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Article de référence | Réf : M2366 v1

Toxicité et protection
Métallurgie du béryllium

Auteur(s) : Pierre BLAZY, El-Aïd JDID

Date de publication : 10 juin 2005

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RÉSUMÉ

Cet article est entièrement consacré au béryllium, ses gisements, sa métallurgie extractive, son exploitation et sa fabrication. Utilisé sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal, le béryllium possède des propriétés physiques et chimiques très intéressantes, notamment sa forte résistivité électrique et sa grande conductivité thermique, mais il présente toutefois un prix élevé. Il faut relever que seuls deux minéraux sont produits industriellement, la bertrandite exploité aux Etats-Unis, et le béryl exploité dans le reste du monde.

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Auteur(s)

  • Pierre BLAZY : Professeur Honoraire - Ancien Directeur de l’École Nationale Supérieure de Géologie (ENSG)

  • El-Aïd JDID : Docteur es Sciences - Ingénieur de Recherche au Laboratoire Environnement et Minéralurgie (LEM), ENSG – INPL – CNRS – UMR 7569

INTRODUCTION

Le béryllium a des propriétés physiques et chimiques (faible masse volumique, forte résistivité électrique, grande conductivité thermique, rigidité et résistance à la corrosion par les acides) qui le rendent apte à de nombreux usages sous forme d’alliage, d’oxyde ou de métal. Toutefois, compte tenu de son prix élevé en comparaison de ceux des autres métaux, les applications sont limitées à des cas où il est irremplaçable.

Deux minéraux du béryllium, la bertrandite et le béryl, ont une importance industrielle. La bertrandite est le principal minéral exploité aux États-Unis et le béryl est le principal minéral produit dans le reste du monde.

Le producteur le plus important mondialement, Brush Wellman, fabrique de l’oxyde de béryllium BeO et de l’hydroxyde de béryllium Be(OH)2, directement à partir de la bertrandite et du béryl. L’hydroxyde Be(OH)2 est transformé en (NH4)2BeF4, qui est cristallisé, puis décomposé en BeF2. Celui-ci est réduit par le magnésium pour obtenir Be métal. Une autre voie consiste à produire du BeCI2 pur par distillation fractionnée et électrolyse ignée du chlorure dans NaCl. Le raffinage par fusion sous vide ou par solvant, ou par le procédé Van Arkel, est l’étape finale. Les principaux produits commerciaux sont le métal, l’oxyde et les alliages.

Les poussières et les fumées du béryllium sont reconnues comme étant la cause de la béryllose, une maladie pulmonaire chronique grave. Seuls les scraps récents sont recyclés par le producteur.

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DOI (Digital Object Identifier)

https://doi.org/10.51257/a-v1-m2366


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11. Toxicité et protection

Le béryllium et ses dérivés sont toxiques par inhalation de poussières et par contact cutané. Par contre, l’ingestion du béryllium et de ses composés n’a pas d’effets significatifs. Des opérations particulières sont génératrices de fines particules : le broyage, le polissage et l’émeulage du métal, de l’oxyde ou des alliages, sont des opérations potentiellement nocives et nécessitent une ventilation efficace. Il en est de même du perçage et du sciage à sec, qui produisent de grandes quantités de poussières. Le cylindrage, l’estampage et l’étirage ne sont pas générateurs de fines particules, et on ne constate pas de dépassement des concentrations limites dans les ateliers. L’alliage cuivre-béryllium présente un danger particulier, car la pression de vapeur du béryllium est supérieure à celle du cuivre.

Selon Petzow et al. [32], l’inhalation des poussières, des fumées et des vapeurs de béryllium ou de ses composés peut affecter les bronches et les poumons. Cependant, le béryllium constitue un risque de maladie chronique lorsqu’il est inhalé sous une forme divisée, causant dans ce cas des pneumoconioses. Lorsque les quantités inhalées sont faibles, les macrophages enlèvent les particules au niveau des alvéoles pulmonaires, et les éliminent par voie mucociliaire. Mais, lorsque ces quantités dépassent les capacités de ce mécanisme éliminatoire, les particules sont transportées dans le tissu pulmonaire et, graduellement, dans les tissus osseux, le foie et les reins ; l’excrétion par les reins n’étant assurée que lentement. Dans le cas de la maladie chronique encore appelée bérylliose, une inflammation du tissu pulmonaire conjonctif se développe au bout d’une période de 5 à 25 ans, et se manifeste par un souffle court, une toux sèche chronique et une sensation de brûlure substernale. En général, on constate qu’un tiers des individus affectés ne souffre que d’une légère incapacité, et conserve une espérance de vie normale. À l’extrême, on observe des cicatrices et un rétrécissement du tissu pulmonaire. Les sels solubles peuvent causer des inflammations cutanées (dermites). Les particules métalliques pénètrent dans la peau et forment des granulomes. Le métal lui-même, les alliages et les céramiques à BeO sont manipulables sans protection spéciale lorsque la fabrication n’implique...

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BIBLIOGRAPHIE

  • (1) - ANONYME -   Beryllium Minerals. Demand strong for miniaturisation  -  . I.M. Glass and Ceramics Survey, 1987, p. 199-202.

  • (2) - ANONYME -   Brush Wellman Inc  -  . Financing Times Business Yearbook Mining 2000, 1999, p. 291-292.

  • (3) - ANONYME -   Beryllium alloys  -  . Platt’s Metal Week, 01/05/2000.

  • (4) - ANONYME -   United States. Defense Logistics Agency (DLA) seek offers for beryllium  -  . Metal Week 2000, no 1, p. 3.

  • (5) - ANONYME -   Beryllium Group LLC  -  . E/MJ, feb. 2002, p. 11.

  • (6) - BAMBERGER (C.E.L.), McDUFFIE (H.F.), BAES (C.F.) Jr -   Purification of beryllium by acetylacetone  -  . EDTA Solvent extraction : Procedure and Chemistry, Nuclear Science and Engineering, 22, 1965, p. 14-19.

  • ...

1 Producteurs de béryllium et d’alliages au béryllium

(liste non exhaustive)

Allemagne

H.C. Starck GmbH and Co KG http://www.hcstarck.com

Chine

Shuikoushan Non ferrous Metals Company Limited http://www.csksg.com/English/index.htm

Ningxia Non ferrous Metal Smeltery http://www.made-in-china.com

Kazakhstan

Ulba Metallurgical Plant JSC (UMP) http://www.ulba.kz/en/

Kazatomprom http://www.kazatomprom.kz/eng/

États-Unis

Brush Wellman Inc http://www.brushwellman.com/

Monico Alloys http://www.monicoalloys.com/

NGK Metals Corp. http://www.ngkmetals.com

Starmet Corp. (Nuclear Metals)

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