ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड: गुण और अनुप्रयोग। तेल और गैस का बड़ा विश्वकोश

बोरान युक्त जिरकोनियम और इसके मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है। चूँकि धात्विक ज़िरकोनियम और उसके मिश्र धातुओं में बोरॉन के निर्धारण के लिए कोई रासायनिक विधियाँ साहित्य में वर्णित नहीं की गई हैं, इस कार्य का उद्देश्य धातु ज़िरकोनियम और इसकी मिश्र धातुओं में बोरॉन सामग्री को निर्धारित करने के लिए एक सरल रासायनिक विधि विकसित करना था, विशेष रूप से, नाइओबियम की कम सामग्री के साथ मिश्र धातु।
ज़िरकोनियम के उत्पादन में, टाइटेनियम के उत्पादन के विपरीत, आयोडाइड विधि का औद्योगिक महत्व है।
जिरकोनियम उत्पादन, कार्बनिक संश्लेषण उत्प्रेरक के उत्सर्जन में निहित है।
हेफ़नियम केवल रिएक्टर ग्रेड ज़िरकोनियम उत्पादन के उप-उत्पाद के रूप में प्राप्त किया जाता है। इसका मुख्य अनुप्रयोग परमाणु रिएक्टरों में नियंत्रण छड़ का निर्माण है। कुल खपत वर्तमान में उत्पादन के 75% से अधिक नहीं है। हालांकि, आवेदन के नए क्षेत्रों का अध्ययन: उच्च तापमान मिश्र धातुओं, फिलामेंट्स, गेटर्स, फ्लैश लैंप के लिए पाउडर, डेटोनेटर का निर्माण - धातु की मांग में काफी वृद्धि कर सकता है। ज़िरकोनियम से हेफ़नियम को अलग करना एक महंगी प्रक्रिया है, और आमतौर पर पृथक्करण की लागत दोनों धातुओं की लागत के बीच समान रूप से विभाजित होती है।
ज़िरकोनियम के उत्पादन के लिए प्लाज्मा-फ्लोराइड और निष्कर्षण-फ्लोराइड प्रौद्योगिकियों के उत्पादों के गुणों में कोई पूर्ण सादृश्य नहीं है, क्योंकि निष्कर्षण-फ्लोराइड तकनीक में ज़िरकोनियम और हेफ़नियम को निष्कर्षण का उपयोग करके हाइड्रोकेमिकल चरण में अलग किया जाता है। तालिका में इंगित अशुद्धियों से जिरकोनियम के उच्च बनाने की क्रिया शुद्धिकरण में जिरकोन के प्रसंस्करण के लिए प्लाज्मा-फ्लोराइड तकनीक का उपयोग करने के मामले में। 3.4, हेफ़नियम मुख्य रूप से ज़िरकोनियम का अनुसरण करता है।
जिरकोनियम और हेफ़नियम को पिघलने के इलेक्ट्रोलिसिस द्वारा अलग करने की विधि ज़िरकोनियम के उत्पादन के लिए रुचि रखती है, क्योंकि एक साथ धातु ज़िरकोनियम के उत्पादन के साथ, इसे हेफ़नियम से शुद्ध किया जाता है।
हेफ़नियम के उत्पादन के लिए कच्चा माल ज़िरकोनियम सांद्र या ज़िरकोनियम उत्पादन के उत्पाद और अर्ध-उत्पाद हैं।
अल्बानी में संयंत्र में क्रोल विधि द्वारा जिरकोनियम प्राप्त करने की योजना। इन सभी कठिनाइयों के लिए ज़िरकोनियम और हेफ़नियम के उत्पादन में उपयोग किए जाने वाले अभिकर्मकों, विशेष रूप से ऑक्सीजन, पानी और नाइट्रोजन से पूरी तरह से शुद्धिकरण की आवश्यकता होती है, और इन धातुओं को प्राप्त करने के लिए उपयोग किए जा सकने वाले तरीकों की पसंद को सीमित करता है।
प्राप्त करने के लिए उपकरण। ज़िरकोनियम के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली समान विधियों द्वारा धात्विक हेफ़नियम प्राप्त किया जा सकता है। हेफ़नियम टेट्राक्लोराइड को हाइड्रोजन वातावरण में आसवन द्वारा शुद्ध किया जाता है और फिर मैग्नीशियम के साथ कम किया जाता है। ज़िरकोनियम स्पंज की सफाई के लिए प्रतिष्ठानों में हेफ़नियम स्पंज से मैग्नीशियम क्लोराइड हटा दिया जाता है, क्योंकि इस ऑपरेशन के दौरान ज़िरकोनियम के साथ हेफ़नियम के दूषित होने का कोई गंभीर खतरा नहीं है, या इसके विपरीत। स्पंजी हेफ़नियम को एक चाप में पिघलाया जाता है और तांबे के सांचों में डाला जाता है।
धात्विक हेफ़नियम उन्हीं विधियों द्वारा प्राप्त किया जाता है जिनका उपयोग ज़िरकोनियम के उत्पादन में किया जाता है: क्रॉल विधि, सोडियम को कम करने वाले एजेंट के रूप में संशोधित क्रॉल विधि और डी बोअर विधि, या आयोडाइड प्रक्रिया।
नरम, निंदनीय हेफ़नियम के उत्पादन के लिए आयोडाइड प्रक्रिया ज़िरकोनियम के उत्पादन में उपयोग की जाने वाली प्रक्रिया के समान है, इसलिए, जिस उपकरण से आयोडाइड हेफ़नियम प्राप्त किया जाता है, वह लगभग वैसा ही होता है जैसा कि ज़िरकोनियम प्राप्त करने के मामले में होता है। आंकड़ों के अनुसार, टेट्राआयोडाइड से हेफ़नियम की वर्षा का तापमान 1600 C, और ज़िरकोनियम का - 1400 C है।
टाइटेनियम पर लागू क्रोल प्रक्रिया का गहन अध्ययन ज़िरकोनियम उत्पादन की तकनीकी योजना में कुछ बदलाव करना संभव बना सकता है; विशेष रूप से, यह उपकरण के सरलीकरण, संचालन की संख्या में कमी और इकाइयों के आकार में वृद्धि की चिंता करता है।
शुद्ध नाइओबियम और टैंटलम पाउडर प्राप्त करने के लिए, तरल मैग्नीशियम के साथ गैसीय क्लोराइड की कमी को उसी तरह से करना बेहतर होता है जैसे कि जिरकोनियम के उत्पादन में।

