6 perkara yang anda perlu tahu tentang zirkonium

Zirkonium ialah unsur logam dengan simbol unsur Zr. Ia terletak dalam Kumpulan IV-B dalam jadual unsur berkala. Nombor atomnya ialah 40, ketumpatannya ialah 6.49g/cm³, takat leburnya ialah 1852 darjah, dan takat didihnya ialah 4377 darjah. Zirkonium ialah logam peralihan perak-putih yang sering dipanggil "logam nadir" kerana proses pengeluarannya yang kompleks dan kesukaran dalam pengekstrakan. Malah, kandungan zirkonium dalam kerak bumi adalah kira-kira 0.025%, kedudukan ke-19, hampir sama dengan kromium, dan lebih daripada logam biasa tembaga, plumbum, nikel, dan zink, tetapi pengedarannya sangat bertaburan. Zirkonium mudah membentuk filem oksida pada permukaannya di udara, yang berkilat dan kelihatan serupa dengan keluli. Zirkonium mempunyai rintangan kakisan, tetapi larut dalam asid hidrofluorik dan aqua regia; pada suhu tinggi, ia boleh bertindak balas dengan banyak unsur untuk membentuk sebatian larutan pepejal. Rintangan kakisan zirkonium adalah lebih baik daripada titanium, dan hampir dengan tantalum dan niobium. Memandangkan keplastikan zirkonium yang baik, ia sering diproses menjadi plat, wayar, dll. Zirkonium boleh menyerap sejumlah besar oksigen, hidrogen, nitrogen dan gas lain apabila dipanaskan, dan boleh digunakan sebagai bahan simpanan hidrogen. Sebagai sumber yang agak terhad, zirkonium digunakan secara meluas dalam elektronik, seramik, kaca, petrokimia, bahan binaan, perubatan, tekstil dan keperluan harian. Australia dan Afrika Selatan adalah tempat sumber zirkonium tertumpu, manakala China dan Eropah adalah kawasan pengguna utama zirkonium.

Zirkonium dinamakan sempena zirkon, yang telah digunakan sebagai perhiasan oleh manusia selama berabad-abad. Zirkon juga disebut dalam Bible sebagai salah satu daripada 12 batu permata yang dipakai oleh imam besar Israel.

Zirkon datang dalam pelbagai warna yang cantik dari oren hingga merah, dan zirkon tanpa warna akan menunjukkan kecemerlangan yang mempesonakan selepas dipotong. Atas sebab inilah zirkon telah disalah anggap sebagai berlian lembut untuk masa yang lama.

Penemuan dan pengekstrakan zirkonium terutamanya dikaitkan dengan dua ahli kimia, ahli kimia Jerman Martin Heinrich Klaproth dan ahli kimia Sweden Jöns Jacob Berzelius ), kedua-dua ahli kimia ini memberikan sumbangan yang luar biasa kepada penemuan dan penulenan zirkonium.

Pada tahun 1789, ahli kimia Jerman Martin membuktikan bahawa zirkon bukanlah berlian, menjelaskan salah faham orang tentang zirkon. Dengan memanaskan zirkon dengan sebatian reaktif natrium hidroksida, dia mendapati bahawa kedua-dua bahan itu bertindak balas untuk membentuk oksida. Martin percaya bahawa oksida ini mengandungi unsur baru. Dia menamakan oksida zirkonium oksida baru dan unsur baru zirkonium.

Martin tidak dapat mengekstrak zirkonium tulen kerana ia serupa secara kimia dengan hafnium, yang sering berlaku bersama zirkonium dalam bijih zirkonium. Tidak sampai 35 tahun kemudian, pada tahun 1824, ahli kimia Sweden Bechlias menghasilkan zirkonium tulen buat kali pertama. Pada masa itu, beberapa ahli kimia lain juga sedang mengusahakan kerja ini, tetapi tidak ada yang berjaya. Bacilias berjaya mengekstrak zirkonium tulen dengan memanaskan campuran kalium dan kalium fluozirkonat dalam tiub besi. Ketulenan zirkonium serbuk hitam yang diperoleh dalam eksperimen mencapai 93%. Ketulenan zirkonium yang dihasilkan oleh penulenan Bechilias tidak dapat dipertingkatkan. Tidak sampai hampir 100 tahun kemudian zirkonium ketulenan tinggi dihasilkan. Hari ini, kebanyakan zirkonium diekstrak daripada zirkon (ZrSiO4) dan zirkonium dioksida (ZrO2). Proses pengekstrakan dipanggil "Proses Kroll".

