Bibliographie & annexes
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RÉSUMÉ
Cet article est entièrement consacré au béryllium, ses gisements, sa métallurgie extractive, son exploitation et sa fabrication. Utilisé sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal, le béryllium possède des propriétés physiques et chimiques très intéressantes, notamment sa forte résistivité électrique et sa grande conductivité thermique, mais il présente toutefois un prix élevé. Il faut relever que seuls deux minéraux sont produits industriellement, la bertrandite exploité aux Etats-Unis, et le béryl exploité dans le reste du monde.
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Lire l’articleAuteur(s)
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Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)
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El-Aïd JDID : Docteur es Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), ENSG – INPL – CNRS – UMR 7569
INTRODUCTION
Le béryllium a des propriétés physiques et chimiques (faible masse volumique, forte résistivité électrique, grande conductivité thermique, rigidité et résistance à la corrosion par les acides) qui le rendent apte à de nombreux usages sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal. Toutefois, compte tenu de son prix élevé en comparaison de ceux des autres métaux, les applications sont limitées à des cas où il est irremplaçable.
Deux minéraux du béryllium, la bertrandite et le béryl, ont une importance industrielle. La bertrandite est le principal minéral exploité aux États-Unis et le béryl est le principal minéral produit dans le reste du monde.
Le producteur le plus important mondialement, Brush Wellman, fabrique de l’oxyde de béryllium BeO et de l’hydroxyde de béryllium Be(OH)2, directement à partir de la bertrandite et du béryl. L’hydroxyde Be(OH)2 est transformé en (NH4)2BeF4, qui est cristallisé, puis décomposé en BeF2. Celui-ci est réduit par le magnésium pour obtenir Be métal. Une autre voie consiste à produire du BeCI2 pur par distillation fractionnée et électrolyse ignée du chlorure dans NaCl. Le raffinage par fusion sous vide ou par solvant, ou par le procédé Van Arkel, est l’étape finale. Les principaux produits commerciaux sont le métal, l’oxyde et les alliages.
Les poussières et les fumées du béryllium sont reconnues comme étant la cause de la béryllose, une maladie pulmonaire chronique grave. Seuls les scraps récents sont recyclés par le producteur.
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Toxicité et protection10. Fabrication des composés du béryllium
L’oxyde de béryllium BeO est obtenu à partir de l’hydroxyde Be(OH)2 par calcination ou à partir des sulfates, carbonates et acétates. La blancheur et la réactivité de la poudre sont liées à la dimension des grains et à la présence d’impuretés. Le produit est très stable, mais sa stabilité dépend de l’eau liée ; c’est la raison pour laquelle l’oxyde de béryllium est d’autant plus stable que la température de calcination est élevée. L’utilisation de l’oxyde est essentiellement la fabrication des céramiques spéciales 4.4.
Le nitrure de béryllium Be3N4 est produit en chauffant à 1 000 ˚C le béryllium en présence de NH3. Il existe des nitrures ternaires, Be4SiN4 et BeSiH2, qui sont des solides inertes et stables jusqu’à 1 850 ˚C, alors que le nitrure binaire Be3N4 n’est stable dans de l’oxygène sec qu’à des températures plus basses (500 ˚C). La mise en forme est réalisée par pressage à chaud à une température de 1 800 à 1 900 ˚C.
Le carbure de béryllium Be2C est obtenu par réaction directe du béryllium solide ou liquide avec du carbone, ou encore par réaction de BeO avec du carbone finement divisé. Il se décompose au-dessus de 2 100 ˚C dans le vide. Sa mise en forme est produite par pressage à chaud (1 800 à 1 950 ˚C). Les propriétés nucléaires de Be2C sont intéressantes. Les borocarbures de béryllium sont obtenus à partir de mélanges d’oxyde de bore et de carbone dans un arc électrique. Leur dureté est très élevée.
L’hydrure de béryllium, difficile à préparer car il se dissocie à 130 ˚C, est un carburant solide de haute énergie.
L’hydroxyde Be(OH)2, le carbonate basique BeCO3 × Be(OH)2 et le sulfate de béryllium ...
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Fabrication des composés du béryllium
BIBLIOGRAPHIE
-
(1) - ANONYME - Beryllium Minerals. Demand strong for miniaturisation - . I.M. Glass and Ceramics Survey, 1987, p. 199-202.
-
(2) - ANONYME - Brush Wellman Inc - . Financing Times Business Yearbook Mining 2000, 1999, p. 291-292.
-
(3) - ANONYME - Beryllium alloys - . Platt’s Metal Week, 01/05/2000.
-
(4) - ANONYME - United States. Defense Logistics Agency (DLA) seek offers for beryllium - . Metal Week 2000, no 1, p. 3.
-
(5) - ANONYME - Beryllium Group LLC - . E/MJ, feb. 2002, p. 11.
-
(6) - BAMBERGER (C.E.L.), McDUFFIE (H.F.), BAES (C.F.) Jr - Purification of beryllium by acetylacetone - . EDTA Solvent extraction : Procedure and Chemistry, Nuclear Science and Engineering, 22, 1965, p. 14-19.
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1 Producteurs de béryllium et d’alliages au béryllium
(liste non exhaustive)
Allemagne
H.C. Starck GmbH and Co KG http://www.hcstarck.com
Chine
Shuikoushan Non ferrous Metals Company Limited http://www.csksg.com/English/index.htm
Ningxia Non ferrous Metal Smeltery http://www.made-in-china.com
Kazakhstan
Ulba Metallurgical Plant JSC (UMP) http://www.ulba.kz/en/
Kazatomprom http://www.kazatomprom.kz/eng/
États-Unis
Brush Wellman Inc http://www.brushwellman.com/
Monico Alloys http://www.monicoalloys.com/
NGK Metals Corp. http://www.ngkmetals.com
Starmet Corp. (Nuclear Metals)
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