Данный металл входит во все перечни технологически важных элементов. Причём он критичен не только для стран Запада, но и для России.
Рассказываем о его использовании, добыче, запасах, торговле и ценах. А также как он вдохновляет рок-музыкантов, почему он существовал под двумя названиями и причины его запрета в Формуле-1.
Свойства
Несмотря на то что окончательное официальное открытие бериллия состоялось в 1828 г. он был хорошо известен ещё древним цивилизациям в виде минерала берилла и его разновидностей (изумруда, морганита и аквамарина).
Главными отличительными свойствами бериллия являются лёгкость (из элементарных металлов легче только литий), удельная прочность (самая высокая среди всех металлов, в 6 раз прочнее стали), тугоплавкость (1278°С) и очень высокая теплопроводность.
Металл устойчив к коррозии, совершенно немагнитен и не искрится. Также он характеризуется высокой отражательной способностью для инфракрасного излучения и прозрачностью для рентгеновских лучей.
Даже после того, как он был физически выделен, ему пришлось ждать 100 лет до своего практического применения.
Применение
Изначально его стали использовать в качестве легирующего агента. Самыми распространёнными на сегодня являются сплавы бериллия с медью (соотношение 2:98). Добавление бериллия не влияет на электропроводность меди, и при этом сплав становится гораздо прочнее (в 6 раз), устойчивым к коррозии и не искрит. На втором месте - сплавы с никелем (в том же соотношении). Сплав бериллия и алюминия намного жёстче и легче алюминия.
Сплавы бериллия широко применяются как конструкционный материал для изготовления различных элементов высокоскоростных самолётов, ракет, спутников и другой космической техники.
Их активно используют в автомобильной, компьютерной и бытовой технике, а также для изготовления инструментов, гироскопов, электродов и многого другого.
6,5-метровое зеркало самого большого космического телескопа в истории «Джеймс Уэбб», запущенного на орбиту в декабре 2021 года, изготовлено из позолоченного бериллия. Такое зеркало имеет малый вес и способно выдерживать экстремальные космические нагрузки.
Инструменты из бериллиевых сплавов не магнитят и не искрят. С их помощью можно настраивать радиолокационные системы, работать в пожароопасной среде и даже проводить обезвреживание морских мин с магнитными взрывателями.
Бериллий прозрачен для рентгеновских лучей и достаточно прочен для создания вакуума, а потому не может не использоваться в окнах рентгеновских трубок.
В ядерных реакторах бериллий востребован в качестве замедлителя, поглотителя и отражателя нейтронов.
В акустических системах эксплуатируется высокая звукопроводимость металла (основанная на низкой плотности и высокой упругости). Но из-за своей дороговизны и необходимости изолировать токсичные элементы металл используется только в высокопрофессиональной аппаратуре.
Медицинское оборудование для анализа крови на ВИЧ также содержит детали из этого металла, в то время как лазер для проведения хирургических операций на глазах управляется бериллиевой керамикой.
Многие сферы применения бериллия в военной технике (в том числе в ядерном оружии) остаются неизвестными широкой публике.
Благодаря бериллию (использовался в эксперименте) был открыт нейтрон – элементарная частица с массой, но без заряда.
Наконец, данный элемент вдохновил питерскую рок-группу «Сплин» на создание одноимённой песни. Хорошая композиция, однако о бериллии там всего одна строчка, в которой констатируется местонахождение металла в таблице Менделеева, между литием и бором.
Добыча и запасы
Металл достаточно редок (44-е место по распространённости), в чистом виде не встречается. Процесс выделения металла из породы состоит из нескольких этапов, достаточно сложен, трудоёмок и энергозатратен.
По данным U. S. Geological Survey, вся мировая добыча составляет около 260 тонн в год, из которых 170 тонн (65%) приходится на США и 70 тонн (27%) на Китай. Все остальные страны (Уганда, Бразилия, Мозамбик, Мадагаскар, Нигерия и Руанда) извлекают оставшиеся 20 тонн (8%).
Мировые запасы составляют порядка 100 тысяч тонн, из которых 60 тысяч тонн находятся в США. Достаточно нетипичный случай прямого владения большей частью глобальных ресурсов технологического элемента Соединёнными Штатами.
Вторичная переработка даёт порядка четверти всего производства.
Россия
На момент распада СССР большое количество бериллиевого концентрата, добытого и обогащённого в РСФСР, было накоплено в Казахстане (г. Усть-Каменогорск). Этого хватило для того, чтобы производить металлический бериллий до второй половины 2010-х годов. Сейчас там реализуются совместные проекты с Китаем по выпуску бериллия.
Российские месторождения бериллия в Бурятии, Свердловской области и Забайкальском крае были закрыты в 1990-х годах главным образом в связи с невостребованностью сырья.
Восстановление добычи и организация собственного современного металлургического производства, по логике последних событий, должны стать важнейшей национальной задачей.
Импорт
Казахстан остаётся практически единственным поставщиком бериллия в Россию на протяжении всех постсоветских лет. В 2021 году было поставлено 5,9 тонн на общую сумму $6,2 млн.
Средняя цена составила более $1 тыс. за 1 кг.
Поскольку добыча де-факто монополизирована двумя странами, на биржах металлов бериллий отсутствует.
Два названия
В 1828 году металл был выделен двумя химиками в Германии и Франции, независимо друг от друга. И оба дали ему разные названия: бериллий и глюциний, которые существовали параллельно более 100 лет.
Каждая страна выбирала себе своё название, пока в 1957 году вопрос был окончательно не решён на международном уровне в пользу бериллия. Это слово имеет очень древние санскритские корни и относит нас к старинному городу Белур в Индии (видимо там был впервые обнаружен драгоценный минерал берилл).
Греческое название глюциний означает «сладкий». Многие химики XIX века имели постыдную привычку пробовать новые элементы на вкус. С бериллием этого делать категорически нельзя. Металл очень токсичен и канцерогенен.
Во избежание тяжёлого отравления или получения рака лёгких обращаться с ним и его сплавами нужно с величайшей осторожностью.
Токсичность металла стала официальной причиной его полного запрета в автогонках «Формула-1».
Возможно, Вам также будет интересно:
Если узнали что-то новое, просьба оставить лайк. Подпишитесь на канал, и мы обещаем ещё много интересного.
