Le béryllium (du latin Béryllium, désigné par le symbole Be) est un élément de numéro atomique 4 et de masse atomique 9,01218. C'est un élément du sous-groupe principal du deuxième groupe, la deuxième période du système périodique des éléments chimiques de Dmitry Ivanovich Mendeleev. Dans des conditions normales, le béryllium est une lumière cassante (sa densité est de 1,846 g/cm3), un métal assez dur de couleur gris clair.

Dans la nature, il n'y a qu'un seul isotope stable de cet élément - 9Be, les autres isotopes naturels de l'élément numéro quatre sont radioactifs - 7Be (demi-vie 53 jours), 10Be (demi-vie 2,5 × 106 ans). L'isotope 8Be est absent dans la nature, car il est extrêmement instable et a une demi-vie de 10 à 18 secondes. Fait intéressant, le béryllium est le seul élément du tableau périodique avec un seul isotope stable pour un nombre pair.

Le béryllium est connu de l'humanité depuis l'antiquité en tant que minéraux contenant du béryllium - pendant plus d'un millénaire, les gens ont recherché et développé des gisements d'aigues-marines, d'émeraudes et de béryls. Par exemple, il y a des références au fait que même à l'époque des pharaons, des mines d'émeraude ont été développées dans le désert d'Arabie. Cependant, ce n'est qu'à la fin du XVIIIe siècle que l'on peut « discerner » l'élément nouveau derrière l'aspect séduisant des béryls. En tant que nouvel élément, le béryllium a été découvert sous forme de terre de béryl (oxyde de BeO) par le chimiste français Louis Vauquelin en 1798. Le béryllium métallique (sous forme de poudre) par action du potassium métallique sur le chlorure de béryllium a été obtenu pour la première fois en 1828 par Friedrich Wöhler et Antoine Bussy indépendamment l'un de l'autre, mais le métal contenait une très grande quantité d'impuretés. Le béryllium pur n'a été isolé qu'en 1898 par électrolyse du fluorure de béryllium sodique, P. Lebeau l'a fait.

Malgré le fait que l'élément ait été découvert à la fin du XVIIIe siècle, le béryllium n'a trouvé un véritable usage que dans les années 40 du XXe siècle. L'élément n° 4 est utilisé comme ajout d'alliage dans le cuivre, le nickel, le magnésium, le fer et de nombreux autres alliages. Les bronzes au béryllium sont très durables et sont utilisés pour la fabrication de ressorts et d'autres pièces critiques. Les alliages béryllium-nickel en termes de résistance à la corrosion, de résistance et de résilience sont comparables aux aciers inoxydables de haute qualité, et parfois même les surpassent. Les alliages de béryllium sont largement utilisés dans la technologie spatiale, des fusées et de l'aviation. Le béryllium est l'un des meilleurs modérateurs et réflecteurs de neutrons dans les réacteurs nucléaires à haute température. L'élément n° 4 est également utilisé dans d'autres domaines de la technologie moderne, notamment la radioélectronique, l'exploitation minière et la technologie des rayons X. Les composés du béryllium sont également largement utilisés. Par exemple, l'oxyde de ce métal BeO est utilisé dans la fabrication de verre, de garnissage de fours à induction. Certains composés du béryllium agissent comme catalyseurs dans un certain nombre de processus chimiques. A l'avenir, le béryllium est considéré comme un carburant de fusée à haute énergie, puisque sa combustion dégage une quantité colossale de chaleur (15 000 kcal/kg).

Le béryllium se trouve dans les tissus de nombreuses plantes et animaux. Bien que les scientifiques n'aient pas encore compris la signification biologique de cet élément, il a été établi qu'il participe à l'échange de magnésium et de phosphore dans le tissu osseux. Avec une teneur accrue en sels de béryllium dans le corps, le rachitisme au béryllium commence à se développer, entraînant l'affaiblissement et la destruction des os. La plupart des composés de l'élément numéro quatre sont toxiques. Beaucoup d'entre eux peuvent provoquer une inflammation de la peau et du béryllium, une maladie spécifique causée par l'inhalation de béryllium et de ses composés.

Propriétés biologiques

Le rôle biologique du béryllium est peu étudié, il est seulement établi que cet élément est impliqué dans les échanges de magnésium (Mg) et de phosphore (P) dans le tissu osseux et joue un rôle dans le maintien du statut immunitaire de l'organisme. Le béryllium est constamment présent dans les tissus des plantes, des animaux et des humains. La concentration du quatrième élément dans les tissus végétaux dépend directement de son pourcentage dans les sols, dans lesquels la teneur en béryllium varie de 2 10-4 à 1 ∙ 10-3%, tandis que la cendre végétale contient environ 2 ∙ 10-4% de cet élément. Chez les animaux, le béryllium est distribué dans tous les organes et tissus ; la teneur en élément numéro quatre dans les cendres d'os varie de 5 10-4 à 7 ∙ 10-3%. Près de la moitié du béryllium assimilé par les animaux est excrété dans les urines, un tiers est absorbé par les os, environ 8% est concentré dans le foie et les reins. Un excès de béryllium dans la ration alimentaire des animaux conduit à la liaison des ions d'acide phosphorique dans l'intestin au phosphate de béryllium non digestible. En conséquence, il y a un manque de phosphore, le rachitisme du béryllium, qui ne peut être guéri par la vitamine D, se développe, que l'on trouve chez les animaux des provinces biogéochimiques riches en béryllium. Dans le même temps, le béryllium est totalement inoffensif pour les plantes.

La teneur en béryllium dans le corps d'une personne moyenne (poids corporel 70 kg) est de 0,036 mg. On estime que l'apport quotidien de cet élément dans le corps humain est d'environ 0,01 mg. Le béryllium pénètre dans le corps humain, à la fois avec la nourriture et par les poumons. En entrant sous une forme soluble dans le tractus gastro-intestinal, le béryllium interagit avec les phosphates et forme du Be3 (PO4) 2 pratiquement insoluble ou se lie aux protéines des cellules épithéliales en protéinates puissants. Pour cette raison, l'absorption de l'élément numéro quatre dans le tractus gastro-intestinal est faible (4 à 10 % du volume entrant). De plus, l'acidité du suc gastrique est un facteur important affectant la digestibilité du béryllium dans le tractus gastro-intestinal. Le quatrième élément du système périodique est constamment présent dans le sang, les tissus osseux et musculaires (0,001-0,003 g / g) et un certain nombre d'autres organes. Il a été révélé que le béryllium est capable de s'accumuler dans le foie, les reins, la lymphe, les poumons, les os et le myocarde. Le métal est excrété principalement dans les urines (environ 90 %). Il a été établi que dans le corps humain, le mécanisme d'action du béryllium est similaire à l'effet sur le corps des animaux - même une petite quantité de ce métal dans la composition des os conduit à leur ramollissement. De plus, les sels de béryllium à une concentration de 1 mol/L sont capables d'inhiber l'activité de plusieurs enzymes (phosphatase alcaline, adénosine triphosphatase). Les composés du béryllium volatils et solubles, ainsi que les poussières contenant du béryllium et ses composés, sont très toxiques, ont un effet allergique et cancérigène, irritent la peau et les muqueuses, provoquent des dermatoses, des conjonctivites, des rhinopharyngites et d'autres maladies de la peau et des muqueuses, maladies des poumons et des bronches - trachéobronchite , pneumonie et tumeurs pulmonaires. Sa présence dans l'air atmosphérique entraîne une grave maladie professionnelle du système respiratoire - la maladie du béryllium (pneumonite chimique). Avec l'inhalation à court terme de grandes concentrations de composés solubles du béryllium, une maladie aiguë du béryllium se produit, qui est une irritation des voies respiratoires, parfois accompagnée d'un œdème pulmonaire et d'une suffocation. Il existe également un type chronique de maladie du béryllium. Elle se caractérise par des symptômes moins sévères, mais de grandes perturbations dans les fonctions de tout l'organisme. Il est à noter que ces maladies peuvent survenir 10 à 15 ans après la fin du contact avec le béryllium !

Il a été établi que l'élimination des composés du béryllium de l'organisme (en particulier des organes du système lymphoïde, où ils s'accumulent) se fait extrêmement lentement, sur plus de 10 ans. Pour cette raison, pour le traitement de la maladie du béryllium, on utilise le plus souvent des composés chimiques qui se lient aux ions béryllium et contribuent à leur élimination rapide de l'organisme. Les limites admissibles pour la teneur en béryllium dans l'air sont très faibles - seulement 0,001 mg / m3, dans l'eau potable 0,0002 mg / l.

Un grand nombre de scientifiques pensent que les isotopes du béryllium 10Be et 7Be ne se forment pas dans les entrailles de la terre, comme dans d'autres éléments, mais dans l'atmosphère - à la suite de l'action des rayons cosmiques sur les noyaux d'azote et d'oxygène . La confirmation de cette théorie peut être considérée comme la détection des impuretés de ces isotopes dans la pluie, la neige, l'air, les météorites et les sédiments marins. De plus, la quantité totale de 10Be dans l'atmosphère, les bassins hydrographiques (y compris les sédiments de fond) et le sol est d'environ 800 tonnes. Originaires de l'atmosphère (à une altitude de 25 kilomètres), les atomes de 10Be ainsi que les précipitations tombent dans l'océan et se déposent au fond. Le 10Be est concentré dans les limons marins et les ossements fossiles, qui absorbent le métal des eaux naturelles. Ainsi, connaissant la concentration de 10Be dans l'échantillon prélevé au fond et la demi-vie de cet isotope, il est possible de calculer l'âge de n'importe quelle couche du fond océanique. En théorie, cela devrait également s'appliquer à la détermination de l'âge des restes organiques. La méthode au radiocarbone mondialement connue et largement acceptée n'est pas adaptée pour déterminer l'âge d'échantillons dans la plage de 105 à 108 ans (il s'agit de la grande différence entre les demi-vies du 14C et des isotopes à vie longue 40K, 82Rb, 232Th , 235U et 238U). 10Be est en mesure de combler cette lacune.

Un autre radio-isotope du béryllium - 7Be, « vit » une vie beaucoup plus courte (il a une demi-vie de seulement 53 jours). Pour cette raison, sa quantité sur Terre est mesurée en grammes, et le domaine d'application est limité à plusieurs objectifs spécifiques : en météorologie, étudier la concentration de cet isotope, l'intervalle de temps depuis le début du mouvement des masses d'air est déterminé; en chimie, le 7Be est utilisé comme indicateur radioactif ; en médecine - étudier les possibilités de lutter contre la toxicité du béryllium lui-même.

