تعرف على البريليوم - خصائصه واستخداماته

البريليوم معدن صلب وخفيف يحتوي على نقطة انصهار عالية وخصائص نووية فريدة ، مما يجعله حيويا للعديد من التطبيقات الفضائية والعسكرية.

الخصائص

• الرمز الذري: Be
• العدد الذري: 4
• فئة العنصر: Alkaline Earth Metal
• الكثافة: 1.85 جم / سم مكعب
• نقطة الانصهار: 2349 فهرنهايت (1287 درجة مئوية)
• نقطة الغليان: 4476 فهرنهايت (2469 درجة مئوية)
• صلابة موس: 5.5

مميزات

البريليوم النقي هو معدن خفيف للغاية وقوي وهش.

بكثافة 1.85 غم / سم ³ ، البريليوم هو أخف معدن عنصري ، خلف الليثيوم فقط.

ويتم تقييم المعدن الرمادي اللون كعنصر سبيكة بسبب ارتفاع نقطة الانصهار ، ومقاومة الزحف والقص ، فضلا عن قوة الشد العالية والصلابة الانحناء. على الرغم من أن وزن الفولاذ لا يتجاوز ربع وزنه ، إلا أن البريليوم يبلغ ستة أضعاف قوته.

مثل الألومنيوم ، يشكل معدن البريليوم طبقة أكسيد على سطحه تساعد على مقاومة التآكل . المعادن غير مغناطيسية وغير مسبوقة - خصائص مقيمة في حقل النفط والغاز - ولها موصلية حرارية عالية على مجموعة من درجات الحرارة وخصائص تبديد الحرارة الممتازة.

إن المقطع العرضي المنخفض لامتصاص الأشعة السينية في البريليوم والمقاطع العرضية العالية للنترونات النيوترونية تجعلها مثالية لنوافذ الأشعة السينية وكعاكس نيوتروني ومشرف نيوترون في التطبيقات النووية.

على الرغم من أن هذا العنصر له طعم حلو ، إلا أنه يسبب تآكلًا للأنسجة ويمكن أن يؤدي الاستنشاق إلى مرض أرجي مزمن يهدد الحياة ويعرف باسم مرض البريليوز.

التاريخ

على الرغم من عزلها لأول مرة في أواخر القرن الثامن عشر ، لم يتم إنتاج شكل معدني نقي من البريليوم حتى عام 1828. سيكون قرنًا آخر قبل تطوير التطبيقات التجارية للبريليوم.

قام الكيميائي الفرنسي لويس-نيكولاس فاكولين في البداية بتسمية العنصر الذي اكتشفته حديثًا "غلُوكينيوم" (من الغليكيس اليوناني "الحلو") بسبب مذاقه.

فضل فريدريك فولر ، الذي كان يعمل في وقت واحد على عزل العنصر في ألمانيا ، مصطلح البريليوم وكان ، في النهاية ، الاتحاد الدولي للكيمياء البحتة والتطبيقية هو الذي قرر استخدام مصطلح البريليوم.

في حين استمر البحث في خصائص المعدن خلال القرن العشرين ، لم يكن حتى تحقيق خصائص مفيدة للبريليوم كعامل السبك في أوائل القرن العشرين أن التطور التجاري للمعادن بدأ.

إنتاج

يتم استخراج البريليوم من نوعين من الخامات. beryl (Be ₃ Al ₂ (SiO ₃ ) ₆ ) and bertrandite (Be ₄ Si ₂ O ₇ (OH) ₂ ). في حين أن البريل عموما يحتوي على نسبة عالية من البريليوم (من 3 إلى 5٪ بالوزن) ، فإنه يصعب صقله أكثر من البرترانديت ، الذي يحتوي في المتوسط ​​على أقل من 1.5٪ من البريليوم. ومع ذلك ، فإن عمليات التكرير في كلا الخامين متشابهة ويمكن تنفيذها في مرفق واحد.

بسبب صلابة إضافته ، يجب أولاً معالجة خرسانة البريل من خلال الصهر في فرن القوس الكهربائي. ثم يتم إسقاط المادة المنصهرة في الماء ، مما ينتج مسحوق ناعم يشار إليه باسم "frit".

يتم معالجة خام البرتريت والخرطوم المسحوق أولاً باستخدام حمض الكبريتيك ، الذي يذيب البيرليوم والمعادن الأخرى الموجودة ، مما يؤدي إلى كبريتات قابلة للذوبان في الماء.