1945 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में केवल 0 07 किलोग्राम जिरकोनियम का उत्पादन किया गया था, हालांकि, 1948 के बाद से, परमाणु रिएक्टरों के निर्माण के संबंध में, जिरकोनियम का उत्पादन तेजी से बढ़ा और कुछ वर्षों के बाद कई दसियों टन तक पहुंच गया।
संयुक्त राज्य अमेरिका, भारत, ब्राजील, ऑस्ट्रेलिया और कई अफ्रीकी देशों में विदेशी प्रेस के अनुसार, ज़िरकोनियम अयस्कों के भंडार, जो प्रकृति में बहुत अधिक व्यापक हैं, उदाहरण के लिए, बेरिलियम, उपलब्ध हैं। 1947 से 1958 तक संयुक्त राज्य अमेरिका में जिरकोनियम का उत्पादन 3 हजार गुना बढ़ा।
अपने उच्च एंटीकोर्सिव गुणों के कारण, जिरकोनियम का उपयोग रासायनिक उपकरणों, चिकित्सा उपकरणों और प्रौद्योगिकी के अन्य क्षेत्रों के लिए भागों के निर्माण के लिए किया जा सकता है। हालांकि, यह संभावना नहीं है कि ज़िरकोनियम का उत्पादन इतनी जल्दी वर्तमान स्तर तक पहुंच गया होगा यदि उसके पास एक और विशिष्ट संपत्ति नहीं है - थर्मल न्यूट्रॉन के अवशोषण के लिए एक छोटा क्रॉस सेक्शन।
क्रोल विधि द्वारा हेफ़नियम के उत्पादन के लिए उपयोग की जाने वाली तकनीक और उपकरण अनिवार्य रूप से धातु ज़िरकोनियम के उत्पादन के समान ही हैं। जिरकोनियम के उत्पादन के लिए तकनीकी प्रक्रिया की तुलना में संशोधन व्यक्तिगत उपकरणों के प्रतिस्थापन या परिवर्तन, तकनीकी संचालन और कच्चे माल के ग्रेड द्वारा निर्धारित किए जाते हैं। यहां वायुमंडलीय नमी के लिए हेफ़नियम टेट्राक्लोराइड की अधिक संवेदनशीलता, हेफ़नील क्लोराइड की अधिक स्थिरता, और ताजा प्राप्त धातु स्पंज की कुछ हद तक अधिक पायरोफोरिक सामग्री को ध्यान में रखना चाहिए।
चूंकि रिएक्टर जिरकोनियम के उत्पादन के दौरान पारित होने में हेफ़नियम की वसूली की जाती है, इसका उत्पादन बाद वाले की रिहाई के लिए आनुपातिक है, और प्रति 50 किलो ज़िरकोनियम; लगभग 1 किलो हेफ़नियम प्राप्त होता है। इस गणना का उपयोग करते हुए, मैं जिरकोनियम के उत्पादन पर जानकारी के स्क्रैप को अलग करता हूं। 1975 में प्रकाशित यूएस माइनिंग ब्यूरो के पूर्वानुमान के अनुसार, XX - - XXI सदियों के मोड़ पर हेफ़नियम में इस देश की आवश्यकता है।
अशुद्धियों पर जिरकोनियम की वर्णक्रमीय रेखाएं इस तथ्य से काफी हद तक बाधित होती हैं कि जिरकोनियम के मल्टी-लाइन स्पेक्ट्रम की पृष्ठभूमि के खिलाफ कम अशुद्धता सांद्रता के स्पेक्ट्रा में कमजोर रेखाओं को भेद करना मुश्किल है। यह विधि धातु ज़िरकोनियम में फ्लोरीन की कम सांद्रता को निर्धारित करना भी संभव बनाती है, जो इलेक्ट्रोलाइटिक ज़िरकोनियम के उत्पादन को नियंत्रित करने में बहुत महत्वपूर्ण है।
चूंकि रिएक्टर ज़िरकोनियम के उत्पादन के दौरान हेफ़नियम को समवर्ती रूप से पुनर्प्राप्त किया जाता है, इसलिए इसका उत्पादन बाद के उत्पादन के अनुपात में बढ़ता है, और लगभग 1 किलोग्राम हेफ़नियम प्रति 50 किलोग्राम ज़िरकोनियम प्राप्त होता है। वर्तमान दशक (1970 - 1980) में, परमाणु ऊर्जा संयंत्रों की विश्व क्षमता क्रमशः 5 - 8 गुना बढ़ जाएगी, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम का उत्पादन बढ़ेगा। आखिरकार, प्रत्येक मेगावाट परमाणु ऊर्जा को पाइप और अन्य भागों के निर्माण के लिए 45 से 79 किलोग्राम जिरकोनियम की आवश्यकता होती है। इसके अलावा, ऑपरेटिंग रिएक्टरों में जिरकोनियम पाइप के 25-35% को सालाना बदलने की जरूरत है। नतीजतन, लगभग 70 के दशक के मध्य में इन उद्देश्यों के लिए लगभग उसी मात्रा में जिरकोनियम की खपत की जाएगी, जैसा कि नए रिएक्टरों के लिए है।
फ्लोराइड्स अल, सीए, क्यू, फे, एमजी से जिरकोनियम टेट्राफ्लोराइड के शुद्धिकरण की फ्लोराइड-उच्च बनाने की क्रिया तकनीक को यूएसएसआर में 80 के दशक में प्रिडनेप्रोवस्क रासायनिक संयंत्र में निष्कर्षण-फ्लोराइड प्रौद्योगिकी के विकास और विकास के दौरान अच्छी तरह से महारत हासिल थी। परमाणु-शुद्ध जिरकोनियम।
Ca, Cu, Fe, Mg, Th) ज़िरकोनियम के उच्च बनाने की क्रिया शुद्धिकरण द्वारा प्राप्त फ्लोराइड संरचना के रूप में है। जिरकोनियम और सिलिकॉन के बड़े पैमाने पर प्लाज्मा उत्पादन के साथ, इस कचरे का संचित द्रव्यमान समय के साथ महत्वपूर्ण हो सकता है; उनके प्रसंस्करण के लिए, इन घटकों को फैलाने वाले ऑक्साइड या धातुओं के रूप में निकालने के लिए प्लाज्मा और आवृत्ति प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जा सकता है (देखें Ch.
1 टन जिक्रोन को संसाधित करते समय और फ्लोराइड के रूप में उसमें से जिरकोनियम और सिलिकॉन निकालने पर, 4 6 किलो A1 कचरे में रहता है; 0 1 किलो सीए; 0 4 किलो सी; 1 3 किलो फे; 1 1 किलो मिलीग्राम; 0 3 - 0 4 किलो गु; 0 3 - 0 4 किग्रा यू; 0 3 किलो तिवारी; वे। 8 6 किग्रा धातु, जिनमें से मुख्य भाग (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) जिरकोनियम के उच्च बनाने की क्रिया शुद्धिकरण द्वारा प्राप्त फ्लोराइड संरचना के रूप में है। जिरकोनियम और सिलिकॉन के बड़े पैमाने पर प्लाज्मा उत्पादन के साथ, इस कचरे का संचित द्रव्यमान समय के साथ महत्वपूर्ण हो सकता है; उनके प्रसंस्करण के लिए, इन घटकों को फैलाने वाले ऑक्साइड या धातुओं के रूप में निकालने के लिए प्लाज्मा और आवृत्ति प्रौद्योगिकियों का उपयोग किया जा सकता है (देखें Ch.
1945 में, संयुक्त राज्य अमेरिका में केवल 0 07 किलोग्राम जिरकोनियम का उत्पादन किया गया था, हालांकि, 1948 के बाद से, परमाणु रिएक्टरों के निर्माण के संबंध में, जिरकोनियम का उत्पादन तेजी से बढ़ा और कुछ वर्षों के बाद कई दसियों टन तक पहुंच गया। नतीजतन, जिरकोनियम के उत्पादन की तकनीक, जो कुछ साल पहले दुर्लभ थी, अब दशकों से ज्ञात और उपयोग की जाने वाली कई अन्य धातुओं के उत्पादन की तकनीक से अधिक उन्नत है।
हीटिंग सिद्धांत के अनुसार, वैक्यूम चाप भट्टियों को प्रत्यक्ष चाप भट्टियों के रूप में वर्गीकृत किया जाता है। वैक्यूम आर्क फर्नेस नए प्रकार के इलेक्ट्रोथर्मल उपकरणों में से एक है। उनकी उपस्थिति ज़िरकोनियम, टाइटेनियम, मोलिब्डेनम और कुछ अन्य अपवर्तक और रासायनिक रूप से सक्रिय सामग्री के उत्पादन में वृद्धि के कारण होती है।
लेकिन इस मामले में भी, हेफ़नियम तत्व से प्रारंभिक रासायनिक शुद्धि (धारा 15.5 देखें) के बिना इसका उपयोग नहीं किया जा सकता है, जो हमेशा प्रकृति में इसके साथ होता है, और इसमें ज़िरकोनियम के समान रासायनिक गुण होते हैं। रिएक्टर ग्रेड जिरकोनियम उत्पादन में बरामद हैफनियम, रिएक्टर नियंत्रण छड़ बनाने के लिए एक उत्कृष्ट सामग्री है।
हेफ़नियम डी.आई. मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त सारणी के IV समूह में है और टाइटेनियम उपसमूह में शामिल है। यह बिखरे हुए तत्वों से संबंधित है जिनके अपने खनिज नहीं हैं; प्रकृति में यह जिरकोनियम के साथ है। यह वर्तमान में जिरकोनियम के उत्पादन में उप-उत्पाद के रूप में उत्पादित किया जाता है। रासायनिक और भौतिक गुणों के संदर्भ में, हेफ़नियम ज़िरकोनियम के करीब है, लेकिन परमाणु गुणों में बाद वाले से काफी भिन्न है।
रासायनिक उद्योग में, सल्फ्यूरिक एसिड और अम्लीय मीडिया के साथ काम करते समय उपयोग किए जाने वाले ग्लास-लाइन वाले जहाजों की गर्म मरम्मत (ईंधन भरने) के लिए गैसकेट और बोल्ट के रूप में मोलिब्डेनम का उपयोग किया जाता है जिसमें हाइड्रोजन का विकास होता है। सल्फ्यूरिक एसिड में काम करने वाले उत्पादों में, मोलिब्डेनम थर्मोकपल्स और वाल्व का भी उपयोग किया जाता है, और मोलिब्डेनम मिश्र धातु 170 सी से अधिक तापमान पर हाइड्रोक्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड से युक्त प्रतिक्रियाओं द्वारा आई-ब्यूटाइल क्लोराइड के उत्पादन के लिए डिज़ाइन किए गए प्रतिष्ठानों में रिएक्टरों के अस्तर के रूप में काम करते हैं। मोलिब्डेनम का उपयोग तरल चरण हाइड्रोक्लोरिनेशन, ज़िरकोनियम उत्पादन और अल्ट्राप्योर थोरियम में भी किया जाता है।