En Suisse, les ressorts de montres sont en alliage Elinvar (nickel, béryllium, tungstène). À propos, un curieux épisode de l'histoire de la Seconde Guerre mondiale est lié à ces sources suisses. L'industrie de l'Allemagne fasciste était isolée de toutes les principales sources de matières premières au béryllium ; pratiquement toute la production mondiale de ce précieux métal stratégique était entre les mains des États-Unis. Les dirigeants allemands ont décidé d'utiliser la Suisse neutre pour la contrebande de bronze au béryllium - bientôt les entreprises américaines ont reçu une commande des "horlogers" suisses pour un tel montant, ce qui suffirait pour les ressorts de montres du monde entier pendant cinq cents ans à l'avance. Naturellement, un mensonge aussi faiblement couvert a été attrapé et l'ordre n'a pas été exécuté, mais néanmoins, des ressorts en bronze au béryllium sont apparus dans les dernières marques de mitrailleuses d'avion à tir rapide qui sont entrées en service dans l'armée fasciste.

Malgré le fait que le béryllium appartient à des éléments chimiques toxiques et que bon nombre de ses composés sont toxiques, ce métal a été trouvé dans un agent curatif très célèbre. En 1964, un groupe de chimistes soviétiques, dirigé par le vice-président de l'Académie des sciences de la RSS de Tadjik, docteur en sciences chimiques KT Poroshin, a effectué une analyse chimique de l'ancien agent de guérison "momie". Il s'est avéré qu'il s'agit d'une substance de composition complexe et que le béryllium fait également partie des nombreux éléments contenus dans la momie.

Il s'avère qu'il est beaucoup plus difficile d'obtenir des émeraudes artificiellement que la plupart des autres pierres précieuses. Le fait est que le béryl est un composé complexe complexe. Et pourtant, les scientifiques ont pu simuler les conditions naturelles dans lesquelles le minéral « naît » : le processus se déroule à très haute pression (150 mille atmosphères) et à haute température (1 550 °C). Les émeraudes artificielles peuvent être utilisées en électronique.

Le musée de la mine de Saint-Pétersbourg présente une exposition intéressante - un cristal de béryl d'un mètre et demi. Il est intéressant non seulement pour sa taille impressionnante, mais aussi pour son histoire. Au cours de l'hiver de siège 1942, un obus d'avion allemand a percé le toit du bâtiment et a explosé dans le hall principal. Les fragments ont gravement endommagé le minéral et il semblait qu'il ne trouverait jamais sa place dans l'exposition du musée. Cependant, après de nombreuses années de travail minutieux par les restaurateurs, la pierre a été restaurée dans sa forme originale. Or, seuls deux fragments rouillés, montés dans une plaque de verre organique, et une plaque explicative relatant cette exposition, rappellent ce cas.

Le béryllium a beaucoup de qualités uniques, dont l'une est son incroyable capacité de "transmission du son". Comme vous le savez, dans l'air, la vitesse du son est de 340 mètres par seconde, dans l'eau de 1490 mètres par seconde. Au béryllium, le son bat tous les records, franchissant 12 500 mètres en une seconde !

Le nom du béryllium vient du nom du minéral - béryl (grec ancien βήρυλλος, béryllos), à son tour, ce nom vient du nom de la ville de Belur (Vellore) en Inde du Sud, près de Madras. Depuis l'Antiquité, l'Inde est connue pour ses riches gisements d'émeraudes (une sorte de béryl).

Les historiens écrivent que l'empereur romain Néron aimait regarder le combat des gladiateurs dans le cirque à travers un grand cristal d'émeraude verte. Et même lorsque Rome, qu'il avait incendiée, brûla, il admira le feu qui faisait rage, le regardant à travers son émeraude, et les couleurs du feu se fondirent avec la couleur verte de la pierre en langues sombres et menaçantes.

Histoire

Le béryllium est appelé à juste titre le métal du futur, mais son histoire remonte à des siècles. Les minéraux contenant l'élément numéro quatre sont connus de l'homme comme des pierres précieuses depuis plusieurs milliers d'années - pendant longtemps, les gens ont recherché et développé des gisements d'aigues-marines, d'émeraudes et de béryls. Certains d'entre eux ont été exploités sur le territoire de l'Égypte ancienne dès le XVIIe siècle av. NS. Dans le désert de Nubie sans vie - dans les riches mines d'émeraude de la reine Cléopâtre - les esclaves au prix de leur vie ont extrait de beaux cristaux verts. Les pierres précieuses ont été livrées dans des caravanes sur les rives de la mer Rouge, d'où elles se sont retrouvées dans les palais des souverains des pays d'Europe, du Proche et de l'Extrême-Orient - empereurs byzantins, shahs perses, fourgons chinois, rajas indiens. Le nom béryl se trouve dans les auteurs antiques grecs et romains (beryll). La similitude entre le béryl et l'émeraude a été notée par Pline l'Ancien dans son "Histoire naturelle": "Le béryl, si vous y réfléchissez, a la même nature que l'émeraude (émeraude), ou du moins très similaire." Même en Russie, loin de la Nubie, cette pierre précieuse était connue - à Izbornik de Sviatoslav, le béryl était marqué sous le nom de «virullion».

Cependant, le métal caché dans les pierres précieuses n'a pas pu être trouvé pendant longtemps. Ce fait n'est pas surprenant - même un scientifique moderne, armé des derniers équipements, avec lesquels il peut appliquer n'importe quelle méthode de recherche (de l'analyse radiochimique à l'analyse spectrale), il est assez difficile de détecter le béryllium. Le fait est que ce métal dans bon nombre de ses propriétés ressemble à l'aluminium et à ses composés, se cachant dans les minéraux derrière leur dos. Imaginez les difficultés rencontrées par les premiers explorateurs au XVIIIe siècle ! De nombreux scientifiques ont tenté d'analyser le béryl, mais personne n'a pu détecter le nouveau métal qu'il contient. Même soixante-dix ans après la découverte, la similitude du béryllium et de l'aluminium a causé beaucoup de problèmes à DIMendeleev lui-même - précisément en raison de sa similitude avec le treizième élément, le béryllium était considéré comme un métal trivalent avec une masse atomique de 13,5, donc sa place dans le tableau doit se situer entre le carbone et l'azote. Cependant, cette situation a provoqué une confusion évidente dans le changement naturel des propriétés des éléments et a remis en question l'exactitude de la Loi Périodique. Dmitry Ivanovich, convaincu qu'il avait raison, a insisté sur le fait que le poids atomique du béryllium était mal déterminé et que l'élément n'était pas trois, mais divalent, ayant des propriétés magnésiennes. En raisonnant de cette manière, Mendeleev a placé le béryllium dans le deuxième groupe, lui attribuant un poids atomique de 9. Il se trouve que très vite toutes les hypothèses du grand chimiste russe ont été confirmées par ses anciens adversaires - les chimistes suédois Lare Frederic Nilsson et Otto Peterson , qui était auparavant fermement convaincu de la trivalence du béryllium. Leurs recherches minutieuses ont montré que le poids atomique de cet élément est de 9,1. Ainsi, grâce au béryllium - le « fauteur de troubles » du tableau périodique, l'une des lois chimiques les plus importantes a triomphé.

Cependant, revenons au fait de la découverte de ce métal. Le cristallographe et minéralogiste français René Just Gayuy, comparant des échantillons de cristaux bleu-verdâtre de béryl de Limoges et de cristaux verts d'émeraude du Pérou, a noté la similitude de leur dureté, densité et apparence. Intrigué par cela, il a invité le chimiste français Nicolas Louis Vauquelin à analyser ces minéraux pour l'identité chimique. Les résultats des expériences de Vauquelin étaient étonnants - le chimiste a découvert que les deux minéraux contiennent non seulement des oxydes d'aluminium et de silicium, comme on le savait auparavant, mais aussi une nouvelle "terre" qui ressemblait beaucoup à l'oxyde d'aluminium, mais, contrairement à lui, réagissait avec du carbonate d'ammonium et n'a pas donné d'alun. Profitant de cette distinction, Vauquelin sépare les oxydes d'aluminium et un élément inconnu. Le 15 février 1798, lors d'une réunion de l'Académie française des sciences, Vauquelin fit un rapport sensationnel que le béryl et l'émeraude contenaient une nouvelle "terre", différente par ses propriétés de l'alumine ou de l'oxyde d'aluminium. Vauquelin a proposé d'appeler l'élément découvert "glycine" en raison du goût sucré de ses sels (en grec "glycos" - doux), mais les célèbres chimistes Martin Heinrich Klaproth et Anders Ekeberg ont considéré ce nom comme malheureux, car les sels d'yttrium ont également une goût. Dans les travaux de ces scientifiques, la "terre" découverte par Vauquelin est appelée béryl. Cependant, dans la littérature scientifique du 19ème siècle, le nouvel élément est appelé « glycium », « glycine » ou « glucinium ». En Russie, jusqu'au milieu du 19ème siècle, l'oxyde de cet élément s'appelait "terre douce", "terre douce", "terre douce", et l'élément lui-même s'appelait glycine, glycinite, glycium, terre douce. Or ce nom n'a survécu qu'en France. Il est intéressant de noter que le professeur de Kharkiv F.I.

Sous la forme d'une substance simple, l'élément découvert par Vauquelin a été obtenu pour la première fois par le chimiste allemand Friedrich Wöhler en 1828, en réduisant le chlorure de béryllium avec du potassium. Indépendamment de lui, la même année, le béryllium métallique a été isolé par le chimiste français Antoine Bussy par la même méthode. Cependant, le béryllium en poudre obtenu contenait une grande quantité d'impuretés, seulement sept décennies plus tard, le Français P. Lebeau a pu obtenir du béryllium métallique pur par électrolyse de sels fondus.

Être dans la nature

Le béryllium est un élément typiquement rare, la teneur moyenne de ce métal dans la croûte terrestre (clarke), selon diverses estimations, varie de 6 10-4% à 2 ∙ 10-4%. Les scientifiques expliquent une si faible prévalence par la capacité du béryllium à interagir avec des protons et des neutrons de haute énergie. Cette théorie est confirmée par le fait qu'il y a peu de béryllium dans l'atmosphère du soleil et des étoiles, et dans l'espace interstellaire, où les conditions des réactions nucléaires sont défavorables, sa quantité augmente fortement. En même temps, le béryllium n'est pas un élément dispersé, car il fait partie des gisements de surface de béryl dans les roches pegmatites, qui furent les dernières à se former dans les dômes granitiques. Ce fait est confirmé par les découvertes dans les pegmatites granitiques (qui se trouvent d'ailleurs dans tous les pays) de béryls géants - d'un mètre à neuf mètres de long et pesant plusieurs tonnes. La majeure partie de l'élément numéro quatre dans les roches ignées est associée aux plagioclases, où le béryllium remplace le silicium. Cependant, ses concentrations les plus élevées sont caractéristiques de certains minéraux de couleur foncée et de la muscovite (des dizaines, rarement des centaines de grammes par tonne). Si, dans les roches alcalines, le béryllium est presque complètement dispersé, il peut s'accumuler lors de la formation de roches acides dans des produits postmagmatiques - pegmatites et corps pneumatolytiques-hydrothermaux. Dans les roches pegmatites acides, la formation de concentrations importantes de béryllium est associée aux processus d'albitisation et de muscovitisation. Dans les pegmatites, le béryllium forme ses propres minéraux, mais une partie (environ 10 %) est sous forme isomorphe dans les minéraux rocheux et mineurs (quartz, micas, microcline, albite). Dans les pegmatites alcalines, le béryllium est présent en faible quantité dans la composition de minéraux rares : chkalovite, eudidymite, analcime et leucophane, où il appartient au groupe anionique. Les solutions postmagmatiques transportent le béryllium hors du magma sous forme d'émanations contenant du fluor et de composés complexes en association avec du tungstène, de l'étain, du molybdène et du lithium.

