6 ting du trenger å vite om zirkonium

Zirkonium er et metallelement med elementsymbolet Zr. Den er plassert i gruppe IV-B i det periodiske systemet for grunnstoffer. Atomnummeret er 40, tettheten er 6,49 g/cm³, smeltepunktet er 1852 grader, og kokepunktet er 4377 grader. Zirkonium er et sølv-hvitt overgangsmetall som ofte kalles et "sjeldent metall" på grunn av sin komplekse produksjonsprosess og vanskeligheter med utvinning. Faktisk er innholdet av zirkonium i jordskorpen omtrent 0,025%, rangering 19., nesten lik krom, og mer enn vanlige metaller kobber, bly, nikkel og sink, men fordelingen er svært spredt. Zirkonium danner lett en oksidfilm på overflaten i luften, som er skinnende og ligner på stål. Zirkonium har korrosjonsbestandighet, men er løselig i flussyre og aqua regia; ved høye temperaturer kan den reagere med mange grunnstoffer og danne faste oppløsningsforbindelser. Korrosjonsmotstanden til zirkonium er bedre enn titan, og er nær tantal og niob. På grunn av den gode plastisiteten til zirkonium blir det ofte bearbeidet til plater, ledninger osv. Zirkonium kan absorbere store mengder oksygen, hydrogen, nitrogen og andre gasser ved oppvarming, og kan brukes som hydrogenlagringsmateriale. Som en relativt knapp ressurs er zirkonium mye brukt i elektronikk, keramikk, glass, petrokjemikalier, byggematerialer, medisin, tekstiler og daglige nødvendigheter. Australia og Sør-Afrika er hvor zirkoniumressursene er konsentrert, mens Kina og Europa er de viktigste forbrukerregionene av zirkonium.

Zirkonium er oppkalt etter zirkon, som har blitt brukt som smykker av mennesker i århundrer. Zirkon er også nevnt i Bibelen som en av de 12 edelstenene som bæres av yppersteprestene i Israel.

Zirkon kommer i en rekke vakre farger fra oransje til rødt, og fargeløs zirkon vil vise en blendende glans etter å ha blitt kuttet. Det er av denne grunn at zirkon ble forvekslet med en myk diamant i lang tid.

Oppdagelsen og utvinningen av zirkonium tilskrives hovedsakelig to kjemikere, den tyske kjemikeren Martin Heinrich Klaproth og den svenske kjemikeren Jöns Jacob Berzelius ), disse to kjemikerne ga ekstraordinære bidrag til oppdagelsen og rensingen av zirkonium.

I 1789 beviste den tyske kjemikeren Martin at zirkon ikke var en diamant, noe som oppklarte folks misforståelser om zirkon. Ved å varme opp zirkon med den reaktive forbindelsen natriumhydroksid, oppdaget han at de to stoffene reagerte og dannet et oksid. Martin mente at dette oksydet inneholdt et nytt grunnstoff. Han kalte det nye oksidet zirkoniumoksid og det nye grunnstoffet zirkonium.

Martin klarte ikke å utvinne rent zirkonium fordi det var kjemisk likt hafnium, som ofte forekommer sammen med zirkonium i zirkoniummalm. Det var først 35 år senere, i 1824, at den svenske kjemikeren Bechlias produserte rent zirkonium for første gang. På den tiden jobbet flere andre kjemikere også med dette arbeidet, men ingen lyktes. Bacilias lyktes i å trekke ut rent zirkonium ved å varme opp en blanding av kalium og kaliumfluozirkonat i et jernrør. Renheten til svart pulverisert zirkonium oppnådd i eksperimentet nådde 93%. Renheten til zirkonium produsert ved Bechilias' rensing kunne ikke forbedres. Det var ikke før nesten 100 år senere at høyrent zirkonium ble produsert. I dag utvinnes det meste av zirkonium fra zirkon (ZrSiO4) og zirkoniumdioksid (ZrO2). Utvinningsprosessen kalles "Kroll-prosessen".

