6 věcí, které potřebujete vědět o zirkonu

Zirkonium je kovový prvek se symbolem prvku Zr. Nachází se ve skupině IV-B v periodické tabulce prvků. Jeho atomové číslo je 40, jeho hustota je 6,49 g/cm³, jeho bod tání je 1852 stupňů a jeho bod varu je 4377 stupňů. Zirkonium je stříbrno-bílý přechodový kov, který je často nazýván „vzácným kovem“ kvůli jeho složitému výrobnímu procesu a obtížnosti při extrakci. Ve skutečnosti je obsah zirkonia v zemské kůře asi 0,025 %, což je 19. místo, téměř se rovná chrómu, a více než běžné kovy mědi, olova, niklu a zinku, ale jeho distribuce je velmi rozptýlená. Zirkonium snadno na vzduchu vytváří na svém povrchu oxidový film, který je lesklý a svým vzhledem podobný oceli. Zirkonium má odolnost proti korozi, ale je rozpustné v kyselině fluorovodíkové a aqua regia; při vysokých teplotách může reagovat s mnoha prvky za vzniku sloučenin pevného roztoku. Odolnost zirkonu proti korozi je lepší než u titanu a blíží se tantalu a niobu. S ohledem na dobrou plasticitu zirkonia se často zpracovává na desky, dráty atd. Zirkonium může při zahřátí absorbovat velké množství kyslíku, vodíku, dusíku a dalších plynů a může být použito jako materiál pro skladování vodíku. Jako relativně vzácný zdroj je zirkonium široce používáno v elektronice, keramice, skle, petrochemii, stavebních materiálech, medicíně, textilu a denních potřebách. V Austrálii a Jižní Africe se soustřeďují zdroje zirkonia, zatímco Čína a Evropa jsou hlavními spotřebitelskými oblastmi zirkonia.

Zirkonium je pojmenováno po zirkonu, který byl lidmi po staletí používán jako šperky. Zirkon je také zmíněn v Bibli jako jeden z 12 drahých kamenů, které nosili velekněží Izraele.

Zirkon je k dispozici v různých krásných barvách od oranžové po červenou a bezbarvý zirkon bude po vybroušení vykazovat oslnivý lesk. Právě z tohoto důvodu byl zirkon po dlouhou dobu zaměňován za měkký diamant.

Objev a těžba zirkonia je připisována především dvěma chemikům, německému chemikovi Martinu Heinrichu Klaprothovi a švédskému chemikovi Jönsovi Jacobovi Berzeliusovi, tito dva chemici mimořádně přispěli k objevu a čištění zirkonia.

V roce 1789 německý chemik Martin dokázal, že zirkon není diamant, čímž objasnil nedorozumění lidí ohledně zirkonu. Zahříváním zirkonu s reaktivní sloučeninou hydroxidem sodným zjistil, že obě látky reagovaly za vzniku oxidu. Martin věřil, že tento oxid obsahuje nový prvek. Nový oxid pojmenoval oxid zirkoničitý a nový prvek zirkonium.

Martin nebyl schopen extrahovat čisté zirkonium, protože bylo chemicky podobné hafniu, které se často vyskytuje společně se zirkonem v zirkoniových rudách. Teprve o 35 let později, v roce 1824, švédský chemik Bechlias poprvé vyrobil čisté zirkonium. V té době na tomto díle pracovalo také několik dalších chemiků, ale žádný neuspěl. Bacilias uspěl v extrakci čistého zirkonia zahříváním směsi draselného a draselného fluozirkonátu v železné trubici. Čistota černého práškového zirkonia získaného v experimentu dosáhla 93 %. Čistotu zirkonia produkovaného Bechiliasovým čištěním nebylo možné zlepšit. Až téměř o 100 let později bylo vyrobeno vysoce čisté zirkonium. Dnes se většina zirkonia získává ze zirkonu (ZrSiO4) a oxidu zirkoničitého (ZrO2). Proces extrakce se nazývá „Kroll Process“.

