A cirkónium és bórtartalmú ötvözeteinek előállítása gondos ellenőrzést igényel. Mivel a szakirodalomban nem írtak le kémiai módszert a fémes cirkónium és ötvözetei bórtartalmának meghatározására, e munka célja egy egyszerű kémiai módszer kidolgozása volt a fémes cirkónium és ötvözetei bórtartalmának meghatározására, különösen alacsony nióbiumtartalmú ötvözetek.
A cirkónium előállítása során a jodid módszer ipari jelentőséggel bír, ellentétben a titán előállításával.
A cirkónium gyártás, szerves szintézis katalizátorok kibocsátása tartalmazza.
A hafniumot csak a reaktorminőségű cirkóniumgyártás melléktermékeként nyerik. Fő alkalmazása a vezérlőrudak gyártása atomreaktorokban. A teljes fogyasztás jelenleg nem haladja meg a termelés 75%-át. Az új felhasználási területek tanulmányozása azonban: magas hőmérsékletű ötvözetek, izzószálak, getterek, villanólámpákhoz való por, detonátorok gyártása - jelentősen növelheti a fém iránti keresletet. A hafnium és a cirkónium szétválasztása költséges eljárás, és általában az elválasztás költségei egyenlően oszlanak meg mindkét fém költsége között.
A cirkónium előállítására szolgáló plazma-fluorid és extrakciós-fluorid technológia termékeinek tulajdonságaiban nincs teljes analógia, mivel az extrakciós-fluorid technológiában a cirkónium és a hafnium a hidrokémiai szakaszban extrakcióval különül el. A plazma-fluorid technológia alkalmazása esetén a cirkon feldolgozására a cirkónium szublimációs tisztítása során a táblázatban feltüntetett szennyeződésektől. 3.4, a hafnium főként a cirkóniumot követi.
A cirkónium és a hafnium olvadékok elektrolízisével történő elválasztásának módszere érdekes a cirkónium előállításához, mivel a fémes cirkónium előállításával egyidejűleg megtisztítják a hafniumtól.
A hafnium előállításának alapanyaga a cirkónium koncentrátum vagy a cirkóniumgyártás termékei és féltermékei.
Cirkónium Croll módszerrel történő előállítási sémája az albanyi üzemben. Mindezek a nehézségek szükségessé teszik a cirkónium és a hafnium előállításához használt reagensek alapos tisztítását, különösen oxigénből, vízből és nitrogénből, és korlátozzák a fémek előállítására használható módszerek kiválasztását.
Befogadó készülék. A fémhafnium ugyanazokkal a módszerekkel állítható elő, mint a cirkónium előállításánál. A hafnium-tetrakloridot hidrogénatmoszférában végzett desztillációval tisztítják, majd magnéziummal redukálják. A magnézium-kloridot eltávolítják a hafnium szivacsból a cirkónium szivacs tisztítására szolgáló berendezésekben, mivel e művelet során nem áll fenn a hafnium cirkóniummal való szennyeződésének komoly veszélye, és fordítva. A szivacsos hafniumot ívben újraolvasztják és rézformákba öntik.
A fémhafniumot ugyanazokkal a módszerekkel állítják elő, mint a cirkónium előállításánál: a Croll-módszerrel, a nátriumot redukálószerként alkalmazó módosított Croll-módszerrel és a de Boer-módszerrel vagy a jodid-eljárással.
A lágy, alakítható hafnium előállítására szolgáló jodid eljárás hasonló a cirkónium előállításához használthoz, ezért a berendezés, amellyel a jodid-hafniumot előállítják, megközelítőleg megegyezik a cirkónium előállításával. Az adatok szerint a hafnium tetrajodidból történő kiválásának hőmérséklete 1600 C, a cirkóniumé pedig 1400 C.
A titánra alkalmazott Krol-eljárás alapos tanulmányozása lehetővé teheti bizonyos változtatások végrehajtását a cirkóniumgyártás technológiai rendszerében; ez különösen a berendezések egyszerűsítésére, a műveletek számának csökkentésére és az egységek méretének növelésére vonatkozik.
A tisztább nióbium- és tantálporok előállításához jobb, ha a gáz-halmazállapotú kloridok redukcióját folyékony magnéziummal végezzük, ugyanúgy, mint a cirkónium előállításánál.
1945-ben az USA-ban még csak 0 07 kg cirkóniumot állítottak elő, azonban 1948 óta, az atomreaktorok létrehozásával kapcsolatos munkálatok kapcsán, a cirkónium termelése meredeken megnőtt, és néhány év múlva elérte a több tíz tonnát.
A természetben például a berilliumnál jóval elterjedtebb cirkóniumércek lelőhelyei külföldi sajtó szerint az USA-ban, Indiában, Brazíliában, Ausztráliában és számos afrikai országban találhatók. Az USA cirkóniumtermelése 1947 és 1958 között 3 ezerszeresére nőtt.