Navnet zirkonium kommer fra zirkon, som kommer fra det persiske ordet for "gull" (zargun). Det sies at dette navnet skyldes den iøynefallende fargen på noen zirkonsmykker. Faktisk er det mange farger av zirkon. Rødt, brunt, grønt og gult er mer vanlig. Fargeløs zirkon er også mer vanlig blant mennesker.

Siden antikken har zirkonium blitt brukt som en edelsten på grunn av sine rike og fargerike farger, og spiller en dekorativ rolle i menneskelivet. Etter hvert som folks forståelse av zirkonium fortsetter å bli dypere, blir dets anvendelser mer og mer utbredt. Kanskje de fleste er ukjente med zirkonium, men det har trengt inn i alle aspekter av livene våre. For eksempel er zirkonium uunnværlig i ulike omkringliggende bygninger, keramikk, kniver, dekorasjoner osv. som er essensielle i livet, og til og med i militær- og kjernekraftfelt.

Zirkoniumprodukter er rike på variasjon og i ulike former. Den opprinnelige mineralformen er zirkonsand. Etter behandling med kaustisk soda, vannvask etc. kan primærprodukter som zirkoniumsilikat og zirkoniumoksyklorid produseres. Med fortsatt kalsinering, klorering og reduksjon kan også sekundære produkter produseres. Zirconia; industriell karakter zirkonium svamp og andre produkter; hvis rense- og separasjonsteknologien når et visst nivå, kan det lages en zirkoniumsvamp av kjerneenergikvalitet.

Zirkonium har et bredt spekter av bruksområder. Det brukes hovedsakelig i keramikk, ildfaste materialer og andre felt i form av zirkoniumsilikat og zirkoniumoksyd. Bare 3 %-4 % av zirkoniummalmene blir behandlet til metallisk zirkonium (eller zirkoniumsvamp), og deretter viderebearbeidet til forskjellige zirkoniummaterialer. Fordi metallisk zirkonium har et lite termisk nøytronabsorpsjonstverrsnitt, har metallisk zirkonium utmerkede kjernefysiske egenskaper. Zirkonium av kjernefysisk kvalitet bruker denne egenskapen til å brukes som strukturelle materialer og uranbrenselelementer for atomdrevne hangarskip, atomubåter og sivile kraftproduksjonsreaktorer. Innkapsling etc. Zirkonium av kjernefysisk kvalitet kan betraktes som et viktig strategisk metall for landet og er nært knyttet til utviklingen av kjernefysisk industri.

Som et aktivt metall danner zirkonium en oksidfilm ved romtemperatur. Denne oksidfilmen gir zirkonium og dets legeringer utmerket korrosjonsbestandighet. Samtidig har zirkonium gode mekaniske og varmeoverføringsegenskaper, kombinert med betydelige kostnadsfordeler, noe som gjør det til et utmerket korrosjonsbestandig konstruksjonsmateriale i dagens petrokjemiske industri.

Zirkonium som brukes i kjemisk syre- og alkalibestandig utstyr, militærindustri og elektronikkindustri kalles zirkonium av industriell kvalitet. Når det gjelder enkel behandling, teknologisk nivå og vitenskapelig og teknologisk innhold, er zirkoniummetall og dets legeringsprodukter på toppen av industrikjeden.

Zirkoniumsilikat

Zirkoniumsilikat er en viktig variant i tradisjonelle zirkoniumprodukter. Produktet bruker zirkonsand som råmateriale og kan produseres etter sliping, kalsinering og pulverisering. Det er et høykvalitets og billig dekkende middel for keramiske glasurer. Den brukes hovedsakelig i fargede glasurer for byggekeramikk, daglig keramikk og elektrisk porselen. Produksjon, det er også mye brukt i avanserte ildfaste materialer, presisjonsstøping, emulgert glass og andre næringer.

Zirkoniumkarbonat

Det brukes hovedsakelig som tilsetningsstoffer og vanntettingsmidler, flammehemmere, solkremer og overflatetilsetningsstoffer for fibre og papir i kosmetikk. Det kan også brukes til å fremstille zirkonium-cerium-kompositt-katalytiske materialer. Det er et viktig råstoff i tekstil-, papir-, malings- og kosmetikkindustrien. De siste årene har bruken fortsatt å vokse.