Název zirkonium pochází ze zirkonu, který pochází z perského slova pro „zlato“ (zargun). Říká se, že tento název má na svědomí poutavá barva některých zirkonových šperků. Ve skutečnosti existuje mnoho barev zirkonu. Častější je červená, hnědá, zelená a žlutá. Bezbarvý zirkon je také běžnější mezi lidmi.

Od starověku se zirkonium používá jako drahokam kvůli svým bohatým a pestrým barvám, které hrají v lidském životě dekorativní roli. S tím, jak se lidské chápání zirkonia stále prohlubuje, jeho aplikace se stále více rozšiřují. Možná většina lidí zirkonium nezná, ale proniklo do každého aspektu našeho života. Například zirkonium je nepostradatelné v různých okolních budovách, keramice, nožích, dekoracích atd., které jsou nezbytné v životě, a dokonce i ve vojenství a jaderné energetice.

Produkty zirkonia jsou bohaté na rozmanitost a různé formy. Výchozí minerální formou je zirkonový písek. Po ošetření louhem sodným, promývání vodou atd. lze vyrábět primární produkty, jako je křemičitan zirkoničitý a oxychlorid zirkoničitý. S pokračující kalcinací, chlorací a redukcí mohou vznikat i sekundární produkty. Zirkonium, průmyslová zirkoniová houba a další produkty; pokud technologie čištění a separace dosáhne určité úrovně, lze vyrobit zirkoniovou houbu třídy jaderné energie.

Zirkonium má širokou škálu aplikací. Používá se především v keramice, žáruvzdorných materiálech a dalších oborech ve formě silikátu zirkoničitého a oxidu zirkoničitého. Pouze 3 %-4 % zirkoniových rud se zpracovávají na kovové zirkonium (nebo zirkoniovou houbu) a poté se dále zpracovávají na různé zirkoniové materiály. Protože kovové zirkonium má malý absorpční průřez tepelných neutronů, má kovové zirkonium vynikající jaderné vlastnosti. Zirkonium v ​​jaderné kvalitě využívá tuto vlastnost k použití jako konstrukční materiály a uranové palivové články pro jaderné letadlové lodě, jaderné ponorky a civilní reaktory na výrobu energie. Pouzdro atd. Zirkonium jaderné kvality lze považovat za důležitý strategický kov pro zemi a úzce souvisí s rozvojem jaderného průmyslu.

Jako aktivní kov vytváří zirkonium oxidový film při pokojové teplotě. Tento oxidový film dává zirkonu a jeho slitinám vynikající odolnost proti korozi. Současně má zirkonium dobré mechanické vlastnosti a vlastnosti přenosu tepla spojené s významnými výhodami z hlediska nákladů, což z něj činí vynikající konstrukční materiál odolný proti korozi v dnešním petrochemickém průmyslu.

Zirkonium používané v zařízeních odolných vůči chemickým kyselinám a zásadám, vojenském průmyslu a elektronickém průmyslu se nazývá průmyslové zirkonium. Z hlediska snadnosti zpracování, technologické úrovně a vědeckého a technologického obsahu je kov zirkonia a jeho slitiny na vrcholu průmyslového řetězce.

Zirkoniumsilikát

Zirkoniumsilikát je důležitou odrůdou tradičních zirkonových produktů. Výrobek používá jako surovinu zirkonový písek a lze jej vyrobit po mletí, kalcinaci a práškování. Jedná se o vysoce kvalitní a levný kalící prostředek pro keramické glazury. Používá se především do barevných glazur pro stavební keramiku, denní keramiku a elektroporcelán. Výroba je také široce používána v pokročilých žáruvzdorných materiálech, přesném lití, emulgovaném skle a dalších průmyslových odvětvích.

Uhličitan zirkoničitý

Používá se hlavně jako přísady a hydroizolační činidla, zpomalovače hoření, opalovací krémy a povrchové přísady pro vlákna a papíry v kosmetice. Může být také použit pro přípravu kompozitních katalytických materiálů zirkon-cer. Je důležitou surovinou v textilním, papírenském, nátěrovém a kosmetickém průmyslu. V posledních letech používání stále roste.