नई विद्युत तकनीकों का उपयोग करके पायलट और औद्योगिक प्रतिष्ठान बनाने वाले उद्यम विदेशों में बने हुए हैं। उदाहरण के लिए, उल्बा मेटलर्जिकल प्लांट (कजाखस्तान) में, ऑक्साइड परमाणु ईंधन और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के निर्माण के लिए आइसोटोप U-235 से यूरेनियम ऑक्साइड में समृद्ध यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के प्लाज्मा रूपांतरण के लिए एक औद्योगिक स्थापना बनी हुई है; नीपर केमिकल प्लांट (यूक्रेन) में - कोल्ड क्रूसिबल तकनीक का उपयोग करके फ्लोराइड कच्चे माल से जिरकोनियम और हेफ़नियम के उत्पादन के लिए औद्योगिक उपकरण; स्थिर आइसोटोप (जॉर्जिया) के अनुसंधान संस्थान में - प्रत्यक्ष प्रेरण हीटिंग द्वारा आइसोटोपिक रूप से समृद्ध (आइसोटोप बी -10 में) बोरॉन कार्बाइड के उत्पादन के लिए एक पायलट उच्च आवृत्ति स्थापना; बेलारूस में एनपीओ पाउडर धातुकर्म में उसी प्रकार की एक उच्च आवृत्ति स्थापना बनी रही। रूसी संघ में बने उद्यमों में स्थिति सबसे अच्छे तरीके से नहीं है।
नई विद्युत तकनीकों का उपयोग करके पायलट और औद्योगिक प्रतिष्ठान बनाने वाले उद्यम विदेशों में बने हुए हैं। उदाहरण के लिए, उल्बा मेटलर्जिकल प्लांट (कजाखस्तान) में, ऑक्साइड परमाणु ईंधन और हाइड्रोफ्लोरिक एसिड के निर्माण के लिए आइसोटोप U-235 से यूरेनियम ऑक्साइड में समृद्ध यूरेनियम हेक्साफ्लोराइड के प्लाज्मा रूपांतरण के लिए एक औद्योगिक स्थापना बनी हुई है; नीपर केमिकल प्लांट (यूक्रेन) में - कोल्ड क्रूसिबल तकनीक का उपयोग करके फ्लोराइड कच्चे माल से जिरकोनियम और हेफ़नियम के उत्पादन के लिए औद्योगिक उपकरण; स्थिर आइसोटोप (जॉर्जिया) के अनुसंधान संस्थान में - प्रत्यक्ष प्रेरण हीटिंग द्वारा आइसोटोपिक रूप से समृद्ध (आइसोटोप बी -10 में) बोरॉन कार्बाइड के उत्पादन के लिए एक पायलट उच्च आवृत्ति स्थापना; बेलारूस में एनपीओ पाउडर धातुकर्म में उसी प्रकार की एक उच्च आवृत्ति स्थापना बनी रही। रूसी संघ में बने उद्यमों में स्थिति सबसे अच्छे तरीके से नहीं है।
बिखरी हुई दुर्लभ धातुओं को पृथ्वी की पपड़ी में उनके बिखरने के आधार पर संयोजित किया जाता है। बिखरे हुए तत्व आमतौर पर अन्य खनिजों की जाली में एक आइसोमॉर्फिक अशुद्धता के रूप में पाए जाते हैं और धातुकर्म कचरे से रास्ते में निकाले जाते हैं। गा - एल्यूमीनियम उत्पादन के कचरे से, में - जस्ता और सीसा उत्पादन से कचरे से, टी 1 - विभिन्न सल्फाइड सांद्रता के भूनने की धूल से, जीई - जस्ता और तांबे के उत्पादन से कचरे से, साथ ही साथ कोयला प्रसंस्करण से अपशिष्ट, रे - से मोलिब्डेनम उत्पादन के मध्यवर्ती उत्पाद, डब्ल्यू जिरकोनियम के उत्पादन में रास्ते में निकाले गए। बिखरे हुए तत्व Se और Te, जो विभिन्न प्राकृतिक सल्फाइड में अशुद्धियों के रूप में पाए जाते हैं, या तो सल्फ्यूरिक एसिड उत्पादन अपशिष्ट या धातुकर्म प्रक्रियाओं से प्राप्त होते हैं।
जिरकोनियम के कच्चे माल के आधार में दो समृद्ध खनिज शामिल हैं - जिरकोन और बैडलेइट, जिसमें क्रमशः 45 6% और 69 1% जिरकोनियम शामिल हैं। इन खनिजों में, ज़िरकोनियम के साथ हेफ़नियम होता है, एक धातु जिसमें उच्च तापीय न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन होता है। इसलिए, जिरकोनियम के निष्कर्षण और शोधन के लिए कोई भी तकनीक हेफ़नियम से इसकी शुद्धि के लिए प्रदान करती है। 1980 के दशक की शुरुआत में, यूएसएसआर में जिरकोनियम के उत्पादन के लिए एक नई तकनीक बनाई गई थी, जिसमें सोडियम कार्बोनेट के साथ सिंटरिंग जिरकोन, बाद में सोडियम सिलिकेट की लीचिंग, नाइट्रिक एसिड में जिरकोनियम को घोलना, हेफनियम से निष्कर्षण और शोधन शामिल है। फिर ज़िरकोनियम को फिर से निकाला जाता है और तकनीकी चक्र को ज़िरकोनियम टेट्राफ्लोराइड के उत्पादन में लाया जाता है, जिससे थर्मल थर्मल पिघलने के दौरान ज़िरकोनियम कम हो जाता है। प्राप्त जिरकोनियम को ईंधन की छड़ के लिए पाइप के निर्माण के लिए मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए भेजा जाता है।
जिरकोनियम के कच्चे माल के आधार में दो समृद्ध खनिज शामिल हैं - जिरकोन और बैडलेइट, जिसमें क्रमशः 45 6% और 69 1% जिरकोनियम शामिल हैं। इन खनिजों में, ज़िरकोनियम के साथ हेफ़नियम होता है, एक धातु जिसमें उच्च तापीय न्यूट्रॉन अवशोषण क्रॉस सेक्शन होता है। इसलिए, जिरकोनियम के निष्कर्षण और शोधन के लिए कोई भी तकनीक हेफ़नियम से इसकी शुद्धि के लिए प्रदान करती है। 1980 के दशक की शुरुआत में, यूएसएसआर में जिरकोनियम के उत्पादन के लिए एक नई तकनीक बनाई गई थी, जिसमें सोडियम कार्बोनेट के साथ जिरकोन सिंटरिंग, बाद में सोडियम सिलिकेट की लीचिंग, नाइट्रिक एसिड में जिरकोनियम को घोलना, हेफनियम से निष्कर्षण और शोधन शामिल है; फिर ज़िरकोनियम को फिर से निकाला जाता है और तकनीकी चक्र को ज़िरकोनियम टेट्राफ्लोराइड के उत्पादन में लाया जाता है, जिससे थर्मल थर्मल पिघलने के दौरान ज़िरकोनियम कम हो जाता है। बाद की तकनीक में इलेक्ट्रॉन बीम शोधन शामिल है। प्राप्त जिरकोनियम को ईंधन की छड़ के लिए पाइप के निर्माण के लिए मिश्र धातुओं के उत्पादन के लिए भेजा जाता है।
ज़िरकोनियम, इलेक्ट्रॉन शेल की संरचना के अनुसार और, परिणामस्वरूप, डी.आई. मेंडेलीव के तत्वों की आवर्त सारणी में इसका स्थान भौतिक और रासायनिक संबंध में टाइटेनियम का एक एनालॉग है। ज़िरकोनियम धातु के लिए, यह भौतिक, यांत्रिक, तकनीकी, संक्षारक गुणों और गठित मिश्र धातुओं की प्रकृति के संबंध में इसके टाइटेनियम की समानता में व्यक्त किया जाता है। इसलिए, पिछले 15-20 वर्षों में, ज़िरकोनियम का व्यापक आत्मसात किया गया है: उच्च शुद्धता वाले ज़िरकोनियम के उत्पादन को प्राप्त करने और लागू करने के तरीकों का विकास, इसके गुणों और मिश्र धातुओं का विस्तृत अध्ययन।
ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी के लिए, चार्ज UsOg xCj के प्रत्यक्ष आवृत्ति प्रेरण हीटिंग के आधार पर, कोल्ड क्रूसिबल की तकनीक और तकनीक का उपयोग करना संभव है, जिसमें अपनी या प्रेरित चालकता का उपयोग किया जाता है। उच्च आवृत्ति कोल्ड क्रूसिबल तकनीक वर्तमान में ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक (कार्बाइड, नाइट्राइड और विभिन्न सिरेमिक रचनाओं के संश्लेषण के लिए विकसित की गई है; अध्याय 7, 8 और 14 देखें ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक सामग्री के संश्लेषण के लिए प्रेरण प्रतिष्ठानों और धातुकर्म भट्टियों के आरेख दिखाएं। , कोल्ड क्रूसिबल तकनीक का उपयोग करके असतत और निरंतर-अनुक्रमिक मोड में धातुओं को पिघलाने और परिष्कृत करने के लिए। इस तकनीक और विकसित तकनीक का उपयोग, सिद्धांत रूप में, ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी की बड़े पैमाने पर तकनीक में किया जा सकता है, हालांकि, यह है तकनीकी और हार्डवेयर समस्याओं को हल करने के लिए अनुसंधान और विकास करना आवश्यक है। 70 और 80 के दशक में किए गए, अब प्लाज्मा और आवृत्ति उपकरणों का शस्त्रागार अधिक समृद्ध हो गया है। i, हेफ़नियम, स्कैंडियम सहित दुर्लभ और दुर्लभ पृथ्वी धातु; धातु-ढांकता हुआ रिएक्टर दिखाई दिए, रेडियो-आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के लिए पारदर्शी, ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक के उच्च तापमान संश्लेषण के लिए, ऑक्साइड सिरेमिक पिघलने के लिए, और यहां तक ​​​​कि रेडियोधर्मी कचरे के कांचीकरण के लिए भी उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, रासायनिक-तकनीकी और धातुकर्म समस्याओं को हल करने के लिए संयुक्त प्लाज्मा-आवृत्ति उपकरण बनाने के लिए अनुसंधान और विकास कार्य किया गया था; कुछ धातुकर्म अनुप्रयोगों के लिए, मेगावाट उपकरण पहले ही बनाए जा चुके हैं और व्यावहारिक अनुप्रयोग पाए गए हैं। इस अनुसंधान एवं विकास के परिणाम बाद के अध्यायों में प्रस्तुत किए जाएंगे; यह बहुत संभावना है कि इस तरह के उपकरणों का उपयोग औद्योगिक उत्पादन में ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी की तकनीक को पेश करने के लिए भी किया जाएगा।
ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी के लिए, चार्ज UsOg xC के प्रत्यक्ष आवृत्ति प्रेरण हीटिंग के आधार पर, कोल्ड क्रूसिबल की तकनीक और तकनीक का उपयोग करना संभव है, जिसमें इसकी अपनी या प्रेरित चालकता का उपयोग किया जाता है। उच्च आवृत्ति कोल्ड क्रूसिबल तकनीक वर्तमान में ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक (कार्बाइड, नाइट्राइड और विभिन्न सिरेमिक रचनाओं के संश्लेषण के लिए विकसित की गई है; अध्याय 7, 8 और 14 देखें ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक सामग्री के संश्लेषण के लिए प्रेरण प्रतिष्ठानों और धातुकर्म भट्टियों के आरेख दिखाएं। , कोल्ड क्रूसिबल तकनीक का उपयोग करके असतत और निरंतर-अनुक्रमिक मोड में धातुओं को पिघलाने और परिष्कृत करने के लिए। इस तकनीक और विकसित तकनीक का उपयोग, सिद्धांत रूप में, ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी की बड़े पैमाने पर तकनीक में किया जा सकता है, हालांकि, यह है तकनीकी और हार्डवेयर समस्याओं को हल करने के लिए अनुसंधान और विकास करना आवश्यक है। 70 और 80 के दशक में किए गए, अब प्लाज्मा और आवृत्ति उपकरणों का शस्त्रागार अधिक समृद्ध हो गया है। i, हेफ़नियम, स्कैंडियम सहित दुर्लभ और दुर्लभ पृथ्वी धातु; धातु-ढांकता हुआ रिएक्टर दिखाई दिए, रेडियो-आवृत्ति रेंज में विद्युत चुम्बकीय विकिरण के लिए पारदर्शी, ऑक्सीजन मुक्त सिरेमिक के उच्च तापमान संश्लेषण के लिए, ऑक्साइड सिरेमिक पिघलने के लिए, और यहां तक ​​​​कि रेडियोधर्मी कचरे के कांचीकरण के लिए भी उपयोग किया जाता है। इसके अलावा, रासायनिक-तकनीकी और धातुकर्म समस्याओं को हल करने के लिए संयुक्त प्लाज्मा-आवृत्ति उपकरण बनाने के लिए अनुसंधान और विकास कार्य किया गया था; कुछ धातुकर्म अनुप्रयोगों के लिए, मेगावाट उपकरण पहले ही बनाए जा चुके हैं और व्यावहारिक अनुप्रयोग पाए गए हैं। इस अनुसंधान एवं विकास के परिणाम बाद के अध्यायों में प्रस्तुत किए जाएंगे; यह बहुत संभावना है कि इस तरह के उपकरणों का उपयोग औद्योगिक उत्पादन में ऑक्साइड कच्चे माल से यूरेनियम की कार्बोथर्मल कमी की तकनीक को पेश करने के लिए भी किया जाएगा।

ज़िरकोनियम ऑक्साइड - ZrO2 (ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड), रंगहीन क्रिस्टल, mp 2900 ° C।

ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड एम्फ़ोटेरिक गुणों को प्रदर्शित करता है, अधिकांश एसिड और क्षार के पानी और जलीय घोल में अघुलनशील होता है, लेकिन यह हाइड्रोफ्लोरिक और केंद्रित सल्फ्यूरिक एसिड, क्षार पिघल और चश्मे में घुल जाता है।

• ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड तीन क्रिस्टलीय रूपों में मौजूद है:
• स्थिर मोनोक्लिनिक, स्वाभाविक रूप से खनिज बैडलाइट के रूप में होता है। मेटास्टेबल मध्यम-तापमान टेट्रागोनल, जो कई ज़िरकोनियम सिरेमिक में मौजूद है। मोनोक्लिनिक चरण में ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड के टेट्रागोनल चरण का संक्रमण मात्रा में वृद्धि के साथ होता है, जिससे इस तरह के सिरेमिक की ताकत बढ़ जाती है: बढ़ते माइक्रोक्रैक की नोक पर यांत्रिक तनाव एक मोनोक्लिनिक के लिए टेट्रागोनल संशोधन के चरण संक्रमण की शुरुआत करते हैं। , और, परिणामस्वरूप, स्थानीय मात्रा में वृद्धि होती है और, तदनुसार, दबाव, जो माइक्रोक्रैक को स्थिर करता है, उसकी ऊंचाई को धीमा कर देता है।
• अस्थिर उच्च तापमान घन। क्यूबिक ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड के बड़े पारदर्शी क्रिस्टल, कैल्शियम, येट्रियम या अन्य धातुओं के ऑक्साइड की अशुद्धियों द्वारा स्थिर, उनके उच्च अपवर्तक सूचकांक और फैलाव के कारण, हीरे की नकल के रूप में गहनों में उपयोग किए जाते हैं; यूएसएसआर में, ऐसे क्रिस्टल को विज्ञान अकादमी के भौतिकी संस्थान से क्यूबिक जिरकोनिया नाम दिया गया था, जहां उन्हें पहली बार संश्लेषित किया गया था।

ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड का व्यापक रूप से अत्यधिक अपवर्तक उत्पादों, गर्मी प्रतिरोधी तामचीनी, आग रोक ग्लास, विभिन्न प्रकार के सिरेमिक, सिरेमिक वर्णक, ठोस इलेक्ट्रोलाइट्स, थर्मल सुरक्षात्मक कोटिंग्स, उत्प्रेरक, कृत्रिम रत्न, काटने के उपकरण और घर्षण सामग्री के उत्पादन में व्यापक रूप से उपयोग किया जाता है। हाल के वर्षों में, इलेक्ट्रॉनिक्स में उपयोग के लिए जिरकोनिया का व्यापक रूप से फाइबर ऑप्टिक्स और सिरेमिक में उपयोग किया गया है।

अपने अद्वितीय गुणों जैसे उच्चतम पहनने के प्रतिरोध, एक अविश्वसनीय रूप से चिकनी सतह और व्यावहारिक रूप से कोई नकारात्मक बातचीत नहीं होने के कारण, उदाहरण के लिए, तार और केबल, सभी ज्ञात सिरेमिक सामग्रियों की सबसे कम तापीय चालकता - जिरकोनियम ऑक्साइड का उपयोग प्रौद्योगिकी के कई क्षेत्रों में किया जाता है।

धातुओं के साथ न्यूनतम संपर्क के कारण, ज़िरकोनियम ऑक्साइड तार और केबल के उत्पादन के लिए मरने, मरने, तार खींचने वाले बैंड और अन्य मशीनों और उपकरणों के लिए उत्कृष्ट है। उत्कृष्ट जनजातीय गुणों के कारण स्लाइडिंग जोड़े, विशेष रूप से उच्च तापमान पर, साथ ही स्टील्स की तुलना में बेहतर थर्मल विस्तार। यह सब जिरकोनियम ऑक्साइड पर आधारित सामग्री को तकनीकी और इंजीनियरिंग सिरेमिक के लिए सर्वोत्तम सामग्रियों में से एक बनाता है।

ZrO2 . पर आधारित नैनोसिरेमिक सामग्रीभौतिक और यांत्रिक गुणों का एक अनूठा सेट है:

• मौजूदा एनालॉग्स के विपरीत, एक विशेष संश्लेषण तकनीक के कारण, सिरेमिक में एक साथ ताकत, फ्रैक्चर बेरहमी और पहनने के प्रतिरोध के उच्च मूल्य होते हैं;
• उच्च तापमान (1600 डिग्री सेल्सियस से अधिक) और यांत्रिक गुणों के महत्वपूर्ण गिरावट के बिना संक्षारक वातावरण के तहत उच्च प्रदर्शन गुण;
• छिद्र स्थान में सक्रिय द्रव की एक महत्वपूर्ण मात्रा को अवशोषित करने और बनाए रखने की क्षमता।

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ज़िरकोनियम डी। आई। मेंडेलीव, परमाणु संख्या 40 के रासायनिक तत्वों की आवधिक प्रणाली के पांचवें समूह के चौथे समूह के एक पक्ष उपसमूह का एक तत्व है। इसे प्रतीक Zr (लैटिन ज़िरकोनियम) द्वारा नामित किया गया है। साधारण पदार्थ जिरकोनियम (CAS संख्या: 7440-67-7) एक चमकदार सिल्वर-ग्रे धातु है। उच्च प्लास्टिसिटी, संक्षारण प्रतिरोध रखता है। यह दो क्रिस्टल संशोधनों में मौजूद है: α-Zr मैग्नीशियम प्रकार के हेक्सागोनल जाली के साथ, β-Zr α-Fe प्रकार के क्यूबिक बॉडी-केंद्रित जाली के साथ, α↔β संक्रमण तापमान 863 डिग्री सेल्सियस है। ज़िरकोनियम में मुक्त अवस्था एक चमकदार धातु है। जिरकोनियम अशुद्धियों से मुक्त प्लास्टिक है और गर्म और ठंडे काम में आसान है। जिरकोनियम के सबसे मूल्यवान गुणों में से एक विभिन्न वातावरणों में जंग के लिए इसका उच्च प्रतिरोध है।

प्रकृति में होना

जिरकोनियम यौगिक स्थलमंडल में व्यापक हैं। प्रकृति में, मुख्य रूप से जिक्रोन (ZrSiO4), Baddeleyite (ZrO2) और विभिन्न जटिल खनिज व्यापक हैं। सभी स्थलीय निक्षेपों में, जिरकोनियम के साथ Hf होता है, जो Zr परमाणु के समरूपी प्रतिस्थापन के कारण जिक्रोन खनिजों में शामिल होता है। जिक्रोन सबसे प्रचुर मात्रा में जिरकोनियम खनिज है। यह सभी प्रकार की चट्टानों में पाया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से ग्रेनाइट और सेनाइट में। काउंटी गिंडरसन, उत्तरी कैरोलिना में, कई सेंटीमीटर लंबे जिक्रोन क्रिस्टल पेगमाटाइट्स में पाए गए, और किलोग्राम में वजन वाले क्रिस्टल मेडागास्कर में पाए गए। बैडलेइट को युसाक ने 1892 में ब्राजील में खोजा था। मुख्य जमा Pocos de Caldas क्षेत्र (ब्राजील) में स्थित है। लगभग 30 टन वजन वाले बैडलेइट का एक ब्लॉक वहां पाया गया था, और पानी की धाराओं में और चट्टान के साथ, बैडलेइट जलोढ़ कंकड़ के रूप में 7.5 मिमी व्यास तक होता है, जिसे फवास (पुर्तगाली फवा - बॉब से) के रूप में जाना जाता है। Favas में आमतौर पर 90% से अधिक ज़िरकोनिया होता है।

जिरकोनियम और उसके यौगिकों का अनुप्रयोग

1930 के दशक से उद्योग में ज़िरकोनियम का उपयोग किया जाता रहा है। इसकी उच्च लागत के कारण, इसका उपयोग सीमित है। रूस में (और पूर्व यूएसएसआर के क्षेत्र में) ज़िरकोनियम के उत्पादन में विशेषज्ञता वाला एकमात्र उद्यम चेपेत्स्क मैकेनिकल प्लांट (ग्लाज़ोव, उदमुर्तिया) है।

परमाणु ऊर्जा में जिरकोनियम का उपयोग

ज़िरकोनियम में एक बहुत छोटा थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन होता है। इसलिए, धातु ज़िरकोनियम, जिसमें हेफ़नियम नहीं होता है, और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग परमाणु ऊर्जा में ईंधन तत्वों, हीट एक्सचेंजर्स और परमाणु रिएक्टरों की अन्य संरचनाओं के निर्माण के साथ-साथ एक बहुत प्रभावी न्यूट्रॉन मॉडरेटर के लिए किया जाता है।

धातुकर्म उद्योग में जिरकोनियम का उपयोग

धातु विज्ञान में इसका उपयोग संयुक्ताक्षर के रूप में किया जाता है। एक अच्छा डीऑक्सीडाइज़र और डेनिट्रोजेनेटर, दक्षता में Mn, Si, Ti से बेहतर। ज़िरकोनियम (0.8% तक) के साथ मिश्र धातु इस्पात उनके यांत्रिक गुणों और मशीनेबिलिटी को बढ़ाता है। यह विद्युत चालकता के मामूली नुकसान के साथ तांबे की मिश्र धातुओं को अधिक टिकाऊ और गर्मी प्रतिरोधी बनाता है। ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड (एमपी 2700 डिग्री सेल्सियस) का उपयोग अपवर्तक-बकोर (बाकोर - बैडलेइट-कोरंडम सिरेमिक) के उत्पादन में किया जाता है। इसका उपयोग चामोट के विकल्प के रूप में किया जाता है। स्थिर डाइऑक्साइड पर आधारित रेफ्रेक्ट्रीज का उपयोग धातुकर्म उद्योग में कुंडों के लिए, नोज़ल स्टील की निरंतर ढलाई के लिए, क्रूसिबल दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को पिघलाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग cermets में भी किया जाता है - सिरेमिक-धातु कोटिंग्स जिसमें कई रासायनिक अभिकर्मकों के लिए उच्च कठोरता और प्रतिरोध होता है, 2750 डिग्री सेल्सियस तक अल्पकालिक हीटिंग का सामना करते हैं। ज़िरकोनियम डाइबोराइड ZrB2 एक सेरमेट है; टैंटलम नाइट्राइड और सिलिकॉन कार्बाइड के साथ विभिन्न मिश्रणों में, यह कटर के उत्पादन के लिए एक सामग्री है।

आतिशबाज़ी बनाने की विद्या में ज़िरकोनियम का उपयोग

ज़िरकोनियम में हवा में ऑक्सीजन में जलने की उल्लेखनीय क्षमता है (ऑटो-इग्निशन तापमान - 250 डिग्री सेल्सियस) व्यावहारिक रूप से धुआं उत्सर्जित किए बिना, उच्च दर पर और सभी धातु ईंधन (4650 डिग्री सेल्सियस) के उच्चतम तापमान को विकसित करने के लिए। उच्च तापमान के कारण, परिणामी ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड प्रकाश की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उत्सर्जन करता है, जिसका व्यापक रूप से आतिशबाज़ी बनाने की विद्या (आतिशबाजी और आतिशबाजी का उत्पादन) में उपयोग किया जाता है, मानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले रासायनिक प्रकाश स्रोतों का उत्पादन (मशाल, भड़कना, लाइटिंग बम, FOTAB - फोटो-एरियल बम)। इस क्षेत्र में, न केवल धात्विक ज़िरकोनियम अधिक रुचि का है, बल्कि सीरियम (बहुत अधिक चमकदार प्रवाह) के साथ इसके मिश्र भी हैं। पाउडर जिरकोनियम का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों (बर्थोलेट के नमक) के मिश्रण में पायरोटेक्निक सिग्नल लाइट्स में और फ़्यूज़ में एक धुआं रहित एजेंट के रूप में किया जाता है, पारा वाष्प और लेड एजाइड की जगह।