Zirkoniumoksyklorid

Det er hovedråmaterialet for produksjon av andre zirkoniumprodukter som zirkoniumdioksid, zirkoniumkarbonat, zirkoniumsulfat, kompositt zirkoniumoksid og separasjon av zirkonium og hafnium for å fremstille metallzirkonium og hafnium. Den kan også brukes i tekstiler, lær, gummitilsetningsstoffer, metalloverflatebehandlingsmidler, malingstørkemidler. De siste årene har landets årlige produksjon av ildfaste materialer, keramikk, katalysatorer, brannhemmere og andre produkter oversteget 90,{{1} } tonn. Zirkonsand er hovedråstoffet til zirkoniumoksyklorid.

Sammensmeltet zirkonium

Referert til som smeltet zirkonium og smeltet zirkonium, brukes det hovedsakelig til å produsere glasurer og ildfaste materialer. På grunn av det høye innholdet av urenheter i smeltet zirkonium er bruken begrenset.

Zirkoniumsulfat

Det er en viktig råvare for skinngarvemidler, ullbehandlingsmidler og malingsoverflateoksidanter. Den kan brukes som katalysatorbærere, aminosyrer og proteiner, utfellingsmidler og deodoranter. Det er også et mellområmateriale for fremstilling av zirkoniumkjemikalier og metallzirkonium og hafnium.

Zirkoniumdioksid

Zirkoniumdioksid helkeramikk er et ikke-giftig, luktfritt hvitt fast stoff med tilstrekkelig stabilitet til alkaliske løsninger og mange sure løsninger. Den er egnet for presisjonskeramikk, elektronisk keramikk, optiske linser, glassadditiver, elektrolyserte zirkoniumklosser, keramiske pigmenter, etc. Porselensemalje, kunstige edelstener, ildfaste materialer, sliping og polering og andre industrier og produkter.

Kompositt zirkonium

Også kjent som semi-stabil og stabil zirconia, er det et ikke-giftig, luktfritt hvitt pulver med stabile kjemiske egenskaper og kontrollerbart spesifikt overflateareal. Det er det grunnleggende råmaterialet for produksjon av ulike spesialkeramikk, avanserte ildfaste materialer, optiske kommunikasjonsenheter og nye energimaterialer.

Zirconia strukturell keramikk

Laget av kompositt zirconia som råmateriale, det inkluderer zirconia slipemedier og zirconia strukturelle deler. De strukturelle delene av zirconia inkluderer hovedsakelig zirconia spesielle keramiske ventiler, fiberoptiske koblinger, keramiske kniver, klokketilbehør og keramiske hårsakser. tabletter, tekstilporselen m.m.

Zirkonium av kjernefysisk kvalitet

Det brukes hovedsakelig som konstruksjonsmateriale for atomdrevne hangarskip, atomubåter og sivile kraftproduksjonsreaktorer, og som kledning for uranbrenselelementer. Det er et viktig strategisk metall.

Zirkonium av industriell kvalitet

Industriell klasse zirkonium brukes hovedsakelig i produksjon av kjemisk syre- og alkalibestandig utstyr, militærindustri, elektronikkindustri, rørledningsventilmaterialer, spesielle høystyrke- og høytemperaturlegeringsmaterialer og gettere i elektrisk vakuum- og lyspæreindustri.

Zirkonium av våpenkvalitet

Brukes som forbrenningsmiddel av zirkoniumsvamp for skytevåpen, og også egnet for legeringstilsetninger og metallurgiske deoksideringsmidler, kjemisk industri, sivilt fyrverkeri, etc.

