Logam

Penggunaan Berilium

Penggunaan Berilium



Berilium adalah bahan strategis dan kritis yang digunakan dalam banyak produk penting untuk keamanan nasional.

Diterbitkan ulang dari Lembar Fakta USGS 2012-3056

Cermin teleskop berilium: Pemandangan belakang salah satu dari 18 segmen cermin berilium untuk James Webb Space Telescope. Tulang rusuk di bagian belakang cermin membantu menjaga kekuatan dan kemampuan cermin untuk menahan bentuknya di bawah kondisi ekstrem. Bagian depan cermin benar-benar halus dan dilapisi lapisan tipis emas. Foto dari National Aeronautics and Space Administration. Foto milik NASA.

Logam Strategis dan Kritis

Berilium adalah salah satu logam yang paling ringan dan paling kaku, tetapi ada sedikit permintaan industri untuknya sampai tahun 1930-an dan 1940-an ketika sektor kedirgantaraan, pertahanan, dan nuklir mulai menggunakan berilium dan senyawanya. Berilium sekarang diklasifikasikan oleh Departemen Pertahanan AS sebagai bahan strategis dan penting karena digunakan dalam produk yang vital bagi keamanan nasional.

Bentuk oksida berilium diidentifikasi pada tahun 1797, dan para ilmuwan pertama kali mengisolasi logam berilium pada tahun 1828. Berilium dan beberapa senyawa berilium beracun dan harus ditangani dengan hati-hati. Paparan terkait debu dan asap dari senyawa berilium dan berilium diketahui menyebabkan masalah kesehatan yang serius, seperti kanker atau penyakit berilium kronis, yang merupakan respons sistem kekebalan yang dapat merusak paru-paru. Praktik tempat kerja yang tepat mencegah paparan ini.

Penggunaan Berilium

Paduan berilium-tembaga menyumbang sekitar 80 persen dari berilium yang digunakan di Amerika Serikat. Paduan ini kuat, keras, dan tidak magnetik; mereka adalah konduktor listrik dan panas yang baik, dan mereka tahan terhadap korosi dan kelelahan. Paduan berilium digunakan dalam pembuatan konektor, pegas, sakelar, dan komponen lain dari perangkat elektronik dan listrik untuk dirgantara, mobil, komputer, pertahanan, medis, telekomunikasi, dan produk lainnya.

Berilium di luar angkasa: Angkatan Udara AS F-35 Lightning II Joint Strike Fighter dan banyak kendaraan luar angkasa lainnya bergantung pada komponen listrik dan mekanik yang terbuat dari paduan berilium. Foto milik Angkatan Udara A.S.

Tahukah kamu? Pipa-pipa berilium menyimpan berkas partikel-partikel subatomik dalam akselerator partikel Large Hadron Collider di dekat Jenewa, Swiss.

Sifat Fisik Berilium

Logam berilium sangat ringan dan sangat kaku. Berdasarkan berat-ke-berat, berilium enam kali lebih keras dari baja, dan mempertahankan bentuknya pada suhu tinggi dan rendah. Logam berilium digunakan dalam industri kedirgantaraan dan pertahanan untuk membuat instrumen presisi ringan.

Cermin Spitzer Space Telescope dan James Webb Space Telescope (JWST), yang dijadwalkan diluncurkan pada 2021, terbuat dari berilium. Cermin utama JWST berisi 18 segmen heksagonal (setiap segmen berdiameter 4,3 kaki) yang harus mempertahankan bentuknya yang tepat bahkan pada suhu -400 derajat Fahrenheit dan harus cukup ringan untuk dibawa ke orbit; teleskop akan beroperasi sekitar 1 juta mil di atas Bumi.

Berilium hampir transparan untuk sinar-x, dan foil berilium digunakan sebagai bahan jendela dalam x-ray dan mesin radiasi lainnya. Dalam reaktor nuklir, logam berilium dan berilium oksida digunakan untuk mengendalikan reaksi fisi. Berilium juga telah digunakan dalam mekanisme pemicu untuk senjata nuklir.

Bertrandite Nodule: Banyak bertrandit yang ditemukan di Spor Mountain, Utah terkandung dalam nodul yang terdiri dari fluorit, opal, dan bertrandit. Berilium terkonsentrasi di zona fluorite opalized luar. Nodul seperti ini dapat mengandung berilium hingga 1% berat. Foto oleh David A. Lindsey, Survei Geologi Amerika Serikat.

Dari mana Berilium Berasal?

Dua mineral, bertrandit dan beryl, ditambang untuk berilium, dan keduanya ditemukan dalam hubungan dengan batuan beku. Semua berilium yang saat ini sedang ditambang di Amerika Serikat berasal dari mineral bertrandite.

Sumber Bertrandite

Serangkaian peristiwa kompleks harus dilakukan untuk memusatkan berilium ke dalam bertrandit. Pertama, magma yang kaya akan fluor, berilium, dan silika harus meletus di daerah di mana terdapat batuan karbonat (batu kapur atau dolomit). Jika panas dari magma menghangatkan air tanah di daerah itu dan menyebabkan air bergerak melalui bebatuan di sekitarnya, air mengambil unsur-unsur, termasuk berilium, dari bebatuan itu; air kemudian dapat bereaksi dengan batuan beku atau sedimen yang cocok untuk mengkristal mineral, termasuk bertrandit.

Permata Beryl: Empat varietas beryl berkualitas batu permata: dari kiri belakang, searah jarum jam: morganite (merah muda-jingga), heliodor (kuning), beryl hijau (hijau pucat), aquamarine (biru-hijau). Sejumlah kecil pasokan berilium saat ini berasal dari non-permata beril yang ditemukan dalam pencarian bahan permata.