Oxychlorid zirkoničitý

Je hlavní surovinou pro výrobu dalších produktů zirkonia, jako je oxid zirkoničitý, uhličitan zirkoničitý, síran zirkoničitý, kompozitní oxid zirkoničitý a separace zirkonia a hafnia pro přípravu kovového zirkonia a hafnia. Může být také použit v textilu, kůži, přísadách do pryže, činidlech pro povrchovou úpravu kovů, vysoušedlech barev. V posledních letech roční produkce žáruvzdorných materiálů, keramiky, katalyzátorů, retardérů hoření a dalších produktů v mé zemi přesáhla 90,{{1} } tun. Zirkonový písek je hlavní surovinou oxychloridu zirkoničitého.

Tavená zirkonie

Označuje se jako tavené zirkonium a tavené zirkonie a používá se hlavně k výrobě glazur a žáruvzdorných materiálů. Vzhledem k vysokému obsahu nečistot v taveném zirkonu je jeho použití omezené.

Síran zirkoničitý

Je to důležitá surovina pro činidla na vydělávání kůže, činidla pro úpravu vlny a oxidanty povrchů barev. Může být použit jako nosiče katalyzátorů, aminokyselin a proteinů, srážedel a deodorantů. Je také meziproduktem pro přípravu zirkoniových chemikálií a kovového zirkonia a hafnia.

Oxid zirkoničitý

Celokeramický oxid zirkoničitý je netoxická bílá pevná látka bez zápachu s dostatečnou stabilitou vůči alkalickým roztokům a mnoha kyselým roztokům. Je vhodný pro přesnou keramiku, elektronickou keramiku, optické čočky, přísady do skla, elektrolyzované zirkonové cihly, keramické pigmenty atd. Porcelánový smalt, umělé drahé kameny, žáruvzdorné materiály, broušení a leštění a další průmyslová odvětví a produkty.

Kompozitní zirkon

Také známý jako polostabilní a stabilní oxid zirkoničitý, je to netoxický bílý prášek bez zápachu se stabilními chemickými vlastnostmi a regulovatelným specifickým povrchem. Je základní surovinou pro výrobu různých speciálních keramik, pokročilých žáruvzdorných materiálů, optických komunikačních zařízení a nových energetických materiálů.

Zirkonová strukturální keramika

Vyrobeno z kompozitního oxidu zirkoničitého jako suroviny, zahrnuje zirkonová brusná média a zirkonové konstrukční části. Zirkonové konstrukční díly zahrnují především zirkonové speciální keramické ventily, konektory z optických vláken, keramické nože, příslušenství k hodinkám a keramické nůžky na vlasy. tablety, textilní porcelán atd.

Zirkonium v ​​jaderné kvalitě

Používá se hlavně jako konstrukční materiály pro letadlové lodě s jaderným pohonem, jaderné ponorky a civilní reaktory na výrobu energie a jako plášť pro uranové palivové články. Je to důležitý strategický kov.

Zirkonium průmyslové kvality

Zirkonium průmyslové kvality se používá hlavně při výrobě zařízení odolných proti chemickým kyselinám a zásadám, vojenském průmyslu, elektronickém průmyslu, materiálů pro potrubní ventily, speciálních vysoce pevných a vysokoteplotních slitinových materiálů a getrů v průmyslu elektrických vakuových a žárovek.

Zirkonové střelné zbraně

Používá se jako houba zirkoniového spalovacího činidla pro střelné zbraně a také vhodná pro přísady do slitin a metalurgické dezoxidanty, chemický průmysl, civilní bleskové ohňostroje atd.

V současné době jsou Čína a Evropa hlavními spotřebitelskými trhy pro zirkonium, přičemž čínská poptávka po zirkonu představuje až 52 %. Čínská jaderná energie vstoupila do fáze rychlého rozvoje, což vyvolalo poptávku po zirkonu jaderné kvality. Čína je zároveň významným výrobcem a vývozcem keramiky ve světě a silikát zirkoničitý je přímou a hlavní surovinou keramického průmyslu. S rychlým rozvojem čínského keramického průmyslu v posledních letech vzrostla také poptávka po zirkonu.

