6 saker du behöver veta om zirkonium

Zirkonium är ett metallelement med elementsymbolen Zr. Det är beläget i grupp IV-B i det periodiska systemet för grundämnen. Dess atomnummer är 40, dess densitet är 6,49g/cm³, dess smältpunkt är 1852 grader och dess kokpunkt är 4377 grader. Zirkonium är en silvervit övergångsmetall som ofta kallas en "sällsynt metall" på grund av dess komplexa produktionsprocess och svårighet att utvinna. Faktum är att innehållet av zirkonium i jordskorpan är cirka 0,025%, ranking 19, nästan lika med krom, och mer än vanliga metaller koppar, bly, nickel och zink, men dess fördelning är mycket spridd. Zirkonium bildar lätt en oxidfilm på sin yta i luften, som är blank och liknar stål till utseendet. Zirkonium har korrosionsbeständighet, men är lösligt i fluorvätesyra och aqua regia; vid höga temperaturer kan den reagera med många grundämnen och bilda fasta lösningsföreningar. Korrosionsbeständigheten hos zirkonium är bättre än hos titan och är nära tantal och niob. Med tanke på den goda plasticiteten hos zirkonium bearbetas det ofta till plattor, trådar etc. Zirkonium kan vid upphettning absorbera en stor mängd syre, väte, kväve och andra gaser och kan användas som vätelagringsmaterial. Som en relativt knapp resurs används zirkonium i stor utsträckning i elektronik, keramik, glas, petrokemikalier, byggmaterial, medicin, textilier och dagliga förnödenheter. Australien och Sydafrika är där zirkoniumresurserna är koncentrerade, medan Kina och Europa är de viktigaste konsumentregionerna för zirkonium.

Zirkonium är uppkallat efter zirkon, som har använts som smycke av människor i århundraden. Zirkon nämns också i Bibeln som en av de 12 ädelstenar som bärs av Israels överstepräster.

Zirkon kommer i en mängd vackra färger från orange till rött, och färglös zirkon kommer att visa en bländande briljans efter att ha skurits. Det är av denna anledning som zirkon förväxlades med en mjuk diamant under lång tid.

Upptäckten och utvinningen av zirkonium tillskrivs främst två kemister, den tyske kemisten Martin Heinrich Klaproth och den svenske kemisten Jöns Jacob Berzelius ), dessa två kemister gjorde extraordinära bidrag till upptäckten och reningen av zirkonium.

1789 bevisade den tyske kemisten Martin att zirkon inte var en diamant, vilket klargjorde människors missförstånd om zirkon. Genom att värma zirkon med den reaktiva föreningen natriumhydroxid upptäckte han att de två ämnena reagerade och bildade en oxid. Martin trodde att denna oxid innehöll ett nytt grundämne. Han döpte den nya oxiden till zirkoniumoxid och det nya grundämnet zirkonium.

Martin kunde inte utvinna rent zirkonium eftersom det var kemiskt likt hafnium, som ofta förekommer tillsammans med zirkonium i zirkoniummalmer. Det var inte förrän 35 år senare, 1824, som den svenska kemisten Bechlias för första gången tillverkade rent zirkonium. Vid den tiden arbetade även flera andra kemister med detta arbete, men ingen lyckades. Bacilias lyckades extrahera rent zirkonium genom att värma upp en blandning av kalium och kaliumfluozirkonat i ett järnrör. Renheten hos det svartpulveriserade zirkonium som erhölls i experimentet nådde 93 %. Renheten hos zirkoniumet som producerades av Bechilias rening kunde inte förbättras. Det var inte förrän nästan 100 år senare som högrent zirkonium producerades. Idag utvinns det mesta av zirkonium från zirkon (ZrSiO4) och zirkoniumdioxid (ZrO2). Extraktionsprocessen kallas "Kroll-processen".