يتم تخفيف محلول الكبريت المحتوي على البريليوم بالماء ويتم تغذيته في خزانات تحتوي على مواد كيميائية عضوية مسعور.

وبينما يرتبط البريليوم بالمواد العضوية ، فإن المحلول المائي يعتمد على الحديد والألمنيوم والشوائب الأخرى. يمكن تكرار عملية استخلاص المذيبات حتى يتركز محتوى البريليوم المرغوب في المحلول.

يعالج مركز البريليوم بعد ذلك بكربونات الأمونيوم ويتم تسخينه ، وبالتالي ترسيب هيدروكسيد البريليوم (BeOH ₂ ). هيدروكسيد البريليوم عالي النقاء هو مادة مدخلات للتطبيقات الرئيسية للعنصر ، بما في ذلك سبائك البريليوم النحاسية ، سيراميك البيريل ، وتصنيع معدن البريليوم النقي.

من أجل إنتاج معدن البريليوم عالي النقاء ، يذوب شكل هيدروكسيد في أملاح بروبيلوريد الأمونيوم ويتم تسخينه إلى ما فوق 1652 درجة فهرنهايت (900 درجة مئوية) ، مما يخلق فلوريد البريليوم المصهور.

بعد صب القالب في قوالب ، يتم خلط فلوريد البريليوم مع المغنيسيوم المنصهر في البوتقات وتسخينه. وهذا يسمح للبيريليوم النقي بالفصل من الخبث (مادة النفايات). بعد فصلها عن خبث المغنيسيوم ، تبقى كريات البيرليوم التي تقاس نحو 97 في المائة نقية.

يتم حرق المغنيسيوم الزائد عن طريق مزيد من العلاج في فرن مفرغ ، مما يترك البريليوم الذي يصل إلى 99.99 في المئة نقية.

يتم تحويل كريات البريليوم عادة إلى مسحوق عبر الضغط المتساوي الأضلاع ، مما يخلق مسحوقًا يمكن استخدامه في إنتاج سبائك البريليوم والألمنيوم أو الدروع المعدنية المصنوعة من البريليوم النقي.

كما يمكن إعادة تدوير البريليوم بسهولة من سبائك الخردة. ومع ذلك ، فإن كمية المواد المعاد تدويرها متغيرة ومحدودة بسبب استخدامها في تكنولوجيات تشتت ، مثل الإلكترونيات. من الصعب جمع البريليوم الموجود في سبائك النحاس البريليوم المستخدم في الإلكترونيات ، وعند إرساله يتم إرساله لأول مرة لإعادة تدوير النحاس ، مما يؤدي إلى تمييع محتوى البريليوم إلى كمية غير اقتصادية.

نظراً للطبيعة الاستراتيجية للمعدن ، يصعب تحقيق أرقام الإنتاج الدقيقة للبريليوم. ومع ذلك ، يقدر الإنتاج العالمي من مواد البريليوم المكررة بنحو 500 طن متري.

تهيمن شركة Materion Corp على تعدين وتكرير البريليوم في الولايات المتحدة ، التي تمثل ما يصل إلى 90 في المائة من الإنتاج العالمي. وتعرف الشركة سابقاً باسم Brush Wellman Inc. ، وهي تدير منجم Spert Mountain bertrandite في يوتا ، وهي أكبر شركة في العالم. منتج وتكرير من معدن البريليوم.

بينما يتم تحسين البريليوم فقط في الولايات المتحدة ، كازاخستان ، والصين ، يتم استخراج البيرل في عدد من البلدان ، بما في ذلك الصين وموزمبيق ونيجيريا والبرازيل.

التطبيقات:

يمكن تصنيف استخدامات البريليوم في خمسة مجالات:

• الالكترونيات الاستهلاكية والاتصالات
• المكونات الصناعية والفضائية التجارية
• الدفاع والجيش
• طبي
• آخر

_مصادر:

_{Walsh، Kenneth A. Beryllium Chemistry and Processing . ASM Intl (2009).
هيئة المسح الجيولوجي الأمريكية. المعادن حولية 2011 . البريليوم. بريان دبليو جاسكولا.
عنوان URL: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/beryllium/myb1-2011-beryl.pdf
جمعية البريليوم للعلوم والتكنولوجيا. حول البريليوم.
عنوان URL: http://beryllium.eu/
فولكان ، توم. HardAssetInvestor.com. أساسيات البريليوم: البناء على القوة كمعدن نقدي واستراتيجي
عنوان URL: http://www.hardassetsinvestor.com}

_{اتبع Terence على Google+}