了解铍 - 它的性质和用途

铍是一种坚硬而轻质的金属,具有高熔点和独特的核属性,这对许多航空航天和军事应用至关重要。

属性

特点

纯铍是一种极轻,坚固而脆的金属。

铍的密度为1.85g / cm 3 ,是仅次于锂的第二轻元素金属。

灰色金属由于其高熔点,抗蠕变和抗剪切性,以及高拉伸强度和抗弯刚度而被认为是合金元素。 虽然只有的重量的四分之一左右,铍的强度是其六倍。

一样,铍金属在其表面形成氧化层,有助于抵抗腐蚀 。 这种金属既非磁性又无火花 - 在石油和天然气领域具有很高的性价比,并且在一定的温度范围内具有很高的导热率,并具有出色的散热性能。

铍的低X射线吸收截面和高中子散射截面使其成为X射线窗以及核应用中的中子反射器和中子减速器的理想选择。

尽管元素具有甜味,但对组织具有腐蚀性,并且吸入可导致称为铍青霉病的慢性,危及生命的过敏性疾病。

历史

尽管最初在18世纪后期被分离出来,但直到1828年才生产出铍的纯金属形式。在铍开发商业应用之前还需要一个世纪。

法国化学家Louis-Nicholas Vauquelin最初将其新发现的元素'Glucinium'(来自希腊的glykys '甜') 命名为它的味道。

弗里德里希沃勒同时致力于分离德国的元素,他更喜欢铍这个词,最终是国际纯粹与应用化学联合会决定使用铍这个词。

尽管对金属性能的研究一直持续到20世纪,但直到20世纪初期作为合金试剂的铍的有用性质才开始商业化开发。

生产

铍是从两种矿石中提取的; 绿柱石(Be 3 Al 2 (SiO 36 )和Bertrandite(Be 4 Si 2 O 7 (OH) 2 )。 虽然Beryl通常具有较高的铍含量(重量百分之三到五),但比Bertllite更难以精炼,Bertrandite平均含有少于1.5%的铍。 然而,这两种矿石的精炼过程是相似的,可以在一个设施中进行。

由于其增加的硬度,必须首先通过在电弧炉中熔化来预处理绿柱石矿石。 然后将熔融材料浸入水中,产生称为“玻璃料”的细粉末。

粉碎的bertrandite矿石和玻璃料首先用硫酸处理,硫酸溶解铍和其他存在的金属,产生水溶性硫酸盐。

含铍硫酸盐溶液用水稀释后加入含有疏水有机化学物质的罐中。

虽然铍附着在有机材料上,但水基溶液可以保留 ,铝和其他杂质。 该溶剂萃取过程可以重复进行,直到所需的铍含量被浓缩在溶液中。

接着用碳酸铵处理铍浓缩物并加热,由此沉淀氢氧化铍(BeOH 2 )。 高纯氢氧化铍是元素主要应用的输入材料,包括合金 ,铍陶瓷和纯铍金属制造。

为了生产高纯度的铍金属,将氢氧化物形式溶解在二氟化铵中并加热到1652 ° F(900 )以上,产生熔融的氟化铍。

铸造成模具后,氟化铍与坩埚中的熔融混合并加热。 这允许纯铍与炉渣(废料)分离。 从镁渣中分离出来的纯度约为97%的铍球仍然存在。

通过在真空炉中进一步处理将过量的镁烧掉,留下高达99.99%纯度的铍。

铍球通常通过等静压转化成粉末,产生可用于生产铍铝合金或纯铍金属屏蔽的粉末。

铍也可以容易地从废合金中回收。 但是,由于回收材料用于电子等分散技术,回收材料的数量是可变的和有限的。 电子产品中使用的铜 - 铍合金中存在的铍难以收集,并且首先将其收集用于铜回收,从而将铍含量稀释到不经济的量。

由于金属的战略性质,铍的准确生产数据很难达到。 但是,全球精炼铍材料的产量估计约为500公吨。

美国的铍开采和精炼占全球产量的90%,主要由Materion公司控制。前身为Brush Wellman Inc.,该公司在犹他州经营Spor Mountain bertrandite矿山,是世界上最大的铍金属的生产商和精炼商。

虽然铍仅在美国,哈萨克斯坦和中国提炼,但绿柱石在包括中国,莫桑比克,尼日利亚和巴西在内的许多国家开采。

应用:

铍的使用可以分为五个方面:

资料来源:

沃尔什,肯尼思A. 铍化学和加工 ASM Intl(2009)。
美国地质调查局。 矿物年鉴2011 铍。 布莱恩W.贾斯库拉。
网址: http//minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
铍科技协会。 关于铍。
网址:http://beryllium.eu/
瓦肯人,汤姆。 HardAssetInvestor.com。 铍基础:巩固实力作为重要的战略性金属
网址:http://www.hardassetsinvestor.com

在Google+上关注Terence