Nama zirkonium berasal dari zirkon, yang berasal dari perkataan Parsi untuk "emas" (zargun). Dikatakan bahawa nama ini disebabkan oleh warna yang menarik perhatian beberapa barang kemas zirkon. Sebenarnya, terdapat banyak warna zirkon. Merah, coklat, hijau dan kuning adalah lebih biasa. Zirkon tidak berwarna juga lebih biasa di kalangan manusia.

Sejak zaman purba, zirkonium telah digunakan sebagai batu permata kerana warnanya yang kaya dan berwarna-warni, memainkan peranan hiasan dalam kehidupan manusia. Memandangkan pemahaman orang ramai tentang zirkonium terus mendalam, aplikasinya semakin meluas. Mungkin kebanyakan orang tidak biasa dengan zirkonium, tetapi ia telah menembusi setiap aspek kehidupan kita. Sebagai contoh, zirkonium sangat diperlukan dalam pelbagai bangunan sekeliling, seramik, pisau, hiasan, dan lain-lain yang penting dalam kehidupan, malah dalam bidang kuasa ketenteraan dan nuklear.

Produk zirkonium kaya dengan pelbagai dan dalam pelbagai bentuk. Bentuk mineral awal ialah pasir zirkon. Selepas rawatan dengan soda kaustik, pencucian air, dsb., produk utama seperti zirkonium silikat dan zirkonium oksiklorida boleh dihasilkan. Dengan pengkalsinan, pengklorinan dan pengurangan berterusan, produk sekunder juga boleh dihasilkan. Zirkonia, span zirkonium gred industri dan produk lain; jika teknologi penulenan dan pemisahan mencapai tahap tertentu, span zirkonium gred tenaga nuklear boleh dibuat.

Zirkonium mempunyai pelbagai aplikasi. Ia digunakan terutamanya dalam seramik, bahan refraktori dan bidang lain dalam bentuk zirkonium silikat dan zirkonium oksida. Hanya 3%-4% bijih zirkonium diproses menjadi zirkonium logam (atau span zirkonium), dan kemudian diproses seterusnya menjadi pelbagai bahan zirkonium. Oleh kerana zirkonium logam mempunyai keratan rentas penyerapan neutron terma yang kecil, zirkonium logam mempunyai sifat nuklear yang sangat baik. Zirkonium gred nuklear menggunakan ciri ini untuk digunakan sebagai bahan struktur dan unsur bahan api uranium untuk kapal pengangkut pesawat berkuasa nuklear, kapal selam nuklear dan reaktor penjanaan kuasa awam. Sarung dan lain-lain. Zirkonium gred nuklear boleh dianggap sebagai logam strategik yang penting bagi negara dan berkait rapat dengan pembangunan industri nuklear.

Sebagai logam aktif, zirkonium membentuk filem oksida pada suhu bilik. Filem oksida ini memberikan zirkonium dan aloinya rintangan kakisan yang sangat baik. Pada masa yang sama, zirkonium mempunyai sifat mekanikal dan pemindahan haba yang baik, ditambah dengan kelebihan kos yang ketara, menjadikannya bahan struktur tahan kakisan yang sangat baik dalam industri petrokimia hari ini.

Zirkonium yang digunakan dalam asid kimia dan peralatan tahan alkali, industri ketenteraan, dan industri elektronik dipanggil zirkonium gred industri. Dari segi kemudahan pemprosesan, tahap teknologi dan kandungan saintifik dan teknologi, logam zirkonium dan produk aloinya berada di bahagian atas rantaian industri.

Zirkonium silikat

Zirkonium silikat adalah varieti penting dalam produk zirkonium tradisional. Produk ini menggunakan pasir zirkon sebagai bahan mentah dan boleh dihasilkan selepas pengisaran, pengkalsinan dan serbuk. Ia adalah ejen opacifying berkualiti tinggi dan murah untuk sayu seramik. Ia digunakan terutamanya dalam sayu berwarna untuk membina seramik, seramik harian dan porselin elektrik. Pengeluaran, ia juga digunakan secara meluas dalam bahan refraktori canggih, pemutus ketepatan, kaca emulsi dan industri lain.