वैज्ञानिक अनुसंधान में जिरकोनियम का अनुप्रयोग (निम्न तापमान के अनुसंधान के क्षेत्र में)

सुपरकंडक्टिंग मिश्र धातु 75% Nb और 25% Zr (4.2 K पर सुपरकंडक्टिविटी) 100,000 A / cm तक के भार का सामना करता है। ऑप्टिकल उद्योग में ज़िरकोनियम का उपयोग - ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड के घन संशोधन के आधार पर, स्कैंडियम, येट्रियम, दुर्लभ पृथ्वी द्वारा स्थिर, एक सामग्री प्राप्त की जाती है - क्यूबिक ज़िरकोनिया (एफआईएएन से, जहां इसे पहली बार प्राप्त किया गया था), क्यूबिक ज़िरकोनिया का उपयोग किया जाता है एक उच्च अपवर्तनांक (फ्लैट लेंस) के साथ एक ऑप्टिकल सामग्री के रूप में। एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में जिरकोनियम का उपयोग एसिड प्रतिरोधी रासायनिक रिएक्टरों, फिटिंग, पंपों के निर्माण के लिए, सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन के लिए, और कुछ प्रकार के तार (ड्राइंग) के उत्पादन के लिए किया जाता है। जिरकोनियम का उपयोग कीमती धातुओं के विकल्प के रूप में किया जाता है। कांच बनाने में जिरकोनियम का उपयोग - "डीरोनड" जिक्रोन का उपयोग कांच बनाने और धातुकर्म भट्टियों के अस्तर के लिए विभिन्न अपवर्तक के रूप में किया जाता है। निर्माण उद्योगों में ज़िरकोनियम का उपयोग - सेनेटरी वेयर के निर्माण सिरेमिक, एनामेल्स और ग्लेज़ के उत्पादन में। प्रकाश उद्योग में जिरकोनियम का उपयोग उच्च रासायनिक प्रतिरोध के कारण उत्कृष्ट स्वच्छ गुणों के साथ विभिन्न टेबलवेयर के निर्माण के लिए जिरकोनियम का उपयोग किया जाता है। पेंट और वार्निश उद्योग में जिरकोनियम का उपयोग - डाइऑक्साइड - तामचीनी के लिए एक क्वेंचर, उन्हें एक सफेद और अपारदर्शी रंग देता है। ज्वेलरी उद्योग में जिरकोनियम का उपयोग सिंथेटिक रत्न के रूप में होता है (फैलाव, अपवर्तक सूचकांक और रंग खेल हीरे की तुलना में अधिक होते हैं)। एयरोस्पेस उद्योग में ज़िरकोनियम का अनुप्रयोग - ज़िरकोनियम कार्बाइड (एमपी 3530 डिग्री सेल्सियस) ठोस चरण परमाणु जेट इंजन के लिए सबसे महत्वपूर्ण संरचनात्मक सामग्री है। जिरकोनियम हाइड्राइड का उपयोग प्रणोदक घटक के रूप में किया जाता है। ज़िरकोनियम बेरिलाइड 1650 डिग्री सेल्सियस तक हवा में ऑक्सीकरण के लिए अत्यंत कठोर और प्रतिरोधी है, इसका उपयोग एयरोस्पेस इंजीनियरिंग (इंजन, नोजल, रिएक्टर, रेडियोआइसोटोप इलेक्ट्रिक जनरेटर) में किया जाता है, जब गर्म किया जाता है, तो ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड एक करंट का संचालन करता है, जिसे कभी-कभी हीटिंग प्राप्त करने के लिए उपयोग किया जाता है। बहुत अधिक तापमान पर हवा में स्थिर रहने वाले तत्व... गर्म जिरकोनियम एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट के रूप में ऑक्सीजन आयनों का संचालन करने में सक्षम है। इस संपत्ति का उपयोग औद्योगिक ऑक्सीजन विश्लेषक..php ऑन लाइन 203 में किया जाता है चेतावनी: आवश्यकता (http: //www..php): स्ट्रीम खोलने में विफल: / hsphere / स्थानीय / घर / वाइनक्सिन / साइट में कोई उपयुक्त आवरण नहीं मिला। / टैब / Zr.php लाइन 203 पर घातक त्रुटि: आवश्यकता (): विफल उद्घाटन आवश्यक "http: //www..php" (include_path = ".. php ऑन लाइन 203

डेंटल प्रोस्थेटिक्स का उपयोग हर जगह, सभी दंत चिकित्सालयों में किया जाता है। कृत्रिम अंग और उनकी स्थापना के लिए तकनीकों के निर्माण के लिए सामग्री का काफी बड़ा चयन है। नई सामग्री, जिरकोनियम ऑक्साइड, अपने गुणों में हड़ताली है और इसे इस क्षेत्र में उपयोग के लिए सबसे अच्छा माना जाता है।

एक रासायनिक यौगिक के रूप में

ZrO2 ऑक्साइड पारदर्शी, विशेष शक्ति के रंगहीन क्रिस्टल, पानी में अघुलनशील और क्षार और एसिड के अधिकांश समाधान हैं, लेकिन क्षार पिघल, ग्लास, हाइड्रोफ्लोरिक और सल्फ्यूरिक एसिड में घुल जाते हैं। गलनांक 2715 डिग्री सेल्सियस है। ज़िरकोनियम ऑक्साइड तीन रूपों में मौजूद है: स्थिर मोनोक्लिनिक, जो प्रकृति में होता है, मेटास्टेबल टेट्रागोनल, जो ज़िरकोनियम सिरेमिक का हिस्सा है, और अस्थिर क्यूबिक, जिसका उपयोग हीरे की नकल के रूप में गहनों में किया जाता है। उद्योग में, ज़िरकोनियम ऑक्साइड का व्यापक रूप से इसकी सुपरहार्डनेस के कारण उपयोग किया जाता है; रेफ्रेक्ट्रीज, एनामेल्स, ग्लास और सिरेमिक्स इससे बने होते हैं।

जिरकोनियम ऑक्साइड के अनुप्रयोग

ज़िरकोनियम ऑक्साइड की खोज 1789 में हुई थी और लंबे समय तक इसका उपयोग नहीं किया गया था, इसकी सभी विशाल क्षमता मानव जाति के लिए अज्ञात थी। केवल अपेक्षाकृत हाल ही में मानव गतिविधि के कई क्षेत्रों में ज़िरकोनियम सक्रिय रूप से उपयोग किया गया है। इसका उपयोग मोटर वाहन उद्योग में किया जाता है, उदाहरण के लिए, उच्च अंत कारों के लिए ब्रेक डिस्क के निर्माण में। अंतरिक्ष उद्योग में, यह अपूरणीय है - इसके लिए धन्यवाद, जहाज अविश्वसनीय तापमान प्रभावों का सामना कर सकते हैं। कटिंग टूल्स और पंपों में ज़िरकोनियम ऑक्साइड भी होता है। इसका उपयोग दवा में भी किया जाता है, उदाहरण के लिए, कृत्रिम कूल्हे जोड़ों के सिर के रूप में। और अंत में, दंत चिकित्सा में, वह अपने सभी बेहतरीन गुणों को डेन्चर की भूमिका में दिखा सकता है।

दंत चिकित्सा में ज़िरकोनियम ऑक्साइड

आधुनिक दंत चिकित्सा में, ज़िरकोनियम ऑक्साइड दंत मुकुट बनाने के लिए सबसे लोकप्रिय सामग्री है। यह अपने गुणों के कारण इस क्षेत्र में व्यापक हो गया है, जैसे कि कठोरता, ताकत, स्थायित्व और लंबे समय तक आकार और उपस्थिति की अवधारण, मानव ऊतकों के साथ जैविक संगतता, सुंदर उपस्थिति। प्रत्यारोपण का उपयोग करके एकल मुकुट, पुल, पिन, निश्चित कृत्रिम अंग के लिए सामग्री के रूप में काम कर सकते हैं।

ज़िरकोनियम ऑक्साइड, जिसकी कीमत अन्य प्रकार के कृत्रिम अंग से अधिक है, को संसाधित करना मुश्किल है। यही कारण है कि इस तरह के मुकुट सबसे महंगे हैं। फ्रेम बनाने के बाद, उस पर सफेद सिरेमिक की एक परत लगाई जाती है, क्योंकि जिरकोनियम ऑक्साइड का कोई रंग नहीं होता है। यह सिरेमिक को बहुत पतली परत में लगाने की अनुमति देता है।

ज़िरकोनियम ऑक्साइड धातु मुक्त मुकुट

मुकुट और जिरकोनियम ऑक्साइड के उत्पादन में, एक काफी नई सामग्री। पहले, मेटल-फ़्रेमयुक्त डेन्चर का उपयोग पूर्ण मानदंड था और कोई विकल्प नहीं था। लेकिन वैज्ञानिक शोध कर रहे हैं और सबसे उपयुक्त सामग्री की तलाश कर रहे हैं जिसमें मानव शरीर के ऊतकों के साथ एक सौंदर्य उपस्थिति और जैविक संगतता, टिकाऊ और हल्के दोनों हों। ऐसी सामग्री मिली थी, और यह प्रकृति में एक बड़ी दुर्लभता है, इसके गुणों में इसकी तुलना हीरे से ही की जा सकती है।

जिरकोनियम क्राउन के आगमन के साथ, रोगी कृत्रिम अंग की अनूठी सुंदरता और सुंदरता का आनंद ले सकते हैं, एक और बात यह है कि हर कोई ऐसी खुशी बर्दाश्त नहीं कर सकता है। लेकिन इसकी ताकत के कारण, एक बार और जीवन भर के लिए पैसा खर्च करना आवश्यक हो सकता है - ज़िरकोनियम कृत्रिम अंग अविश्वसनीय रूप से पहनने के लिए प्रतिरोधी और टिकाऊ होते हैं। इस तथ्य के कारण कि ज़िरकोनियम ऑक्साइड स्वयं पारदर्शी है, सिरेमिक की एक पतली परत के साथ, प्राकृतिक दांतों का प्रभाव पैदा होता है। इसके अलावा, मुकुट मसूड़ों के लिए अच्छी तरह से फिट होते हैं, उनमें थोड़ा सा भी अंतर नहीं होता है, जो और भी अधिक प्राकृतिक रूप बनाता है।