Il n'y a pas d'opinion sans équivoque sur la quantité de minéraux propres au béryllium, mais il a été établi qu'il y en a plus de trente, mais seulement six d'entre eux sont considérés comme plus ou moins communs. Le plus important d'entre eux est le béryl 3BeO Al2O3 6SiO2, qui a de nombreuses variétés de couleurs. Par exemple, l'émeraude contient environ 2% de chrome, ce qui lui donne une couleur verte, et la couleur rose de la vorobyevite est due au mélange de composés de manganèse (II). L'aigue-marine doit sa couleur bleue au mélange de fer (II), et l'héliodore jaune doré est colorée par les ions fer (III). D'autres variétés de béryl sont connues, de couleur différente (bleu foncé, rose, rouge, bleu pâle, incolore, etc.). En plus du béryl, la phénakite 2BeO SiO2, la bertrandite 4BeO 2SiO2 H2O, l'helvine (Mn, Fe, Zn) 43S, le chrysobéryl et la danalite sont considérés comme des minéraux de béryllium d'importance industrielle.

La teneur en béryllium dans l'eau de mer est extrêmement faible - 6 ∙ 10-7 mg / l. Les oxydes et hydroxydes de béryllium sont presque insolubles dans l'eau ; par conséquent, ils se trouvent dans les eaux souterraines principalement sous forme de suspensions (souvent dans des composés complexes avec des substances organiques) et seulement partiellement à l'état dissous. Pour ces raisons, la teneur en béryllium dans les eaux naturelles est faible - au niveau des traces (0,01-0,07 g / l). Dans les eaux acides, la teneur en béryllium est plus élevée, dans les eaux alcalines, elle est plus faible. La teneur accrue en fluor et en matière organique de l'eau contribue à l'accumulation de béryllium, et la présence de calcium, au contraire, empêche son accumulation.

Les ressources naturelles mondiales de béryllium sont estimées à plus de 80 000 tonnes (en termes de teneur en béryllium), dont environ 65% sont concentrés aux États-Unis, où la principale matière première de béryllium est le minerai de bertrandite. Parmi les autres pays, la Chine, la Russie et le Kazakhstan possèdent les plus grandes réserves de béryllium. De plus, à l'époque soviétique, davantage de béryllium a été extrait sur le territoire de la Russie moderne - gisements de Malyshevskoe (région de Sverdlovsk), Zavitinskoe (région de Chita), Ermakovskoe (Buriatia), Pogranichnoe (Primorsky Krai). Cependant, après la réduction du complexe militaro-industriel et la réduction des programmes de construction de nouvelles centrales nucléaires, la production de béryllium a fortement chuté, c'est pourquoi le développement à Malyshevskoye et Ermakovskoye a été arrêté et considérablement réduit dans les champs de Zavitimskoye . De plus, la majeure partie du béryllium extrait est vendue à des pays étrangers, les principaux consommateurs de ce métal sont l'Europe et le Japon.

Application

Du fait que le béryllium pur n'a été obtenu qu'à la toute fin du 19ème siècle, il n'a pas pu trouver une application valable pendant longtemps. Par conséquent, dans divers ouvrages de référence et encyclopédies du début du 20e siècle, il a été dit à propos du béryllium : « Il n'a aucune application pratique. Pour que les propriétés uniques de l'élément numéro quatre trouvent leur application, il a fallu du temps - du temps pour le développement du niveau de technologie moderne. Et si dans les années trente du XXe siècle l'académicien soviétique A.E. Fersman a appelé le béryllium le métal du futur, mais maintenant il peut à juste titre être appelé le métal du présent.

Une énorme quantité de béryllium est consommée comme ajout d'alliage à divers alliages à base d'aluminium, de nickel, de magnésium, de cuivre et d'autres métaux. Cet additif offre une dureté élevée, une bonne conductivité électrique, une conductivité thermique et une résistance des alliages, une résistance à la corrosion des surfaces des produits fabriqués à partir de ces alliages. Les plus connus et les plus utilisés en technologie sont les bronzes au béryllium (aux USA dans les années 80 jusqu'à 80% du béryllium produit) - les alliages cuivre-béryllium. De nombreux produits en sont fabriqués, à partir desquels une résistance élevée, une bonne résistance à la fatigue et à la corrosion, une conservation de l'élasticité dans une plage de température importante et une conductivité électrique et thermique élevée sont nécessaires. L'un des consommateurs de cet alliage est l'industrie aéronautique - on estime que dans un avion lourd moderne, plus d'un millier de pièces sont en bronze au béryllium. En raison de ses propriétés élastiques, le bronze au béryllium est un excellent matériau de ressort. Les ressorts fabriqués dans ce matériau sont pratiquement sans fatigue : ils peuvent supporter jusqu'à 20 millions de cycles de charge, malgré le fait que les ressorts en acier au carbone ordinaire échouent après 800-850 cycles. De plus, les bronzes au béryllium ne produisent pas d'étincelles lorsqu'ils frappent du métal ou de la pierre, c'est pourquoi ils sont utilisés pour fabriquer des outils spéciaux utilisés dans les travaux explosifs - dans les mines, les usines de poudre à canon, les dépôts de pétrole. Les additifs au béryllium ennoblissent également d'autres alliages, par exemple à base de magnésium et d'aluminium : de très faibles quantités de béryllium (0,005% suffisent) réduisent considérablement les pertes d'alliages de magnésium par combustion et oxydation lors de la fusion et de la coulée. Les béryllides possèdent des propriétés non moins intéressantes - des composés intermétalliques du béryllium avec du tantale, du niobium, du zirconium et d'autres métaux réfractaires. Ces composés sont extrêmement durs et résistants à l'oxydation et peuvent travailler plus de dix heures à une température de 1650 °C. Il est considéré comme prometteur d'obtenir des alliages de béryllium avec du lithium - ils seront plus légers que l'eau.

Il est possible d'augmenter la rigidité, la résistance et la résistance à la chaleur d'autres métaux sans introduire de béryllium dans l'alliage. Dans de tels cas, la béryllisation est utilisée - saturation de la surface de la pièce en acier avec du béryllium par diffusion. Après cela, la surface de la pièce est recouverte d'un composé chimique solide de béryllium avec du fer et du carbone. Ce revêtement protecteur durable d'une épaisseur de seulement 0,15 ... 0,4 mm rend les pièces résistantes à la chaleur et à l'eau de mer et à l'acide nitrique.

La combinaison d'une faible masse atomique, d'une petite section efficace de capture des neutrons thermiques (0,009 grange par atome), d'une grande section efficace de diffusion et d'une résistance suffisante au rayonnement fait du béryllium l'un des meilleurs matériaux pour la fabrication de modérateurs et de réflecteurs de neutrons dans les réacteurs nucléaires. La fabrication de modérateurs et de réflecteurs à partir de béryllium et de son oxyde permet de réduire significativement le cœur des réacteurs, d'augmenter la température de fonctionnement et d'utiliser plus efficacement le combustible nucléaire. Le béryllium est utilisé pour fabriquer des fenêtres de tubes à rayons X grâce à sa haute perméabilité aux rayons X (17 fois celle de l'aluminium). En mélange avec certains nucléides -radioactifs (radium, polonium, actinium, plutonium), le béryllium est utilisé dans les sources de neutrons en ampoule, car il a la propriété d'émettre des neutrons intenses lorsqu'il est bombardé de particules .

Le béryllium et certains de ses composés (sous forme de solution dans l'ammoniac liquide, sous forme d'hydrure de béryllium, une solution de borohydrure de béryllium dans l'ammoniac liquide) sont considérés comme des combustibles solides prometteurs pour fusées avec les impulsions spécifiques les plus élevées. Les composés du béryllium n'ont pas moins trouvé d'application que le métal lui-même : en technologie laser, l'aluminate de béryllium est utilisé dans la fabrication d'émetteurs à semi-conducteurs (tiges, plaques). Le borohydrure de béryllium et la poudre de béryllium finement dispersée imprégnée d'oxygène liquide ou d'oxyde de fluor sont parfois utilisés comme explosifs particulièrement puissants (HE). Le fluorure de béryllium est utilisé dans la technologie nucléaire pour la fusion du verre utilisé pour réguler les petits flux de neutrons. L'oxyde de béryllium possède de nombreuses propriétés précieuses - en raison de sa réfractarité élevée (point de fusion 2 570 ° C), de sa résistance chimique importante et de sa conductivité thermique élevée, ce matériau est utilisé pour le revêtement des fours à induction, la fabrication de creusets pour la fusion de divers métaux et alliages. L'oxyde de béryllium est le principal matériau de gainage des éléments combustibles (éléments combustibles) des réacteurs nucléaires. En effet, c'est dans ces enveloppes que la densité de flux neutronique et la température la plus élevée, les contraintes les plus importantes et toutes les conditions de corrosion sont particulièrement élevées. Étant donné que l'uranium est instable à la corrosion et pas assez résistant, il doit être protégé avec des obus spéciaux, généralement en oxyde de béryllium.

Production

L'extraction du béryllium à partir de ses minéraux naturels (principalement du béryl) est un processus complexe et coûteux composé de plusieurs étapes. De plus, la principale difficulté réside dans la séparation de l'élément numéro quatre d'un satellite permanent aux propriétés similaires, l'aluminium. Il existe plusieurs méthodes pour cette séparation. Par exemple, l'une des méthodes est que l'oxyacétate de béryllium Be4O (CH3COO) 6, contrairement à l'oxyacétate d'aluminium + CH3COO–, a une structure moléculaire et se sublime facilement lorsqu'il est chauffé. Cependant, d'autres méthodes de purification du béryllium à partir de l'aluminium sont utilisées dans l'industrie.

