铍的工业用途
工业用铍大部分以氧化铍形态用于铍铜合金的生产,小部分以金属铍形态应用,另有小量用做氧化铍陶瓷等。40年代前金属铍用做 X光窗和中子源等,从40年代中期到60年代初,主要用于原子能领域,如利用铍能使中子增殖作试验反应堆的反射层、减速剂和核武器部件等。1956年惯性导航系统首次使用铍陀螺,从此开辟了铍应用的重要领域。60年代铍的主要用途转入航天与航空领域,用于制造飞行器的部件。
1980年世界铍矿石的生产能力(以铍计)约为1315吨。实际产量受军备、原子能和空间计划的影响,波动较大。1972~1974年,世界铍矿的年产量(以铍计)约为185吨。1976年以后,美国铍的消费量逐年增长,1980年达到 300吨。1977~1980年铜铍中间合金中铍的价格为135美元/公斤,纯铍265~307美元/公斤,陶瓷级氧化铍为57美元/公斤。绿柱石精矿(BeO10~12%)为75~85美元/短吨。
工业上金属铍的生产一般分为两步:第一步是从绿柱石中提取氧化铍,第二步是由氧化铍制取金属铍。
氧化铍的提取 有硫酸盐法和氟化物法。
硫酸盐法 先将绿柱石在1600~1700熔融,熔体用冷水水淬,得到的细粒状玻璃体,磨细到-200目,与浓硫酸混合,在250~300反应,使铍、铝氧化物转化成水溶性硫酸盐,而二氧化硅则不与硫酸发生反应,入渣弃去。在浸出液中加氨中和游离的硫酸,产生的硫酸铵同硫酸铝化合形成铝铵矾[NHAl(SO)12HO]沉淀,从而使铝大部除去。然后利用铍、铝离子在碱性溶液中稳定性的不同,使铍、铝进一步分离。例如在溶液中加入乙二胺四乙酸(EDTA)螯合剂和氢氧化钠可使铝、铁、铬、锰、稀土等杂质保持在溶液中。然后把溶液加热到接近沸点,铍酸钠便水解生成氢氧化铍沉淀而与杂质分离。于750~800煅烧氢氧化铍,即成工业氧化铍。
氟化物法 将磨细的绿柱石和氟硅酸钠或氟铁酸钠混合制块,在750烧结,矿石中的铍转化为水溶性的氟铍酸钠,而铝、铁、硅等仍保留氧化物状态。烧结块磨细后,用水浸出、过滤,滤液中加入氢氧化钠,得到铍酸钠溶液。煮沸溶液,铍酸钠便水解沉淀,得到工业纯氢氧化铍,再煅烧成氧化铍。残液用硫酸高铁处理,生成氟铁酸钠沉淀,回用制块。此法铍的回收率在90%以上,比硫酸盐法高。