6 речей, які вам потрібно знати про цирконій

Цирконій є металевим елементом із символом Zr. Він розташований у групі IV-B у періодичній системі елементів. Його атомний номер дорівнює 40, його щільність становить 6,49 г/см³, його температура плавлення становить 1852 градуси, а температура кипіння становить 4377 градусів. Цирконій — це сріблясто-білий перехідний метал, який часто називають «рідкісним металом» через складний процес виробництва та складність вилучення. Насправді, вміст цирконію в земній корі становить близько 0,025%, займаючи 19 місце, майже дорівнює хрому, і перевищує звичайні метали мідь, свинець, нікель і цинк, але його розподіл дуже розкиданий. На повітрі цирконій легко утворює на своїй поверхні оксидну плівку, блискучу та схожу на сталь. Цирконій має корозійну стійкість, але розчинний у фтористоводневій кислоті та царській горілці; при високих температурах він може реагувати з багатьма елементами з утворенням сполук твердого розчину. Корозійна стійкість цирконію краща, ніж у титану, і близька до танталу та ніобію. Зважаючи на хорошу пластичність цирконію, його часто переробляють у пластини, дроти тощо. Цирконій може поглинати велику кількість кисню, водню, азоту та інших газів при нагріванні та може використовуватися як матеріал для зберігання водню. Як відносно дефіцитний ресурс, цирконій широко використовується в електроніці, кераміці, склі, нафтохімії, будівельних матеріалах, медицині, текстилі та предметах повсякденної потреби. У Австралії та Південній Африці зосереджені ресурси цирконію, а Китай і Європа є основними регіонами споживання цирконію.

Цирконій названий на честь циркону, який протягом століть використовувався людьми як прикраси. Циркон також згадується в Біблії як один із 12 дорогоцінних каменів, які носили первосвященики Ізраїлю.

Циркон доступний у різноманітних гарних кольорах від помаранчевого до червоного, а безбарвний циркон демонструватиме сліпучий блиск після ограновування. Саме з цієї причини довгий час циркон помилково вважали м'яким діамантом.

Відкриття та видобуток цирконію в основному приписують двом хімікам, німецькому хіміку Мартіну Генріху Клапроту та шведському хіміку Йонсу Якобу Берцеліусу), ці два хіміки зробили надзвичайний внесок у відкриття та очищення цирконію.

У 1789 році німецький хімік Мартін довів, що циркон не є алмазом, прояснивши непорозуміння людей щодо циркону. Нагріваючи циркон з реакційноздатною сполукою гідроксидом натрію, він виявив, що дві речовини реагують з утворенням оксиду. Мартін вважав, що цей оксид містить новий елемент. Він назвав новий оксид оксид цирконію, а новий елемент цирконій.

Мартін не зміг видобути чистий цирконій, оскільки він був хімічно схожий на гафній, який часто зустрічається разом із цирконієм у цирконієвих рудах. Лише через 35 років, у 1824 році, шведський хімік Бехліас вперше виготовив чистий цирконій. У той час кілька інших хіміків також працювали над цією роботою, але ніхто не досяг успіху. Бациліасу вдалося добути чистий цирконій шляхом нагрівання суміші калію та калію фторцирконату в залізній трубці. Чистота чорного порошку цирконію, отриманого в експерименті, досягала 93%. Чистоту цирконію, отриманого очищенням Bechilias, неможливо покращити. Лише майже через 100 років був вироблений цирконій високої чистоти. Сьогодні більшість цирконію видобувається з циркону (ZrSiO4) і діоксиду цирконію (ZrO2). Процес екстракції називається «Процес Кролла».

Назва цирконій походить від слова zircon, яке походить від перського слова «золото» (zargun). Кажуть, що таку назву отримав привабливий колір деяких прикрас з циркону. Насправді існує багато кольорів циркону. Частіше зустрічаються червоний, коричневий, зелений і жовтий. Безбарвний циркон також більш поширений серед людей.

З давніх часів цирконій використовувався як дорогоцінний камінь через його багаті та барвисті кольори, відіграючи декоративну роль у житті людини. У міру того як розуміння людей про цирконій продовжує поглиблюватися, його застосування стає все більш і більш поширеним. Можливо, більшість людей не знайомі з цирконієм, але він проник у всі сфери нашого життя. Наприклад, цирконій незамінний у різноманітних навколишніх будівлях, кераміці, ножах, прикрасах тощо, які необхідні в житті, і навіть у військовій та атомній енергетиці.