La première est la méthode de séparation des sulfates, qui consiste à fritter le concentré à une température de 750°C avec du carbonate de sodium Na2CO3 (soude) ou du calcium CaCO3 (craie), suivi de traiter le gâteau avec de l'acide sulfurique concentré chaud H2SO4. A partir de la solution résultante de sulfates de béryllium, d'aluminium et d'autres éléments contenus dans le concentré de minerai d'origine, l'action du sulfate d'ammonium (NH4) 2SO4 sépare l'aluminium sous forme d'alun d'ammonium, la solution restante est traitée avec un excès d'hydroxyde de sodium NaOH . En conséquence, il se forme une solution contenant du Na2 et des aluminates de sodium. Par la suite, lorsque cette solution est bouillie, à la suite de la décomposition de l'hydroxybéryllate, l'hydroxyde de béryllium Be (OH) 2 est précipité et les aluminates restent en solution. L'hydroxyde de béryllium est purifié des impuretés par extraction au phosphate de tributyle.

La méthode au sulfate est également utilisée pour extraire le béryllium d'un autre minéral de béryllium, la bertrandite. Lorsque cette solution d'acide sulfurique est extraite avec du kérosène contenant de l'acide diéthyl-hexyl phosphorique. La fraction organique est traitée avec une solution aqueuse de (NH4) 2CO3, tandis que les hydroxydes et hydroxocarbonates de fer et d'aluminium sont précipités, et le béryllium reste en solution sous forme de (NH4) 2, qui, lorsque la solution est chauffée à 95 °C, se décompose quantitativement, formant un précipité de 2ВеСО3 ∙ Ве (ОН ) 2. Lorsque ce dernier est calciné à 165°C, on obtient de l'hydroxyde de béryllium.

La deuxième méthode pour séparer Be et Al est le fluorure. La technologie de ce procédé est la suivante : le concentré (béryl broyé) est fritté (à une température d'environ 750°C) avec de l'hexafluorosilicate de sodium Na2SiF6 :

Be3Al2 (SiO3) 6 + 12Na2SiF6 → 6Na2SiO3 + 2Na3AlF6 + 3Na2 + 12SiF4

À la suite de la fusion, il se forme de la cryolithe Na3AlF6, un composé peu soluble dans l'eau, ainsi que du fluorobéryllate de sodium Na2, soluble dans l'eau, qui est ensuite lessivé avec de l'eau. A partir de la solution résultante, Be (OH) 2 est précipité par l'action de l'hydroxyde de sodium NaOH, lors de la calcination duquel se forme BeO. Parfois, l'hydroxyde de béryllium est en outre purifié en le dissolvant dans de l'acide sulfurique en présence d'agents chélatants, puis en le précipitant avec de l'ammoniac. Fe2 (SO4) 3 est ajouté à la solution contenant le NaF, qui est resté après l'action de la soude, pour l'utilisation de ce dernier, tandis que Na3 précipite, qui sert également à décomposer le béryl, remplaçant partiellement Na2.

En plus des procédés de séparation ci-dessus, un tel procédé de traitement du béryl est également connu. Le minéral d'origine est d'abord fusionné avec de la potasse K2CO3. Dans ce cas, il se forme du bérylate K2BeO2 et de l'aluminate de potassium KAlO2 :

Be3Al2 (SiO3) 6 + 10K2CO3 → 3K2BeO2 + 2KAlO2 + 6K2SiO3 + 10CO2

Après lixiviation avec de l'eau, la solution résultante est acidifiée avec de l'acide sulfurique. En conséquence, l'acide silicique précipite. L'alun de potassium est ensuite précipité du filtrat, après quoi seuls les ions Be2 + restent dans la solution à partir des cations.

Il est également connu de casser le béryl par chloration ou par action du phosgène. Un traitement supplémentaire est effectué afin d'obtenir BeF2 ou BeCl2.

A partir de l'oxyde de BeO ou de l'hydroxyde de béryllium Be (OH) 2 obtenu d'une manière ou d'une autre, on obtient le chlorure de BeC12 ou le fluorure de BeF2. Le fluorure est réduit en béryllium métallique avec du magnésium à 925-1325 °C :

BeF2 + Mg → MgF2 + Be

La masse fondue d'un mélange de BeC12 avec NaCl est soumise à une électrolyse à une température de 350°C. Auparavant, le béryllium était obtenu par électrolyse d'une masse fondue de fluorobéryllate de baryum Ba :

Ba → BaF2 + Be + F2

Le métal obtenu par un procédé ou un autre est refondu sous vide. Le béryllium est purifié à une pureté de 99,98 % par distillation sous vide ; en petites quantités, le béryllium plastique ne contenant pas plus de 10 à 4 % d'impuretés est obtenu par fusion de zone. Le raffinage électrolytique est parfois utilisé pour le raffinage.

Pour obtenir des billettes et des produits à partir de béryllium, les méthodes de la métallurgie des poudres sont principalement utilisées (en raison de la difficulté de produire des pièces moulées de haute qualité à partir de ce métal fragile). Dans ce cas, dans un environnement inerte, le béryllium est broyé en poudre et soumis à un pressage à chaud sous vide à 1 140-1 180°C. Les tuyaux, tiges et autres profilés en béryllium sont obtenus par extrusion à 800-1 050 °C (extrusion à chaud) ou à 400-500 °C (extrusion à chaud). Les feuilles de béryllium sont produites par laminage de billettes pressées à chaud ou de bandes extrudées à 760-840°C. D'autres types de traitement sont également utilisés - forgeage, emboutissage, emboutissage.

Propriétés physiques

Le béryllium est un métal cassant, mais en même temps très dur de couleur gris clair avec un éclat métallique. Le béryllium a deux modifications cristallines : le α-béryllium (modification à basse température) a un réseau hexagonal compact de type Mg (ce qui conduit à une anisotropie des propriétés) avec des paramètres a = 0,22866 nm, c = 0,35833 nm, z = 2 ; Le β-béryllium (modification à haute température) a un réseau cubique centré de type Fe avec un paramètre a = 0,25515 nm. La température de transition de la modification à la modification est d'environ 1 277 ° C. Le point de fusion de l'élément numéro quatre (tmelt) est de 1285 ° C, le point d'ébullition (tboil) est de 2470 ° C. Le béryllium est l'un des éléments les plus légers, sa densité à l'état solide n'est que de 1,816 g / cm3, même un tel métal léger comme l'aluminium (densité 2 , 7 g/cm3), presque une fois et demie plus lourd que le béryllium. De plus, à l'état liquide, la densité du béryllium est encore plus faible (à 1287°C, la densité est de 1.690 g/cm3). Le béryllium a la capacité thermique la plus élevée de tous les métaux - 1,80 kJ / (kg K) ou 0,43 kcal / (kg ° C), conductivité thermique élevée - 178 W / (m K) ou 0,45 cal / (cm sec ° C) à un température de 50 ° C, faible résistance électrique - 3,6-4,5 Ohm cm à température ambiante; le coefficient de dilatation linéaire du béryllium est de 10,3-131 (25-100°C).

Comme la plupart des autres éléments, de nombreuses propriétés physiques du béryllium dépendent de la qualité et de la structure du métal et changent considérablement avec la température. Par exemple, même de petites quantités d'impuretés rendent le béryllium très fragile. Les propriétés mécaniques du béryllium dépendent de la pureté du métal, de la granulométrie et de la texture, déterminées par la nature du traitement. Le béryllium est difficile à couper et nécessite l'utilisation d'outils en carbure. Comparé à d'autres matériaux légers, le béryllium possède une combinaison unique de propriétés physiques et mécaniques. En termes de résistance et de rigidité spécifiques, il surpasse tous les autres métaux, maintenant ces avantages jusqu'à des températures de 500-600 ° C. Le module d'élasticité longitudinal (module de Young) du béryllium est de 300 Gn/m2 soit 3.104 kgf/mm2 (4 fois supérieur à celui de l'aluminium, 2,5 fois supérieur au paramètre correspondant du titane, et un tiers supérieur à celui de l'acier). La résistance à la traction du béryllium en traction est de 200-550 MN / m2 (20-55 kgf / mm2), allongement 0,2-2%. Le traitement sous pression conduit à une certaine réorientation des cristaux de béryllium, à la suite de laquelle une anisotropie se produit, et une amélioration significative des propriétés devient possible. La résistance à la traction dans le sens de l'étirage atteint 400-800 MN / m2 (40-80 kgf / mm2), la limite d'élasticité est de 250-600 MN / m2 (25-60 kgf / mm2) et l'allongement est jusqu'à 4 -12%. Les propriétés mécaniques dans la direction perpendiculaire au dessin sont pratiquement inchangées. Comme mentionné précédemment, le béryllium est un métal fragile - sa résistance aux chocs est de 10 à 50 kJ / m2 (0,1 à 0,5 kgf ∙ m / cm2). La température de transition du béryllium d'un état fragile à un état plastique est de 200 à 400 ° C. La dureté Brinell du béryllium est de 1 060 à 1 320 MPa. Le béryllium a des caractéristiques nucléaires élevées - la section efficace la plus faible pour la capture des neutrons thermiques parmi les métaux et la section efficace la plus élevée pour leur diffusion.

Avec un grand nombre d'avantages, le béryllium a encore plusieurs inconvénients. D'une part, il s'agit du coût élevé de ce métal, lié à la rareté des matières premières et à la complexité de sa transformation, et d'autre part, le béryllium présente une très faible fragilité à froid. La résistance aux chocs du béryllium technique est inférieure à 5 J/cm2. Et pourtant, la combinaison unique d'avantages techniques du béryllium en fait un matériau irremplaçable dans divers domaines.

