6 вещей, которые нужно знать о цирконии

Цирконий — это металлический элемент с обозначением элемента Zr. Он расположен в группе IV-B периодической таблицы элементов. Его атомный номер 40, плотность 6,49 г/см³, температура плавления 1852 градуса, температура кипения 4377 градусов. Цирконий — серебристо-белый переходный металл, который часто называют «редким металлом» из-за сложного процесса производства и сложности добычи. Фактически содержание циркония в земной коре составляет около 0,025%, занимая 19-е место, почти равное хрому и больше, чем обычных металлов меди, свинца, никеля и цинка, но его распространение весьма разбросано. Цирконий легко образует на своей поверхности на воздухе оксидную пленку, блестящую и по внешнему виду похожую на сталь. Цирконий обладает коррозионной стойкостью, но растворим в плавиковой кислоте и царской водке; при высоких температурах он может реагировать со многими элементами с образованием соединений в виде твердых растворов. Коррозионная стойкость циркония лучше, чем у титана, и близка к танталу и ниобию. Ввиду хорошей пластичности циркония его часто перерабатывают в пластины, проволоку и т. д. Цирконий может поглощать большое количество кислорода, водорода, азота и других газов при нагревании и может использоваться в качестве материала для хранения водорода. Будучи относительно дефицитным ресурсом, цирконий широко используется в электронике, керамике, стекле, нефтехимии, строительных материалах, медицине, текстиле и предметах первой необходимости. Австралия и Южная Африка являются местом концентрации ресурсов циркония, а Китай и Европа являются основными регионами-потребителями циркония.

Цирконий назван в честь циркона, который на протяжении веков использовался людьми в качестве ювелирных изделий. Циркон также упоминается в Библии как один из 12 драгоценных камней, которые носили первосвященники Израиля.

Циркон бывает самых разных красивых цветов: от оранжевого до красного, а бесцветный циркон после огранки покажет ослепительный блеск. Именно по этой причине циркон долгое время принимали за мягкий алмаз.

Открытие и извлечение циркония в основном приписывают двум химикам: немецкому химику Мартину Генриху Клапроту и шведскому химику Йёнсу Якобу Берцелиусу. Эти два химика внесли выдающийся вклад в открытие и очистку циркония.

В 1789 году немецкий химик Мартин доказал, что циркон не является алмазом, прояснив заблуждения людей о цирконе. Нагревая циркон с химически активным соединением гидроксидом натрия, он обнаружил, что эти два вещества вступают в реакцию с образованием оксида. Мартин считал, что этот оксид содержит новый элемент. Он назвал новый оксид циркония оксидом и новый элемент цирконием.

Мартину не удалось извлечь чистый цирконий, поскольку по химическому составу он был подобен гафнию, который часто встречается вместе с цирконием в циркониевых рудах. Лишь 35 лет спустя, в 1824 году, шведский химик Бехлиас впервые получил чистый цирконий. В то время над этой работой работали еще несколько химиков, но ни один из них не добился успеха. Бацилиям удалось извлечь чистый цирконий путем нагревания смеси калия и фторцирконата калия в железной трубке. Чистота полученного в эксперименте черного порошка циркония достигала 93%. Чистоту циркония, полученного в результате очистки Бехилиаса, улучшить не удалось. Лишь почти 100 лет спустя был получен цирконий высокой чистоты. Сегодня большую часть циркония извлекают из циркона (ZrSiO4) и диоксида циркония (ZrO2). Процесс экстракции называется «Процессом Кролла».

Название цирконий происходит от слова циркон, которое происходит от персидского слова «золото» (заргун). Говорят, что это название связано с привлекательным цветом некоторых украшений из циркона. На самом деле цветов циркона много. Чаще встречаются красный, коричневый, зеленый и желтый. Бесцветный циркон также более распространен среди человека.

С древних времен цирконий использовался в качестве драгоценного камня из-за его насыщенного и красочного цвета, играющего декоративную роль в жизни человека. Поскольку понимание людьми циркония продолжает углубляться, его применение становится все более и более распространенным. Возможно, большинству людей цирконий незнаком, но он проник во все аспекты нашей жизни. Например, цирконий незаменим в различных окружающих зданиях, керамике, ножах, украшениях и т. д., необходимых в быту, и даже в военной и атомной энергетике.

