Properti, Sejarah, dan Aplikasi

Berilium adalah logam keras dan ringan yang memiliki titik lebur tinggi dan sifat-sifat nuklir yang unik, yang membuatnya penting bagi banyak aplikasi luar angkasa dan militer.

• Simbol Atom: Be
• Nomor Atom: 4
• Kategori Elemen: Logam Alkali Tanah
• Kepadatan: 1,85 g / cm³
• Titik lebur: 2349 F (1287 C)
• Titik Didih: 4476 F (2469 C)
• Mohs Hardness: 5.5

Berilium murni adalah logam yang sangat ringan, kuat dan rapuh. Dengan kepadatan 1,85g / cm³, berilium adalah logam unsur paling ringan kedua, hanya di belakang lithium.

Logam berwarna abu-abu dihargai sebagai elemen paduan karena titik lelehnya yang tinggi, tahan terhadap mulur dan geser, serta kekuatan tarik dan kekakuan lentur yang tinggi. Meski hanya sekitar seperempat dari berat baja, berilium enam kali lebih kuat.

Suka aluminium, logam berilium membentuk lapisan oksida pada permukaannya yang membantu menahan korosi. Logam ini tidakmagnetik dan non-sparking — sifat yang dihargai di ladang minyak dan gas — dan ia memiliki konduktivitas termal yang tinggi pada kisaran suhu dan sifat pembuangan panas yang luar biasa.

Potongan melintang serapan rendah Berilium dan penampang hamburan neutron tinggi membuatnya ideal untuk jendela x-ray dan sebagai reflektor neutron dan moderator neutron dalam aplikasi nuklir.

Walaupun unsur ini memiliki rasa manis, zat ini bersifat korosif terhadap jaringan dan inhalasi dapat menyebabkan penyakit alergi kronis yang mengancam jiwa yang dikenal sebagai beriliosis.

Meskipun pertama kali diisolasi pada akhir abad ke-18, bentuk logam berilium murni tidak diproduksi sampai tahun 1828. Ini akan menjadi abad lain sebelum aplikasi komersial untuk berilium dikembangkan.

Ahli kimia Prancis Louis-Nicholas Vauquelin awalnya menamai unsurnya yang baru ditemukan 'glucinium' (dari bahasa Yunani glykys untuk 'manis') karena rasanya. Friedrich Wohler, yang secara bersamaan bekerja untuk mengisolasi elemen di Jerman, lebih suka istilah berilium dan pada akhirnya, Persatuan Internasional Kimia Murni dan Terapan yang memutuskan istilah berilium bekas.

Sementara penelitian tentang sifat-sifat logam berlanjut sampai abad ke-20, tidak sampai realisasi sifat berguna berilium sebagai agen paduan pada awal abad ke-20 yang pengembangan komersial logam dimulai.

Berilium diekstraksi dari dua jenis bijih; beryl (Be₃Al₂(SiO₃)₆) dan bertrandite (Be₄Si₂HAI₇(OH)₂). Sementara Beryl umumnya memiliki kandungan berilium yang lebih tinggi (tiga hingga lima persen berat), lebih sulit untuk disuling daripada bertrandit, yang rata-rata mengandung kurang dari 1,5 persen berilium. Namun, proses pemurnian kedua bijih itu serupa dan dapat dilakukan dalam satu fasilitas.

Karena kekerasannya yang ditambahkan, bijih beryl pertama-tama harus diolah terlebih dahulu dengan melebur dalam tungku busur listrik. Bahan cair tersebut kemudian dicelupkan ke dalam air, menghasilkan bubuk halus yang disebut 'frit'.

Bijih bertrandit hancur dan frit pertama kali diperlakukan dengan asam sulfat, yang melarutkan berilium dan logam lain yang ada, menghasilkan sulfat yang larut dalam air. Larutan sulfat yang mengandung berilium diencerkan dengan air dan dimasukkan ke dalam tangki yang mengandung bahan kimia organik hidrofobik.

Sementara berilium menempel pada bahan organik, larutan berbasis air tetap ada besi, aluminium, dan kotoran lainnya. Proses ekstraksi pelarut ini dapat diulang sampai kandungan berilium yang diinginkan terkonsentrasi dalam larutan.

Konsentrat berilium selanjutnya diperlakukan dengan amonium karbonat dan dipanaskan, sehingga mengendapkan berilium hidroksida (BeOH₂). Berilium hidroksida dengan kemurnian tinggi adalah bahan input untuk aplikasi utama elemen, termasuk tembaga-berilium paduan, keramik berilia, dan pembuatan logam berilium murni.

Untuk menghasilkan logam berilium kemurnian tinggi, bentuk hidroksida dilarutkan dalam amonium bifluorida dan dipanaskan hingga di atas 1652°F (900)°C), menciptakan berilium fluorida cair. Setelah dimasukkan ke dalam cetakan, berilium fluorida dicampur dengan lelehan magnesium di cawan lebur dan dipanaskan. Hal ini memungkinkan berilium murni terpisah dari terak (bahan limbah). Setelah terpisah dari terak magnesium, bola berilium yang berukuran sekitar 97 persen tetap murni.

Kelebihan magnesium dibakar oleh perawatan lebih lanjut dalam tungku vakum, meninggalkan berilium yang hingga 99,99 persen murni.

Bola berilium biasanya dikonversi menjadi bubuk melalui pengepresan isostatik, menciptakan bubuk yang dapat digunakan dalam produksi paduan berilium-aluminium atau perisai logam berilium murni.

Berilium juga dapat dengan mudah didaur ulang dari paduan bekas. Namun, jumlah bahan daur ulang bervariasi dan terbatas karena penggunaannya dalam teknologi dispersif, seperti elektronik. Berilium hadir dalam paduan tembaga-berilium yang digunakan dalam elektronik sulit untuk dikumpulkan dan kapan dikumpulkan pertama kali dikirim untuk daur ulang tembaga, yang mencairkan konten berilium menjadi tidak ekonomis jumlah.

Karena sifat strategis logam, angka produksi yang akurat untuk berilium sulit diperoleh. Namun, produksi global bahan berilium halus diperkirakan sekitar 500 metrik ton.

Penambangan dan pemurnian berilium di AS, yang merupakan 90 persen dari produksi global, didominasi oleh Materion Corp. Sebelumnya dikenal sebagai Brush Wellman Inc., perusahaan ini mengoperasikan tambang bertrandit Spor Mountain di Utah dan merupakan produsen dan pengilangan logam berilium terbesar di dunia.

Sementara berilium hanya dimurnikan di AS, Kazakhstan, dan Cina, beryl ditambang di sejumlah negara, termasuk Cina, Mozambik, Nigeria, dan Brasil.

Penggunaan berilium dapat dikategorikan ke dalam lima area:

• Elektronik dan telekomunikasi konsumen
• Komponen industri dan kedirgantaraan komersial
• Pertahanan dan militer
• Medis
• Lain

Sumber:

Walsh, Kenneth A. Kimia dan Pemrosesan Berilium. ASM Intl (2009).
Survei Geologi AS. Brian W. Jaskula.
Asosiasi Sains & Teknologi Berilium. Tentang Berilium.
Vulcan, Tom. Dasar-Dasar Berilium: Membangun Kekuatan Sebagai Logam Kritis & Strategis.Buku Tahunan Mineral 2011. Berilium.