Namnet zirkonium kommer från zirkon, som kommer från det persiska ordet för "guld" (zargun). Det sägs att detta namn beror på den iögonfallande färgen på vissa zirkonsmycken. Faktum är att det finns många färger av zirkon. Rött, brunt, grönt och gult är vanligare. Färglös zirkon är också vanligare bland människor.

Sedan urminnes tider har zirkonium använts som en ädelsten på grund av dess rika och färgglada färger, som spelar en dekorativ roll i mänskligt liv. När människors förståelse för zirkonium fortsätter att fördjupas, blir dess tillämpningar mer och mer utbredda. Kanske de flesta människor inte är bekanta med zirkonium, men det har trängt in i alla aspekter av våra liv. Till exempel är zirkonium oumbärligt i olika omgivande byggnader, keramik, knivar, dekorationer etc. som är väsentliga i livet, och även inom militär- och kärnkraftsområdet.

Zirkoniumprodukter är rika på variation och i olika former. Den ursprungliga mineralformen är zirkonsand. Efter behandling med kaustiksoda, vattentvätt etc. kan primärprodukter som zirkoniumsilikat och zirkoniumoxiklorid framställas. Med fortsatt kalcinering, klorering och reduktion kan även sekundära produkter framställas. Zirconia, industriell kvalitet zirkonium svamp och andra produkter; om renings- och separationstekniken når en viss nivå, kan kärnenergiklassad zirkoniumsvamp tillverkas.

Zirkonium har ett brett användningsområde. Det används främst i keramik, eldfasta material och andra områden i form av zirkoniumsilikat och zirkoniumoxid. Endast 3 %-4 % av zirkoniummalmer bearbetas till metalliskt zirkonium (eller zirkoniumsvamp) och bearbetas sedan vidare till olika zirkoniummaterial. Eftersom metalliskt zirkonium har en liten termisk neutronabsorptionstvärsnitt, har metalliskt zirkonium utmärkta nukleära egenskaper. Nukleärt zirkonium använder denna egenskap för att användas som strukturmaterial och uranbränsleelement för kärnkraftsdrivna hangarfartyg, kärnubåtar och civila kraftgenereringsreaktorer. Inkapsling etc. Kärnkraftigt zirkonium kan betraktas som en viktig strategisk metall för landet och är nära relaterad till utvecklingen av kärnkraftsindustrin.

Som en aktiv metall bildar zirkonium en oxidfilm vid rumstemperatur. Denna oxidfilm ger zirkonium och dess legeringar utmärkt korrosionsbeständighet. Samtidigt har zirkonium goda mekaniska och värmeöverföringsegenskaper, tillsammans med betydande kostnadsfördelar, vilket gör det till ett utmärkt korrosionsbeständigt strukturmaterial i dagens petrokemiska industri.

Zirkonium som används i kemisk syra- och alkalibeständig utrustning, militärindustri och elektronikindustri kallas zirkonium av industriell kvalitet. När det gäller enkel bearbetning, teknisk nivå och vetenskapligt och tekniskt innehåll är zirkoniummetall och dess legeringsprodukter i toppen av industrikedjan.

Zirkoniumsilikat

Zirkoniumsilikat är en viktig sort i traditionella zirkoniumprodukter. Produkten använder zirkonsand som råvara och kan framställas efter slipning, kalcinering och pulverisering. Det är ett högkvalitativt och billigt opacifieringsmedel för keramiska glasyrer. Det används främst i färgade glasyrer för byggkeramik, daglig keramik och elektriskt porslin. Produktion, det används också ofta i avancerade eldfasta material, precisionsgjutning, emulgerat glas och andra industrier.

Zirkoniumkarbonat

Det används främst som tillsatser och vattentätningsmedel, flamskyddsmedel, solskyddsmedel och yttillsatser för fibrer och papper i kosmetika. Det kan också användas för att framställa zirkonium-ceriumkomposit katalytiska material. Det är en viktig råvara inom textil-, papperstillverknings-, beläggnings- och kosmetikaindustrin. Under de senaste åren har användningen fortsatt att växa.

