6 vecí, ktoré potrebujete vedieť o zirkóniu

Zirkónium je kovový prvok so symbolom prvku Zr. Nachádza sa v skupine IV-B v periodickej tabuľke prvkov. Jeho atómové číslo je 40, jeho hustota je 6,49 g/cm³, jeho bod topenia je 1852 stupňov a jeho bod varu je 4377 stupňov. Zirkónium je strieborno-biely prechodný kov, ktorý sa často nazýva „vzácny kov“ kvôli jeho zložitému výrobnému procesu a ťažkostiam pri extrakcii. V skutočnosti je obsah zirkónu v zemskej kôre asi 0,025 %, čo je 19. miesto, takmer sa rovná chrómu, a viac ako bežné kovy meď, olovo, nikel a zinok, ale jeho distribúcia je veľmi rozptýlená. Zirkónium na vzduchu ľahko vytvorí na svojom povrchu oxidový film, ktorý je lesklý a na pohľad podobný oceli. Zirkónium má odolnosť proti korózii, ale je rozpustné v kyseline fluorovodíkovej a aqua regia; pri vysokých teplotách môže reagovať s mnohými prvkami za vzniku tuhých roztokových zlúčenín. Odolnosť zirkónu proti korózii je lepšia ako odolnosť titánu a je blízka tantalu a nióbu. Vzhľadom na dobrú plasticitu zirkónu sa často spracováva na platne, drôty atď. Zirkónium môže pri zahrievaní absorbovať veľké množstvo kyslíka, vodíka, dusíka a iných plynov a môže sa použiť ako materiál na skladovanie vodíka. Ako relatívne vzácny zdroj sa zirkónium široko používa v elektronike, keramike, skle, petrochémii, stavebných materiáloch, medicíne, textile a každodenných potrebách. V Austrálii a Južnej Afrike sú sústredené zdroje zirkónu, zatiaľ čo Čína a Európa sú hlavnými spotrebiteľskými oblasťami zirkónu.

Zirkón je pomenovaný podľa zirkónu, ktorý ľudia po stáročia používali ako šperky. Zirkón sa spomína aj v Biblii ako jeden z 12 drahých kameňov, ktoré nosili veľkňazi Izraela.

Zirkón sa dodáva v rôznych krásnych farbách od oranžovej po červenú a bezfarebný zirkón po vybrúsení ukáže oslnivý lesk. Práve z tohto dôvodu bol zirkón dlho mylne považovaný za mäkký diamant.

Objav a extrakcia zirkónu sa pripisuje najmä dvom chemikom, nemeckému chemikovi Martinovi Heinrichovi Klaprothovi a švédskemu chemikovi Jönsovi Jacobovi Berzeliusovi, títo dvaja chemici mimoriadne prispeli k objavu a čistení zirkónu.

V roku 1789 nemecký chemik Martin dokázal, že zirkón nie je diamant, čím objasnil nedorozumenia ľudí o zirkóne. Zahriatím zirkónu s reaktívnou zlúčeninou hydroxidom sodným zistil, že tieto dve látky zreagovali za vzniku oxidu. Martin veril, že tento oxid obsahuje nový prvok. Nový oxid nazval oxid zirkónia a nový prvok zirkónium.

Martin nedokázal extrahovať čisté zirkónium, pretože bolo chemicky podobné hafniu, ktoré sa často vyskytuje spolu so zirkónom v zirkónových rudách. Až o 35 rokov neskôr, v roku 1824, švédsky chemik Bechlias prvýkrát vyrobil čisté zirkónium. V tom čase na tomto diele pracovalo aj niekoľko ďalších chemikov, no žiadnemu sa to nepodarilo. Bacilias uspel v extrakcii čistého zirkónu zahrievaním zmesi draselného a draselného fluozirkonátu v železnej trubici. Čistota čierneho práškového zirkónu získaného v experimente dosiahla 93 %. Čistotu zirkónu vyrobeného Bechiliasovým čistením nebolo možné zlepšiť. Až takmer o 100 rokov neskôr bolo vyrobené zirkónium vysokej čistoty. Dnes sa väčšina zirkónu získava zo zirkónu (ZrSiO4) a oxidu zirkoničitého (ZrO2). Proces extrakcie sa nazýva „Kroll Process“.