Zirkonium není škodlivé pro lidské zdraví. Zirkonová keramika a různé šperky jsou široce používány v každodenním životě. Státní správa pro průmysl a obchod však odhalila, že zirkonium v ​​keramických dlaždicích může způsobit rakovinu.

Příslušné oznámení vydané Generální správou dozoru, inspekce a karantény kvality oznámilo, že tři produkty dvou značek nesplnily „limit radioaktivních nuklidů“, což vyvolalo ve společnosti obrovský rozruch a vyvolalo ve společnosti obrovskou odezvu a paniku. o „teorii karcinogenu dlaždic“.

Je možné, že radioaktivní prvky způsobí zhoubné nádory. Obecně vyvolávají buněčné léze a vedou k rakovině krve, jako je leukémie, lymfom a rakovina kůže. Pokud jde o teorii, že nadměrná radioaktivita v keramických dlaždicích způsobuje zhoubné nádory, ředitel Chen z hematologického oddělení První přidružené nemocnice Guangzhou University of Tradiční čínské medicíny uvedl, že ve svých klinických zkušenostech a domácí kazuistice se s takovými případy nesetkal a související záznamy. Pokud však jde o život a zdraví, je lepší být obezřetný. Odborníci proto doporučují, aby spotřebitelé při nákupu keramických dlaždic slepě nesledovali bělost.

Vzhled zirkonu a diamantu je velmi podobný, ale cena zirkonu a diamantu je velmi odlišná. Někteří bezohlední obchodníci používají zirkon k vydávání se za diamant, aby oklamali spotřebitele a dosáhli obrovských zisků.

Bezbarvý a transparentní zirkon je po pečlivém zvážení dobrou náhradou diamantů. Index lomu zirkonu se blíží 2 a jeho disperze je podobná jako u diamantu. Zirkon se proto vzhledem také třpytí barevným světlem, podobně jako diamanty. Před příchodem umělých diamantů byl zirkon nejlepší náhradou diamantů. V současné době se zirkon stal lídrem v drahých kamenech střední až nízké třídy, ale zirkon je levnější než diamant. Je nutné, aby spotřebitelé pochopili rozdíl mezi zirkonem a diamantem.

Mezi hlavní identifikační vlastnosti zirkonu patří vysoký index lomu, silný lesk, vysoký dvojlom, vysoká hustota, vysoká disperze a typické spektrální charakteristiky atd., což má za následek velmi zvláštní optický jev. Při pozorování lupou je po dokončení zirkonu vidět z jeho horní plochy, že na spodní ploše a vroubcích jsou patrné dvojité stíny. Vzhledem k tomu, že diamanty jsou "homogenní", nikdy nedojde k jevu dvojitého stínu, takže zirkon lze odlišit od skutečných diamantů.

Diamant je homogenní těleso, zcela černé pod zkříženými polarizátory a má vysokou tvrdost; zatímco zirkon se pod zkříženými polarizátory jeví jako čtyři světlé a čtyři tmavé. Diamanty jsou lipofilní a kuličková pera mohou na povrchu diamantů snadno zanechat nepřerušované stopy. Tyto stopy lze samozřejmě snadno setřít. Zirkon není lipofilní a kuličková pera nemohou zanechat na svém povrchu nepřerušované stopy. Stopy jasnosti.

V současnosti má z více než 40 druhů ložisek zirkonia a hafnia, která byla objevena, pouze asi 10 průmyslovou těžební hodnotu a pouze dva typy, zirkon a baddeleyit, se používají pro průmyslovou výrobu.

Podle statistik Geologického průzkumu Spojených států (USGS) z roku 2015 jsou celosvětové zásoby zirkonia 78 milionů tun a prokázané zdroje zirkonu přesahují 60 milionů tun (vypočteno jako ZrO2). Mezi nimi Austrálie a Jižní Afrika mají největší podíl na globálních zásobách zirkonia, což představuje 65,38 % a 17,95 %. Mezi další země s relativně bohatými zásobami zirkonia patří Indie, Mosambik a Indonésie. Zásoby zdrojů zirkonia v mé zemi jsou relativně vzácné a představují pouze 0,6 % světových zásob.