For tiden er Kina og Europa de viktigste forbrukermarkedene for zirkonium, med Kinas etterspørsel etter zirkonium som utgjør så høy som 52 %. Kinas atomkraft har gått inn i et stadium med rask utvikling, og har skapt etterspørsel etter zirkonium av kjernefysisk kvalitet. Samtidig er Kina en stor produsent og eksportør av keramikk i verden, og zirkoniumsilikat er det direkte og viktigste råmaterialet til keramikkindustrien. Med den raske utviklingen av Kinas keramiske industri de siste årene, har etterspørselen etter zirkonium også økt.

Zirkonium er ikke skadelig for menneskers helse. Zirconia keramikk og ulike smykker er mye brukt i dagliglivet. Statens administrasjon for industri og handel har imidlertid avslørt at zirkonium i keramiske fliser kan forårsake kreft.

Den relevante kunngjøringen utstedt av den generelle administrasjonen for kvalitetstilsyn, inspeksjon og karantene kunngjorde at tre produkter av to merker ikke klarte å møte "grensen for radioaktive nuklid", noe som forårsaket stor oppstandelse i samfunnet og forårsaket en enorm respons i samfunnet og panikk om "teorien om kreftfremkallende fliser".

Det er mulig for radioaktive elementer å forårsake ondartede svulster. De induserer vanligvis cellelesjoner og fører til blodkreft som leukemi, lymfom og hudkreft. Når det gjelder teorien om at overdreven radioaktivitet i keramiske fliser forårsaker ondartede svulster, sa direktør Chen ved hematologisk avdeling ved det første tilknyttede sykehuset i Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine at han i sin kliniske erfaring og innenlands sakslitteratur ikke har møtt slike tilfeller og relaterte poster. Men når det kommer til liv og helse, er det bedre å være forsiktig. Derfor anbefaler eksperter at forbrukere ikke blindt bør forfølge hvithet når de kjøper keramiske fliser.

Utseendet til zirkon og diamant er veldig likt, men prisen på zirkon og diamant er veldig forskjellig. Noen skruppelløse kjøpmenn bruker zirkon for å utgi seg som diamant for å lure forbrukere og tjene store fortjenester.

Fargeløs og gjennomsiktig zirkon er en god erstatning for diamanter etter nøye vurdering. Brytningsindeksen til zirkon er nær 2, og spredningen er lik den for diamant. Derfor, i utseende, glitrer zirkon også med farget lys, omtrent som diamanter. Før bruken av kunstige diamanter var zirkon den beste erstatningen for diamanter. For tiden har zirkon blitt ledende innen edelstener i middels til lav ende, men zirkon er billigere enn diamant. Det er nødvendig for forbrukere å forstå forskjellen mellom zirkon og diamant.

De viktigste identifikasjonsegenskapene til zirkon inkluderer høy brytningsindeks, sterk glans, høy dobbeltbrytning, høy tetthet, høy spredning og typiske spektrale egenskaper, etc., noe som resulterer i et veldig spesielt optisk fenomen. Når det observeres med et forstørrelsesglass, kan det ses fra den øvre overflaten at det er tydelige doble skygger på bunnflaten og rygger. Fordi diamanter er "homogene", vil det aldri være et dobbeltskyggefenomen, så zirkon kan skilles fra ekte diamanter.

Diamant er en homogen kropp, helt svart under kryssede polarisatorer og har høy hardhet; mens zirkon fremstår som fire lyse og fire mørke under kryssede polarisatorer. Diamanter er lipofile, og kulepenner kan lett etterlate uavbrutt spor på overflaten av diamanter. Selvfølgelig kan disse sporene enkelt tørkes av. Zirkon er ikke lipofilt, og kulepenner kan ikke etterlate uavbrutt spor på overflaten. Spor av klarhet.

For tiden, blant de mer enn 40 typer zirkonium- og hafniumforekomster som er oppdaget, er det bare rundt 10 som har industriell gruveverdi, og bare to typer, zirkon og baddeleyitt, brukes til industriell produksjon.