Názov zirkónium pochádza zo zirkónu, ktorý pochádza z perzského slova pre „zlato“ (zargun). Hovorí sa, že tento názov je spôsobený pútavou farbou niektorých zirkónových šperkov. V skutočnosti existuje veľa farieb zirkónu. Častejšie sú červené, hnedé, zelené a žlté. Bezfarebný zirkón je tiež bežnejší medzi ľuďmi.

Od dávnych čias sa zirkónium používa ako drahokam kvôli jeho bohatým a pestrým farbám, ktoré zohrávajú dekoratívnu úlohu v ľudskom živote. Ako sa chápanie zirkónu medzi ľuďmi neustále prehlbuje, jeho aplikácie sú čoraz rozšírenejšie. Možno väčšina ľudí zirkónium nepozná, no prenikol do každého aspektu nášho života. Napríklad zirkón je nenahraditeľný v rôznych okolitých budovách, keramike, nožoch, dekoráciách atď., ktoré sú nevyhnutné v živote, dokonca aj vo vojenskej a jadrovej energetike.

Produkty zirkónu sú bohaté na rozmanitosť a rôzne formy. Počiatočná minerálna forma je zirkónový piesok. Po spracovaní lúhom sodným, premytím vodou atď. sa môžu vyrábať primárne produkty, ako je kremičitan zirkoničitý a oxychlorid zirkoničitý. Pri pokračujúcej kalcinácii, chlorácii a redukcii môžu vznikať aj sekundárne produkty. Zirkón, priemyselná zirkóniová špongia a iné produkty; ak technológia čistenia a separácie dosiahne určitú úroveň, je možné vyrobiť zirkóniovú špongiu triedy jadrovej energie.

Zirkónium má široké uplatnenie. Používa sa hlavne v keramike, žiaruvzdorných materiáloch a iných oblastiach vo forme kremičitanu zirkoničitého a oxidu zirkoničitého. Iba 3 %-4 % zirkónových rúd sa spracovávajú na kovové zirkónium (alebo zirkóniovú hubu) a potom sa ďalej spracovávajú na rôzne zirkóniové materiály. Pretože kovové zirkónium má malý absorpčný prierez tepelných neutrónov, kovové zirkónium má vynikajúce jadrové vlastnosti. Zirkón v jadrovej kvalite využíva túto vlastnosť na použitie ako konštrukčné materiály a uránové palivové články pre lietadlové lode s jadrovým pohonom, jadrové ponorky a civilné reaktory na výrobu energie. Púzdro atď. Zirkónium jadrovej kvality možno považovať za dôležitý strategický kov pre krajinu a úzko súvisí s rozvojom jadrového priemyslu.

Ako aktívny kov tvorí zirkónium oxidový film pri izbovej teplote. Tento oxidový film dáva zirkónu a jeho zliatinám vynikajúcu odolnosť proti korózii. Zároveň má zirkónium dobré mechanické vlastnosti a vlastnosti prenosu tepla spojené s významnými výhodami v oblasti nákladov, čo z neho robí vynikajúci konštrukčný materiál odolný voči korózii v dnešnom petrochemickom priemysle.

Zirkónium používané v zariadeniach odolných voči chemickým kyselinám a zásadám, vo vojenskom priemysle a elektronickom priemysle sa nazýva priemyselné zirkónium. Z hľadiska jednoduchosti spracovania, technologickej úrovne a vedeckého a technologického obsahu je kov zirkónia a jeho zliatiny na vrchole priemyselného reťazca.

Kremičitan zirkoničitý

Kremičitan zirkoničitý je dôležitou odrodou v tradičných výrobkoch zo zirkónu. Produkt používa ako surovinu zirkónový piesok a môže sa vyrábať po mletí, kalcinácii a práškovaní. Je to kvalitný a lacný kaliaci prostriedok na keramické glazúry. Používa sa najmä vo farebných glazúrach na stavebnú keramiku, dennú keramiku a elektrický porcelán. Výroba je tiež široko používaná v pokročilých žiaruvzdorných materiáloch, presnom odlievaní, emulgovanom skle a iných priemyselných odvetviach.

Uhličitan zirkoničitý

Používa sa hlavne ako prísady a hydroizolačné činidlá, spomaľovače horenia, opaľovacie krémy a povrchové prísady do vlákien a papiera v kozmetike. Môže sa tiež použiť na prípravu kompozitných katalytických materiálov zirkónia a céru. Je dôležitou surovinou v textilnom, papierenskom, náterovom a kozmetickom priemysle. V posledných rokoch jeho využitie neustále rastie.