Zirkoniumoxiklorid

Det är det huvudsakliga råmaterialet för produktion av andra zirkoniumprodukter som zirkoniumdioxid, zirkoniumkarbonat, zirkoniumsulfat, sammansatt zirkoniumoxid och separation av zirkonium och hafnium för att framställa metallzirkonium och hafnium. Det kan också användas i textilier, läder, gummitillsatser, metallytbehandlingsmedel, färgtorkmedel. Under de senaste åren har mitt lands årliga produktion av eldfasta material, keramik, katalysatorer, brandskyddsmedel och andra produkter överstigit 90,{{1} } ton. Zirkonsand är det huvudsakliga råmaterialet för zirkoniumoxiklorid.

Smält zirkoniumoxid

Kallas sammansmält zirkonium och smält zirkoniumoxid, det används huvudsakligen för att producera glasyrer och eldfasta material. På grund av den höga föroreningshalten i smält zirkonium är dess användningsområden begränsad.

Zirkoniumsulfat

Det är en viktig råvara för lädergarvningsmedel, ullbehandlingsmedel och färgytor som oxiderar. Den kan användas som katalysatorbärare, aminosyror och proteiner, utfällningsmedel och deodoranter. Det är också ett mellanråmaterial för framställning av zirkoniumkemikalier och metall zirkonium och hafnium.

Zirkoniumdioxid

Zirkoniumdioxid helkeramik är en ogiftig, luktfri vit fast substans med tillräcklig stabilitet mot alkalilösningar och många sura lösningar. Den är lämplig för precisionskeramik, elektronisk keramik, optiska linser, glastillsatser, elektrolyserade zirkoniumtegelstenar, keramiska pigment etc. Porslinsemalj, konstgjorda ädelstenar, eldfasta material, slipning och polering och andra industrier och produkter.

Kompositzirkonia

Även känt som semi-stabil och stabil zirkoniumoxid, är det ett giftfritt, luktfritt vitt pulver med stabila kemiska egenskaper och kontrollerbar specifik yta. Det är det grundläggande råmaterialet för tillverkning av olika specialkeramik, avancerade eldfasta material, optiska kommunikationsenheter och nya energimaterial.

Zirconia strukturell keramik

Tillverkad av sammansatt zirkoniumoxid som råmaterial, den inkluderar zirkoniumoxidslipmedia och zirkoniumoxidstrukturdelar. Zirconia strukturella delar inkluderar huvudsakligen zirconia speciella keramiska ventiler, fiberoptiska kontakter, keramiska knivar, klocktillbehör och keramiska hårsaxar. tabletter, textilporslin m.m.

Zirkonium av kärnkraft

Det används främst som konstruktionsmaterial för kärnkraftsdrivna hangarfartyg, kärnubåtar och civila kraftgenereringsreaktorer och som beklädnad för uranbränsleelement. Det är en viktig strategisk metall.

Industriellt zirkonium

Industriellt zirkonium används huvudsakligen vid produktion av kemisk syra- och alkalibeständig utrustning, militärindustri, elektronikindustri, rörledningsventilmaterial, speciella höghållfasta och högtemperaturlegeringar och getters inom den elektriska vakuum- och glödlampsindustrin.

Zirkonium för skjutvapen

Används som förbränningsmedel av zirkoniumsvamp för skjutvapen, och även lämplig för legeringstillsatser och metallurgiska desoxideringsmedel, kemisk industri, civila blixtfyrverkerier, etc.

För närvarande är Kina och Europa de viktigaste konsumentmarknaderna för zirkonium, med Kinas efterfrågan på zirkonium som står för så hög som 52%. Kinas kärnkraft har gått in i ett skede av snabb utveckling, vilket skapar efterfrågan på zirkonium av kärnkraftskvalitet. Samtidigt är Kina en stor tillverkare och exportör av keramik i världen, och zirkoniumsilikat är den direkta och huvudsakliga råvaran i keramikindustrin. Med den snabba utvecklingen av Kinas keramiska industri under de senaste åren har efterfrågan på zirkonium också ökat.

