Nilalaman
- Isang Strategic at Critical Metal
- Gumagamit ng Beryllium
- Mga Katangian ng Pisikal ng Beryllium
- Saan Nagmula ang Beryllium?
- Pinagmulan ng Bertrandite
- Pinagmulan ng Beryl
- Beryllium Supply at Demand
- Pag-recycle ng Beryllium
- Mga Pinagkukunang Beryllium ng Estados Unidos
- Pagtitiyak ng Hinaharap na Beryllium Supplies
Beryllium teleskopyo na salamin: Tingnan ang likod ng isa sa 18 na mga segment ng salamin ng beryllium para sa James Webb Space Telescope. Ang mga buto-buto sa likod ng salamin ay tumutulong upang mapanatili ang lakas at kakayahan ng mga salamin na hawakan ang hugis nito sa ilalim ng matinding mga kondisyon. Ang harap ng salamin ay ganap na makinis at pinahiran sa isang manipis na pelikula ng ginto. Kuha ng larawan ng kagandahang-loob ng National Aeronautics at Space Administration. Larawan ng kagandahang-loob ng NASA.
Isang Strategic at Critical Metal
Ang Beryllium ay isa sa pinakamagaan at matigas na mga metal, ngunit walang kaunting pang-industriya na hinihiling nito hanggang sa 1930s at 1940s nang magsimula ang aerospace, pagtatanggol, at nuklear na sektor gamit ang beryllium at ang mga compound nito. Ang Beryllium ay inuri ngayon ng Kagawaran ng Depensa ng Estados Unidos bilang isang estratehikong at kritikal na materyal dahil ginagamit ito sa mga produktong mahalaga sa seguridad ng bansa.
Ang form ng oxide ng beryllium ay nakilala noong 1797, at una nang naghiwalay ang mga siyentipiko ng metalikong beryllium noong 1828. Ang Beryllium at ilang mga sebyllium compound ay nakakalason at dapat na maingat na hawakan. Ang mga exposures na may kaugnayan sa lugar ng trabaho sa mga dumi o fume ng beryllium at beryllium compound ay kilala upang maging sanhi ng malubhang mga problema sa kalusugan, tulad ng cancer o talamak na beryllium disease, na kung saan ay isang tugon ng immune system na maaaring makapinsala sa mga baga. Ang wastong mga kasanayan sa lugar ng trabaho ay pumipigil sa mga paglantad na ito.
Gumagamit ng Beryllium
Ang beryla-tanso na haluang metal ay nagkakahalaga ng humigit-kumulang na 80 porsyento ng beryllium na ginamit sa Estados Unidos. Ang mga haluang metal na ito ay malakas, mahirap, at nonmagnetic; sila ay mabuting conductor ng koryente at init, at lumalaban sila sa kaagnasan at pagkapagod. Ang mga bryllium alloy ay ginagamit sa paggawa ng mga konektor, bukal, switch, at iba pang mga sangkap ng elektronik at elektrikal na aparato para sa aerospace, sasakyan, computer, pagtatanggol, medikal, telecommunication, at iba pang mga produkto.
Beryllium sa aerospace: Ang U.S. Air Force F-35 Lightning II Joint Strike Fighter at maraming iba pang mga aerospace na sasakyan ay umaasa sa mga de-koryenteng at mekanikal na sangkap na gawa sa beryllium alloys. Photo courtesy ng U.S. Air Force.
Mga Katangian ng Pisikal ng Beryllium
Ang metal na Beryllium ay napaka magaan at matigas. Sa batayang bigat-timbang, ang beryllium ay anim na beses na mas stiffer kaysa sa bakal, at pinapanatili nito ang hugis nito sa mataas at mababang temperatura. Ang beryllium metal ay ginagamit sa industriya ng aerospace at pagtatanggol upang makagawa ng magaan na mga instrumento ng katumpakan.