सौंदर्यशास्त्र प्लस ताकत

सफेद स्टील को कभी-कभी जिरकोनियम ऑक्साइड सिरेमिक कहा जाता है। इस सामग्री से बने मुकुट सभी-सिरेमिक डेन्चर की तुलना में 5 गुना अधिक मजबूत होते हैं। इस ताकत का क्या फायदा? दंत चिकित्सा में ज़िरकोनियम ऑक्साइड के आगमन से पहले, मुकुट एक धातु के ढांचे का उपयोग करके बनाए जाते थे, जिस पर सिरेमिक की एक मोटी परत लगाई जाती थी। ताकत के लिए धातु, सौंदर्यशास्त्र के लिए चीनी मिट्टी की चीज़ें। लेकिन इस तरह से पूरी तरह से प्राकृतिक रूप बनाना असंभव है, गम के साथ कृत्रिम अंग के संपर्क के स्थान पर एक गहरी पट्टी स्पष्ट रूप से दिखाई देती है (ऐसा प्रभाव एक धातु फ्रेम द्वारा दिया जाता है)।

ज़िरकोनियम ऑक्साइड धातु की ताकत से नीच नहीं है, और आपको बिना किसी अनावश्यक रंग के धब्बे के प्राकृतिक दांत की तरह प्राकृतिक रंग और पारदर्शिता को व्यक्त करने की अनुमति देता है। यह प्रकृति में दांत के ऊतकों के समान है, इसमें प्रकाश संचरण होता है। मुकुट में प्रवेश करने वाली प्रकाश किरणें प्राकृतिक तरीके से अपवर्तित और बिखरी हुई होती हैं, जिससे एक स्वस्थ और सुंदर मुस्कान का प्रभाव पैदा होता है। कृत्रिम अंग स्थापित करते समय, दंत चिकित्सक एक ऐसे रंग का चयन करते हैं जो अन्य स्वस्थ दांतों के रंग से भिन्न नहीं होता है, इसलिए, मुकुट स्वस्थ दांतों के साथ विलय करके खुद को दूर नहीं करता है।

जैव

जिन धातुओं से धातु-सिरेमिक कृत्रिम अंग बनाए जाते हैं, वे कभी-कभी रोगी में एलर्जी की प्रतिक्रिया, सूजन की उपस्थिति और कृत्रिम अंग के लिए दीर्घकालिक लत का कारण बनते हैं। ज़िरकोनियम ऑक्साइड मुकुट धातुओं के प्रति अतिसंवेदनशीलता और असहिष्णुता वाले लोगों के लिए आदर्श हैं।

यह उनके गुणों के कारण है:

• सुरक्षित संरचना (इसमें शामिल नहीं है
• एसिड प्रतिरोधी, कम घुलनशीलता।
• चिकनी सतह जमा के निर्माण को रोकती है।
• मौखिक गुहा में मौजूद अन्य सामग्रियों की जड़ता।
• उच्च तापीय रोधन गर्म या ठंडे भोजन करते समय कोई असुविधा नहीं सुनिश्चित करता है।
• स्वस्थ दांत की न्यूनतम तैयारी। सामग्री की ताकत आपको पतली रूपरेखा बनाने की अनुमति देती है, जिससे दांत कम से कम हो जाता है और अधिक स्वस्थ दांत ऊतक को संरक्षित करता है।

मतभेद

ज़िरकोनियम ऑक्साइड, जिसके गुण डेन्चर के लिए आदर्श हैं, मानव शरीर की ऐसी व्यक्तिगत विशेषताओं के अपवाद के साथ, लगभग कोई मतभेद नहीं है:

• डीप बाइट जबड़े की संरचना का एक विकृति है, जिसमें ऊपरी जबड़ा बंद होने पर निचले दांतों के एक तिहाई हिस्से को ढक लेता है। दोष से ऊपरी जबड़े के दांतों पर अत्यधिक दबाव पड़ता है और दांतों के इनेमल के बढ़ते घर्षण का खतरा होता है।
• ब्रुक्सिज्म दांत पीसने की एक असामान्यता है, जो आमतौर पर नींद के दौरान होती है। कारण पूरी तरह से समझा नहीं गया है, लेकिन कई वैज्ञानिक मानते हैं कि ब्रुक्सिज्म मानसिक असंतुलन और तनाव का परिणाम है। इनेमल को नुकसान पहुंचाता है और दांतों में घर्षण पैदा करता है।

मुकुट बनाना

ज़िरकोनियम ऑक्साइड को संसाधित करना मुश्किल है, इसलिए इससे मुकुट का उत्पादन एक श्रमसाध्य प्रक्रिया है। इसमें कई चरण शामिल हैं:

1. मौखिक गुहा तैयार की जाती है, दांत ताज के नीचे जमीन है।
2. पीसने वाले दांत से एक छाप ली जाती है, भविष्य के मुकुट का एक मॉडल बनाया जाता है।
3. मॉडल का एक लेजर स्कैन किया जाता है, प्रसंस्करण के लिए डेटा को कंप्यूटर में दर्ज किया जाता है।
4. एक विशेष कंप्यूटर प्रोग्राम सभी बारीकियों को ध्यान में रखते हुए ढांचे का अनुकरण करता है (उदाहरण के लिए, फायरिंग के बाद ढांचे का संकोचन)।
5. एक डिजिटल ग्राइंडिंग मशीन प्राप्त डेटा के साथ एक कंप्यूटर से जुड़ी होती है और एक जिरकोनियम ब्लैंक से एक फ्रेम बनाया जाता है।
6. मशीनी ढांचे को बड़े पैमाने पर पाप करने और अधिक ताकत प्रदान करने के लिए रखा गया है।
7. तैयार ढांचा किसी विशेष रोगी के लिए चुने गए एक निश्चित छाया के सिरेमिक द्रव्यमान से ढका हुआ है।

धातु-सिरेमिक पर जिरकोनियम मुकुट के फायदे

यदि प्रोस्थेटिक्स आवश्यक है, तो रोगी को इस सवाल का सामना करना पड़ता है कि किस कृत्रिम दांत को चुनना है। अन्य सामग्रियों की तुलना में ज़िरकोनियम ऑक्साइड के कई फायदे हैं:

• ज़िरकोनियम क्राउन वाले प्रोस्थेटिक्स को तंत्रिका हटाने की आवश्यकता नहीं होती है।
• संरचना में धातु की अनुपस्थिति, जो एलर्जी, मुंह में धातु का स्वाद जैसी समस्याओं को समाप्त करती है।
• ताज के नीचे रोगों के विकास की गारंटी नहीं है। डेन्चर मसूड़ों में अच्छी तरह से फिट हो जाता है, भोजन के कण और बैक्टीरिया इसके नीचे नहीं आते हैं।
• फ्रेम की सटीकता। डिजिटल डेटा प्रोसेसिंग संरचना के निर्माण में अविश्वसनीय सटीकता की गारंटी देता है।
• व्यक्तिगत रंग मिलान। तैयार कृत्रिम अंग को बाकी स्वस्थ दांतों से नेत्रहीन रूप से अलग नहीं किया जा सकता है।
• किसी भी लम्बाई का पुल बनाने की संभावना;
• निर्माण में आसानी।
• ठंडे और गर्म भोजन पर प्रतिक्रिया का अभाव। सेरमेट पहनने से उच्च या निम्न तापमान पर असुविधा हो सकती है। ज़िरकोनियम ऑक्साइड ऐसी प्रतिक्रिया नहीं देता है।
• बिल्कुल प्राकृतिक रूप।
• मसूड़ों के संपर्क के क्षेत्र में ग्रे बॉर्डर का अभाव।
• प्रोस्थेटिक्स की तैयारी करते समय दांत को ज्यादा तेज करने की जरूरत नहीं है।
• मुकुट विकृत नहीं होते हैं और लंबे समय तक अपना आकार और आकार बनाए रखते हैं।

जिरकोनियम यौगिक स्थलमंडल में व्यापक हैं। विभिन्न स्रोतों के अनुसार, जिरकोनियम क्लार्क 170 से 250 ग्राम / टी तक है। समुद्री जल में सांद्रण 5 · 10-5 मिलीग्राम/ली. जिरकोनियम एक लिथोफिलिक तत्व है। प्रकृति में, इसके यौगिकों को विशेष रूप से आक्साइड और सिलिकेट के रूप में ऑक्सीजन के साथ जाना जाता है। इस तथ्य के बावजूद कि ज़िरकोनियम एक ट्रेस तत्व है, लगभग 40 खनिज हैं जिनमें ज़िरकोनियम ऑक्साइड या लवण के रूप में मौजूद है। प्रकृति में, मुख्य रूप से जिक्रोन (ZrSiO4) (67.1% ZrO2), Baddeleyite (ZrO2) और विभिन्न जटिल खनिज (eudialyte (Na, Ca) 5 (Zr, Fe, Mn), आदि) व्यापक हैं। सभी स्थलीय निक्षेपों में, जिरकोनियम के साथ Hf होता है, जो Zr परमाणु के समरूपी प्रतिस्थापन के कारण जिक्रोन खनिजों में शामिल होता है।
जिक्रोन सबसे प्रचुर मात्रा में जिरकोनियम खनिज है। यह सभी प्रकार की चट्टानों में पाया जाता है, लेकिन मुख्य रूप से ग्रेनाइट और सेनाइट में। उत्तरी कैरोलिना के काउंटी गिंडरसन में, कई सेंटीमीटर लंबे जिक्रोन के क्रिस्टल पेगमाटाइट्स में पाए गए, और किलोग्राम में वजन वाले क्रिस्टल मेडागास्कर में पाए गए। बैडलेइट को युसाक ने 1892 में ब्राजील में खोजा था। मुख्य जमा Pocos de Caldas क्षेत्र (ब्राजील) में स्थित है। सबसे बड़ा जिरकोनियम जमा संयुक्त राज्य अमेरिका, ऑस्ट्रेलिया, ब्राजील, भारत में स्थित है।
रूस में, जो दुनिया के ज़िरकोनियम भंडार का 10% (ऑस्ट्रेलिया और दक्षिण अफ्रीका के बाद दुनिया में तीसरा स्थान) के लिए जिम्मेदार है, मुख्य जमा हैं: मरमंस्क क्षेत्र में कोवडोर बेडरॉक बैडडेलाइट-एपेटाइट-मैग्नेटाइट, तुगन प्लेसर जिरकोन-रूटाइल-इलमेनाइट टॉम्स्क क्षेत्र में, तांबोव क्षेत्र में केंद्रीय जलोढ़ जिक्रोन-रूटाइल-इलमेनाइट, निज़नी नोवगोरोड क्षेत्र में लुकोयानोव्स्कोए जलोढ़ ज़िरकोन-रूटाइल-इलमेनाइट, चिता क्षेत्र में कटुगिन्सकोए स्वदेशी ज़िक्रोन-पाइरोक्लोर-क्रायोलाइट और उलुग-तंजेक स्वदेशी ज़िक्रोन-पाइरोक्लोर- कोलम्बाईट