Oxychlorid zirkoničitý

Je hlavnou surovinou na výrobu iných produktov zirkónia, ako je oxid zirkoničitý, uhličitan zirkoničitý, síran zirkoničitý, kompozitný oxid zirkónia a separácia zirkónu a hafnia na prípravu kovového zirkónu a hafnia. Môže sa použiť aj v textíliách, koži, prísadách do gumy, činidlách na povrchovú úpravu kovov, sušidlách farieb. V posledných rokoch ročná produkcia žiaruvzdorných materiálov, keramiky, katalyzátorov, retardérov horenia a iných produktov v mojej krajine presiahla 90,{{1} } ton. Zirkónový piesok je hlavnou surovinou oxychloridu zirkoničitého.

Tavený zirkón

Označuje sa ako tavené zirkónium a tavený zirkón a používa sa hlavne na výrobu glazúr a žiaruvzdorných materiálov. Kvôli vysokému obsahu nečistôt v tavenom zirkóniu je jeho použitie obmedzené.

Síran zirkoničitý

Je dôležitou surovinou pre činidlá na opaľovanie kože, činidlá na úpravu vlny a povrchové oxidanty farieb. Môže sa použiť ako nosiče katalyzátorov, aminokyselín a proteínov, zrážadiel a dezodorantov. Je to tiež medziprodukt na prípravu zirkónových chemikálií a kovového zirkónu a hafnia.

Oxid zirkoničitý

Celokeramický oxid zirkoničitý je netoxická biela pevná látka bez zápachu s dostatočnou stabilitou voči alkalickým roztokom a mnohým kyslým roztokom. Je vhodný pre presnú keramiku, elektronickú keramiku, optické šošovky, sklenené prísady, elektrolyzované zirkónové tehly, keramické pigmenty atď. Porcelánový smalt, umelé drahokamy, žiaruvzdorné materiály, brúsenie a leštenie a iné priemyselné odvetvia a produkty.

Kompozitný zirkón

Tiež známy ako polostabilný a stabilný oxid zirkoničitý, je to netoxický biely prášok bez zápachu so stabilnými chemickými vlastnosťami a regulovateľným špecifickým povrchom. Je základnou surovinou na výrobu rôznych špeciálnych keramických materiálov, moderných žiaruvzdorných materiálov, optických komunikačných zariadení a nových energetických materiálov.

Zirkónová konštrukčná keramika

Vyrobené z kompozitného oxidu zirkoničitého ako suroviny, zahŕňa zirkónové brúsne médiá a konštrukčné časti zirkónu. Konštrukčné diely zo zirkónu zahŕňajú najmä zirkónové špeciálne keramické ventily, konektory z optických vlákien, keramické nože, príslušenstvo k hodinkám a keramické nožnice na vlasy. tablety, textilný porcelán a pod.

Zirkón v jadrovej kvalite

Používa sa najmä ako konštrukčné materiály pre lietadlové lode s jadrovým pohonom, jadrové ponorky a civilné reaktory na výrobu energie a ako obklady pre uránové palivové články. Je to dôležitý strategický kov.

Priemyselné zirkónium

Priemyselné zirkónium sa používa hlavne pri výrobe zariadení odolných voči chemickým kyselinám a zásadám, vojenského priemyslu, elektronického priemyslu, materiálov potrubných ventilov, špeciálnych vysokopevnostných a vysokoteplotných zliatinových materiálov a getrov v priemysle elektrických vákuových a žiaroviek.

Zirkónové strelné zbrane

Používa sa ako špongiové činidlo na spaľovanie zirkónu pre strelné zbrane a tiež vhodné pre prísady do zliatin a metalurgické dezoxidanty, chemický priemysel, civilné bleskové ohňostroje atď.

V súčasnosti sú Čína a Európa hlavnými spotrebiteľskými trhmi pre zirkónium, pričom čínsky dopyt po zirkónu predstavuje až 52 %. Čínska jadrová energetika vstúpila do štádia rýchleho rozvoja, čo vyvolalo dopyt po zirkónu jadrovej kvality. Čína je zároveň významným výrobcom a vývozcom keramiky vo svete a kremičitan zirkoničitý je priamou a hlavnou surovinou keramického priemyslu. S rýchlym rozvojom čínskeho keramického priemyslu v posledných rokoch vzrástol aj dopyt po zirkóne.