Zirkonium karbonat

Ia digunakan terutamanya sebagai bahan tambahan dan agen kalis air, kalis api, pelindung matahari, dan bahan tambahan permukaan untuk gentian dan kertas dalam kosmetik. Ia juga boleh digunakan untuk menyediakan bahan pemangkin komposit zirkonium-serium. Ia merupakan bahan mentah yang penting dalam industri tekstil, pembuatan kertas, salutan dan kosmetik. Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, penggunaannya terus berkembang.

Zirkonium oksiklorida

Ia adalah bahan mentah utama untuk pengeluaran produk zirkonium lain seperti zirkonium dioksida, zirkonium karbonat, zirkonium sulfat, zirkonium oksida komposit dan pemisahan zirkonium dan hafnium untuk menyediakan zirkonium dan hafnium logam. Ia juga boleh digunakan dalam tekstil, kulit, bahan tambahan getah, agen rawatan permukaan logam, bahan pengering cat, Dalam beberapa tahun kebelakangan ini, pengeluaran tahunan bahan refraktori, seramik, pemangkin, kalis api dan produk lain negara saya telah melebihi 90,{{1} } tan. Pasir zirkon adalah bahan mentah utama zirkonium oksiklorida.

Zirkonia bercantum

Dirujuk sebagai zirkonium bercantum dan zirkonia bercantum, ia digunakan terutamanya untuk menghasilkan sayu dan bahan refraktori. Oleh kerana kandungan kekotoran yang tinggi dalam zirkonium bercantum, penggunaannya adalah terhad.

Zirkonium sulfat

Ia adalah bahan mentah yang penting untuk agen penyamakan kulit, agen rawatan bulu dan pengoksida permukaan cat. Ia boleh digunakan sebagai pembawa pemangkin, asid amino dan protein, pemendakan dan deodoran. Ia juga merupakan bahan mentah perantaraan untuk penyediaan bahan kimia zirkonium dan logam zirkonium dan hafnium.

Zirkonium dioksida

Semua seramik zirkonium dioksida ialah pepejal putih tidak toksik, tidak berbau dengan kestabilan yang mencukupi kepada larutan alkali dan banyak larutan berasid. Ia sesuai untuk seramik ketepatan, seramik elektronik, kanta optik, bahan tambahan kaca, bata zirkonium elektrolisis, pigmen seramik, dll. Enamel porselin, batu permata tiruan, bahan tahan api, pengisaran dan penggilap dan industri dan produk lain.

Zirkonia komposit

Juga dikenali sebagai zirkonia separa stabil dan stabil, ia adalah serbuk putih yang tidak toksik, tidak berbau dengan sifat kimia yang stabil dan kawasan permukaan tertentu yang boleh dikawal. Ia adalah bahan mentah asas untuk mengeluarkan pelbagai seramik khas, bahan refraktori termaju, peranti komunikasi optik, dan bahan tenaga baharu.

Seramik struktur zirkonia

Diperbuat daripada zirkonia komposit sebagai bahan mentah, ia termasuk media pengisaran zirkonia dan bahagian struktur zirkonia. Bahagian struktur zirkonia terutamanya termasuk injap seramik khas zirkonia, penyambung gentian optik, pisau seramik, aksesori jam tangan dan gunting rambut seramik. tablet, porselin tekstil, dsb.

Zirkonium gred nuklear

Ia digunakan terutamanya sebagai bahan struktur untuk kapal pengangkut pesawat berkuasa nuklear, kapal selam nuklear dan reaktor penjanaan kuasa awam, dan sebagai pelapis untuk unsur bahan api uranium. Ia adalah logam strategik yang penting.

Zirkonium gred industri

Zirkonium gred industri digunakan terutamanya dalam pengeluaran asid kimia dan peralatan tahan alkali, industri ketenteraan, industri elektronik, bahan injap saluran paip, bahan aloi kekuatan tinggi dan suhu tinggi khas, dan pengambil dalam vakum elektrik dan industri mentol lampu.

Senjata Api Gred Zirkonium

Digunakan sebagai agen pembakaran zirkonium span untuk senjata api, dan juga sesuai untuk aditif aloi dan penyahoksida metalurgi, industri kimia, bunga api kilat awam, dll.

Pada masa ini, China dan Eropah adalah pasaran pengguna utama untuk zirkonium, dengan permintaan China untuk zirkonium menyumbang setinggi 52%. Kuasa nuklear China telah memasuki tahap pembangunan pesat, mewujudkan permintaan untuk zirkonium gred nuklear. Pada masa yang sama, China adalah pengeluar dan pengeksport utama seramik di dunia, dan zirkonium silikat adalah bahan mentah langsung dan utama industri seramik. Dengan perkembangan pesat industri seramik China dalam beberapa tahun kebelakangan ini, permintaan untuk zirkonium juga telah melonjak.