Zirkonium är inte skadligt för människors hälsa. Zirconia keramik och olika smycken används ofta i det dagliga livet. Statsverket för industri och handel har dock avslöjat att zirkonium i keramiska plattor kan orsaka cancer.

Det relevanta tillkännagivandet från General Administration of Quality Supervision, Inspection and Quarantine meddelade att tre produkter av två märken inte klarade "gränsen för radioaktiva nuklider", vilket orsakade en enorm uppståndelse i samhället och orsakade en enorm respons i samhället och panik om "teorin om kakelkarcinogen".

Det är möjligt för radioaktiva ämnen att orsaka maligna tumörer. De inducerar vanligtvis cellskador och leder till blodcancer som leukemi, lymfom och hudcancer. När det gäller teorin att överdriven radioaktivitet i keramiska plattor orsakar maligna tumörer, sa chef Chen för hematologiska avdelningen vid Guangzhou University of Traditional Chinese Medicine First Affiliated Hospital att han i sin kliniska erfarenhet och inhemska falllitteratur inte har stött på sådana fall och relaterade register. Men när det kommer till liv och hälsa är det bättre att vara försiktig. Därför rekommenderar experter att konsumenter inte blint eftersträvar vithet när de köper keramiska plattor.

Utseendet på zirkon och diamant är väldigt likt, men priset på zirkon och diamant är väldigt olika. Vissa skrupelfria handlare använder zirkon för att framstå som diamant för att lura konsumenter och göra enorma vinster.

Färglös och transparent zirkon är ett bra substitut för diamanter efter noggrant övervägande. Brytningsindexet för zirkon är nära 2, och dess spridning liknar den för diamant. Därför glittrar zirkon i utseende också med färgat ljus, ungefär som diamanter. Före tillkomsten av konstgjorda diamanter var zirkon det bästa substitut för diamanter. För närvarande har zirkon blivit ledande inom ädelstenar i mellan-till-låg ände, men zirkon är billigare än diamant. Det är nödvändigt för konsumenterna att förstå skillnaden mellan zirkon och diamant.

De huvudsakliga identifikationsegenskaperna för zirkon inkluderar högt brytningsindex, stark lyster, hög dubbelbrytning, hög densitet, hög spridning och typiska spektrala egenskaper, etc., vilket resulterar i ett mycket speciellt optiskt fenomen. När den observeras med ett förstoringsglas, när zirkonen är färdig, kan det ses från dess övre yta att det finns tydliga dubbla skuggor på bottenytan och åsarna. Eftersom diamanter är "homogena" kommer det aldrig att finnas ett dubbelskuggfenomen, så zirkon kan särskiljas från riktiga diamanter.

Diamant är en homogen kropp, helt svart under korsade polarisatorer och har hög hårdhet; medan zirkon verkar fyra ljusa och fyra mörka under korsade polarisatorer. Diamanter är lipofila och kulspetspennor kan lätt lämna oavbrutna spår på ytan av diamanter. Naturligtvis kan dessa spår lätt torkas bort. Zirkon är inte lipofilt och kulspetspennor kan inte lämna oavbrutna spår på ytan. Spår av klarhet.

För närvarande, bland de mer än 40 sorters zirkonium- och hafniumavlagringar som har upptäckts, är det bara ett tiotal som har industriellt gruvvärde, och endast två typer, zirkon och baddeleyit, används för industriell produktion.

Enligt statistik från United States Geological Survey (USGS) i 2015 är de globala zirkoniumreserverna 78 miljoner ton och bevisade zirkonresurser överstiger 60 miljoner ton (beräknat som ZrO2). Bland dem har Australien och Sydafrika den största andelen av globala zirkoniumreserver och står för 65,38 % respektive 17,95 %. Andra länder med relativt rikliga zirkoniumreserver inkluderar Indien, Moçambique och Indonesien. mitt lands reserver av zirkoniumresurser är relativt knappa och står för endast 0,6 % av världens reserver.

