt sulfat.
Den berylliumholdige sulfatopløsning fortyndes med vand og tilføres i tanke, der indeholder hydrofobe organiske kemikalier.
Mens beryllium er knyttet til det organiske materiale, bevarer den vandbaserede opløsning jern , aluminium og andre urenheder. Denne opløsningsmiddelekstraktionsproces kan gentages, indtil det ønskede berylliumindhold koncentreres i opløsningen.
Berylliumkoncentratet behandles derefter med ammoniumcarbonat og opvarmes, hvorved berylliumhydroxid (BeOH 2 ) udfældes. Berylliumhydroxid med høj renhed er indgangsmaterialet til hovedanvendelser af elementet, herunder kobberberylliumlegeringer , berylliumkeramik og ren berylliummetallfremstilling.
For at fremstille berylliummetal af høj renhed opløses hydroxidformen i ammoniumbifluorid og opvarmes til over 1652 ° F (900 ° C), hvilket frembringer et smeltet berylliumfluorid.
Efter at være støbt i forme blandes berylliumfluoridet med smeltet magnesium i krympe og opvarmes. Dette tillader ren beryllium at adskille fra slaggen (affaldsmateriale). Efter at være adskilt fra magnesium slaggen, beryllium kugler, der måler omkring 97 procent ren forbliver.
Overskydende magnesium bliver brændt af ved yderligere behandling i en vakuumovn, hvilket efterlader beryllium, der er op til 99,99 procent rent.
Berylliumkuglerne omdannes normalt til pulver via isostatisk presning, hvilket skaber et pulver, der kan anvendes til fremstilling af berylliumaluminiumlegeringer eller rene berylliummetalafskærmninger.
Beryllium kan også let recirkuleres fra skrotlegeringer. Imidlertid er mængden af genbrugsmaterialer variabel og begrænset på grund af dens anvendelse i spredende teknologier, såsom elektronik. Beryllium til stede i kobber-berylliumlegeringer, der anvendes i elektronik, er vanskelige at indsamle, og når de indsamles, sendes først til kobbergenbrug, hvilket fortyder berylliumindholdet til et uøkonomisk beløb.
På grund af metalets strategiske karakter er det vanskeligt at opnå nøjagtige produktionsstal for beryllium. Den globale produktion af raffinerede berylliummaterialer anslås imidlertid til ca. 500 tons.
Minedrift og raffinering af beryllium i USA, der tegner sig for så meget som 90 procent af den globale produktion, domineres af Materion Corp. Tidligere kendt som Brush Wellman Inc., driver virksomheden Spor Mountain bertrandite mine i Utah og er verdens største producent og raffiner af berylliummetal.
Mens beryllium kun raffineres i USA, Kasakhstan og Kina, er beryl mined i en række lande, herunder Kina, Mozambique, Nigeria og Brasilien.
Applikationer:
Beryllium anvendelser kan kategoriseres i fem områder:
- Forbrugerelektronik og telekommunikation
- Industrielle komponenter og kommerciel luftfart
- Forsvar og militær
- Medicinsk
- Andet
Kilder:
Walsh, Kenneth A. Berylliumkemi og -behandling . ASM Intl (2009).
US Geological Survey. Mineraler Årbog 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: Opbygning af styrke som en kritisk og strategisk metal
URL: http://www.hardassetsinvestor.com
Følg Terence på Google+