Propriétés chimiques

Dans les composés chimiques, le béryllium est divalent (la configuration de la couche électronique externe est 2s2). En termes de propriétés chimiques, le béryllium est en grande partie similaire à l'aluminium trouvé dans la troisième période et dans le troisième groupe du système périodique, c'est-à-dire à droite et en dessous du béryllium. Ce phénomène, appelé similitude diagonale, est observé dans certains autres éléments, par exemple, le bore est similaire dans de nombreuses propriétés chimiques au silicium. La proximité des propriétés du béryllium et de l'aluminium s'explique par le rapport presque identique de la charge cationique à son rayon pour les ions Be2 + et Al3 +. L'élément numéro quatre est généralement amphotère - a les propriétés d'un métal et d'un non-métal, mais les propriétés métalliques prévalent. Le béryllium métallique compact est chimiquement peu actif à température ambiante - il ne s'oxyde pas à l'air (jusqu'à une température de 600°C), n'interagit pas avec l'eau chaude et froide, ainsi qu'avec la vapeur d'eau en raison de la formation d'un film protecteur d'oxyde de béryllium BeO à sa surface, ce qui donne au béryllium une couleur mate. Cependant, lorsqu'il est chauffé au-dessus de 800°C, il s'oxyde rapidement. L'oxyde de béryllium BeO se présente naturellement sous la forme d'un minéral rare - la bromellite. Le béryllium se dissout facilement dans les acides chlorhydrique (HCl), sulfurique dilué (H2SO4), fluorhydrique, réagit faiblement avec les acides sulfurique concentré et nitrique dilué lorsqu'il est chauffé (HNO3) et ne réagit pas avec l'acide nitrique concentré - dans ce dernier cas, l'acide passive le métal . Dans les solutions aqueuses d'alcalis, le béryllium se dissout également avec dégagement d'hydrogène et formation d'hydroxybéryllates :

Be + 2NaOH + 2H2O → Na2 + H2

Lorsque la réaction est effectuée avec une masse fondue alcaline à 400-500°C, des dioxobéryllates se forment :

Be + 2NaOH → Na2BeO2 + H2

Le béryllium métallique se dissout rapidement dans une solution aqueuse de bifluorure d'ammonium NH4HF2. Cette réaction est d'une importance technologique pour la production de BeF2 anhydre et la purification du béryllium :

Be + 2NH4HF2 → (NH4) 2 + H2

Lorsque le béryllium interagit avec l'azote et l'ammoniac à 500-900°C, du nitrure de Be3N2 est obtenu. À température ambiante, le béryllium réagit avec le fluor et lorsqu'il est chauffé avec d'autres halogènes (formant des halogénures, tels que BeHal2) et du sulfure d'hydrogène. Parmi les halogénures de béryllium, les plus importants sont son fluorure (BeF2) et son chlorure (BeCl2), qui sont utilisés dans le traitement des minerais de béryllium. Avec le carbone à 1700-2100°C, le béryllium forme le carbure Be2C, avec le phosphore au dessus de 750°C, le phosphure Be3P2. Dans un vide supérieur à 700°C, le béryllium réduit le KOH, à 270°C - BaO, à 1075°C - MgO, à 1400°C - TiO2 en métaux correspondants et à 270°C - SiCl4 en Si. Le béryllium ne réagit pratiquement pas avec l'hydrogène sur toute la plage de température, cependant, l'hydrure de béryllium (BeH2) a été obtenu indirectement par la réduction du chlorure de béryllium à l'aide de LiAlH4, cette substance est stable jusqu'à 240 ° C, puis, lorsqu'elle est chauffée, elle commence à libérer de l'hydrogène. À haute température, l'élément n° 4 interagit avec la plupart des métaux pour former des béryllides. A l'état liquide, le béryllium se dissout dans de nombreux métaux (Zn, Al, Fe, Co, Cu, Ni, etc.) le magnésium est une exception. Le béryllium forme des alliages eutectiques avec l'aluminium et le silicium. L'élément numéro quatre forme des solutions solides avec seulement quelques métaux, les plus solubles dans les alliages avec le cuivre (2,75 % en poids), le chrome (1,7 %), le nickel (2,7 %). La solubilité diminue considérablement avec la diminution de la température, de sorte que les alliages contenant du béryllium sont capables de durcir par précipitation. La solubilité des éléments d'impureté dans le béryllium est extrêmement faible.

La fine poudre de béryllium brûle dans les vapeurs de soufre, de sélénium et de tellure. Lorsqu'elle est enflammée dans l'air atmosphérique, la poudre de béryllium brûle avec une flamme vive, tandis que de l'oxyde et du nitrure se forment. Le béryllium fondu réagit avec la plupart des oxydes, nitrures, sulfures et carbures. Le seul matériau de creuset approprié pour la fusion du béryllium est l'oxyde de béryllium.

Les sels de béryllium sont très hygroscopiques et, à quelques exceptions près (phosphate, carbonate), sont très solubles dans l'eau, leurs solutions aqueuses sont acides en raison de l'hydrolyse. Un certain nombre de composés organiques complexes du béryllium sont connus ; l'hydrolyse et l'oxydation de certains d'entre eux entraînent une explosion.

La pollution de l'environnement par le béryllium est également associée au développement industriel. Le béryllium sert de source de neutrons dans les réacteurs nucléaires. Lorsque la concentration de cet élément atteint 0,01 mg pour 1 m3 d'air, des signes d'intoxication peuvent apparaître, il y a trois étapes :

* Fièvre des ouvriers de fonderie, qui disparaît en 24 à 48 heures ;

* pneumonie toxique, qui peut apparaître même après plusieurs années après un empoisonnement au béryllium;

* intoxication chronique au béryllium - maladie du béryllium ou sarcoïdose pulmonaire industrielle.

Les statistiques montrent qu'en règle générale, il y a 10 décès pour 100 de ces empoisonnements.

Le béryllium fait partie des éléments non radioactifs. Mais son utilisation a récemment augmenté d'environ 500 % (alors que l'utilisation du bore a augmenté de 78 %, du chrome - de 50 %, du cuivre - de 30 %, du manganèse - de 45 %, du nickel - de 70 %, du zinc - de 44 %).

Le béryllium est un élément rare sur notre planète. Il possède de nombreuses propriétés intéressantes : il est très léger (4,5 fois plus léger que le fer) et, dans certaines conditions, devient une riche source de neutrons. Ainsi, Enrico Fermi a utilisé des préparations de radium et de béryllium dans des expériences qui ont donné au monde le premier réacteur. Le béryllium ne rouille pas !

Pendant de nombreuses années, le béryllium, avec le zinc, a rempli les lampadaires colorés, dont la lumière, comme il s'est avéré plus tard, était nocive.

Et une autre propriété du béryllium : sa poudre, qui est constamment utilisée dans les mélanges de carburants pour missiles, libère une grande quantité d'énergie lorsqu'elle est brûlée. Mais tous ses avantages l'emportent sur un inconvénient : le béryllium est toxique même en plus petite quantité. Il a un effet néfaste sur les fonctions sexuelles.

L'utilisation intensive du béryllium dans l'industrie, y compris l'industrie de la défense, inquiète sérieusement les médecins, les nutritionnistes et la population du pays.

Le béryllium est un élément chimique toxique. Le béryllium peut pénétrer dans le corps humain à la fois avec de la nourriture et par les poumons. L'apport quotidien moyen de béryllium est de 10 à 20 g. Lorsqu'il pénètre sous une forme soluble dans le tractus gastro-intestinal, le béryllium interagit avec les phosphates et forme un composé peu soluble Be3 (PO4) 2 ou se lie aux protéines des cellules épithéliales en protéinates puissants. Par conséquent, l'absorption du béryllium dans le tractus gastro-intestinal est faible et varie de 4 à 10 % de la quantité reçue. Cet indicateur dépend également de l'acidité du suc gastrique. La quantité totale de béryllium dans le corps d'un adulte varie de 0,4 à 40 g. Le béryllium est constamment présent dans le sang, les tissus osseux et musculaires (0,001-0,003 g/g) et d'autres organes. Il a été établi que le béryllium peut se déposer dans les poumons, le foie, les ganglions lymphatiques, les os, le myocarde. Le béryllium est excrété du corps principalement avec l'urine (plus de 90 %).

Le béryllium peut participer à la régulation du métabolisme phosphore-calcium, en maintenant le statut immunitaire de l'organisme. Il a été constaté que l'activité des composés du béryllium se manifeste clairement dans diverses transformations biochimiques associées à la participation de phosphates inorganiques.

La teneur accrue en béryllium dans les aliments contribue à la formation de phosphate de béryllium. "Prendre" systématiquement les phosphates de la partie la plus importante des os - le phosphate de calcium, le béryllium, affaiblit ainsi le tissu osseux et contribue à sa destruction. Il est connu expérimentalement que l'introduction de cet élément chez les animaux provoque un rachitisme « au béryllium ». Il a été prouvé que même une petite quantité de béryllium dans la composition des os conduit à leur ramollissement (béryllium). Aux sites d'administration parentérale du béryllium, la destruction des tissus environnants se produit, à partir de laquelle le béryllium est excrété très lentement. En fin de compte, le béryllium se dépose dans le squelette et le foie.

Selon les concepts modernes, le béryllium est un élément toxique, cancérigène et mutagène. L'effet pathogène du béryllium est observé lorsqu'il est inhalé à des concentrations qui dépassent le MPC de 2 fois ou plus. Les sels de béryllium à une concentration de 1 μmol/L inhibent spécifiquement l'activité de la phosphatase alcaline et inhibent d'autres enzymes. Les propriétés immunotoxiques du béryllium sont bien étudiées. En pathologie, on distingue les intoxications aiguës et chroniques au béryllium. On sait par exemple que l'élimination des composés du béryllium de l'organisme (notamment des organes du système lymphoïde, où ils s'accumulent) se fait extrêmement lentement, sur plus de 10 ans. Des niveaux élevés de béryllium se trouvent dans les familles des travailleurs qui entrent en contact avec cet élément dans la production.

Signes d'excès de béryllium dans le corps

* dommages au tissu pulmonaire (fibrose, sarcoïdose);

* lésions cutanées - eczéma, érythème, dermatose (lorsque les composés du béryllium entrent en contact avec la peau);

* maladie du béryllium;

* fièvre des fondeurs (irritation des muqueuses des yeux et des voies respiratoires) ;

* érosion des muqueuses du tractus gastro-intestinal;

* dysfonctionnements du myocarde, du foie ;

* développement de processus auto-immuns, tumeurs.

Pour éviter le développement de pathologies causées par le contact avec des composés du béryllium dans des conditions industrielles, il est nécessaire de respecter strictement les règles de sécurité (utilisation d'un respirateur, vêtements de rechange, etc.), d'éliminer l'effet d'éventuels irritants sur le corps (nicotine , air froid et sec, aérosols). À un certain stade du développement de la pathologie, il peut être nécessaire de changer de lieu de travail.

Initialement, béryllium appelé glucinie. Il est traduit du grec par « doux ». Le fait que les cristaux de métal goûtent le bonbon a été remarqué pour la première fois par Paul Lebeau.

Un chimiste français a réussi à synthétiser agrégats de bérylliumà la fin du 19e siècle. La méthode d'électrolyse a aidé. Sous sa forme métallique, l'élément a été obtenu en 1828 par l'Allemand Friedrich Weller. Le béryllium s'est classé 4e et était connu comme une substance aux propriétés étonnantes. Ils ne se limitent pas à la douceur.

Propriétés chimiques et physiques du béryllium

Formule au béryllium diffère de seulement 4 électrons. Ce n'est pas surprenant, étant donné la place de l'élément dans le tableau périodique. Étonnamment, ils sont tous en orbite s. Il n'y a pas de postes vacants pour de nouveaux électrons.

C'est pourquoi, béryllium - élément qui ne veut pas entrer dans des réactions chimiques. Des exceptions sont faites par le métal pour les substances qui peuvent sélectionner, remplacer ses propres électrons. Un halogène, par exemple, en est capable.

Béryllium - métal... Cependant, il possède également des liaisons covalentes. Cela signifie qu'en atome de béryllium certaines paires de nuages ​​d'électrons se chevauchent, se généralisent, ce qui est typique des non-métaux. Cette dualité affecte les paramètres mécaniques de la substance. Le matériau est à la fois cassant et dur.