Podle údajů zveřejněných organizací United States Geological Survey v roce 2015 byla celosvětová produkce zirkoniové rudy v roce 2014 1,54 milionu tun, což představuje meziroční pokles o 30,000 tun. Austrálie je na prvním místě na světě s produkcí 900,{9}} tun, což představuje 58,44 % z celosvětového celku. Následuje Jižní Afrika s výkonem 170,{13}} tun, což představuje 11,03 %. Celková produkce těchto dvou zemí představuje 69,47 % z celosvětového součtu, což je pro ostatní země těžké vyrovnat. Čína je na třetím místě s produkcí 140,{19}} tun, což představuje 9,74 % z celosvětového celku.

Minerální původ zirkonia je soustředěn hlavně v jižní Austrálii, Západní Austrálii a Novém Jižním Walesu v Austrálii, včetně pánve Eucla, Geraldton, Murray Basin a Perth Basin. ) a ostrovy Tiwi jsou dnes aktivnější oblastí těžby zirkonia v Austrálii. Oblast Richards Bay Deposit v Jižní Africe, Florida ve Spojených státech, Mosambik v Africe a Indonésie, Vietnam a Indie v Asii produkují určité množství zirkonia.

Mezi důležité výrobce zirkonia patří australská Iluka Company, jihoafrická Richards Bay Minerals a jihoafrická Exxaro Resources Ltd. Čína je hlavním spotřebitelem zirkonia.

Oblasti výroby zirkonia v Číně jsou distribuovány hlavně ve Wenchangu a Wanningu v Hainanu a Zhanjiangu v Guangdongu. V Číně má nejlepší kvalitu pouze koncentrát zirkonového písku z Wenchangu, Hainan, zatímco Wanning a Zhanjiang vyrábějí hlavně obyčejný zirkonový písek.

HG/T 4694-2014 Průmyslový oxychlorid zirkonia vysoké čistoty

HG/T 3786-2014 Průmyslový síran zirkoničitý

HG/T 3785-2014 Průmyslový uhličitan zirkoničitý

JC/T 2247-2014 Zirkoniumsilikátové mlecí kuličky

JC/T 817-2014 Syntetický krystal kubické zirkonie v kvalitě drahokamů

GB/T 30568-2014 Výkovky ze zirkonia a slitin zirkonia

JB/T 9223-2013 Zirkoniový písek a prášek pro odlévání

YS/T 913-2013 Koláče a prsteny ze zirkonia a slitin zirkonia

HG/T 4545-2013 Způsob recyklace odpadu z výroby oxychloridu zirkoničitého

YB/T 4075-2013 Zirkoniová kalibrační tryska

GB/T 21183-2007 Desky, pásy a fólie zirkonia a slitiny zirkonia

GB/T 26563-2011 Tavená zirkonie

GB/T 26931-2011 Šrot zirkonia a slitin zirkonia

GB/T 26283-2010 Bezešvé trubky zirkonia a slitiny zirkonia

GB/T 8767-2010 Ingoty zirkonia a slitiny zirkonia

GB/T 8769-2010 Zirkonové tyče a dráty ze slitin zirkonu

GBZ/T 160.26-2004 Stanovení toxických látek v ovzduší na pracovišti Zirkonium a jeho sloučeniny

HG/T 2773-2012 Oxid zirkoničitý

HG/T 3785-2005 Průmyslový uhličitan zirkoničitý

HG/T 3786-2005 Průmyslový síran zirkoničitý

JC/T 1094-2009 Zirkoniumsilikát pro keramiku

YS/T 402-1994 Oxid zirkoničitý

YS/T 858-2013 Zirkoniový koncentrát

YS/T 887-2013 Svařovací drát zirkonia a slitiny zirkonu

Vysoce čistý zirkonový terč

Tyč z čistého zirkonu