第一章铍金属简介1 铍的化学和物理性质●铍，原子序数4，原子量9.012182，是最轻的碱土金属元素。

铍在地壳中含量为0.001%，主要矿物有绿柱石、硅铍石和金绿宝石。

天然铍有三种同位素：铍7、铍8、铍10。

铍是钢灰色金属；熔点1283°C，沸点2970°C，密度1.85克/厘米³，铍离子半径0.31埃，比其他金属小得多。

铍的化学性质活泼，能形成致密的表面氧化保护层。

●铍即能和稀酸反应，也能溶于强碱，表现出两性。

铍的氧化物、卤化物都具有明显的共价性，铍的化合物在水中易分解，铍还能形成聚合物以及具有明显热稳定性的共价化合物。

●铍是一种非常稀有的、积多种特性于一体的贵重金属。

2铍的历史●1798年，法国化学家沃克兰对绿柱石和祖母绿进行化学分析时发现了铍。

1828年德国化学家维勒和法国化学家比西分别用金属钾还原熔融的氯化铍得到纯铍。

其英文名是维勒命名的。

铍在地壳中含量为0.001%，主要矿物有绿柱石、硅铍石和金绿宝石。

●已知含铍矿物有30多种，但直到1968年，其中仅绿柱石具有工业价值。

绿柱石是一种铍铝硅酸盐，理论上含的氧化铍（BeO）近14％。

实际上BeO含量一般为9～13％；目前世界上主要位于美国、哈萨克斯坦、中国新疆等地。

●我国1954年就开始铍冶炼工艺的研究，1957年完成了氧化铍和金属铍的小型试验，同年在湖南水口山矿务局开始筹建铍的中间试验厂即现在的水口山有色金属集团公司第六冶炼厂。

投产之初，工艺不成熟，铍的防护问题十分棘手。

1961年春两试验车间改成生产车间于1964年正式投产。

1969年又重新设计和建设金属铍车间，1971年投产，其后金属铍的生产大体上运行正常，生产能力为6t/a。

上世纪60年代初和70年代初上海松江和甘肃靖远曾先后建成了两个铍冶炼厂，后由于种种原因70年代中期相继转产或停产。

2铍的主要应用领域●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。

●核领域核反应堆的中子减速剂和反射剂。

●航空、航天领域航空发动机的关键运动部件、精密仪器等；飞机和导弹结构材料。

●工业应用领域铍青铜是仪表，仪器，计算机，汽车，家电等工业中。

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。

第二章铍资源状况1.据美国矿业局(1981～1994年)估计，世界锂、铍、铌、钽矿产储量基础：锂(金属量)840万t，铍(金属量)72.6万t，铌(金属量)420万t。

2.中国这4种矿产的储量在世界居于前列，据地质矿产部举办的《新中国成立四十周年地矿工作成就展览》统计资料(地质出版社，1992年出版)：钽矿占第1位，铌矿、铍矿、锂矿均占第2位。

3.全球已探明的铍工业储量为40～50万t铍，远景储量约70万t铍，共计为110～120万t铍。

4.自然界已发现的含铍矿物有50余种，具有工业价值的矿物不足10种，迄今仅采用绿柱石和羟硅铍石两种矿物生产铍及其化合物。

绿柱石(Beryl)的化学式为3BeO•A12O3•6SiO2，其珍品就是极为昂贵的绿宝石，主要产于巴西、哈萨克597pi铍斯坦、印度、中国、阿根廷、赞比亚和卢旺达。