Diffère en béryllium et en légèreté. La densité du métal n'est que de 1,848 grammes par centimètre cube. Seuls certains métaux alcalins sont en dessous de la barre. Convergent avec eux en densité, le béryllium se distingue avantageusement par sa résistance à la corrosion.

L'élément en est sauvé par un film d'une fraction de millimètre d'épaisseur. ce oxyde de béryllium... Il se forme dans l'air en 1,5 à 2 heures. En conséquence, l'accès de l'oxygène au métal est bloqué et il conserve toutes ses caractéristiques d'origine.

S'il vous plait et force de béryllium... Un fil d'un diamètre de seulement 1 millimètre est capable de contenir un auvent d'un homme adulte. A titre de comparaison, un fil similaire casse sous une charge de 12 kilogrammes.

Béryllium, propriétés qui sont discutés, ne perd presque pas de force lorsqu'il est chauffé. Si la température est portée à 400 degrés, la "résistance" du métal ne sera réduite que de moitié. Duralumin, par exemple, devient 5 fois moins durable.

Température limite dureté du béryllium- plus de 1200 degrés sur l'échelle Celsius. C'est imprévisible, car dans le tableau périodique, le 4ème élément est compris entre et. Le premier fond à 180 degrés et le second à 650 degrés.

En théorie, le point de ramollissement du béryllium devrait être d'environ 400 degrés Celsius. Mais, le 4ème élément a été inclus dans la liste des relativement réfractaires, laissant la place, par exemple, au fer de seulement 300 degrés.

Limiter réaction au béryllium sur la température - ébullition. Il se produit à 2450 degrés Celsius. En ébullition, le métal se transforme en une seule masse grise. Dans sa forme habituelle, c'est un élément à la brillance prononcée, légèrement huileuse.

La brillance est belle, mais dangereuse pour la santé. Le béryllium est toxique... Une fois dans le corps, le métal remplace le magnésium osseux. La maladie du béryllium commence. Sa forme aiguë s'exprime par un œdème pulmonaire, une toux sèche. Il y a des morts.

L'effet sur les tissus vivants est l'un des rares inconvénients du béryllium. Il y a plus de mérites. Ils sont au service de l'humanité, notamment dans le domaine de l'industrie lourde. Il est donc temps d'étudier comment le 4ème élément du tableau périodique est appliqué.

Application de béryllium

Hydroxyde de béryllium et l'oxyde d'uranium constituent le combustible nucléaire. Le 4ème métal est utilisé dans les réacteurs nucléaires et pour ralentir les neutrons. L'oxyde de béryllium est ajouté non seulement au carburant, mais aussi pour en faire des creusets. Ce sont des isolants à haute conductivité thermique et haute température.

En plus de la technologie nucléaire composés de béryllium, sur sa base sont utiles dans la construction aéronautique et l'astronautique. Les boucliers thermiques et les systèmes de guidage sont fabriqués à partir du 4ème métal. L'élément est également nécessaire pour le carburant de fusée, ainsi que pour la peau des navires. Leurs corps sont faits de bronzes au béryllium.

En termes de propriétés, ils sont supérieurs aux aciers alliés. Il suffit d'ajouter seulement 1 à 3% du 4ème élément pour maximiser la résistance à la rupture. Il ne se perd pas avec le temps. D'autres alliages se fatiguent au fil des années, leurs paramètres de performances diminuent.

Le béryllium pur est mal traité. Agissant comme un additif, le métal devient malléable. Il est possible de fabriquer un ruban d'une épaisseur de seulement 0,1 millimètre. Masse de béryllium allège l'alliage, élimine son magnétisme, étincelles à l'impact.

Tout cela est utile dans la production de ressorts, roulements, ressorts, amortisseurs, engrenages. Les experts disent que dans un avion moderne, il y a plus de 1 000 pièces en bronze au béryllium.

La vapeur est également utilisée en métallurgie. béryllium magnésium... Le dernier métal est perdu lors de la fusion. L'ajout de 0,005% du 4ème élément réduit l'évaporation et l'oxydation du magnésium lors de la fusion et.

Par analogie, ils agissent de la même manière avec des compositions à base d'aluminium. Si vous combinez le 4ème métal avec ou, vous obtenez des béryllides. Ce sont des alliages d'une dureté exceptionnelle qui peuvent durer 10 heures à une température de 1650 degrés Celsius.

Chlorure de béryllium nécessaire pour les médecins. Ils utilisent la substance dans le diagnostic de la tuberculose et en général dans les appareils à rayons X. Le 4ème élément est l'un des rares qui n'interagit pas avec les rayons du spectre des rayons X.

Noyau de béryllium, ses atomes sont presque en apesanteur. Cela laisse passer jusqu'à 17 fois plus de rayons mous que, par exemple, l'aluminium d'épaisseur similaire. Par conséquent, les fenêtres des tubes à rayons X sont en béryllium.

Extraction de béryllium

Le métal est extrait des minerais. Le béryllium concassé est fritté avec de la chaux, du fluorosilicate de sodium et de la craie. Le mélange résultant est réalisé à travers plusieurs réactions chimiques pour obtenir l'hydroxyde du 4ème élément. Participe au processus acide.

Béryllium le nettoyage est laborieux. L'hydroxyde nécessite une calcination à l'état d'oxyde. Celui-ci, à son tour, est converti en chlorure ou en fluorure. Parmi ceux-ci, par électrolyse et le béryllium métal est extrait... La méthode de récupération du magnésium est également utilisée.

L'obtention du béryllium implique des dizaines de distillations et purifications. Il faut surtout se débarrasser de l'oxyde métallique. La substance rend le béryllium extrêmement fragile, impropre à un usage industriel.

Le processus d'obtention du 4ème élément est compliqué par sa rareté. Il y a moins de 4 grammes de béryllium par tonne de croûte terrestre. Les réserves mondiales totales sont estimées à seulement 80 000 tonnes. Environ 300 d'entre eux sont extraits chaque année des intestins. Le volume de production augmente progressivement.

La majeure partie de l'élément se trouve dans les roches alcalines riches en silice. Ils sont presque absents à l'Est. C'est la seule région qui n'exploite pas de béryllium. La majeure partie du métal se trouve aux États-Unis, en particulier dans l'État de l'Utah. L'Afrique centrale, le Brésil, la Russie sont également riches en 4e élément. Ils représentent 50 % des réserves de béryllium.

Prix ​​du béryllium

Au prix du béryllium en raison non seulement de sa rareté, mais aussi de la complexité de la production. En conséquence, le coût d'un kilogramme atteint plusieurs centaines de dollars américains.

Les livres sont négociées sur les bourses des métaux non ferreux. La mesure anglaise du poids est d'environ 450 grammes. Près de 230 unités conventionnelles sont demandées pour ce volume. En conséquence, un kilogramme est estimé à près de 500 $.

D'ici 2017, le marché mondial du béryllium, selon les experts, atteindra 500 tonnes. Cela indique la demande pour le métal. Cela signifie que sa valeur continuera probablement de croître. Pas étonnant que le béryllium soit la base des pierres précieuses.

Le prix des matières premières se rapproche des demandes des bijoutiers pour les cristaux taillés. Soit dit en passant, ils peuvent être importants pour extraction de béryllium... Mais, bien sûr, personne ne laisse fondre les émeraudes tant qu'il existe des gisements de minerai dans la nature contenant le 4ème élément. Il accompagne généralement l'aluminium. Donc, s'il était possible de trouver les minerais de ces derniers, c'est sûr, il sera possible d'y trouver du béryllium.

Béryllium (Être)

Broyeur d'os

Béryllium fait référence aux ultramicroéléments toxiques. Le rôle physiologique du béryllium dans le corps humain insuffisamment étudié, mais il est connu que le béryllium peut participer à la régulation du métabolisme phosphore-calcium, en soutenant le statut immunitaire de l'organisme.

L'exigence quotidienne du corps humain pas exactement établi, mais il est prouvé que l'apport quotidien optimal de béryllium est de 10 à 20 µg.

Le béryllium peut pénétrer dans le corps humain à la fois avec de la nourriture et par les poumons. Lorsqu'il est introduit sous une forme soluble dans le tractus gastro-intestinal, le béryllium interagit avec les phosphates et forme du Be 3 (PO 4) 2 peu soluble ou se lie aux protéines des cellules épithéliales en protéinates puissants. Par conséquent, l'absorption du béryllium dans le tractus gastro-intestinal est faible et varie de 4 à 10 % de la quantité reçue. Il est à noter que cet indicateur dépend également de l'acidité du suc gastrique.

La quantité totale de béryllium dans le corps d'un adulte varie (selon diverses sources) de 0,4 à 40 g. Le béryllium est constamment présent dans le sang, les tissus osseux et musculaires (0,001 à 0,003 g / g) et d'autres organes. Il a été établi que le béryllium peut se déposer dans les poumons, le foie, les ganglions lymphatiques, les os, le myocarde.

Le béryllium est excrété du corps principalement avec l'urine (plus de 90 %).

Rôle biologique dans le corps humain... Fondamentalement, le béryllium est impliqué dans l'échange de magnésium et de phosphore dans les tissus. Il a été constaté que l'activité des composés du béryllium se manifeste clairement dans diverses transformations biochimiques associées à la participation de phosphates inorganiques.

L'effet du béryllium sur le corps est multiforme. A ce jour, ses effets toxiques (y compris cytotoxiques), sensibilisants, embryotoxiques et cancérigènes ont été prouvés. Ce dernier a été établi dans une expérience sur des animaux de certaines espèces et est discuté en relation avec l'homme. Le béryllium et ses composés ont la capacité de pénétrer dans tous les organes, les cellules et leurs noyaux, dans les organites cellulaires, en particulier dans les mitochondries. Il endommage les membranes cellulaires , y compris - et leurs composants lipidiques rupture de la microviscosité. Le béryllium inhibe l'activité de l'ATP-ase du réticulum sarcoplasmique en inhibant le transport du magnésium et du calcium.

En pénétrant dans les noyaux des cellules, le béryllium réduit l'activité des enzymes de synthèse de l'ADN, en particulier de l'ADN polymérase, il existe des indications de l'importance des violations de la synthèse de l'ADN pour l'apparition de protéines anormales jouant le rôle d'auto-antigènes.

L'effet cytotoxique des composés du béryllium a été étudié sur les phagocytes. En particulier, l'introduction de sulfate et de citrate de béryllium provoque le blocage des cellules du système phagocytaire mononucléaire et diminue l'indice de phagocytose de 65 à 75 %. L'administration de phosphate de béryllium supprime la réponse inflammatoire .

Avec l'administration intratrachéale de composés de béryllium, il se produit une libération accrue de macrophages et de cellules polynucléaires dans la lumière des alvéoles. Cependant, la mobilité des macrophages diminue, leurs organites sont endommagés et la synthèse d'ADN diminue.

