屬性
- 原子符號:是
- 原子序數:4
- 元素分類:鹼土金屬
- 密度:1.85克/厘米3
- 熔點:2349 ° F(1287 ° C)
- 沸點:4476 ° F(2469 ° C)
- 莫氏硬度:5.5
特點
純鈹是一種極輕,堅固而脆的金屬。
鈹的密度為1.85g / cm 3 ,是僅次於鋰的第二輕元素金屬。
灰色金屬由於其高熔點,抗蠕變和抗剪切性,以及高拉伸強度和抗彎剛度而被認為是合金元素。 雖然只有鋼的重量的四分之一左右,鈹的強度是其六倍。
與鋁一樣,鈹金屬在其表面形成氧化層,有助於抵抗腐蝕 。 這種金屬既非磁性又無火花 - 在石油和天然氣領域具有很高的性價比,並且在一定的溫度範圍內具有很高的導熱率,並具有出色的散熱性能。
鈹的低X射線吸收截面和高中子散射截面使其成為X射線窗以及核應用中的中子反射器和中子減速器的理想選擇。
儘管元素具有甜味,但對組織具有腐蝕性,並且吸入可導致稱為鈹青黴病的慢性,危及生命的過敏性疾病。
歷史
儘管最初在18世紀後期被分離出來,但直到1828年才生產出鈹的純金屬形式。在鈹開發商業應用之前還需要一個世紀。
法國化學家Louis-Nicholas Vauquelin最初將其新發現的元素'Glucinium'(來自希臘的glykys '甜') 命名為它的味道。
弗里德里希沃勒同時致力於分離德國的元素,他更喜歡鈹這個詞,最終是國際純粹與應用化學聯合會決定使用鈹這個詞。
儘管對金屬性能的研究一直持續到20世紀,但直到20世紀初期作為合金試劑的鈹的有用性質才開始商業化開發。
生產
鈹是從兩種礦石中提取的; 綠柱石(Be 3 Al 2 (SiO 3 ) 6 )和Bertrandite(Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2 )。 雖然Beryl通常具有較高的鈹含量(重量百分之三到五),但比Bertllite更難以精煉,Bertrandite平均含有少於1.5%的鈹。 然而,這兩種礦石的精煉過程是相似的,可以在一個設施中進行。
由於其增加的硬度,必須首先通過在電弧爐中熔化來預處理綠柱石礦石。 然後將熔融材料浸入水中,產生稱為“玻璃料”的細粉末。
粉碎的bertrandite礦石和玻璃料首先用硫酸處理,硫酸溶解鈹和其他存在的金屬,產生水溶性硫酸鹽。
含鈹硫酸鹽溶液用水稀釋後加入含有疏水有機化學物質的罐中。
雖然鈹附著在有機材料上,但水基溶液可以保留鐵 ,鋁和其他雜質。 該溶劑萃取過程可以重複進行,直到所需的鈹含量被濃縮在溶液中。
接著用碳酸銨處理鈹濃縮物並加熱,由此沉澱氫氧化鈹(BeOH 2 )。 高純氫氧化鈹是元素主要應用的輸入材料,包括銅鈹合金 ,鈹陶瓷和純鈹金屬製造。
為了生產高純度的鈹金屬,將氫氧化物形式溶解在二氟化銨中並加熱到1652 ° F(900 ℃ )以上,產生熔融的氟化鈹。
鑄造成模具後,氟化鈹與坩堝中的熔融鎂混合併加熱。 這允許純鈹與爐渣(廢料)分離。 從鎂渣中分離出來的純度約為97%的鈹球仍然存在。
通過在真空爐中進一步處理將過量的鎂燒掉,留下高達99.99%純度的鈹。
鈹球通常通過等靜壓轉化成粉末,產生可用於生產鈹鋁合金或純鈹金屬屏蔽的粉末。
鈹也可以容易地從廢合金中回收。 但是,由於回收材料用於電子等分散技術,回收材料的數量是可變的和有限的。 電子產品中使用的銅 - 鈹合金中存在的鈹難以收集,並且首先將其收集用於銅回收,從而將鈹含量稀釋到不經濟的量。
由於金屬的戰略性質,鈹的準確生產數據很難達到。 但是,全球精煉鈹材料的產量估計約為500公噸。
美國的鈹開采和精煉佔全球產量的90%,主要由Materion公司控制。前身為Brush Wellman Inc.,該公司在猶他州經營Spor Mountain bertrandite礦山,是世界上最大的鈹金屬的生產商和精煉商。
雖然鈹僅在美國,哈薩克斯坦和中國提煉,但綠柱石在包括中國,莫桑比克,尼日利亞和巴西在內的許多國家開採。
應用:
鈹的使用可以分為五個方面:
- 消費電子和電信
- 工業部件和商業航空航天
- 國防和軍事
- 醫
- 其他
資料來源:
沃爾什,肯尼思A. 鈹化學和加工 。 ASM Intl(2009)。
美國地質調查局。 礦物年鑑2011 。 鈹。 布萊恩W.賈斯庫拉。
網址: http : //minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
鈹科技協會。 關於鈹。
網址:http://beryllium.eu/
瓦肯人,湯姆。 HardAssetInvestor.com。 鈹基礎:鞏固實力作為重要的戰略性金屬
網址:http://www.hardassetsinvestor.com
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