Вироби з цирконію багаті різноманітністю і різноманітністю форм. Вихідною мінеральною формою є цирконовий пісок. Після обробки каустичною содою, промивання водою тощо можна виробляти первинні продукти, такі як силікат цирконію та оксихлорид цирконію. При безперервному кальцинуванні, хлоруванні та відновленні також можуть утворюватися вторинні продукти. Цирконій, цирконієва губка промислового сорту та інші продукти; якщо технологія очищення та розділення досягає певного рівня, можна виготовити цирконієву губку ядерної енергії.

Цирконій має широкий спектр застосування. Він в основному використовується в кераміці, вогнетривких матеріалах та інших областях у формі силікату цирконію та оксиду цирконію. Лише 3%-4% цирконієвих руд переробляються в металевий цирконій (або цирконієву губку), а потім переробляються в різні цирконієві матеріали. Оскільки металевий цирконій має малий поперечний переріз поглинання теплових нейтронів, металевий цирконій має відмінні ядерні властивості. Цирконій ядерного класу використовує цю характеристику для використання в якості конструкційних матеріалів і уранових паливних елементів для атомних авіаносців, атомних підводних човнів і цивільних енергетичних реакторів. Корпус і т.д. Цирконій ядерної якості можна розглядати як важливий стратегічний метал для країни і тісно пов'язаний з розвитком атомної промисловості.

Як активний метал, цирконій утворює оксидну плівку при кімнатній температурі. Ця оксидна плівка надає цирконію та його сплавам чудову стійкість до корозії. У той же час цирконій має хороші механічні та теплообмінні властивості в поєднанні зі значними ціновими перевагами, що робить його чудовим корозійностійким конструкційним матеріалом у сучасній нафтохімічній промисловості.

Цирконій, який використовується в устаткуванні, стійкому до хімічних кислот і лугів, військовій промисловості та електронній промисловості, називається цирконієм промислового сорту. За простотою обробки, технологічним рівнем і науково-технічним змістом металевий цирконій і вироби з його сплавів займають провідне місце в промисловому ланцюжку.

Силікат цирконію

Силікат цирконію є важливою різновидом традиційних виробів з цирконію. Продукт використовує цирконовий пісок як сировину і може бути виготовлений після подрібнення, кальцинування та порошкоподібного. Це високоякісний і дешевий замутнювач для керамічної глазурі. В основному використовується в кольоровій глазурі для будівельної кераміки, щоденної кераміки та електричної порцеляни. Виробництво, воно також широко використовується в передових вогнетривких матеріалах, точному литті, емульгованому склі та інших галузях промисловості.

Карбонат цирконію

Він в основному використовується як добавки та гідроізоляційні агенти, антипірени, сонцезахисні засоби та поверхневі добавки для волокон і паперу в косметиці. Його також можна використовувати для приготування цирконієво-церієвих композитних каталітичних матеріалів. Це важлива сировина в текстильній, паперовій, лакофарбовій та косметичній промисловості. В останні роки використання продовжує зростати.

Оксихлорид цирконію

Це основна сировина для виробництва інших цирконієвих продуктів, таких як діоксид цирконію, карбонат цирконію, сульфат цирконію, композитний оксид цирконію та розділення цирконію та гафнію для отримання металевого цирконію та гафнію. Його також можна використовувати в текстилі, шкірі, гумі, добавках для обробки металевих поверхонь, осушувачах фарби. Останніми роками річний обсяг виробництва вогнетривких матеріалів, кераміки, каталізаторів, антипіренів та інших продуктів у моїй країні перевищив 90,{{1} } тонн. Цирконовий пісок є основною сировиною для отримання оксихлориду цирконію.

Плавлений діоксид цирконію

Його називають плавленим цирконієм і плавленим цирконієм, він в основному використовується для виробництва глазурі та вогнетривких матеріалів. Через високий вміст домішок у плавленому цирконії його застосування обмежене.

Сульфат цирконію

Це важлива сировина для засобів для дублення шкіри, засобів для обробки вовни та окислювачів для фарбування поверхні. Його можна використовувати як носії каталізатора, амінокислоти та білки, осаджувачі та дезодоранти. Він також є проміжною сировиною для отримання хімікатів цирконію та металевого цирконію та гафнію.

діоксид цирконію

Цільнокераміка з діоксиду цирконію є нетоксичною білою твердою речовиною без запаху з достатньою стійкістю до лугів і багатьох кислотних розчинів. Він підходить для прецизійної кераміки, електронної кераміки, оптичних лінз, скляних добавок, електролізованих цирконієвих цеглин, керамічних пігментів тощо. Фарфорова емаль, штучні дорогоцінні камені, вогнетривкі матеріали, шліфувальні та полірувальні та інші галузі та продукти.