Изделия из циркония богаты разнообразием и различными формами. Исходная минеральная форма – цирконовый песок. После обработки каустической содой, промывки водой и т. д. можно получить первичные продукты, такие как силикат циркония и оксихлорид циркония. При продолжающемся прокаливании, хлорировании и восстановлении также могут образовываться вторичные продукты. Цирконий, промышленная циркониевая губка и другие изделия; Если технология очистки и разделения достигнет определенного уровня, можно будет изготовить губку циркония для ядерной энергетики.

Цирконий имеет широкий спектр применения. Он в основном используется в керамике, огнеупорных материалах и других областях в виде силиката циркония и оксида циркония. Только 3%-4% циркониевых руд перерабатываются в металлический цирконий (или циркониевую губку), а затем дополнительно перерабатываются в различные циркониевые материалы. Поскольку металлический цирконий имеет небольшое сечение поглощения тепловых нейтронов, металлический цирконий обладает превосходными ядерными свойствами. Цирконий ядерного качества использует эту характеристику для использования в качестве конструкционных материалов и урановых топливных элементов для атомных авианосцев, атомных подводных лодок и реакторов гражданской энергетики. Корпуса и т. д. Атомный цирконий можно рассматривать как важный стратегический металл для страны и тесно связан с развитием атомной промышленности.

Как активный металл цирконий при комнатной температуре образует оксидную пленку. Эта оксидная пленка придает цирконию и его сплавам отличную коррозионную стойкость. В то же время цирконий обладает хорошими механическими и теплопередающими свойствами в сочетании со значительными ценовыми преимуществами, что делает его превосходным коррозионностойким конструкционным материалом в современной нефтехимической промышленности.

Цирконий, используемый в химической кислото- и щелочестойкой технике, военной промышленности и электронной промышленности, называется промышленным цирконием. По простоте обработки, технологическому уровню и научно-технологической наполненности металлический цирконий и изделия из его сплавов находятся на вершине производственной цепочки.

Силикат циркония

Силикат циркония является важной разновидностью традиционных изделий из циркония. В качестве сырья в продукте используется цирконовый песок, и его можно производить после измельчения, прокаливания и измельчения в порошок. Это высококачественный и дешевый матирующий агент для керамических глазурей. В основном используется в цветных глазурях для строительной керамики, бытовой керамики и электрофарфора. Производство, он также широко используется в современных огнеупорных материалах, точном литье, эмульгированном стекле и других отраслях промышленности.

Карбонат циркония

В основном он используется в качестве добавок и гидроизоляционных средств, антипиренов, солнцезащитных кремов и поверхностных добавок для волокон и бумаги в косметике. Его также можно использовать для приготовления цирконий-цериевых композитных каталитических материалов. Это важное сырье в текстильной, бумажной, лакокрасочной и косметической промышленности. В последние годы использование продолжает расти.

оксихлорид циркония

Это основное сырье для производства других циркониевых продуктов, таких как диоксид циркония, карбонат циркония, сульфат циркония, композитный оксид циркония, а также разделения циркония и гафния для получения металлических циркония и гафния. Его также можно использовать в текстиле, коже, резиновых добавках, средствах для обработки металлических поверхностей, осушителях красок. В последние годы годовой объем производства огнеупорных материалов, керамики, катализаторов, антипиренов и других продуктов в моей стране превысил 90,{{1} } тонн. Цирконовый песок является основным сырьем для получения оксихлорида циркония.

Плавленый цирконий

Называемый плавленым цирконием и плавленым цирконием, он в основном используется для производства глазурей и огнеупорных материалов. Из-за высокого содержания примесей в плавленом цирконии его применение ограничено.

Сульфат циркония

Это важное сырье для дубителей кожи, средств для обработки шерсти и окислителей лакокрасочных поверхностей. Его можно использовать в качестве носителей катализаторов, аминокислот и белков, осадителей и дезодорантов. Это также промежуточное сырье для приготовления циркониевых химикатов, а также металлических циркония и гафния.

Диоксид циркония

Цельнокерамический диоксид циркония представляет собой нетоксичное белое твердое вещество без запаха, обладающее достаточной устойчивостью к щелочным и многим кислотным растворам. Он подходит для прецизионной керамики, электронной керамики, оптических линз, стеклянных добавок, электролизных циркониевых кирпичей, керамических пигментов и т. д. Фарфоровой эмали, искусственных драгоценных камней, огнеупорных материалов, шлифовки и полировки и других отраслей промышленности и продуктов.

Композитный цирконий

Также известный как полустабильный и стабильный диоксид циркония, он представляет собой нетоксичный белый порошок без запаха со стабильными химическими свойствами и контролируемой удельной поверхностью. Это основное сырье для производства различной специальной керамики, современных огнеупорных материалов, устройств оптической связи и новых энергетических материалов.

