BERILLIO

BERILLIO (VI, p. 713)

Alle proprietà già indicate si aggiungano le seguenti: peso specifico a 18°: 1,816; punto di fusione 1285° C; punto di ebollizione 2970° C; raggio atomico 1,05 A°; calore di fusione 2,5 Kcal/gr.-at.

Preparazione. - Il metodo di preparazione industriale messo a punto per primo (1923) è quello della Società Siemens-Halske: si elettrolizza, in crogiuolo di grafite raffreddato, funzionante da anodo, una miscela fusa costituita da ossifluoruro di berillio (2BeO•5BeF₂) e fluoruro di bario, (BaF₂); il catodo è costituito da un cilindro di ferro raffreddato internamente con acqua. Il berillio così ottenuto ha un titolo di circa 99% (impurezze Al Fe 0,3%; Al 0,07%; C 0,04%). Attualmente si tende ad abbandonare l'impiego di elettroliti a base di fluoruri fusi soprattutto a causa dei gravi danni che tali sostanze possono arrecare all'organismo.

Ricordiamo ora i metodi di preparazione più recenti: fra questi i più usati nell'industria sono:

1) Processo Brush Beryllium Company: si riscalda il berillio (3BeO Al₂O₃•6SiO₂) a 1550° C, allo scopo di trasformarlo in forma reattiva, indi lo si raffredda rapidamente: per lisciviazione con acido solforico concentrato si ottiene il solfato; dal solfato per trattamento con carbone al forno elettrico si ottiene l'ossido di berillio. Quest'ultimo si riduce con carbone, in presenza del metallo che si desidera in lega.

2) Processo Beryllium Product Corporation: si trasforma l'ossido di berillio in cloruro per azione di carbone in presenza di cloro, o di tetracloruro di carbonio, o di fosgene e successiva sublimazione del sale. Infine si procede all'elettrolisi del cloruro mescolato con cloruri alcalini o alcalino terrosi.

3) Processo Deutsche Gold- und Silberscheideanstalt Degussa: calcinazione del minerale polverizzato, mescolato con il 36% di carbonato di calcio in forno rotativo a 1400° C. Dopo raffreddamento si liscivia con acido solforico e dalla soluzione, eliminati gli elementi estranei, si precipita l'idrossido di berillio che poi si essicca. Quest'ultimo prodotto si trasforma, per azione di cloro gassoso in un forno elettrico speciale, in cloruro di berillio. La produzione del metallo si esegue per via elettrolitica in recipienti di nichel che funzionano da catodo; al centro di questi una bacchetta di grafite costituisce l'anodo. L'elettrolita contiene approssimativamente il 50% di BeCl₂ e il 50% di NaCl. Si può preparare il berillio anche per via termica riducendone il fluoruro ed il cloruro, mescolati con alogenuri alcalini, mediante magnesio metallico.

Il berillio nella tecnica viene soprattutto usato come componente in leghe che ne contengono l'1 ÷ 2%: e sotto tale forma la sua preparazione presenta assai minori difficoltà. Da questo punto di vista, quindi, non ha alcun interesse la separazione dell'elemento puro.

Le leghe al berillio si ottengono, con i processi ricordati, sia per elettrolisi di sali fusi, sia per via termica operando in presenza del metallo che si desidera in lega con il berillio: in pratica si preparano leghe madri ad alto tenore di berillio.

Usi. - Il metallo puro si usa, sotto forma di pellicola, come filtro per finestre di tubi a raggi X. Ha avuto inoltre impiego nelle ricerche preliminari per la bomba atomica. Infatti si pensò di usarlo, nella messa a punto della "pila", come riflettore di neutroni per il rivestimento esterno e come moderatore: in pratica poi, il suo impiego fu limitato e si usò la grafite pura.

Notevole importanza vanno assumendo le leghe di berillio, soprattutto le leghe rame-berillio (con il 2÷2,6% di Be) che hanno resistenze e durezze dell'ordine dei buoni acciai; così pure le leghe nichel-berillio (con il 4% di Be), che presentano alta resistenza alla corrosione. Il berillio, in minima quantità, è poi un ottimo disossidante per il rame, leghe leggere e acciaio. Si presta anche per la cementazione degli acciai, onde ottenere elevate durezze superficiali.

Ossido di berillio. - Tra i composti del berillio il più interessante, per le sue applicazioni, è l'ossido (BeO); esso in generale si ottiene come prodotto intermedio nella preparazione del metallo dai minerali, e si può quindi avere con uno dei metodi sopra ricordati. È una polvere bianca, di densità variabile con la temperatura di calcinazione (da 2,84 a 3,01); il punto di fusione si aggira sui 2570° C. Si impiega come catalizzatore (soprattutto nella deidrogenazione degli idrocarburi) e nella preparazione di vetri leggeri, trasparenti ai raggi ultravioletti e ai raggi X.

Serve essenzialmente nella fabbricazione di refrattarî di alta qualità, di cui si distinguono principalmente tre tipi: 1) refrattarî a base di ossido di magnesio, con piccole aggiunte di BeO, come stabilizzante termico; 2) refrattarî a base di BeO, agglomerato con piccole quantità di argilla refrattaria o con idrossido di berillio di fresco precipitato: questi resistono poco oltre i 2000° C; 3) refrattarî di BeO puro sinterizzato: si possono usare fino a 2500° C e possiedono grande resistenza all'usura, sia a freddo che a caldo, e scarsa reattività chimica.

Bibl.: Siemens Company, Beryllium and its alloys, New York 1932; D. M. Liddell, Handbook of Nonferrous Metallurgy, New York 1945; H. C. Kawechi, in Trans. Electrochem. Soc., LXXXIX (1946), p. 3.