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市場(chǎng)規(guī)模一億美元,在宇宙中非常稀有,鈹為何價(jià)格高昂?

鈹是最輕的堿土金屬,原子序數(shù)為4,在宇宙中非常稀有,然而它卻擁有一個(gè)巨大的市場(chǎng),鈹?shù)氖袌?chǎng)規(guī)模預(yù)計(jì)到2029年將達(dá)到1.464億美元,因?yàn)殁敿捌浜辖鹂捎糜谏a(chǎn)飛機(jī)機(jī)身部件,以及計(jì)算機(jī)、電視和移動(dòng)設(shè)備中的電子部件。

稀有元素鈹

鈹最初是從祖母綠中發(fā)現(xiàn)的,在自然界中,常見的鈹?shù)V物包括翡翠、綠柱石和鵝卵石等。與元素周期表中的其他元素相比,它在我們的宇宙和太陽(yáng)系中的自然出現(xiàn)少得驚人。它是一種輕質(zhì)的堿土金屬,具有銀白色外觀和良好導(dǎo)熱性。

鈹是一種非常特殊的金屬,它具有一些獨(dú)特的性質(zhì)。一方面,鈹是一種非常輕的金屬,比鋁還要輕,這使得它在航空航天和汽車制造等領(lǐng)域具有重要應(yīng)用。另一方面,它雖然輕,但具有出色的硬度和強(qiáng)度,比鋼還要堅(jiān)硬,因此也被廣泛用于制造高性能合金和工具。

此外,鈹對(duì)X射線具有高度透明性,因此在醫(yī)學(xué)和科學(xué)研究中的X射線設(shè)備中有重要應(yīng)用。精制鈹晶體通常會(huì)被熔化并制作成堅(jiān)固、輕便的航天器部件,它既昂貴又有毒性,但在成本不是問題的情況下,它完美適用于多種高精尖的應(yīng)用。

盡管鈹在許多領(lǐng)域具有重要應(yīng)用,但也存在一些危害。鈹?shù)姆蹓m和氣體對(duì)人體有毒性,長(zhǎng)期接觸或吸入可能導(dǎo)致鈹中毒,對(duì)肺部和皮膚造成傷害。因此,在處理和使用鈹時(shí),工人被要求必須采取適當(dāng)?shù)姆雷o(hù)措施,如戴防護(hù)手套和口罩。

鈹?shù)漠a(chǎn)量和價(jià)格

與金、銅和鉛等金屬的古老起源相比,鈹是一個(gè)相對(duì)較新的金屬。鈹是在18世紀(jì)末被發(fā)現(xiàn)的,而其獨(dú)特的性質(zhì)和商業(yè)價(jià)值直到二十世紀(jì)才得到認(rèn)可。世界上大部分鈹?shù)V石的生產(chǎn)都在美國(guó),其余產(chǎn)量來(lái)自我國(guó)、巴西和非洲的幾個(gè)國(guó)家,如尼日利亞、馬達(dá)加斯加和莫桑比克。

俄羅斯的商業(yè)鈹?shù)V石生產(chǎn)于1990年停止,阿根廷和津巴布韋的鈹?shù)V開采也是如此。美國(guó)唯一的鈹?shù)V石生產(chǎn)商在猶他州,而我國(guó)的主要鈹產(chǎn)地則在新疆。鈹?shù)南∪毙院筒傻V成本都是挑戰(zhàn),行業(yè)內(nèi)急需更高效的鈹提取和利用技術(shù)的研發(fā),以滿足市場(chǎng)對(duì)鈹?shù)男枨蟆?/p>

由于鈹?shù)墓⿷?yīng)相對(duì)稀缺,其價(jià)格通常較高,而價(jià)格受多種因素的影響,包括供需關(guān)系、市場(chǎng)需求、采礦成本等。而且鈹具有獨(dú)特的性質(zhì)和應(yīng)用價(jià)值,因此在一些高端工業(yè)和技術(shù)領(lǐng)域有廣泛的需求。

主要應(yīng)用領(lǐng)域包括航空航天、電子、汽車、醫(yī)療設(shè)備等。例如,鈹合金常用于制造航空發(fā)動(dòng)機(jī)部件、半導(dǎo)體材料和醫(yī)療器械,這些行業(yè)對(duì)鈹?shù)男枨笸苿?dòng)了市場(chǎng)對(duì)鈹?shù)南∪毙院蛢r(jià)格的關(guān)注,這些需求也會(huì)導(dǎo)致鈹?shù)膬r(jià)格一路走高。

鈹為何價(jià)格高昂?

鈹?shù)母邇r(jià),是由其稀缺性決定的。首先,與氫、氦和鋰不同,鈹錯(cuò)過了在宇宙大爆炸早期產(chǎn)生的機(jī)會(huì),科學(xué)家推測(cè)在當(dāng)時(shí)的條件下,鈹有點(diǎn)太大了以至于難以形成。其次,還需要考慮核結(jié)合能。盡管鈹?shù)膯我环(wěn)定同位素,也就是鈹9確實(shí)存在,并且它具有偶數(shù)個(gè)質(zhì)子。

但它的每個(gè)核子的核結(jié)合能實(shí)際上低于更輕的雙倍氦4核,換句話說,除非鈹能夠融合成另一個(gè)更大但更穩(wěn)定的核,否則恒星中鈹?shù)漠a(chǎn)生沒有任何能量上的好處。所謂的核結(jié)合能是由物質(zhì)的強(qiáng)相互作用引起,組成原子的核子越多,它的結(jié)合能就越高。

這意味著在恒星中形成的鈹,會(huì)迅速變成更重并具有更穩(wěn)定原子核的元素,如碳、氧甚至鐵。因此鈹更多地是作為恒星核合成的中間體,而不是最終產(chǎn)品,在這個(gè)過程里,鈹不斷被創(chuàng)造,但也不斷被消耗,所以成為了稀有物質(zhì)。

宇宙中的大多數(shù)鈹被認(rèn)為是隨著較大的原子在深空中與宇宙射線碰撞而分解形成的,不過我們?cè)诘厍蛏蠐碛械拟斖鶗?huì)以氧化物的形式出現(xiàn),它們積累在地殼中的某些礦物質(zhì)中。

鈹和鋁一樣,對(duì)人類生物學(xué)的重要性很少或根本沒有,人類在進(jìn)化的過程中也幾乎沒有接觸過這種物質(zhì),也許這也是為什么人類從未開發(fā)出一種方法避免鈹中毒。進(jìn)入血液的鈹,即使量再少,都可以在人體內(nèi)停留非常長(zhǎng)的時(shí)間。

吸入或攝入大量這種元素會(huì)導(dǎo)致一種稱為鈹中毒的疾病,這可能導(dǎo)致持續(xù)數(shù)年甚至數(shù)十年的并發(fā)癥,因?yàn)槊庖呦到y(tǒng)會(huì)一直攻擊身體試圖消除掉根本無(wú)法被消除的的鈹。盡管如此,全世界每年提取的鈹仍然超過200公噸。

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