Enligt uppgifter som släpptes av United States Geological Survey 2015, var den globala zirkoniummalmsproduktionen 2014 1,54 miljoner ton, en minskning på 30,000 ton från år till år. Australien rankas först i världen med en produktion på 900,000 ton, vilket motsvarar 58,44 % av den globala totalen. Följt av Sydafrika, med en produktion på 170,000 ton, vilket motsvarar 11,03 %. Den totala produktionen för de två länderna står för 69,47 % av den globala totalen, vilket är svårt för andra länder att matcha. Kina ligger på tredje plats med en produktion på 140,000 ton, vilket motsvarar 9,74 % av den globala totalen.

Ursprunget av zirkoniummineral är huvudsakligen koncentrerat till South Australia, Western Australia och New South Wales i Australien, inklusive Eucla Basin, Geraldton, Murray Basin och Perth Basin. ) och Tiwiöarna är de mer aktiva områdena för zirkoniumbrytning i Australien idag. Richards Bay Deposit-regionen i Sydafrika, Florida i USA, Moçambique i Afrika och Indonesien, Vietnam och Indien i Asien producerar alla en viss mängd zirkonium.

Viktiga zirkoniumproducenter inkluderar Australiens Iluka Company, Sydafrikas Richards Bay Minerals och Sydafrikas Exxaro Resources Ltd. Kina är den största zirkoniumkonsumenten.

Kinas produktionsområden för zirkonium distribueras huvudsakligen i Wenchang och Wanning i Hainan och Zhanjiang i Guangdong. I Kina är det bara zirkonsandkoncentratet från Wenchang, Hainan som har den bästa kvaliteten, medan Wanning och Zhanjiang främst producerar vanlig zirkonsand.

HG/T 4694-2014 Industriell högrent zirkoniumoxiklorid

HG/T 3786-2014 Industriellt zirkoniumsulfat

HG/T 3785-2014 Industriellt zirkoniumkarbonat

JC/T 2247-2014 slipmediakulor av zirkoniumsilikat

JC/T 817-2014 syntetisk cubic zirconia kristall av ädelstenskvalitet

GB/T 30568-2014 Smide av zirkonium och zirkoniumlegeringar

JB/T 9223-2013 Zirkoniumsand och pulver för gjutning

YS/T 913-2013 Kakor och ringar av zirkonium och zirkoniumlegeringar

HG/T 4545-2013 Metod för återvinning av avfall för produktion av zirkoniumoxiklorid

YB/T 4075-2013 munstycke för dimensionering av zirkonium

GB/T 21183-2007 Plattor, remsor och folier av zirkonium och zirkoniumlegeringar

GB/T 26563-2011 smält zirkoniumoxid

GB/T 26931-2011 Schrot av zirkonium och zirkoniumlegeringar

GB/T 26283-2010 Sömlösa rör av zirkonium och zirkoniumlegering

GB/T 8767-2010 Tackor av zirkonium och zirkoniumlegeringar

GB/T 8769-2010 Stavar och trådar av zirkonium och zirkoniumlegeringar

GBZ/T 160.26-2004 Bestämning av giftiga ämnen i arbetsplatsluften Zirkonium och dess föreningar

HG/T 2773-2012 Zirkoniumdioxid

HG/T 3785-2005 Industriellt zirkoniumkarbonat

HG/T 3786-2005 Industriellt zirkoniumsulfat

JC/T 1094-2009 Zirkoniumsilikat för keramik

YS/T 402-1994 Zirkoniumdioxid

YS/T 858-2013 Zirkoniumkoncentrat

YS/T 887-2013 Svetstråd av zirkonium och zirkoniumlegering

Zirkoniummål med hög renhet

Ren zirkoniumstav