2012 में जिरकोनियम का भंडार, हजार टन *

ऑस्ट्रेलिया	21,000.0
दक्षिण अफ्रीका	14,000.0
इंडिया	3,400.0
मोजाम्बिक	1,200.0
चीन	500.0
दूसरे देश	7,900.0
कुल स्टॉक	48,000.0

* अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण डेटा

उद्योग में, जिरकोनियम के उत्पादन के लिए फीडस्टॉक जिरकोनियम अयस्कों के संवर्धन द्वारा प्राप्त कम से कम 60-65% की जिरकोनियम डाइऑक्साइड की एक बड़ी सामग्री के साथ जिरकोनियम केंद्रित है। सांद्र से धात्विक जिरकोनियम प्राप्त करने की मुख्य विधियाँ क्लोराइड, फ्लोराइड और क्षारीय प्रक्रियाएँ हैं। दुनिया में सबसे बड़ा जिक्रोन उत्पादक इलुका है।
जिक्रोन का उत्पादन ऑस्ट्रेलिया (2010 में उत्पादन का 40%) और दक्षिण अफ्रीका (30%) में केंद्रित है। शेष जिक्रोन का उत्पादन एक दर्जन से अधिक अन्य देशों में किया जाता है। 2002 और 2010 के बीच जिक्रोन उत्पादन में सालाना औसतन 2.8% की वृद्धि हुई। इलुका रिसोर्सेज, रिचर्ड्स बे मिनरल्स, एक्सक्सारो रिसोर्सेज लिमिटेड और ड्यूपॉन्ट जैसे बड़े उत्पादक अपने टाइटेनियम खनन के उप-उत्पाद के रूप में जिक्रोन निकालते हैं। टाइटेनियम खनिज की मांग पिछले एक दशक में जिक्रोन के मामले में उतनी तेजी से नहीं बढ़ी है, इसलिए उत्पादकों ने उच्च जिक्रोन सामग्री के साथ खनिज रेत का विकास और दोहन करना शुरू कर दिया, जैसे कि अफ्रीका और दक्षिण ऑस्ट्रेलिया में।

* अमेरिकी भूवैज्ञानिक सर्वेक्षण डेटा

1930 के दशक से उद्योग में ज़िरकोनियम का उपयोग किया जाता रहा है। इसकी उच्च लागत के कारण, इसका उपयोग सीमित है। धातुई ज़िरकोनियम और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग परमाणु ऊर्जा इंजीनियरिंग में किया जाता है। ज़िरकोनियम में एक बहुत छोटा थर्मल न्यूट्रॉन कैप्चर क्रॉस सेक्शन और एक उच्च गलनांक होता है। इसलिए, धातु ज़िरकोनियम, जिसमें हेफ़नियम नहीं होता है, और इसके मिश्र धातुओं का उपयोग परमाणु ऊर्जा में ईंधन तत्वों, ईंधन असेंबलियों और परमाणु रिएक्टरों की अन्य संरचनाओं के निर्माण के लिए किया जाता है।
जिरकोनियम के लिए आवेदन का एक अन्य क्षेत्र मिश्रधातु है। धातु विज्ञान में, यह एक संयुक्ताक्षर के रूप में प्रयोग किया जाता है। एक अच्छा डीऑक्सीडाइज़र और डेनिट्रोजेनेटर, दक्षता में Mn, Si, Ti से बेहतर। ज़िरकोनियम (0.8% तक) के साथ मिश्र धातु इस्पात उनके यांत्रिक गुणों और मशीनेबिलिटी को बढ़ाता है। यह विद्युत चालकता के मामूली नुकसान के साथ तांबे की मिश्र धातुओं को अधिक टिकाऊ और गर्मी प्रतिरोधी बनाता है।
जिरकोनियम का उपयोग आतिशबाज़ी बनाने में भी किया जाता है। ज़िरकोनियम में हवा में ऑक्सीजन में जलने की उल्लेखनीय क्षमता है (ऑटो-इग्निशन तापमान - 250 डिग्री सेल्सियस) व्यावहारिक रूप से धुआं पैदा किए बिना और तेज गति से। यह धातुई ईंधन (4650 डिग्री सेल्सियस) के लिए उच्चतम तापमान विकसित करता है। उच्च तापमान के कारण, परिणामी ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड प्रकाश की एक महत्वपूर्ण मात्रा का उत्सर्जन करता है, जिसका व्यापक रूप से आतिशबाज़ी बनाने की विद्या (आतिशबाजी और आतिशबाजी का उत्पादन) में उपयोग किया जाता है, मानव गतिविधि के विभिन्न क्षेत्रों में उपयोग किए जाने वाले रासायनिक प्रकाश स्रोतों का उत्पादन (मशाल, भड़कना, प्रकाश बम, FOTAB - फोटो-हवाई बम; व्यापक रूप से फोटोग्राफी में डिस्पोजेबल फ्लैश लैंप के हिस्से के रूप में उपयोग किया जाता है जब तक कि इसे इलेक्ट्रॉनिक फ्लैश द्वारा प्रतिस्थापित नहीं किया जाता)। इस क्षेत्र में उपयोग के लिए, न केवल धातु ज़िरकोनियम रुचि का है, बल्कि सीरियम के साथ इसके मिश्र भी हैं, जो काफी अधिक चमकदार प्रवाह देते हैं। पाउडर जिरकोनियम का उपयोग ऑक्सीकरण एजेंटों (बर्थोलेट के नमक) के मिश्रण में पायरोटेक्निक सिग्नल लाइट्स में एक धुआं रहित एजेंट के रूप में और फ़्यूज़ में किया जाता है, जिससे पारा और लेड एजाइड का विस्फोट होता है। लेजर पंप करने के लिए प्रकाश स्रोत के रूप में जिरकोनियम के दहन का उपयोग करने पर सफल प्रयोग किए गए हैं।
जिरकोनियम का एक अन्य अनुप्रयोग सुपरकंडक्टर्स में है। सुपरकंडक्टिंग मिश्र धातु 75% Nb और 25% Zr (4.2 K पर सुपरकंडक्टिविटी) 100,000 A / cm2 तक के भार का सामना करता है। एक संरचनात्मक सामग्री के रूप में, ज़िरकोनियम का उपयोग एसिड प्रतिरोधी रासायनिक रिएक्टरों, फिटिंग और पंपों के निर्माण के लिए किया जाता है। जिरकोनियम का उपयोग कीमती धातुओं के विकल्प के रूप में किया जाता है। परमाणु ऊर्जा उद्योग में, जिरकोनियम ईंधन तत्वों के आवरण के लिए मुख्य सामग्री है।
ज़िरकोनियम में जैविक मीडिया के लिए उच्च प्रतिरोध है, टाइटेनियम से भी अधिक है, और उत्कृष्ट जैव-अनुकूलता है, जिसके कारण इसका उपयोग हड्डी, संयुक्त और दंत कृत्रिम अंग, साथ ही साथ शल्य चिकित्सा उपकरणों को बनाने के लिए किया जाता है। दंत चिकित्सा में, ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड पर आधारित सिरेमिक डेन्चर के निर्माण के लिए एक सामग्री है। इसके अलावा, इसकी जैव जड़त्व के कारण, यह सामग्री दंत प्रत्यारोपण के निर्माण में टाइटेनियम के विकल्प के रूप में कार्य करती है।
ज़िरकोनियम का उपयोग उच्च रासायनिक प्रतिरोध के कारण उत्कृष्ट स्वच्छ गुणों के साथ विभिन्न प्रकार के टेबलवेयर के निर्माण के लिए किया जाता है।
ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड (एमपी 2700 डिग्री सेल्सियस) का उपयोग अपवर्तक-बकोर (बाकोर - बैडलेइट-कोरंडम सिरेमिक) के उत्पादन के लिए किया जाता है। इसका उपयोग चामोट के विकल्प के रूप में किया जाता है, क्योंकि यह कांच और एल्यूमीनियम को पिघलाने के लिए भट्टियों में अभियान को 3-4 गुना बढ़ा देता है। स्थिर डाइऑक्साइड पर आधारित रेफ्रेक्ट्रीज का उपयोग धातुकर्म उद्योग में कुंडों के लिए, नोज़ल स्टील की निरंतर ढलाई के लिए, क्रूसिबल दुर्लभ पृथ्वी तत्वों को पिघलाने के लिए किया जाता है। इसका उपयोग cermets में भी किया जाता है - सिरेमिक-धातु कोटिंग्स जिसमें कई रासायनिक अभिकर्मकों के लिए उच्च कठोरता और प्रतिरोध होता है, 2750 डिग्री सेल्सियस तक अल्पकालिक हीटिंग का सामना करते हैं। डाईऑक्साइड एनामेल्स के लिए एक क्वेंचर है, जो उन्हें एक सफेद और अपारदर्शी रंग देता है। ज़िरकोनियम डाइऑक्साइड के घन संशोधन के आधार पर, स्कैंडियम, यट्रियम, दुर्लभ पृथ्वी द्वारा स्थिर, एक सामग्री प्राप्त की जाती है - क्यूबिक ज़िरकोनिया (एफआईएएन से, जहां इसे पहली बार प्राप्त किया गया था), क्यूबिक ज़िरकोनिया का उपयोग उच्च अपवर्तक सूचकांक के साथ एक ऑप्टिकल सामग्री के रूप में किया जाता है। (फ्लैट लेंस), दवा में (सर्जिकल उपकरण), सिंथेटिक रत्न के रूप में (फैलाव, अपवर्तक सूचकांक और रंग का खेल हीरे की तुलना में अधिक होता है), सिंथेटिक फाइबर के उत्पादन में और कुछ प्रकार के तार के उत्पादन में ( चित्रकारी)। गर्म होने पर, ज़िरकोनिया एक करंट का संचालन करता है, जिसका उपयोग कभी-कभी ऐसे ताप तत्वों को उत्पन्न करने के लिए किया जाता है जो बहुत अधिक तापमान पर हवा में स्थिर होते हैं। गर्म जिरकोनियम एक ठोस इलेक्ट्रोलाइट के रूप में ऑक्सीजन आयनों का संचालन करने में सक्षम है। इस संपत्ति का उपयोग औद्योगिक ऑक्सीजन विश्लेषक में किया जाता है।
ज़िरकोनियम हाइड्राइड का उपयोग परमाणु इंजीनियरिंग में एक बहुत प्रभावी न्यूट्रॉन मॉडरेटर के रूप में किया जाता है। इसके अलावा, ज़िरकोनियम हाइड्राइड का उपयोग विभिन्न सतहों पर थर्मल अपघटन द्वारा पतली फिल्मों के रूप में ज़िरकोनियम को कोट करने के लिए किया जाता है।
सिरेमिक कोटिंग्स के लिए ज़िरकोनियम नाइट्राइड सामग्री, पिघलने बिंदु लगभग 2990 डिग्री सेल्सियस, एक्वा रेजिया में हाइड्रोलाइज्ड। दंत चिकित्सा और गहनों में कोटिंग के रूप में आवेदन मिला।
जिक्रोन, यानी। ZrSiO4, ज़िरकोनियम और हेफ़नियम का मुख्य स्रोत खनिज है। साथ ही इसमें से विभिन्न दुर्लभ तत्व और यूरेनियम निकाले जाते हैं, जो इसमें संकेंद्रित होते हैं। ज़िरकोनियम सांद्र का उपयोग अपवर्तक के उत्पादन में किया जाता है। जिरकोन की उच्च यूरेनियम सामग्री इसे यूरेनियम-लेड डेटिंग का उपयोग करके आयु निर्धारण के लिए एक सुविधाजनक खनिज बनाती है। जिक्रोन के पारदर्शी क्रिस्टल का उपयोग गहनों (जलकुंभी, शब्दजाल) में किया जाता है। जब जिक्रोन को शांत किया जाता है, तो चमकीले नीले रंग के पत्थर प्राप्त होते हैं जिन्हें स्टारलाइट कहा जाता है।
सभी ज़िरकोनियम का लगभग 55% सिरेमिक के उत्पादन के लिए उपयोग किया जाता है - दीवारों, फर्शों के साथ-साथ इलेक्ट्रॉनिक्स में सिरेमिक सब्सट्रेट के उत्पादन के लिए सिरेमिक टाइलें। जिक्रोन का लगभग 18% रासायनिक उद्योग में उपयोग किया जाता है, और इस क्षेत्र में खपत हाल के वर्षों में औसतन 11% प्रति वर्ष बढ़ी है। धातु गलाने के लिए, लगभग 22% जिक्रोन का उपयोग किया जाता है, लेकिन हाल ही में जिरकोनियम के उत्पादन के लिए सस्ते तरीकों की उपलब्धता के कारण यह दिशा इतनी लोकप्रिय नहीं रही है। शेष 5% जिक्रोन का उपयोग कैथोड ट्यूब के उत्पादन के लिए किया जाता है, लेकिन इस क्षेत्र में खपत गिर रही है।
2009 में वैश्विक आर्थिक मंदी के कारण 2008 तक खपत में 18% की गिरावट आने के बाद 2010 में जिक्रोन की खपत में जोरदार वृद्धि हुई और 1.33 मिलियन टन हो गई। चीनी मिट्टी की खपत में वृद्धि, जो 2010 में जिक्रोन की खपत का 54% हिस्सा था, विशेष रूप से चीन और अन्य उभरती अर्थव्यवस्थाओं जैसे ब्राजील, भारत और ईरान में, 2000 के दशक में जिक्रोन की बढ़ती मांग का एक प्रमुख कारक था। जबकि अमेरिका और यूरोजोन में खपत में भी कमी आई है। जिरकोनिया सहित जिरकोनियम रसायनों में जिक्रोन की खपत 2000 और 2010 के बीच दोगुनी से अधिक हो गई, जबकि धातु जिरकोनियम को गलाने के लिए जिक्रोन के उपयोग ने कम वृद्धि दर दिखाई।
रोस्किल के अनुसार, दुनिया में खपत होने वाली ज़िरकोनियम धातु का 90% परमाणु रिएक्टर असेंबलियों के उत्पादन में और लगभग 10% एसिटिक एसिड संयंत्रों में उपयोग किए जाने वाले कंटेनरों के संक्षारण प्रतिरोधी और उच्च दबाव वाले अस्तर के निर्माण में उपयोग किया जाता है। विशेषज्ञों के अनुसार, भविष्य में, धातु ज़िरकोनियम की वैश्विक मांग में वृद्धि की उम्मीद है, क्योंकि कई देश (चीन, भारत, दक्षिण कोरिया और संयुक्त राज्य अमेरिका) नए परमाणु ऊर्जा संयंत्र बनाने की योजना बना रहे हैं।
ज़िरकोनियम ऑक्साइड, जिसे ज़िरकोनिया के रूप में भी जाना जाता है, का उपयोग औद्योगिक अनुप्रयोगों में किया जाता है जिसमें फार्मास्यूटिकल्स, फाइबर ऑप्टिक्स, वाटरप्रूफ कपड़े और सौंदर्य प्रसाधन शामिल हैं। चीन में सिरेमिक टाइल उत्पादन में तेजी से वृद्धि के कारण जिरकोनिया सामग्री - जिरकोन आटा और फ्यूज्ड जिरकोनिया की अधिक खपत होती है। दक्षिण कोरिया, भारत और चीन जिरकोनियम ऑक्साइड के लिए महत्वपूर्ण विकास बाजार हैं। जिरकोनियम बाजार अनुसंधान रिपोर्ट के अनुसार, एशिया प्रशांत क्षेत्र दुनिया में सबसे बड़े और सबसे तेजी से बढ़ते क्षेत्रीय बाजार का प्रतिनिधित्व करता है। सेंट-गोबेन, जिसका मुख्यालय फ्रांस में है, जिरकोनिया के सबसे बड़े निर्माताओं में से एक है।
जिरकोनियम के लिए सबसे बड़ा अंत-उपयोग बाजार सिरेमिक है, जिसमें टाइलें, सेनेटरी वेयर और टेबलवेयर शामिल हैं। अगले सबसे बड़े बाजार जो जिरकोनियम अपवर्तक सामग्री और फाउंड्री क्षेत्रों का उपयोग करते हैं। जिरकोन का उपयोग सिरेमिक उत्पादों की एक विस्तृत विविधता में एक योजक के रूप में किया जाता है, और इसका उपयोग कंप्यूटर मॉनीटर और टेलीविजन पैनल में ग्लास कोटिंग्स में भी किया जाता है क्योंकि इसमें विकिरण अवशोषित करने वाले गुण होते हैं। जिरकोनियम ईंटों का उपयोग फ्यूज्ड जिरकोनिया बेस सॉल्यूशंस के विकल्प के रूप में किया जाता है।