Il a été montré que lors de l'inhalation de sels de béryllium solubles, le tissu conjonctif se développe principalement dans les zones périvasculaire et péribronchique. La fibrose se développe en réponse à la pénétration du béryllium dans les poumons, et ce processus a un taux maximal pendant le premier mois après l'administration intratrachéale d'hydroxyde de béryllium. En règle générale, la sclérose du tissu pulmonaire est associée à l'apparition d'une sorte de granulomes. Les études microscopiques électroniques et histochimiques de ces dernières années ont montré leur similitude avec les granulomes allergiques. Il a été prouvé que le nombre d'organites dans les lymphocytes des granulomes est augmenté. Ce fait et la présence d'un grand nombre de ribosomes libres indiquent leur état actif. Les cellules épithélioïdes des granulomes proviennent de cellules mononucléées et de lymphocytes. Déjà dans les premiers mois après l'inhalation de composés solubles du béryllium, des nodules de type granulome, constitués d'éléments lymphoïdes-histiocytaires, se développent. Des macrophages en désintégration et des détritus cellulaires se trouvent au centre de ces nodules. Ceci est interprété comme le résultat de la libération de béryllium lors de la mort des macrophages qui l'ont absorbé.

Synergistes et antagonistes du béryllium... L'antagoniste du béryllium est le magnésium. Le magnésium dans le corps se trouve principalement à l'intérieur des cellules, où il forme des composés avec des protéines et des acides nucléiques contenant des liaisons Mg – N et Mg – O. La similitude des caractéristiques physico-chimiques des ions Be 2+ et Mg 2+ détermine leur capacité de substitution mutuelle dans de tels composés. Ceci explique notamment l'inhibition des enzymes contenant du magnésium lorsque le béryllium pénètre dans l'organisme.

Signes de carence en béryllium... Données scientifiques non disponibles.

Teneur en béryllium augmentée dans les aliments contribue à la formation de phosphate de béryllium. "Enlever" systématiquement les phosphates de la partie la plus importante des os - le phosphate de calcium - le béryllium affaiblit et détruit le tissu osseux. On sait que l'introduction de cet élément chez les animaux provoque Le rachitisme au béryllium ... Il a été constaté que même une petite quantité de béryllium dans la composition des os conduit à leur ramollissement.
Aux sites d'administration parentérale du béryllium, la destruction des tissus environnants se produit, à partir de laquelle le béryllium est excrété très lentement. Finalement, le béryllium se dépose dans le squelette et le foie.

Selon les concepts modernes, le béryllium est élément toxique, cancérigène et mutagène ... L'effet pathogène du béryllium est observé lorsqu'il est inhalé à des concentrations dépassant de 2 fois ou plus la concentration maximale admissible. Les sels de béryllium à une concentration de 1 μmol/L inhibent spécifiquement l'activité de la phosphatase alcaline et inhibent d'autres enzymes. Les propriétés immunotoxiques du béryllium sont bien étudiées.

En pathologie, on distingue les intoxications aiguës et chroniques au béryllium. On sait par exemple que l'élimination des composés du béryllium de l'organisme (notamment des organes du système lymphoïde, où ils s'accumulent) se fait extrêmement lentement, sur plus de 10 ans. Des niveaux élevés de béryllium se trouvent dans les familles des travailleurs qui entrent en contact avec cet élément dans la production.

Les principales manifestations de l'excès de béryllium: lésions du tissu pulmonaire (fibrose, sarcoïdose), lésions cutanées - eczéma, érythème, dermatose (lorsque les composés du béryllium entrent en contact avec la peau), maladie du béryllium, fièvre des fondeurs (irritation des muqueuses des yeux et des voies respiratoires) ; érosion des muqueuses du tractus gastro-intestinal, dysfonctionnement du myocarde, du foie, développement de processus auto-immuns, tumeurs.

Le béryllium est essentiel: dans les temps anciens béryl (aluminium et silicate de béryllium) ont traité un grand nombre de maladies féminines. On croyait qu'avec l'aide de la poudre de béryl, il était possible d'éviter le prolapsus de l'utérus, les maux de dents et les maux de tête, et les bracelets en béryllium protégeaient contre les maladies des ovaires et de la vessie. Les médecins-lithothérapeutes de notre époque recommandent le port du béryl en cas de troubles du système nerveux et de maladies chroniques de l'appareil respiratoire.

Sources alimentaires de béryllium: l'apport de béryllium provenant des aliments et de l'eau est insignifiant, des quantités importantes s'accumulent dans les tomates et la laitue.
La principale voie d'entrée du béryllium dans l'organisme est l'inhalation, c'est-à-dire par les voies respiratoires. Les personnes qui travaillent dans des environnements où il existe une possibilité d'inhalation de poussières contenant du béryllium peuvent développer une maladie professionnelle - maladie du béryllium (béryllium ou pneumonie chimique).

Le béryllium est un métal d'une grande résistance et dureté qui augmente la conductivité électrique des métaux. À cet égard, il est utilisé dans des alliages avec d'autres métaux pour la fabrication de pièces durables particulièrement importantes, d'appareils dans diverses industries - chimie, génie mécanique, aviation, etc.

Lors de l'obtention de béryllium métallique à partir de minerais, des sels de fluorure sont utilisés, ce qui s'accompagne de la formation de composés de fluorure de béryllium, dont le plus toxique et le plus étudié est le fluorure de béryllium.

Voies de pénétration du béryllium dans le corps

Le béryllium sous forme de fines poussières ou vapeurs peut pénétrer dans l'organisme par les voies respiratoires. Il est excrété principalement par les intestins, en partie dans les urines.

En cas d'exposition au béryllium et à ses composés, une intoxication aiguë et chronique peut survenir.

L'intoxication aiguë se développe principalement lorsqu'elle est exposée à des composés du béryllium, le plus souvent du fluorure de béryllium.

Pathogenèse et symptômes de l'empoisonnement au béryllium

Le fluorure de béryllium est une substance hautement toxique qui affecte principalement le système respiratoire. Pénétrant dans les voies respiratoires profondes, de fines particules de béryllium peuvent provoquer le développement d'une broncho-bronchiolite sévère. Dans ce cas, comme prouvé expérimentalement, une réaction inflammatoire du tissu interstitiel entourant les bronches avec le développement d'une péribronchite et d'une péribronchiolite est généralement observée. D'où la présence dans le futur de phénomènes séquentiels sous forme de pneumosclérose, d'emphysème.

Certaines particularités observées sous l'influence des vapeurs de fluorure de béryllium, l'unicité de l'évolution clinique, à savoir la présence d'une attaque fébrile initiale passagère rapide du type dite fièvre coulée, confirment le fait de la dépendance de la symptomatologie clinique sur l'état physique de la substance connue en toxicologie.

Les observations cliniques d'intoxication aiguë au fluorure de béryllium et l'évolution ultérieure, à savoir la fréquence des cas d'asthme bronchique, d'éosinophilie, des tests cutanés positifs au fluorberyllium chez les personnes ayant subi une intoxication aiguë avec ce produit, indiquent le développement d'une sensibilité accrue du corps .

Clinique d'intoxication aiguë au béryllium

Au cours de l'évolution clinique d'une intoxication aiguë, il existe une certaine séquence, un développement cyclique et une croissance des phénomènes.

Habituellement, après une durée différente (3 à 6 heures) de la période de latence, quelques heures après le travail, un énorme froid apparaît, accompagné d'une forte élévation de la température à 39-40 °. En même temps, il y a une sensation de faiblesse, une faiblesse générale, des maux de tête, une sensation d'oppression dans la poitrine, une légère toux.

Après 6 à 8 heures, la fièvre se termine par une sueur abondante, la température revient à la normale, l'état de santé s'améliore, la capacité de travail est rétablie. Vient à nouveau la période dite intermédiaire, asymptomatique, d'une durée de 2 à 18 jours, pendant laquelle le patient ne se plaint pas ; son état de santé reste satisfaisant. Et, enfin, cette étape de "calme relatif" est remplacée par le développement et la croissance rapides de l'irritation des voies respiratoires. La température remonte à 38-39 ° et au-dessus, une toux sévère et douloureuse apparaît avec des expectorations séreuses-muqueuses abondantes, puis mucopurulentes, dans lesquelles il y a souvent un mélange de sang. Le nombre de respirations atteint 35-40 par minute, il y a une cyanose prononcée des muqueuses et des phanères, dans les poumons - son de boîte, bas niveau des frontières pulmonaires et faible mobilité du diaphragme, abondance de petits et moyens - des râles humides de bulles dans tout leur espace des deux côtés, surtout dans les sections inférieures.

Les modifications des rayons X dans les poumons correspondent généralement au stade et à la gravité du processus pathologique.

En cas d'intoxication grave et grave au premier stade (5-7 jours), la transparence des champs pulmonaires est réduite, les racines sont élargies, avec un motif et des contours indistincts. Dans les champs moyens et inférieurs, en particulier dans les zones racinaires, il existe un grand nombre de petites formations focales qui ne se confondent pas. La mobilité du diaphragme est fortement limitée. Par la suite, la deuxième phase commence (de 5-8 jours à 6-7 semaines) - le nombre d'ombres focales diminue considérablement, le dessin du poumon a un caractère en petite boucle, le nombre de formations focales diminue considérablement, la transparence de les champs pulmonaires augmentent fortement et, enfin, avec une amélioration significative de l'état général, le patient n'a qu'une légère augmentation de la configuration des poumons et l'image radiographique revient à la normale.

Ainsi, dans les cas d'intoxication plus sévères, on observe un tableau de broncho-bronchiolite capillaire, rarement retrouvé en pratique clinique chez l'adulte.

Les changements dans les voies respiratoires supérieures sont également fréquents - laryngite, saignements de nez.

Dans le même temps, des modifications du sang sont également prononcées, à savoir une légère augmentation du nombre d'érythrocytes, une leucocytose neutrophile notable avec un déplacement vers la gauche, une lymphopénie relative, parfois une éosinophilie, un ROE élevé.

En règle générale, des symptômes dyspeptiques, des modifications du foie et du système cardiovasculaire - tachycardie, surdité, hypotension sont concomitants.

La durée du cours dans les cas graves est calculée sur 2-3 mois, après quoi les phénomènes cliniques de bronchiolite disparaissent, l'état de santé des patients s'améliore, les changements hématologiques, la température et l'image radiographique sont normalisés.

Il convient de noter que dans l'évolution clinique de cette forme d'intoxication, de nouvelles flambées sont souvent observées, comme si des rechutes d'intoxication, lorsque, dans le contexte d'une amélioration notable, la température augmente à nouveau, la toux s'intensifie et les poumons changent. augmenter. De telles poussées-rechutes provoquent une longue durée et une nature prolongée de l'évolution clinique du processus pathologique.