Zirkonium tidak berbahaya kepada kesihatan manusia. Seramik zirkonia dan pelbagai perhiasan digunakan secara meluas dalam kehidupan seharian. Bagaimanapun, Pentadbiran Negeri bagi Industri dan Perdagangan telah mendedahkan bahawa zirkonium dalam jubin seramik boleh menyebabkan kanser.

Pengumuman berkaitan yang dikeluarkan oleh Pentadbiran Am Penyeliaan Kualiti, Pemeriksaan dan Kuarantin mengumumkan bahawa tiga produk daripada dua jenama gagal memenuhi "had nuklida radioaktif", yang menyebabkan kekecohan besar dalam masyarakat dan menyebabkan tindak balas yang besar dalam masyarakat dan panik. mengenai "teori karsinogen jubin".

Ada kemungkinan unsur radioaktif menyebabkan tumor malignan. Mereka biasanya menyebabkan lesi sel dan membawa kepada kanser darah seperti leukemia, limfoma, dan kanser kulit. Bagi teori bahawa radioaktiviti yang berlebihan dalam jubin seramik menyebabkan tumor malignan, Pengarah Chen dari Jabatan Hematologi Hospital Gabungan Pertama Universiti Perubatan Tradisional Cina Universiti Guangzhou berkata bahawa dalam pengalaman klinikal dan literatur kes domestiknya, beliau tidak pernah menghadapi kes sedemikian dan rekod berkaitan. Walau bagaimanapun, apabila bercakap tentang kehidupan dan kesihatan, adalah lebih baik untuk berhati-hati. Oleh itu, pakar mengesyorkan agar pengguna tidak mengejar keputihan secara membuta tuli apabila membeli jubin seramik.

Penampilan zirkon dan berlian sangat serupa, tetapi harga zirkon dan berlian sangat berbeza. Sesetengah peniaga yang tidak bertanggungjawab menggunakan zirkon untuk dijadikan berlian untuk menipu pengguna dan mengaut keuntungan besar.

Zirkon tidak berwarna dan lutsinar adalah pengganti yang baik untuk berlian selepas pertimbangan yang teliti. Indeks biasan zirkon adalah hampir kepada 2, dan penyebarannya adalah serupa dengan berlian. Oleh itu, dalam penampilan, zirkon juga berkilauan dengan cahaya berwarna, sama seperti berlian. Sebelum kemunculan berlian tiruan, zirkon adalah pengganti terbaik untuk berlian. Pada masa ini, zirkon telah menjadi peneraju dalam batu permata pertengahan hingga rendah, tetapi zirkon lebih murah daripada berlian. Pengguna perlu memahami perbezaan antara zirkon dan berlian.

Ciri-ciri pengenalan utama zirkon termasuk indeks biasan tinggi, kilauan kuat, birefringence tinggi, ketumpatan tinggi, penyebaran tinggi dan ciri spektrum tipikal, dan lain-lain, yang menghasilkan fenomena optik yang sangat istimewa. Apabila diperhatikan dengan kaca pembesar, Apabila zirkon selesai, ia boleh dilihat dari permukaan atasnya bahawa terdapat bayang-bayang berganda yang jelas pada permukaan bawah dan rabung. Kerana berlian adalah "homogen", tidak akan ada fenomena bayangan berganda, jadi zirkon boleh dibezakan daripada berlian sebenar.

Berlian adalah badan homogen, hitam sepenuhnya di bawah polarizer bersilang dan mempunyai kekerasan yang tinggi; manakala zirkon kelihatan empat cerah dan empat gelap di bawah polarizer bersilang. Berlian adalah lipofilik, dan pen mata bola boleh dengan mudah meninggalkan kesan tanpa gangguan pada permukaan berlian. Sudah tentu, kesan ini boleh dihapuskan dengan mudah. Zirkon bukan lipofilik, dan pen mata bola tidak boleh meninggalkan kesan tanpa gangguan pada permukaannya. Jejak kejelasan.

Pada masa ini, antara lebih daripada 40 jenis deposit zirkonium dan hafnium yang ditemui, hanya kira-kira 10 yang mempunyai nilai perlombongan industri, dan hanya dua jenis, zirkon dan baddeleyite, digunakan untuk pengeluaran perindustrian.

