稀土是大国发展的灵魂,涉及到军事、航空航天及民生领域,例如枪械中加入稀土元素,可以提高枪械的精准度和使用寿命。
越是强大的国家,对稀土的需求量就越高,所以稀土也被称为“工业味精”。
但是本文介绍的物质,比稀土更稀有、更重要,并且还具有毒性,它就是科学家沃克兰在1798年于绿柱石中发现的铍,幸运的是,中国新疆有着丰富的铍矿,外观看上去就像是灰石头。
虽然铍密度低,重量轻,但硬度却出奇的高,加入铍的航天器能飞得更快、更高、更远,灵活性大幅度增加。
铍还具备优秀的热性能,能被用来制作战机的火控、光学引导系统,又或者可以被应用于太空望远镜领域。
将铍跟其他金属融合后,能产生更优秀的合金,例如铍铝合金的屈服强度,可以从纯铝的7~11MPa升高到479~516MPa,又或者铍铜合金的最大强度可以达到1400MPa。
铍在受冲击时不易产生火花,是为数不多可以在抗爆要求高的环境下作业的金属,被广泛应用于仪表仪器、计算机和汽车家电等工业中。
铍每公斤完全燃烧放出的热量高达15000千卡,是很不错的火箭燃料。
自从核电站兴起之后,铍的重要性再次上升一个级别,因为铍是既可以是优秀的中子源,也可以被用来当做种子减速器。
铍也有缺点,例如氧化铍、氟化铍、氯化铍、硫化铍、硝酸铍的毒性都较大,铍元素可以通过呼吸或接触的方式进入人体,例如会产生肺部发炎和纤维化的疾病和急性铍中毒等。
可溶性铍化合物会堆积在骨骼、肝脏、肾脏等,与血浆蛋白发生反应后,对人体会造成较大危害,并且人体自然代谢铍化合物的速度非常缓慢。
考虑到上述铍在多个重要领域的作用,即便铍元素有毒,但仍然要加以利用,只能说在提炼加工过程中得多加注意。
铍矿脉中有开采价值的为绿柱石和羟硅铍石,据美国地质调查局的数据来看,全球铍金属总量约48.1万吨,排名前三分别是巴西(29.11%)、俄罗斯(18.71%)和印度(13.31%),中国储量为5万吨,占比约10.4%。
2022年,美国铍产量高达180公吨,占全球铍总产量64.3%,是全球最大铍生产国,而中国的产量为70公吨,占比为25%,位居世界第二。
中国和美国既是全球主要铍生产国,也是主要消耗国,中国和美国80%的氢氧化铍被用于生产合金,涉及到航空航天、工业、汽车电子及基础设施等。
2012年,中国铍消耗量为57.78吨。
2021年,中国铍消耗量为84.2吨。
从年份和铍需求量,我们不难发现,国家的发展离不开铍,特别是军事、航空航天等领域,然而在2021年,中国铍产量为35.4吨,需求量缺口为48.8吨,也就是说,我们的铍对外形成了高度依赖性。
如果其他国家对中国减少铍出口量,或者以此威胁,试图让我国在某些方面做出让步,这将会是一件很麻烦的事。
2004年之前,中国铍主要进口国为俄罗斯。
2010年~2021年,中国铍主要进口国为美国(44.9%)、哈萨克斯坦(42.9%)、加拿大(6.3%)和日本(6%)。
2021年之后,中国铍主要进口国为哈萨克斯坦(48%)、尼日利亚(28%)、莫桑比克(16.6%)和卢旺达(5.2%)等7个国家。
从2004年~2021年的进口国变化情况来看,国际局势确实会造成铍的出口量变动,并且由于铍的战略意义非常重要,导致美国及其他西方国家,一直在铍方面大做文章。
中国铍储量不高,导致我们需要高度依赖进口,而且进口源却不太稳定。
幸运的是,中国新疆阿尔泰造山带中部的白杨河地区,有一座铍矿脉,这地方曾经也被探测过,但由于当时遥感技术和深部钻探技术不够高,导致以前没探测出来。
此区域的铍矿主要由方解石、氟化物、铀铌铁锰矿、铀铌铁锰钛矿等组成,品位是0.5%左右,大概能获得4万吨铍,相比于我国绝大多数规模小、品位低于0.1%的贫矿来讲,新疆的优质铍矿简直就是一道福音,能保证我国很长一段时间的铍需求。
不过也有个小问题,铍具备毒性,所以对铍的生产要求特别高,而我国在铍的生产工艺装备和自动化水平方面还有些不足。
在高端铍产品领域,还偏向于依赖进口,但正所谓心急吃不了热豆腐,新疆的优质铍矿能让我们在原材料方面缓上好多年,只要慢慢提高生产技术水平,就可以从容不迫的解决铍产品依赖进口的难题。