दुनिया में जिक्रोन (ZrSiO4) का उत्पादन और खपत, हजार टन *

वर्ष	2008	2009	2010	2011	2012
कुल उत्पादन	1300.0	1050.0	1250.0	1400.0	1200.0
चीन	400.0	380.0	600.0	650.0	500.0
दूसरे देश	750.0	600.0	770.0	750.0	600.0
कुल खपत	1150.0	980.0	1370.0	1400.0	1100.0
बाजार संतुलन	150.0	70.0	-120.0	--	100.0
कॉमेक्स कीमत	788.00	830.00	860.00	2650.00	2650.00

* सारांश डेटा

जिक्रोन बाजार में तेज गिरावट दर्ज की गई जो 2008 के अंत में शुरू हुई और पूरे 2009 तक जारी रही। मैन्युफैक्चरर्स ने लागत कम करने और स्टॉकिंग बंद करने के लिए प्रोडक्शन में कटौती की है। 2009 के अंत में खपत में सुधार होना शुरू हुआ, 2010 में विकास में तेजी आई और 2011 में इसे जारी रखा। आपूर्ति, विशेष रूप से ऑस्ट्रेलिया से, जहां 40% से अधिक जिरकोनियम अयस्कों का खनन किया जाता है, लंबे समय तक नहीं बढ़ा, और अन्य उत्पादकों को 2008-2010 के दौरान अपने भंडार का लगभग 0.5 मिलियन टन बाजार में डालने के लिए मजबूर होना पड़ा। बाजार में कमी, इन्वेंट्री के स्तर में गिरावट के साथ, कीमतों में वृद्धि हुई जो 2009 की शुरुआत में शुरू हुई। जनवरी 2011 तक, ऑस्ट्रेलियाई प्रीमियम जिक्रोन की कीमतें 2009 की शुरुआत से 50% बढ़ने के बाद रिकॉर्ड स्तर पर थीं और 2011-2012 में और भी बढ़ती रहीं।
2008 में, जिरकोनियम स्पंज की कीमतों में वृद्धि हुई, क्योंकि जिरकोन रेत की कीमतों में वृद्धि हुई, जो धातु उत्पादन के लिए एक कच्चा माल है। ज़िरकोनियम के औद्योगिक ग्रेड की कीमतों में 7-8% की वृद्धि हुई - 100 अमरीकी डालर / किग्रा तक, और परमाणु रिएक्टरों के लिए धातु के लिए - 10% - 70-80 अमरीकी डालर तक। 2008 के अंत में और 2009 की शुरुआत में था कीमतों में मामूली कमी, हालांकि 2009 की दूसरी छमाही के बाद से, जिरकोनियम की कीमतों ने अपनी वृद्धि फिर से शुरू कर दी है, इसके अलावा, इस तरह से कि 2009 में जिरकोनियम की औसत कीमतें 2008 की तुलना में अधिक थीं। 2012 में, जिरकोनियम की कीमतें बढ़कर 110 डॉलर / किग्रा हो गईं।

2009 में कम खपत के बावजूद, जिक्रोन की कीमतों में तेजी से गिरावट नहीं आई क्योंकि बड़े उत्पादकों ने उत्पादन में कटौती की और माल कम किया। 2010 में, उत्पादन मांग के साथ नहीं रह सका, मुख्यतः क्योंकि जिक्रोन का चीनी आयात 2010 में 50% से अधिक बढ़कर 0.7 मिलियन टन हो गया। जिरकोन की मांग 2015 तक सालाना 5.4% बढ़ने का अनुमान है, लेकिन उत्पादन क्षमता सालाना 2.3% ही बढ़ सकती है। इसलिए अतिरिक्त आपूर्ति सीमित बनी रहेगी और नई परियोजनाओं के चालू होने तक कीमतों में वृद्धि जारी रह सकती है।
ग्लोबल इंडस्ट्री एनालिस्ट्स (जीआईए) द्वारा प्रकाशित एक शोध रिपोर्ट के अनुसार, वैश्विक जिरकोनियम बाजार 2017 तक 2.6 मिलियन मीट्रिक टन तक पहुंचने की उम्मीद है। रिपोर्ट एशिया प्रशांत, यूरोप, जापान, कनाडा और संयुक्त राज्य अमेरिका सहित विभिन्न भौगोलिक बाजारों में 2009 से 2017 तक बिक्री अनुमान और अनुमान प्रदान करती है।
अंतरराष्ट्रीय परमाणु ऊर्जा उद्योग में वृद्धि से जिरकोनियम की मांग बढ़ेगी, साथ ही वैश्विक स्तर पर इसकी उत्पादन क्षमता में वृद्धि होगी। अन्य विकास चालक एशिया-प्रशांत क्षेत्र के साथ-साथ दुनिया भर में सिरेमिक टाइलों के उत्पादन में बढ़ती मांग हैं।