Parallèlement à ces cas typiques prononcés d'intoxication aiguë sévère, une intoxication aiguë légère est observée, entraînant des modifications beaucoup moins prononcées du système respiratoire, en l'absence d'une période fébrile initiale.

À l'avenir, avec l'observation dynamique des patients ayant subi une intoxication sévère au fluorure de béryllium, les phénomènes de broncho-bronchiolite chronique, de pneumosclérose sont souvent observés.

L'effet sur la peau peut se manifester sous la forme d'une dermatite érythémateuse-papulovésiculaire, survenant avec un œdème et des démangeaisons sévères. On observe parfois des infiltrats cutanés denses avec ulcération au centre.

Traitement des intoxications aiguës au béryllium et ses composés

Repos, chaleur, inhalation d'oxygène, perfusion intraveineuse de glucose, chlorure de calcium ; antibiotiques, sulfamides, médicaments pour le cœur.

Intoxication chronique - la maladie du béryllium survient généralement en cas d'exposition au béryllium métallique ou à son oxyde (BeO). En règle générale, les patients atteints de bérylliose chronique n'ont pas d'antécédents d'intoxication aiguë. La maladie se développe progressivement, après une certaine période de contact avec le béryllium, le plus souvent après des périodes très différentes (jusqu'à 5-10-15 ans) après la fin du contact avec celui-ci.

De nombreuses tranches d'âge sont concernées. Des cas de maladie chez des enfants âgés de 7 à 14 ans, dont les parents ont travaillé au contact du béryllium, sont décrits.

Les travailleurs qui ont été en contact avec le béryllium depuis environ 2 ans tombent plus souvent malades, mais il existe des observations montrant que le béryllium peut se développer après un contact court, très court (une semaine voire plusieurs heures) avec lui.

Le fait que la concentration de la substance toxique ne joue pas un rôle dominant dans le développement de la maladie du béryllium est particulièrement important. Des formes prononcées très sévères de béryllium ont été observées chez des personnes qui travaillaient à grande distance du lieu d'obtention du béryllium et n'avaient pas de contact direct avec celui-ci, ce qui distingue nettement cette forme nosologique d'un certain nombre d'autres maladies professionnelles, notamment de la silicose, dans laquelle la fréquence de développement et la gravité de la maladie sont en relation directe avec la concentration de la substance toxique.

Clinique et symptômes de la maladie du béryllium

Les premiers symptômes subjectifs comprennent des plaintes d'essoufflement avec un léger effort physique, une toux, souvent accompagnée de mucosités, des douleurs thoraciques, une faiblesse générale.

Une caractéristique particulièrement importante et très caractéristique est une perte de poids nette et rapide (perte parfois de 8 à 10 kg en peu de temps). Souvent, les patients notent une intolérance à certains médicaments, une détérioration de l'état général ou le début du développement de la maladie après l'utilisation d'antibiotiques (pénicilline, etc.).

À partir de données objectives, le tableau clinique dominant sont des symptômes liés principalement à la défaite du système respiratoire. Un essoufflement, une cyanose des muqueuses et de la peau se développent relativement tôt, des ongles en forme de lunettes de montre, des doigts en forme de pilons sont souvent observés, le son de boîte dans les parties postérolatérales des poumons est déterminé par percussion; assez souvent, dès les premiers stades du développement du processus, des râles secs et humides dispersés se font entendre dans les parties latérales inférieures des poumons. Les fonctions respiratoires sont également perturbées relativement tôt : la capacité vitale des poumons et le volume infime de ventilation diminuent. Plus souvent qu'avec la silicose, un certain degré d'hypoxémie est également observé - une déficience de la saturation en oxygène du sang artériel.

Diagnostic de la maladie du béryllium

Radiographiquement dans les poumons sur fond de fibrose diffuse, d'emphysème, il y a d'abord des ombres ponctuelles (granulomes). Avec la progression du processus, les formations granulomateuses augmentent en taille et se propagent dans tout le poumon, n'épargnant pas l'apex. Radiographiquement, ces formations sont indiscernables des nodules silicotiques, elles ne peuvent être différenciées que histologiquement.

L'effet toxique général du béryllium se manifeste par le fait qu'un certain nombre de systèmes et d'organes sont séquentiellement impliqués dans le processus.

Assez souvent, on trouve un foie hypertrophié et douloureux avec altération de ses fonctions. La présence d'un syndrome hépatolien n'est pas rare. Selon des auteurs étrangers, chez les patients atteints d'une maladie du béryllium dans le foie, la rate et les ganglions lymphatiques, la présence de changements morphologiques caractéristiques du béryllium, c'est-à-dire des granulomes typiques, a été déterminée histologiquement.

De la part du système cardiovasculaire, même avec les formes initiales de la maladie du béryllium, l'accent est mis sur le deuxième ton de l'artère pulmonaire, le clivage de l'onde P sur l'électrocardiogramme dans la poitrine. Avec la progression du processus, les phénomènes du soi-disant cœur pulmonaire sont généralement observés - expansion des limites vers la droite, tachycardie, accentuation prononcée et division du deuxième ton sur l'artère pulmonaire, pravogramme, élargissement et clivage de la Onde P.

L'effet toxique général du béryllium affecte également les modifications du système sanguin. Déjà aux premiers stades du développement du processus pathologique du sang périphérique, on observe une leucocytose neutrophile modérée avec un décalage vers la gauche, l'un ou l'autre degré de réticulocytose. Des changements prononcés sont également notés de la part de la formule protéique du sang: le coefficient albumine-globuline diminue en raison d'une augmentation des globulines avec une prédominance de la fraction principalement -j-globuline, qui, comme on le sait, reflète une violation du corps réactions immunologiques.

Dans l'évolution clinique de la maladie du béryllium, une autre circonstance importante attire l'attention - la fréquence de la température subfébrile (37,3-37,6 °) en l'absence de manifestations cliniques et radiologiques de l'infection tuberculeuse. Les tests à la tuberculine sont généralement négatifs.

Un test cutané au béryllium positif est une caractéristique diagnostique importante. Décrit également comme une découverte fréquente et des lésions cutanées, des nodules superficiels et sous-cutanés, dans lesquels le béryllium est trouvé à la biopsie.

Dans le diagnostic différentiel de la maladie du béryllium, il faut garder à l'esprit principalement les formes nosologiques suivantes :

1) tuberculose miliaire ;

2) la pneumoconiose, en particulier la silicose ;

3) Le sarcoïde de Beck.

L'absence, en règle générale, de mycobactéries tuberculeuses dans les tests d'expectoration répétés et approfondis, les tests tuberculiniques et biologiques négatifs, la durée du cours, le test cutané positif au béryllium - tout cela permet de rejeter le diagnostic de tuberculose miliaire.

Contact avec le béryllium, symptômes subjectifs et objectifs significativement plus prononcés, aucun symptôme de tuberculose, un test cutané positif au béryllium, modifications plus prononcées du sang, en particulier de la formule protéique, une augmentation significative des -globulines, un bon effet de la utilisation de l'hormonothérapie - tout cela facilite le diagnostic différentiel du béryllium, de la silicose et de la silico-tuberculose. Et enfin, en plus des points ci-dessus, il faut prendre en compte la fréquence des lésions oculaires (iridocyclite), des os, des modifications plus prononcées des ganglions lymphatiques et une évolution plus bénigne caractéristique du sarcoïde de Beck.

Cependant, il convient de souligner que le diagnostic différentiel avec la sarcoïdose présente les plus grandes difficultés, car la réaction tissulaire granulomateuse caractéristique à la fois du béryllium et de la sarcoïdose rapproche ces maladies en termes de symptômes cliniques et radiologiques. Cette réaction tissulaire granulomateuse est observée dans un certain nombre d'autres maladies. De plus en plus, il y a des indications que la sarcoïdose est en fait un concept collectif qui comprend un certain nombre de formes nosologiques avec un seul mécanisme pathogénique, mais avec une étiologie différente - "maladie granulomateuse".

Traitement des intoxications au béryllium et ses composés

L'effet le plus favorable est observé lors de l'utilisation d'une hormonothérapie (cortisone, ACTH, prednisone, etc.). Avec l'utilisation opportune de stéroïdes, il y a une amélioration significative de l'état général, une normalisation de la température, des changements hématologiques et, dans certains cas, une certaine amélioration des changements aux rayons X.

L'utilisation à long terme de ces médicaments peut, apparemment, jouer un certain rôle dans la prévention du développement ultérieur du processus granulomateux.

Il est impératif de prendre en compte la nécessité d'une utilisation à long terme de doses d'entretien de stéroïdes, car à l'arrêt du traitement, une forte détérioration de l'état des patients est souvent observée.

Des examens médicaux périodiques des travailleurs en contact avec le béryllium sont effectués une fois tous les 12 mois avec la participation d'un thérapeute, d'un radiologue et, si indiqué, d'un dermatologue et d'un oto-rhino-laryngologiste. Un test sanguin pour l'hémoglobine, les leucocytes, le ROE est obligatoire. Radiographie des poumons obligatoire.

Examen de la capacité de travail

Au moment de décider de l'examen de l'aptitude au travail, il convient de prendre en compte la progression relativement rapide du processus et la gravité de l'évolution clinique. Une intoxication grave une fois transférée sert d'indication pour un transfert à long terme au travail sans contact avec des composés de béryllium et d'autres substances toxiques irritantes. Les personnes atteintes de la maladie du béryllium devraient être transférées au travail sans contact avec le béryllium. Avec la préservation de l'aptitude au travail et des qualifications, la question du passage à l'invalidité et à la retraite est exclue.

Avec des formes plus prononcées de béryllium, il est nécessaire d'arrêter le contact avec le béryllium et d'autres substances toxiques. Dans ce cas, une rente est octroyée pour le groupe d'invalidité professionnelle correspondant.

Les contre-indications à l'emploi, lorsqu'un contact avec le béryllium est possible, sont :

1) maladies chroniques des voies respiratoires supérieures et des bronches, laryngotrachéite sévère, bronchite chronique, asthme bronchique, bronchectasie;

2) maladies pulmonaires - pneumosclérose, emphysème, tuberculose;

3) maladies organiques du système cardiovasculaire : malformations cardiaques, maladies organiques du myocarde, artériosclérose sévère, hypertension ;

4) maladies chroniques du foie et des reins (hépatite, néphrite, néphrose);

5) maladies organiques du système nerveux central;

6) lésions cutanées - dermatite, eczéma;

7) lésions oculaires - inflammation chronique de la conjonctive, de la cornée, des canaux lacrymaux.

Prévention des intoxicationsbéryllium et ses composés

La prévention passe principalement par la mécanisation et l'étanchéité des processus de production, la ventilation rationnelle et la fourniture aux travailleurs d'équipements de protection individuelle.