Menurut statistik daripada Kajian Geologi Amerika Syarikat (USGS) dalam 2015, rizab zirkonium global ialah 78 juta tan, dan sumber zirkon terbukti melebihi 60 juta tan (dikira sebagai ZrO2). Antaranya, Australia dan Afrika Selatan mempunyai bahagian terbesar rizab zirkonium global, masing-masing menyumbang 65.38% dan 17.95%. Negara lain yang mempunyai rizab zirkonium yang agak banyak termasuk India, Mozambique dan Indonesia. rizab sumber zirkonium negara saya agak terhad, menyumbang hanya 0.6% daripada rizab dunia.

Menurut data yang dikeluarkan oleh Kajian Geologi Amerika Syarikat pada 2015, pengeluaran bijih zirkonium global pada 2014 ialah 1.54 juta tan, penurunan tahun ke tahun sebanyak 30,000 tan. Australia menduduki tempat pertama di dunia dengan pengeluaran 900,000 tan, menyumbang 58.44% daripada jumlah global. Diikuti oleh Afrika Selatan, dengan pengeluaran 170,000 tan, menyumbang 11.03%. Jumlah keluaran kedua-dua negara menyumbang 69.47% daripada jumlah global, yang sukar untuk dipadankan oleh negara lain. China menduduki tempat ketiga dengan pengeluaran 140,000 tan, menyumbang 9.74% daripada jumlah global.

Asal-usul mineral zirkonium tertumpu terutamanya di Australia Selatan, Australia Barat dan New South Wales di Australia, termasuk Lembangan Eucla, Geraldton, Lembangan Murray, dan Lembangan Perth. ) dan Kepulauan Tiwi ialah kawasan perlombongan zirkonium yang lebih aktif di Australia hari ini. Kawasan Deposit Teluk Richards di Afrika Selatan, Florida di Amerika Syarikat, Mozambique di Afrika, dan Indonesia, Vietnam, dan India di Asia semuanya menghasilkan sejumlah zirkonium.

Pengeluar zirkonium penting termasuk Syarikat Iluka Australia, Richards Bay Minerals Afrika Selatan dan Exxaro Resources Ltd Afrika Selatan. China ialah pengguna zirkonium utama.

Kawasan pengeluaran zirkonium China kebanyakannya diedarkan di Wenchang dan Wanning di Hainan dan Zhanjiang di Guangdong. Di China, hanya pekat pasir zirkon dari Wenchang, Hainan mempunyai kualiti terbaik, manakala Wanning dan Zhanjiang terutamanya menghasilkan pasir zirkon biasa.

HG/T 4694-2014 zirkonium oksiklorida ketulenan tinggi industri

HG/T 3786-2014 Industri zirkonium sulfat

HG/T 3785-2014 Industri zirkonium karbonat

JC/T 2247-2014 Bola media pengisar zirkonium silikat

JC/T 817-2014 Kristal zirkonia kubik sintetik gred permata

GB/T 30568-2014 Penempaan aloi zirkonium dan zirkonium

JB/T 9223-2013 Pasir zirkonium dan serbuk untuk tuangan

YS/T 913-2013 Kek dan gelang aloi zirkonium dan zirkonium

HG/T 4545-2013 Kaedah kitar semula sisa pengeluaran zirkonium oksiklorida

YB/T 4075-2013 muncung saiz zirkonium

GB/T 21183-2007 Plat aloi zirkonium dan zirkonium, jalur dan kerajang

GB/T 26563-2011 Zirkonia bercantum

GB/T 26931-2011 Sekerap aloi zirkonium dan zirkonium

GB/T 26283-2010 Paip lancar aloi zirkonium dan zirkonium

GB/T 8767-2010 Jongkong aloi zirkonium dan zirkonium

GB/T 8769-2010 Rod dan wayar aloi zirkonium dan zirkonium

GBZ/T 160.26-2004 Penentuan bahan toksik dalam udara tempat kerja Zirkonium dan sebatiannya

HG/T 2773-2012 Zirkonium dioksida

HG/T 3785-2005 Industri zirkonium karbonat

HG/T 3786-2005 Industri zirkonium sulfat

JC/T 1094-2009 Zirkonium silikat untuk seramik

YS/T 402-1994 Zirkonium dioksida

YS/T 858-2013 Pekat zirkonium

YS/T 887-2013 Dawai kimpalan aloi zirkonium dan zirkonium

Sasaran Zirkonium Ketulenan Tinggi

Batang Zirkonium Tulen