Композитний цирконій

Також відомий як напівстабільний і стабільний діоксид цирконію, це нетоксичний білий порошок без запаху зі стабільними хімічними властивостями та контрольованою питомою поверхнею. Це основна сировина для виробництва різноманітної спеціальної кераміки, сучасних вогнетривких матеріалів, пристроїв оптичного зв'язку та нових енергетичних матеріалів.

Цирконієва конструкційна кераміка

Виготовлений із композитного диоксиду цирконію як сировини, він включає в себе шліфувальні матеріали та структурні частини з диоксиду цирконію. Структурні частини цирконію в основному включають цирконієві спеціальні керамічні клапани, волоконно-оптичні з’єднувачі, керамічні ножі, аксесуари для годинників і керамічні ножиці для волосся. таблетки, текстильна порцеляна та ін.

Цирконій ядерної якості

Він в основному використовується як конструкційний матеріал для атомних авіаносців, атомних підводних човнів і цивільних енергетичних реакторів, а також як оболонка для уранових паливних елементів. Це важливий стратегічний метал.

Промисловий цирконій

Промисловий цирконій в основному використовується у виробництві хімічно стійкого до кислот і лугів обладнання, військової промисловості, електронної промисловості, матеріалів для трубопровідної арматури, спеціальних високоміцних і високотемпературних сплавів, а також геттерів у електричній вакуумній промисловості та промисловості освітлювальних ламп.

Цирконій вогнепальної зброї

Використовується як губчастий цирконієвий паливний агент для вогнепальної зброї, а також підходить для добавок до сплавів і металургійних розкислювачів, хімічної промисловості, цивільних спалахових феєрверків тощо.

В даний час Китай і Європа є основними споживчими ринками цирконію, причому попит Китаю на цирконій становить 52%. Атомна енергетика Китаю увійшла в стадію швидкого розвитку, створюючи попит на ядерний цирконій. У той же час Китай є великим виробником і експортером кераміки в світі, а силікат цирконію є прямою і основною сировиною для керамічної промисловості. Зі стрімким розвитком керамічної промисловості Китаю в останні роки попит на цирконій також зріс.

Цирконій не шкодить здоров'ю людини. Цирконієва кераміка та різні ювелірні вироби широко використовуються в побуті. Однак Державне управління промисловості та торгівлі виявило, що цирконій у керамічній плитці може викликати рак.

У відповідному повідомленні, опублікованому Головним управлінням з нагляду за якістю, інспекції та карантину, повідомляється, що три продукти двох брендів не відповідають «ліміту радіоактивних нуклідів», що викликало величезний резонанс у суспільстві та викликало величезний резонанс у суспільстві та паніку. про «теорію плиткового канцерогену».

Радіоактивні елементи можуть викликати злоякісні пухлини. Зазвичай вони викликають ураження клітин і призводять до раку крові, такого як лейкемія, лімфома та рак шкіри. Що стосується теорії про те, що надмірна радіоактивність у керамічній плитці спричиняє злоякісні пухлини, директор гематологічного відділення Першої афілійованої лікарні Університету традиційної китайської медицини Гуанчжоу Чень сказав, що в його клінічному досвіді та вітчизняній літературі він не стикався з такими випадками та пов'язані записи. Однак, коли йдеться про життя та здоров’я, краще бути обережними. Тому експерти рекомендують споживачам не сліпо гнатися за білизною, купуючи керамічну плитку.

Зовнішній вигляд циркону та алмазу дуже схожий, але ціна циркону та алмазу дуже різна. Деякі недобросовісні торговці використовують циркон, щоб видавати його за діамант, щоб обдурити споживачів і отримати величезні прибутки.

Безбарвний і прозорий циркон є хорошою заміною діамантів після ретельного розгляду. Показник заломлення циркону близький до 2, а його дисперсія подібна до алмазу. Тому на вигляд циркон також виблискує кольоровим світлом, подібно до діамантів. До появи штучних алмазів циркон був найкращим замінником алмазів. В даний час циркон став лідером серед дорогоцінних каменів середнього і низького класу, але циркон дешевший за алмаз. Необхідно, щоб споживачі розуміли різницю між цирконом і алмазом.

Основні ідентифікаційні характеристики циркону включають високий показник заломлення, сильний блиск, високе подвійне променезаломлення, високу щільність, високу дисперсію та типові спектральні характеристики тощо, що призводить до особливого оптичного явища. При спостереженні за допомогою збільшувального скла. Коли циркон готовий, з його верхньої поверхні можна побачити явні подвійні тіні на нижній поверхні та ребрах. Оскільки діаманти «однорідні», подвійної тіні ніколи не буде, тому циркон можна відрізнити від справжніх діамантів.