Tahukah kamu? Bangsa Romawi mengembangkan tambang zamrud di Gurun Timur Mesir sekitar 2.000 tahun yang lalu.

Sumber Beryl

Mineral beryl adalah sumber utama berilium yang ditambang di luar Amerika Serikat. Beryl paling sering ditemukan dalam vena atau pegmatites, yang merupakan batuan yang mengandung mineral terakhir yang mengkristal dari intrusi beku besar. Pegmatit dibedakan oleh kristal-kristal besar yang saling terkait yang sering kali mengandung unsur dan mineral yang tidak biasa.

Kristal beril murni tidak berwarna, tetapi dimasukkannya unsur-unsur lain dalam beril menciptakan batu permata yang berwarna-warni dan berharga. Warna hijau pada zamrud adalah karena jejak kromium dan kadang-kadang vanadium di kisi kristal beryl. Warna biru pucat ke biru-hijau dari aquamarine disebabkan oleh atom besi dengan tingkat oksidasi +2 (Fe2+); elemen lain dalam kristal beril menghasilkan warna yang berkisar dari emas hingga merah. Zamrud faceted terbesar di Amerika, batu permata 64 karat, dipotong dari kristal hijau gelap 310 karat yang ditemukan di Tambang Zamrud Adams di North Carolina pada tahun 2009.

Logam Bertrandite: Manik berilium berukuran marmer. Foto oleh NASA.

Penawaran dan Permintaan Berilium

Amerika Serikat adalah sumber berilium terkemuka di dunia. Sebuah tambang tunggal di Spor Mountain, Utah, menghasilkan lebih dari 85 persen dari berilium yang ditambang di seluruh dunia pada tahun 2010. Cina memproduksi sebagian besar sisanya, dan kurang dari 2 persen berasal dari Mozambik dan negara-negara lain. Timbunan nasional juga memberikan sejumlah besar berilium untuk diproses.

Tiga negara - Cina, Kazakhstan, dan Amerika Serikat - memproses bijih berilium. Pada tahun 2005, Departemen Pertahanan AS memulai kemitraan dengan perusahaan sektor swasta untuk membangun fasilitas pemrosesan baru di Ohio untuk memproduksi logam berilium dengan kemurnian tinggi. Fasilitas pemrosesan selesai pada tahun 2011, dan hingga dua pertiga dari outputnya akan dialokasikan untuk pertahanan dan penggunaan akhir yang berhubungan dengan Pemerintah.

Amerika Serikat mengimpor sekitar 34 persen bahan baku berilium yang digunakannya pada tahun 2011, termasuk logam berilium dan bahan berilium olahan lainnya yang digunakan dalam pembuatan; dua pertiga dari materi ini berasal dari Rusia dan Kazakhstan.

Tahukah kamu? Keramik berilia (berilium oksida) sering digunakan untuk mengendalikan dan mengendalikan laser yang digunakan dalam pembedahan.

Daur Ulang Berilium

Berilium yang didaur ulang dari sisa yang tersisa dari pembuatan produk berilium dapat memberikan sekitar 10 persen dari konsumsi nyata A.S. Konsumsi semu adalah ukuran jumlah bahan yang benar-benar digunakan, dihitung sebagai produksi + impor - ekspor ± perubahan dalam stok Pemerintah atau industri.

Sumber Daya Berilium Amerika Serikat

Amerika Serikat kemungkinan dapat memenuhi sebagian besar persyaratan beriliumnya dari sumber-sumber domestik. Ada cadangan bertrandit terbukti yang substansial di Spor Mountain, Utah, dan ada sumber daya berilium di daerah lain di Utah dan Alaska. Sekitar 65 persen dari perkiraan sumber daya global berilium nonpegmatitik terletak di Amerika Serikat. Departemen Pertahanan AS bertujuan untuk menampung sekitar 45 metrik ton serbuk logam berilium yang dipres panas di National Defense Stockpile.

Informasi Berilium
1 Berilium: Brian W. Jaskula, Survei Geologi Amerika Serikat, Ringkasan Komoditas Mineral, Januari 2012.
2 Berilium: Brian W. Jaskula, Survei Geologi Amerika Serikat, Buku Tahunan Mineral, April 2012.
3 Berilium Daur Ulang di Amerika Serikat: Larry D. Cunningham, Sirkuit Survei Geologi Amerika Serikat 1196-P, 2004.
4 Model Kejadian untuk Penilaian Nasional Deposit Berilium Vulkanogenik: Nora K. Foley, Robert R. Seal, II, Nadine M. Piatak, dan Brianna Hetland, Survei Geologi Amerika Serikat, Open-File Report 2010-1195, 2010.

Memastikan Pasokan Berilium Masa Depan

Untuk membantu memprediksi di mana persediaan berilium di masa depan mungkin berada, para ilmuwan USGS mempelajari bagaimana dan di mana sumber daya berilium terkonsentrasi di kerak bumi dan menggunakan pengetahuan itu untuk menilai kemungkinan sumber berilium yang belum ditemukan mungkin ada. Teknik untuk menilai sumber daya mineral telah dikembangkan oleh USGS untuk mendukung pengelolaan tanah Federal dan untuk lebih mengevaluasi ketersediaan sumber daya mineral dalam konteks global. USGS juga mengumpulkan statistik dan informasi tentang pasokan, permintaan, dan aliran berilium di seluruh dunia. Data ini digunakan untuk menginformasikan pembuatan kebijakan nasional A.S.


Tonton videonya: CHEMCOUSTIC - IKATAN KIMIA