Zirkónium nie je škodlivé pre ľudské zdravie. Zirkónová keramika a rôzne šperky sú široko používané v každodennom živote. Štátna správa pre priemysel a obchod však odhalila, že zirkón v keramických obkladačkách môže spôsobiť rakovinu.

Príslušné oznámenie vydané Generálnou správou kvality dozoru, inšpekcie a karantény oznamovalo, že tri produkty dvoch značiek nesplnili „limit rádioaktívnych nuklidov“, čo vyvolalo v spoločnosti obrovský rozruch a vyvolalo v spoločnosti obrovský ohlas a paniku. o „teórii karcinogénu dlaždíc“.

Je možné, že rádioaktívne prvky spôsobujú zhubné nádory. Vo všeobecnosti vyvolávajú bunkové lézie a vedú k rakovine krvi, ako je leukémia, lymfóm a rakovina kože. Pokiaľ ide o teóriu, že nadmerná rádioaktivita v keramických obkladačkách spôsobuje zhubné nádory, riaditeľ Chen z oddelenia hematológie Prvej pridruženej nemocnice Guangzhou University of Tradičná čínska medicína uviedol, že vo svojich klinických skúsenostiach a domácej prípadovej literatúre sa s takýmito prípadmi nestretol a súvisiace záznamy. Pokiaľ však ide o život a zdravie, je lepšie byť opatrný. Odborníci preto odporúčajú, aby spotrebitelia pri nákupe keramických dlaždíc slepo nesledovali belosť.

Vzhľad zirkónu a diamantu je veľmi podobný, ale cena zirkónu a diamantu je veľmi odlišná. Niektorí bezohľadní obchodníci používajú zirkón na vydávanie sa za diamant, aby oklamali spotrebiteľov a dosiahli obrovské zisky.

Bezfarebný a priehľadný zirkón je po dôkladnom zvážení dobrou náhradou diamantov. Index lomu zirkónu je blízko 2 a jeho disperzia je podobná ako u diamantu. Preto sa zirkón na pohľad tiež trblieta farebným svetlom, podobne ako diamanty. Pred príchodom umelých diamantov bol zirkón najlepšou náhradou diamantov. V súčasnosti sa zirkón stal lídrom medzi drahými kameňmi strednej a nižšej triedy, ale zirkón je lacnejší ako diamant. Je potrebné, aby spotrebitelia pochopili rozdiel medzi zirkónom a diamantom.

Medzi hlavné identifikačné charakteristiky zirkónu patrí vysoký index lomu, silný lesk, vysoký dvojlom, vysoká hustota, vysoká disperzia a typické spektrálne charakteristiky atď., čo má za následok veľmi zvláštny optický jav. Pri pozorovaní zväčšovacím sklom, keď je zirkón hotový, z jeho vrchnej plochy je vidieť, že na spodnej ploche a ryhách sú zjavné dvojité tiene. Keďže diamanty sú „homogénne“, nikdy nedôjde k javu dvojitého tieňa, takže zirkón možno odlíšiť od skutočných diamantov.

Diamant je homogénne telo, úplne čierne pod skríženými polarizátormi a má vysokú tvrdosť; zatiaľ čo zirkón sa pod skríženými polarizátormi javí ako štyri svetlé a štyri tmavé. Diamanty sú lipofilné a guľôčkové perá môžu na povrchu diamantov ľahko zanechať neprerušované stopy. Samozrejme, tieto stopy sa dajú ľahko zotrieť. Zirkón nie je lipofilný a guľôčkové perá nemôžu zanechať na svojom povrchu neprerušované stopy. Stopy jasnosti.

V súčasnosti z viac ako 40 druhov ložísk zirkónu a hafnia, ktoré boli objavené, má len asi 10 hodnotu priemyselnej ťažby a iba dva typy, zirkón a baddeleyit, sa používajú na priemyselnú výrobu.