Ang mga salamin ng Spitzer Space Telescope at ang James Webb Space Telescope (JWST), na nakatakdang ilunsad noong 2021, ay gawa sa beryllium. Ang pangunahing salamin ng JWST ay naglalaman ng 18 heksagonal na mga segment (bawat segment ay 4.3 talampakan ang lapad) na dapat mapanatili ang kanilang eksaktong hugis kahit na sa mga temperatura na -400 degree Fahrenheit at dapat na magaan ang ilaw na isinasagawa sa orbit; ang teleskopyo ay magpapatakbo ng humigit-kumulang na 1 milyong milya sa itaas ng Lupa.
Ang Beryllium ay halos transparent sa x-ray, at ang beryllium foil ay ginagamit bilang window material sa x-ray at iba pang mga makina ng radiation. Sa mga nuclear reaktor, beryllium metal at beryllium oxide ay ginagamit upang makontrol ang mga reaksyon ng fission. Ang Beryllium ay ginamit din sa mga mekanismo ng pag-trigger para sa mga sandatang nukleyar.
Bertrandite Nodule: Karamihan sa bertrandite na natagpuan sa Spor Mountain, Utah ay nakapaloob sa mga nodules na binubuo ng fluorite, opal at bertrandite. Ang beryllium ay puro sa panlabas na opalized fluorite zone. Ang mga node na tulad nito ay maaaring maglaman ng hanggang sa 1% beryllium ayon sa timbang. Kuha ni David A. Lindsey, Survey ng Geological ng Estados Unidos.
Saan Nagmula ang Beryllium?
Dalawang mineral, bertrandite at beryl, ay mined para sa beryllium, at pareho ay matatagpuan sa pakikipag-ugnay sa mga nakangiting bato. Ang lahat ng beryllium sa kasalukuyan ay mined sa Estados Unidos ay nagmula sa mineral na bertrandite.
Pinagmulan ng Bertrandite
Ang isang kumplikadong serye ng mga kaganapan ay dapat maganap upang mag-concentrate ang beryllium sa bertrandite. Una, ang isang magma na mayaman sa fluorine, beryllium, at silica ay dapat sumabog sa isang lugar kung saan may mga carbonate na bato (apog o dolomite). Kung ang init mula sa magma ay nagpainit sa tubig sa lupa sa lugar at nagiging sanhi ng tubig na lumipat sa mga nakapaligid na mga bato, ang tubig ay kumukuha ng mga elemento, kabilang ang beryllium, mula sa mga batong iyon; ang tubig ay maaaring pagkatapos ay gumanti sa naaangkop na mga malagkit o sedimentary na mga bato upang mapagsigla ang mga mineral, kabilang ang bertrandite.
Mga hiyas ng Beryl: Apat na uri ng kalidad ng perlas na de kalidad ng bato: mula sa kaliwang kaliwa, pagpunta sa sunud-sunod: morganite (pinkish-orange), heliodor (dilaw), berde beryl (maputlang berde), aquamarine (asul-berde). Ang isang napakaliit na halaga ng araw-araw na suplay ng beryllium ay mula sa di-gem na beryl na nakuhang muli sa paghahanap ng mga materyales sa hiyas.
Pinagmulan ng Beryl
Ang mineral beryl ay ang pangunahing mapagkukunan ng beryllium mined sa labas ng Estados Unidos. Ang Beryl ay madalas na matagpuan sa mga veins o pegmatite, na kung saan ay mga bato na naglalaman ng huling mineral na mai-crystallize mula sa isang malaking pag-iinterog. Ang mga Pegmatites ay nakikilala sa pamamagitan ng malaking interlocking crystals na madalas na kasama ang hindi pangkaraniwang mga elemento at mineral.
Ang mga purong kristal na beryl ay walang kulay, ngunit ang pagsasama ng iba pang mga elemento sa beryl ay lumilikha ng makulay, mahalagang gemstones. Ang berdeng kulay sa esmeralda ay dahil sa mga bakas ng chromium at kung minsan sa vanadium sa latin ng beryl crystal. Ang maputlang asul hanggang sa asul-berde na kulay ng aquamarine ay sanhi ng mga iron atoms na may estado na oksihenasyon ng +2 (Fe2+); ang iba pang mga elemento sa beryl crystals ay gumagawa ng mga kulay na mula sa ginto hanggang pula. Ang pinakamalaking pinakamalaking amerikano na esmeralda, isang 64-carat gemstone, ay pinutol mula sa isang 310-carat madilim na berdeng kristal na natagpuan sa Adams Emerald Mine sa North Carolina noong 2009.