5.目前中国大量开采铍的矿山有新疆可可托海和阿勒泰矿。

绿柱石的另一来源是江西等地与钨矿共生的矿物，通常选作为副产物回收。

绿柱石密度2700kg／m3，化学稳定性极好，除氟氢酸外不被其他酸分解，理论上含BeO14％。

一般绿柱石精矿约含BeO10％，精矿以手选为主，细粒矿物可采用浮选富集。

全世界铍精矿的生产能力为2～2．5万t／a(不包括中国)，实际年产量约为3600t。

6.羟硅铍石(Bertrandite)的化学式为4BeO•2SiO•H2O，是美国提取铍的另一种重要原料，产于犹他州斯波尔山(SporMountain)，平均含：BeO0．6％，由布拉什一威尔曼公司进行大规模露天开采，用硫酸浸出法富集。

该公司生产的铍能满足西方国家的需要，按目前的消耗量估算，该矿已探明的储量可满足21世纪的需求。

第三章中国及世界铍生产状况1.我国金属铍的生产●我国1954年就开始铍冶炼工艺的研究，1957年完成了氧化铍和金属铍的小型试验，同年在湖南水口山矿务局开始筹建铍的中间试验厂即现在的水口山有色金属集团公司第六冶炼厂。

投产之初，工艺不成熟，铍的防护问题十分棘手。

1961年春两试验车间改成生产车间于1964年正式投产，但生产中诸如工艺设备、产品质量、铍的回收率、防护方面的问题仍然很多。

1969年又重新设计和建设金属铍车间，1971年投产，其后金属铍的生产大体上运行正常，生产能力为6t/a。

●上世纪60年代初和70年代初上海松江和甘肃靖远曾先后建成了两个铍冶炼厂，后由于种种原因70年代中期相继转产或停产。

●1959年到1980年间，按照国家的需要，水口山金属铍生产时开时停，1981年后停产。

20多年来水口山六厂始终没有放弃金属镀生产线，经过多年不懈的努力，2003年3月“金属铍珠生产线复产工程建设可行性研究报告”得到上级部门的批复。

2004年10月，停产24年的金属铍车间恢复了生产，复产后的生产能力仍为6t/a。

2.全球主要铍生产企业的介绍●美国布拉什威尔曼公司(Brush．Wellman)该公司是世界上最大的最完整的铍生产者，供应铍的所有商业产品，包括金属、合金和铍的化合物。

它在犹它洲的托帕兹斯波山(Topaz-sporMountain)开采硅铍石矿(平均含BeO 0．73％)，年开采量10-12万t。

矿石运到犹它戴尔塔(Delta)提取出氢氧化铍，然后运到依尔莫(Elmore)冶炼成金属铍和其它铍产品。

在美国费城和英、法、德、日等国设有铍铜合金加工厂。

上世纪80年代以前，美国的铍工业主要依赖防御应用生存。

冷战结束后，铍的需求下降。

1992年美国铍的销量下降到159t(折合铍量)。

随着新产品的开发、加工技术的进步，金属铍的销量开始迅速增加，2000年达到360t。

在铍的消费中，铍铜合金是主要的，大约占全部销量的75％，金属铍约占10％，氧化铍占15％。

●哈萨克斯坦的乌尔巴冶金厂(UMP)是前苏联仅有的一家铍冶炼加工厂。

它的生产从处理矿石开始，主要产品有铍材、铍粉，铍制品，铍铜、铍铝中间合金，氧化铍陶瓷制品，是世界上第二大铍生产商。

1991年前UMP的铍产量为170-190t。

1992年苏联解体后，UMP与俄罗斯的联系已停止，铍生产大部分已中断。

2000年UMP与美国BrushWellman签定了长期的供货合同，并从德国某公司获得2 500万美元的资金用于工厂的改造。

2000年UMP生产了371t的铍制品。

这些铍(铍铜中间合金或金属铍)主要出口美国。

UMP铍冶炼的原料以前由俄罗斯的乌拉尔绿宝石采矿联合股份公司、外贝加尔斯克采选联合企业(ZabailskyGOK)以及本国贝拉戈尔斯克采选联合企业(BelogorskyGOK)供给。