Podľa štatistík Geologického prieskumu Spojených štátov (USGS) z roku 2015 sú globálne zásoby zirkónu 78 miliónov ton a overené zdroje zirkónu presahujú 60 miliónov ton (vypočítané ako ZrO2). Medzi nimi Austrália a Južná Afrika majú najväčší podiel na globálnych rezervách zirkónu, čo predstavuje 65,38% a 17,95%. Medzi ďalšie krajiny s relatívne bohatými zásobami zirkónu patrí India, Mozambik a Indonézia. zásoby zirkónu v mojej krajine sú relatívne vzácne a predstavujú len 0,6 % svetových zásob.

Podľa údajov, ktoré zverejnil United States Geological Survey v roku 2015, bola celosvetová produkcia zirkónovej rudy v roku 2014 1,54 milióna ton, čo predstavuje medziročný pokles o 30,000 ton. Austrália je na prvom mieste na svete s produkciou 900,{9}} ton, čo predstavuje 58,44 % celosvetovej produkcie. Nasleduje Južná Afrika s produkciou 170,{13}} ton, čo predstavuje 11,03 %. Celková produkcia týchto dvoch krajín predstavuje 69,47 % z celosvetového súčtu, čomu sa ostatné krajiny len ťažko vyrovnajú. Čína je na treťom mieste s produkciou 140000 ton, čo predstavuje 9,74 % celosvetovej produkcie.

Pôvod minerálov zirkónia sa sústreďuje hlavne v Južnej Austrálii, Západnej Austrálii a Novom Južnom Walese v Austrálii, vrátane povodia Eucla, Geraldton, Murray Basin a Perth Basin. ) a ostrovy Tiwi sú dnes najaktívnejšími oblasťami ťažby zirkónu v Austrálii. Región Richards Bay Deposit v Južnej Afrike, Florida v Spojených štátoch, Mozambik v Afrike a Indonézia, Vietnam a India v Ázii produkujú určité množstvo zirkónu.

Medzi významných výrobcov zirkónu patrí austrálska Iluka Company, juhoafrická Richards Bay Minerals a juhoafrická Exxaro Resources Ltd. Čína je hlavným spotrebiteľom zirkónu.

Čínske výrobné oblasti zirkónu sú distribuované hlavne vo Wenchangu a Wanningu v Hainane a Zhanjiangu v Guangdongu. V Číne má najlepšiu kvalitu iba zirkónový pieskový koncentrát z Wenchangu, Hainan, kým Wanning a Zhanjiang vyrábajú hlavne obyčajný zirkónový piesok.

HG/T 4694-2014 Priemyselný oxychlorid zirkónia vysokej čistoty

HG/T 3786-2014 Priemyselný síran zirkoničitý

HG/T 3785-2014 Priemyselný uhličitan zirkónia

JC/T 2247-2014 Guľôčky brúsneho média z kremičitanu zirkoničitého

JC/T 817-2014 Syntetický kubický zirkónový kryštál triedy drahokamov

GB/T 30568-2014 Výkovky zo zirkónu a zliatin zirkónia

JB/T 9223-2013 Zirkónový piesok a prášok na odlievanie

YS/T 913-2013 Koláčiky a prstene zo zirkónu a zliatin zirkónia

HG/T 4545-2013 Spôsob recyklácie odpadu z výroby oxychloridu zirkoničitého

YB/T 4075-2013 Zirkónová dýza na veľkosť

GB/T 21183-2007 Dosky, pásy a fólie zirkónu a zliatiny zirkónia

GB/T 26563-2011 Tavený zirkón

GB/T 26931-2011 Šrot zirkónu a zliatin zirkónia

GB/T 26283-2010 Bezšvíkové rúry zirkónu a zliatin zirkónia

GB/T 8767-2010 Ingoty zirkónu a zliatiny zirkónu

GB/T 8769-2010 Zirkónové tyče a drôty zo zliatiny zirkónu

GBZ/T 160.26-2004 Stanovenie toxických látok v ovzduší na pracovisku Zirkónium a jeho zlúčeniny

HG/T 2773-2012 Oxid zirkoničitý

HG/T 3785-2005 Priemyselný uhličitan zirkónia

HG/T 3786-2005 Priemyselný síran zirkoničitý

JC/T 1094-2009 Kremičitan zirkoničitý pre keramiku

YS/T 402-1994 Oxid zirkoničitý

YS/T 858-2013 Zirkónový koncentrát

YS/T 887-2013 Zvárací drôt zirkónu a zliatiny zirkónia

Zirkónový terč s vysokou čistotou

Tyč z čistého zirkónu