I følge statistikk fra United States Geological Survey (USGS) i 2015, er globale zirkoniumreserver 78 millioner tonn, og påviste zirkonressurser overstiger 60 millioner tonn (beregnet som ZrO2). Blant dem har Australia og Sør-Afrika den største andelen av globale zirkoniumreserver, og står for henholdsvis 65,38 % og 17,95 %. Andre land med relativt rikelige zirkoniumreserver inkluderer India, Mosambik og Indonesia. mitt lands zirkoniumressursreserver er relativt knappe, og utgjør bare 0,6 % av verdens reserver.

I følge data utgitt av United States Geological Survey i 2015, var den globale produksjonen av zirkoniummalm i 2014 1,54 millioner tonn, en år-til-år nedgang på 30,000 tonn. Australia rangerer først i verden med en produksjon på 900,000 tonn, som utgjør 58,44 % av den globale totalen. Etterfulgt av Sør-Afrika, med en produksjon på 170,000 tonn, som utgjør 11,03 %. Den totale produksjonen til de to landene utgjør 69,47 % av den globale totalen, noe som er vanskelig for andre land å matche. Kina er på tredjeplass med en produksjon på 140,000 tonn, som utgjør 9,74 % av den globale totalen.

Zirkonium mineral opprinnelse er hovedsakelig konsentrert i Sør-Australia, Vest-Australia og New South Wales i Australia, inkludert Eucla-bassenget, Geraldton, Murray-bassenget og Perth-bassenget. ) og Tiwi-øyene er de mer aktive zirkoniumgruveområdene i Australia i dag. Richards Bay Deposit-regionen i Sør-Afrika, Florida i USA, Mosambik i Afrika og Indonesia, Vietnam og India i Asia produserer alle en viss mengde zirkonium.

Viktige zirkoniumprodusenter inkluderer Australias Iluka Company, Sør-Afrikas Richards Bay Minerals og Sør-Afrikas Exxaro Resources Ltd. Kina er den viktigste zirkoniumforbrukeren.

Kinas produksjonsområder for zirkonium er hovedsakelig distribuert i Wenchang og Wanning i Hainan og Zhanjiang i Guangdong. I Kina er det kun zirkonsandkonsentrat fra Wenchang, Hainan som har den beste kvaliteten, mens Wanning og Zhanjiang hovedsakelig produserer vanlig zirkonsand.

HG/T 4694-2014 Industrielt høyrent zirkoniumoksyklorid

HG/T 3786-2014 Industrielt zirkoniumsulfat

HG/T 3785-2014 Industrielt zirkoniumkarbonat

JC/T 2247-2014 slipemediekuler av zirkoniumsilikat

JC/T 817-2014 Syntetisk cubic zirconia krystall av edelstenskvalitet

GB/T 30568-2014 Zirkonium- og zirkoniumlegeringer

JB/T 9223-2013 Zirkoniumsand og pulver til støping

YS/T 913-2013 Kaker og ringer av zirkonium og zirkoniumlegering

HG/T 4545-2013 Gjenvinningsmetode for produksjon av zirkoniumoksyklorid

YB/T 4075-2013 munnstykke for dimensjonering av zirkonium

GB/T 21183-2007 Plater, strimler og folier av zirkonium og zirkoniumlegering

GB/T 26563-2011 smeltet zirkonium

GB/T 26931-2011 skrap av zirkonium og zirkoniumlegering

GB/T 26283-2010 Sømløse rør av zirkonium og zirkoniumlegering

GB/T 8767-2010 blokker av zirkonium og zirkoniumlegering

GB/T 8769-2010 Staver og ledninger av zirkonium og zirkoniumlegering

GBZ/T 160.26-2004 Bestemmelse av giftige stoffer i arbeidsplassluften Zirkonium og dets forbindelser

HG/T 2773-2012 Zirkoniumdioksid

HG/T 3785-2005 Industrielt zirkoniumkarbonat

HG/T 3786-2005 Industrielt zirkoniumsulfat

JC/T 1094-2009 Zirkoniumsilikat for keramikk

YS/T 402-1994 Zirkoniumdioksid

YS/T 858-2013 Zirkoniumkonsentrat

YS/T 887-2013 sveisetråd av zirkonium og zirkoniumlegering

Zirkoniummål med høy renhet

Ren zirkoniumstang