Bertrandite Metal: Isang laki ng marmol na berde ng beryllium. Kuha ng NASA.
Beryllium Supply at Demand
Ang Estados Unidos ay ang mga mundo na nangungunang mapagkukunan ng beryllium. Ang isang solong minahan sa Spor Mountain, Utah, ay gumawa ng higit sa 85 porsyento ng beryllium na mined sa buong mundo noong 2010. Ang China ay nakagawa ng halos lahat, at mas mababa sa 2 porsyento ay nagmula sa Mozambique at iba pang mga bansa. Nagbibigay din ang mga pambansang stockpile ng mga makabuluhang halaga ng beryllium para sa pagproseso.
Tatlong bansa-China, Kazakhstan, at Estados Unidos-proseso ng beryllium ore. Noong 2005, sinimulan ng Kagawaran ng Depensa ng Estados Unidos ang isang pakikipagtulungan sa isang kumpanya ng pribadong sektor upang makabuo ng isang bagong pasilidad sa pagproseso sa Ohio upang makagawa ng mataas na kadalisayan beryllium metal. Ang pasilidad sa pagproseso ay nakumpleto noong 2011, at hanggang sa dalawang-katlo ng output nito ay ilalaan para sa pagtatanggol at iba pang mga gamit na nauugnay sa gobyerno.
Ang Estados Unidos ay nag-import ng humigit-kumulang na 34 porsyento ng beryllium raw na materyales na ginamit nito noong 2011, kasama ang beryllium metal at iba pang mga naprosesong beryllium na materyales na ginamit sa pagmamanupaktura; dalawang-katlo ng materyal na ito ay nagmula sa Russia at Kazakhstan.
Pag-recycle ng Beryllium
Ang beryllium na nai-recycle mula sa scrap na naiwan mula sa paggawa ng mga produktong beryllium-bearing ay maaaring magbigay ng humigit-kumulang na 10 porsyento ng maliwanag na pagkonsumo ng Estados Unidos. Ang maliwanag na pagkonsumo ay isang sukatan ng dami ng isang materyal na aktwal na ginagamit, kinakalkula bilang produksiyon + na import - export ng mga pagbabago sa mga stock ng Pamahalaan o industriya.
Mga Pinagkukunang Beryllium ng Estados Unidos
Ang Estados Unidos ay malamang na matugunan ang karamihan sa mga kinakailangang beryllium nito mula sa mga mapagkukunang domestic. Mayroong malaking napatunayan na reserbang ng bertrandite sa Spor Mountain, Utah, at may mga mapagkukunang beryllium sa iba pang mga lugar ng Utah at Alaska. Humigit-kumulang 65 porsyento ng tinantyang pandaigdigang mapagkukunan ng nonpegmatitic beryllium ay matatagpuan sa Estados Unidos. Nilalayon ng Kagawaran ng Depensa ng Estados Unidos na hawakan ang humigit-kumulang na 45 metriko tonelada ng mainit na pinindot na beryllium metal powder sa National Defense Stockpile.
Pagtitiyak ng Hinaharap na Beryllium Supplies
Upang makatulong na mahulaan kung saan matatagpuan ang hinaharap na beryllium supplies, pinag-aaralan ng mga siyentipiko ng USGS kung paano at kung saan ang mga mapagkukunan ng beryllium ay puro sa Earths crust at ginagamit ang kaalaman na iyon upang masuri ang posibilidad na maaaring hindi matuklasan ang mga mapagkukunang beryllium. Ang mga pamamaraan upang masuri ang mga mapagkukunan ng mineral ay binuo ng USGS upang suportahan ang pamamahala ng mga lupang Pederal at mas mahusay na suriin ang pagkakaroon ng mapagkukunan ng mineral sa isang pandaigdigang konteksto. Pinagsasama din ng USGS ang mga istatistika at impormasyon sa buong mundo na supply ng, demand para, at daloy ng beryllium. Ang mga data na ito ay ginagamit upang ipaalam sa pambansang pagsasagawa ng patakaran sa Estados Unidos.