Циркониевая конструкционная керамика

Изготовленный из композитного диоксида циркония в качестве сырья, он включает в себя мелющие тела из диоксида циркония и конструкционные детали из диоксида циркония. Структурные детали из диоксида циркония в основном включают специальные керамические клапаны из диоксида циркония, оптоволоконные разъемы, керамические ножи, аксессуары для часов и керамические ножницы для волос. таблички, текстильный фарфор и т.п.

Цирконий ядерного качества

В основном он используется в качестве конструкционных материалов для атомных авианосцев, атомных подводных лодок и реакторов гражданской энергетики, а также в качестве оболочки урановых топливных элементов. Это важный стратегический металл.

Промышленный цирконий

Цирконий промышленного класса в основном используется в производстве химического кислото- и щелочестойкого оборудования, военной промышленности, электронной промышленности, материалов для трубопроводной арматуры, специальных высокопрочных и жаропрочных сплавов, а также газопоглотителей в электровакуумной и осветительной промышленности.

Цирконий огнестрельного качества

Используется в качестве горючего губчатого циркония для огнестрельного оружия, а также подходит для добавок к сплавам и металлургических раскислителей, химической промышленности, гражданских фейерверков и т. д.

В настоящее время Китай и Европа являются основными потребителями циркония, при этом спрос Китая на цирконий составляет 52%. Атомная энергетика Китая вступила в стадию быстрого развития, создавая спрос на цирконий ядерного качества. В то же время Китай является крупным производителем и экспортером керамики в мире, а силикат циркония является непосредственным и основным сырьем керамической промышленности. В связи с быстрым развитием керамической промышленности Китая в последние годы спрос на цирконий также вырос.

Цирконий не опасен для здоровья человека. Циркониевая керамика и различные украшения широко используются в повседневной жизни. Однако Государственное управление промышленности и торговли сообщило, что цирконий в керамической плитке может вызывать рак.

В соответствующем сообщении Главного управления по надзору за качеством, инспекции и карантину говорится, что три продукта двух брендов не соответствуют «пределу радиоактивных нуклидов», что вызвало огромный резонанс в обществе и вызвало огромный резонанс в обществе и панику. о «плиточной теории канцерогена».

Радиоактивные элементы могут вызывать злокачественные опухоли. Они обычно вызывают повреждение клеток и приводят к раку крови, такому как лейкемия, лимфома и рак кожи. Что касается теории о том, что чрезмерная радиоактивность керамической плитки вызывает злокачественные опухоли, директор отделения гематологии Первого филиала Гуанчжоуского университета традиционной китайской медицины Чэнь заявил, что в своем клиническом опыте и отечественной тематической литературе он не сталкивался с такими случаями и связанные записи. Однако когда дело касается жизни и здоровья, лучше быть осторожными. Поэтому эксперты рекомендуют потребителям не слепо гоняться за белизной при покупке керамической плитки.

Внешний вид циркона и бриллианта очень похож, но цена циркона и бриллианта сильно различается. Некоторые недобросовестные торговцы используют циркон, чтобы выдать себя за бриллиант, чтобы обмануть потребителей и получить огромную прибыль.

Бесцветный и прозрачный циркон при внимательном рассмотрении является хорошей заменой бриллиантам. Показатель преломления циркона близок к 2, а его дисперсия аналогична дисперсии алмаза. Поэтому по внешнему виду циркон тоже сверкает цветным светом, подобно бриллиантам. До появления искусственных алмазов циркон был лучшим заменителем алмазов. В настоящее время циркон стал лидером среди драгоценных камней среднего и низкого ценового диапазона, но циркон дешевле алмаза. Потребителям необходимо понимать разницу между цирконом и алмазом.

Основные идентификационные характеристики циркона включают высокий показатель преломления, сильный блеск, высокое двупреломление, высокую плотность, высокую дисперсию и типичные спектральные характеристики и т. д., что приводит к очень необычному оптическому явлению. При наблюдении с увеличительным стеклом, Когда циркон готов, можно увидеть с его верхней поверхности, что на нижней поверхности и гребнях имеются очевидные двойные тени. Поскольку алмазы «гомогенные», явления двойной тени никогда не будет, поэтому циркон можно отличить от настоящих алмазов.

