铍化学符号为Be,原子序数为4,原子量为9.0121831 u,属于碱土金属。铍通常在宇宙射线散裂过程中产生,是宇宙中较为稀有的元素之一。所有自然界中的铍都与其他元素结合,形成矿物。
性质
铍是一种呈钢灰色的坚硬金属,在室温下易碎,晶体呈六方密排结构。其刚性极高(杨氏模量为287GPa),熔点也很高。铍的弹性模量大约比钢铁高50%,又因密度较低,所以它的音速特别高,在标准温度和压力下约为12.9 km/s。其电离能非常高,与其他原子键合时有很强的极化性,所以所有铍化合物都属于共价化合物。铍易溶于如氢氯酸和稀释硫酸等非氧化酸,但不溶于的硝酸和水。
铍的资源
铍是一种稀有轻金属,列为这一类的有色金属元素还有锂(Li)、铷(Rb)、铯(Cs)。全世界铍的储量只不过390kt,最高年产量达到过1400t,最低年份时仅约200t。中国是铍资源大国,产量也未超过20t/a,在16个省(区)都发现了铍矿。已发现铍矿物和含铍矿物有60多种,常见的约40余种,湖南的香花石及顺家石是中国首批发现的铍矿床之一。绿柱石[Be3Al2(Si6O18)]是提取铍最主要的矿物,它的Be0含量9.26%~14.4%,好的绿柱石实际上就是绿宝石,所以可以说,铍是从绿宝石中来的。
铍的提取
铍一般从绿柱石提取,有用萃取剂烧结或熔化成可溶混合物两种方法。用烧结法,首先绿柱石在770°C与氟硅酸钠和碱混合,形成氟铍酸钠和二氧化硅。把氟铍酸钠加入氢氧化钠溶液,使氢氧化铍沉淀出来。用熔融法,绿柱石须磨碎成粉,并加热至1650°C。熔融物用水迅速降温,再在硫酸中重新加热至250到300°C,主要产生硫酸铍和硫酸铝。最后用氨水去除铝和硫,留下氢氧化铍。
从氢氧化铍到铍金属也有两种途径。用第一种方法,对氢氧化铍加入水溶氟化氢铵,使四氟铍酸铵沉淀出来,沉淀物加热至1000°C后即会形成氟化铍。氟化铍在900°C与镁发生反应,形成铍细粉,继续加热至1300°C之后可得出铍金属块。用另一种方法,对氢氧化铍加热产生氧化铍,再与碳和氯发生反应形成氯化铍。氯化铍经电解后即可得出铍金属。
危害
铍的化学性质和镁相似,所以会在酶中取代镁,破坏酶的功能。若在短时间内吸入大量或长期吸入少量的铍粉尘,都会引致肺部和循环系统肉芽肿病,是为铍中毒。铍中毒的症状可能在五年以后才开始出现,对三分之一病人致死,对其余则致残。国际癌症研究机构(IARC)将铍和铍化合物列为1类致癌物。