但这些企业目前都已停产，现在的原料来自前苏联时期数量可观的贮备（贮备来源中国可可托海三号矿脉）。

●印度在孟买有一个由国家原子能部主管的铍试验厂，设计能力为年产含铍2％的铍铜合金铸锭10t和250kg真空热压铍块。

3.延伸新闻阅读●鹰潭乌尔巴兴业金属材料有限公司该公司承担的“高精度、大卷重铍青铜材料关键技术研究”项目通过了科技部组织的专家评审，被列入2009年度科技部国际科技合作计划，获得专项资助经费415万元。

项目在引进国外先进技术和高层次专家的基础上，进行设备配置、熔铸、半连续铸造、热处理等关键技术研究和新产品开发，目的是以掌握高精度、大卷重铍青铜板带材的生产技术，形成不同规格高精度、大卷重板带材规模化生产能力。

该公司有关人士介绍：“项目实施成功后，产品综合成品率将由现在的45％提高到68％，单卷重达到200～2000公斤，性能指标符合美国ASTM/B194-96国际标准，达到国外同类产品水平，可满足国内中高端市场需求，并逐步替代进口。

”“有些企业的产品仍然在技术研发阶段，我们公司的产品已经通过了省级鉴定，公司6条生产线目前已全部开工生产。

国内铍青铜大锭一般长度小于1米，最大重量为300公斤，我们公司能达到6米长度，2～3吨的重量。

国内铍青铜板带一般宽度在200毫米，我们可以达到400毫米。

还有最重要的一个指标就是带材的精度，也就是对于宽度、厚度板型的误差控制。

我们的产品在这方面可达到美国ASTM/B194-96或日本JIS/H3130-2006标准要求。

第四章铍的市场与前景1铍与核能应用1.1核裂变领域应用●中子源：铍是一种效率很高的能够提供大量中子，在核反应堆中起点火作用；●减速剂：铍对中子有很强的“制动”能力，作为原子反应堆里效能很高的减速剂快中子减慢速度，变成慢中子，才容易继续去轰击别的原子核而引起新的分裂，一变二、二变四……持续不断地发展“链式反应”。

；●中子反射体：防止中子跑出反应堆，反应堆的周围需要设置“警戒线”——中子反射体，用来勒令那些企图“越境”的中子返回反应区。

这样，一方面可以防止看不见的射线伤害人体健康，保护工作人员的安全；另一方面又能减少中子逃跑的数量，节省“弹药”，维持核裂变的顺利进行。

●反应堆防护壳：铍的氧化物比重小，硬度大，熔点高达摄氏二千四百五十度，而且能够像镜子反射光线那样把中子反射回去，正是建造原子锅炉“住房”的好材料。

现在，几乎各种各样的原子反应堆都要用铍作中子反射体，特别在建造用于各种交通工具的小型原子锅炉时更需要。

建造一个大型原子反应堆，往往需要动用两吨多金属铍。

1.2 核聚变的应用●中子倍增剂：在核聚变反应堆的设计中，为了提高产氚率，需要在氚增殖包层中加入大量的铍小球。

（利用聚变发电，这个目标将由ＩＴＥＲ的接班人来实现，那就是聚变反应堆的第一个工业版本——被称为Ｄｅｍｏ（Ｄｅｍｏ最快也得２０３５年开始建造，所以人们只有等到２０５０年以后才有望用上聚变反应堆发出的第一度电。

）之前所有实验性应用，每次持续的时间非常短，有的只有一秒，对铍的消耗量很小。

）●核武器的结构材料、中子源材料。

（尤其是中子弹的必需材料）2铍在工业中的应用各用途铍铜合金消耗的铍约占铍总消耗量的65％，金属铍约占20％，氧化铍约占15％。

2.1铍铜合金●又称铍青铜，是一种时效硬化效果最好的铜合金，具有硬度、强度和弹性极限高，弹性滞后小，耐疲劳，导电和导热性良好，无磁性，高低温性能好，冲击时不发生火花等许多优点，是综合性能最好的铜合金之一。