Алмаз представляет собой однородное тело, совершенно черное под скрещенными поляризаторами и обладающее высокой твердостью; в то время как циркон кажется четырьмя яркими и четырьмя темными под скрещенными поляризаторами. Бриллианты липофильны, и шариковые ручки легко оставляют на поверхности бриллиантов непрерывные следы. Конечно, эти следы можно легко стереть. Циркон не липофильен, и шариковые ручки не могут оставлять на его поверхности сплошных следов. Следы ясности.

В настоящее время из более чем 40 открытых видов месторождений циркония и гафния лишь около 10 имеют промышленное горнодобывающее значение и только два типа — циркон и бадделеит — используются для промышленной добычи.

Согласно статистике Геологической службы США (USGS) в 2015 году мировые запасы циркония составляют 78 миллионов тонн, а доказанные ресурсы циркония превышают 60 миллионов тонн (в пересчете на ZrO2). Среди них Австралия и Южная Африка имеют наибольшую долю мировых запасов циркония, составляя 65,38% и 17,95% соответственно. Другие страны с относительно богатыми запасами циркония включают Индию, Мозамбик и Индонезию. Запасы ресурсов циркония в моей стране относительно скудны и составляют всего 0,6% от мировых запасов.

Согласно данным, опубликованным Геологической службой США в 2015 году, мировое производство циркониевой руды в 2014 году составило 1,54 миллиона тонн, что на 30 000 тонн меньше, чем в прошлом году. Австралия занимает первое место в мире с объемом производства 900,000 тонн, что составляет 58,44% от общемирового объема. Далее следует Южная Африка с объемом производства 170,000 тонн, что составляет 11,03%. Общий объем производства двух стран составляет 69,47% от общемирового объема, с чем другим странам трудно сравниться. Китай занимает третье место с объемом производства 140,000 тонн, что составляет 9,74% от общемирового объема.

Минеральное происхождение циркония в основном сосредоточено в Южной Австралии, Западной Австралии и Новом Южном Уэльсе в Австралии, включая бассейны Юкла, Джералдтон, бассейн Мюррей и бассейн Перт. ) и острова Тиви сегодня являются наиболее активными районами добычи циркония в Австралии. Район месторождения Ричардс-Бей в Южной Африке, Флорида в США, Мозамбик в Африке, а также Индонезия, Вьетнам и Индия в Азии производят определенное количество циркония.

Важными производителями циркония являются австралийская компания Iluka, южноафриканская компания Richards Bay Minerals и южноафриканская Exxaro Resources Ltd. Китай является основным потребителем циркония.

Области производства циркония в Китае в основном расположены в Вэньчане и Ваньнине на Хайнане и Чжаньцзяне в провинции Гуандун. В Китае лучшее качество имеет только концентрат цирконового песка из Вэньчана, Хайнань, тогда как Ваньнин и Чжаньцзян производят в основном обычный цирконовый песок.

HG/T 4694-2014 Промышленный оксихлорид циркония высокой чистоты

HG/T 3786-2014 Сульфат циркония промышленный

HG/T 3785-2014 Карбонат циркония промышленный

JC/T 2247-2014 Цирконий-силикатные мелющие тела

JC/T 817-2014 Синтетический кристалл циркония ювелирного качества

GB/T 30568-2014 Поковки из циркония и циркониевых сплавов

JB/T 9223-2013 Циркониевый песок и порошок для литья

YS/T 913-2013 Лепешки и кольца из циркония и циркониевых сплавов

HG/T 4545-2013 Способ переработки отходов производства оксихлорида циркония

YB/T 4075-2013 Циркониевое калибровочное сопло

GB/T 21183-2007 Пластины, ленты и фольга из циркония и циркониевых сплавов

GB/T 26563-2011 Плавленый цирконий

GB/T 26931-2011 Лом циркония и циркониевых сплавов

GB/T 26283-2010 Бесшовные трубы из циркония и циркониевых сплавов

GB/T 8767-2010 Слитки циркония и циркониевых сплавов

GB/T 8769-2010 Прутки и проволока из циркония и циркониевых сплавов

ГБЗ/Т 160.26-2004 Определение токсичных веществ в воздухе рабочих мест Цирконий и его соединения

HG/T 2773-2012 Диоксид циркония

HG/T 3785-2005 Карбонат циркония промышленный

HG/T 3786-2005 Сульфат циркония промышленный

JC/T 1094-2009 Силикат циркония для керамики

YS/T 402-1994 Диоксид циркония

YS/T 858-2013 Циркониевый концентрат

YS/T 887-2013 Сварочная проволока для циркония и циркониевых сплавов

Мишень из циркония высокой чистоты

Чистый цирконий стержень