Алмаз являє собою однорідне тіло, повністю чорне під перехрещеними поляризаторами і має високу твердість; тоді як циркон виглядає чотирма яскравими і чотирма темними під перехрещеними поляризаторами. Діаманти є ліпофільними, а кулькові ручки легко залишають безперервні сліди на поверхні діамантів. Звичайно, ці сліди можна легко стерти. Циркон не є ліпофільним, і кулькові ручки не можуть залишити безперервних слідів на його поверхні. Сліди ясності.

В даний час серед більш ніж 40 видів родовищ цирконію і гафнію, які були відкриті, тільки близько 10 мають промислове гірничодобувне значення, і тільки два види, циркон і бадделеит, використовуються для промислового виробництва.

Згідно зі статистичними даними Геологічної служби США (USGS) у 2015 р. світові запаси цирконію становлять 78 мільйонів тонн, а доведені ресурси циркону перевищують 60 мільйонів тонн (у розрахунку на ZrO2). Серед них Австралія та Південна Африка мають найбільшу частку світових запасів цирконію, що становить 65,38% і 17,95% відповідно. Інші країни з відносно багатими запасами цирконію включають Індію, Мозамбік та Індонезію. Запаси цирконію в моїй країні відносно мізерні й складають лише 0,6% світових запасів.

Згідно з даними, опублікованими Геологічною службою Сполучених Штатів у 2015 році, світовий видобуток цирконієвої руди у 2014 році становив 1,54 мільйона тонн, що на 30 000 тонн менше порівняно з минулим роком. Австралія посідає перше місце в світі з виробництвом 900,000 тонн, що становить 58,44% світового загального виробництва. Далі йде Південна Африка з виробництвом 170,000 тонн, що становить 11,03%. Загальний обсяг виробництва двох країн становить 69,47% світового загального обсягу, що іншим країнам важко порівняти. Китай посідає третє місце з виробництвом 140, 000 тонн, що становить 9,74% світового загального виробництва.

Походження мінералу цирконію в основному зосереджено в Південній Австралії, Західній Австралії та Новому Південному Уельсі в Австралії, включаючи басейн Еукла, Джералдтон, басейн Муррей і басейн Перт. ) і острови Тіві сьогодні є найбільш активними районами видобутку цирконію в Австралії. Район родовища Річардс-Бей у Південній Африці, Флорида в Сполучених Штатах, Мозамбік в Африці та Індонезія, В'єтнам та Індія в Азії виробляють певну кількість цирконію.

Важливими виробниками цирконію є австралійська Iluka Company, південноафриканська Richards Bay Minerals і південноафриканська Exxaro Resources Ltd. Основним споживачем цирконію є Китай.

Китайські виробничі площі цирконію зосереджені в основному в Веньчані та Ванніні на Хайнані та Чжаньцзяні в Гуандуні. У Китаї найкращу якість має лише концентрат цирконового піску з Wenchang, Hainan, тоді як Wanning і Zhanjiang виробляють переважно звичайний цирконовий пісок.

HG/T 4694-2014 Промисловий оксихлорид цирконію високої чистоти

HG/T 3786-2014 Промисловий сульфат цирконію

HG/T 3785-2014 Промисловий карбонат цирконію

JC/T 2247-2014 Цирконієво-силікатні мелющі

JC/T 817-2014 Кристал синтетичного кубічного цирконію дорогоцінного ґатунку

GB/T 30568-2014 Поковки з цирконію та цирконієвих сплавів

JB/T 9223-2013 Цирконієвий пісок і порошок для лиття

YS/T 913-2013 Цирконій і цирконієві сплави, торти та каблучки

HG/T 4545-2013 Метод переробки відходів виробництва оксихлориду цирконію

YB/T 4075-2013 Насадка для цирконію

GB/T 21183-2007 Пластини, стрічки та фольга з цирконію та цирконієвих сплавів

GB/T 26563-2011 Плавлений діоксид цирконію

GB/T 26931-2011 Цирконій і брухт цирконієвих сплавів

GB/T 26283-2010 Безшовні труби з цирконію та цирконієвих сплавів

GB/T 8767-2010 Цирконій і злитки цирконієвих сплавів

GB/T 8769-2010 Прутки та дріт із цирконію та цирконієвих сплавів

GBZ/T 160.26-2004 Визначення токсичних речовин у повітрі робочого місця Цирконій та його сполуки

HG/T 2773-2012 діоксид цирконію

HG/T 3785-2005 Промисловий карбонат цирконію

HG/T 3786-2005 Промисловий сульфат цирконію

JC/T 1094-2009 Силікат цирконію для кераміки

YS/T 402-1994 діоксид цирконію

YS/T 858-2013 Цирконієвий концентрат

YS/T 887-2013 Зварювальний дріт з цирконію та цирконієвих сплавів

Ціль з цирконію високої чистоти

Стрижень із чистого цирконію