Magas korróziógátló tulajdonságai miatt a cirkónium felhasználható vegyi berendezések, orvosi műszerek alkatrészeinek gyártására és a technológia más területein. Nem valószínű azonban, hogy a cirkónium termelése ilyen gyorsan elérte volna a jelenlegi szintet, ha nem lenne még egy sajátos tulajdonsága - egy kis keresztmetszet a termikus neutronok elnyelésére.
A hafnium Krol módszerrel történő előállításához használt technológia és berendezések lényegében megegyeznek a fémes cirkónium előállításával. A cirkónium előállításának technológiai folyamatához viszonyított módosításokat az egyes eszközök cseréje vagy cseréje, a technológiai műveletek és az alapanyagok minősége határozza meg. Itt figyelembe kell venni a hafnium-tetraklorid légköri nedvességre való nagyobb érzékenységét, a hafnil-klorid nagyobb stabilitását és a frissen nyert fémszivacs valamivel nagyobb pirofor tartalmát.
Mivel a hafniumot a reaktorcirkónium előállítása során menet közben nyerik vissza, termelése arányos az utóbbi felszabadulásával, és 50 kg cirkóniumra vonatkoztatva; körülbelül 1 kg hafniumot kapunk. Ezzel a számítással különválasztom a cirkónium előállítására vonatkozó információfoszlányokat. Az Egyesült Államok Bányászati Hivatalának 1975-ben közzétett előrejelzése] szerint ennek az országnak a hafniumszükséglete a XX - - XXI. század fordulóján.
A cirkónium spektrumvonalait a szennyeződéseken nagymértékben hátráltatja az a tény, hogy az alacsony szennyezőkoncentrációjú spektrumokban nehéz megkülönböztetni a gyenge vonalakat a cirkónium többvonalas spektrumának hátterében. Ez a módszer lehetővé teszi a fémes cirkónium alacsony fluorkoncentrációinak meghatározását is, ami nagyon fontos az elektrolitikus cirkónium előállításának szabályozásában.
Mivel a hafniumot a reaktorcirkónium előállítása során egyidejűleg nyerik vissza, termelése az utóbbi termelésével arányosan növekszik, és 50 kg cirkóniumonként körülbelül 1 kg hafnium keletkezik. A jelenlegi évtizedben (1970-1980) az atomerőművek világméretű kapacitása 5-8-szorosára, a cirkónium és a hafnium termelése pedig növekszik. Végül is minden megawatt atomenergia 45-79 kg cirkóniumot igényel csövek és egyéb alkatrészek gyártásához. Emellett az üzemelő reaktorokban a cirkónium csövek 25-35%-át évente cserélni kell. Ennek eredményeként már a 70-es évek közepén megközelítőleg ugyanannyi cirkóniumot fognak felhasználni ezekre a célokra, mint az új reaktorok esetében.
A cirkónium-tetrafluorid Al, Ca, Cu, Fe, Mg fluoridokból történő tisztításának fluoridos szublimációs technológiáját a 80-as években jól elsajátították a Szovjetunióban a pridnyeprovszki vegyi üzemben a fluorid előállítására szolgáló extrakciós-fluorid technológia fejlesztése és fejlesztése során. atomtiszta cirkónium.
A Ca, Cu, Fe, Mg, Th) cirkónium szublimációs tisztításával nyert fluorid készítmény formájában van. A cirkónium és szilícium nagyüzemi plazmagyártása során e hulladék felhalmozódott tömege idővel jelentőssé válhat; Feldolgozásukra plazma- és frekvenciatechnológiákat lehet alkalmazni ezen komponensek diszpergált oxidok vagy fémek formájában történő kivonására (lásd a fejezetet).
1 tonna cirkon feldolgozásakor és abból cirkónium és szilícium fluoridok formájában történő kinyerésekor 4 6 kg A1 marad a hulladékban; 0 1 kg Ca; 0 4 kg Si; 1 3 kg Fe; 1 1 kg Mg; 0 3 - 0 4 kg Th; 0 3 - 0 4 kg U; 0 3 kg Ti; azok. 8 6 kg fém, melynek fő része (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) cirkónium szublimációs tisztításával nyert fluorid összetételű. A cirkónium és szilícium nagyüzemi plazmagyártása során e hulladék felhalmozódott tömege idővel jelentőssé válhat; Feldolgozásukra plazma- és frekvenciatechnológiákat lehet alkalmazni ezen komponensek diszpergált oxidok vagy fémek formájában történő kivonására (lásd a fejezetet).
1945-ben az USA-ban még csak 0 07 kg cirkóniumot állítottak elő, azonban 1948 óta, az atomreaktorok létrehozásával kapcsolatos munkálatok kapcsán, a cirkónium termelése meredeken megnőtt, és néhány év múlva elérte a több tíz tonnát. Ennek eredményeként a cirkónium előállításának néhány éve még ritka technológiája mára fejlettebb, mint sok más, évtizedek óta ismert és használt fém előállításának technológiája.
A fűtési elv szerint a vákuumívkemencék a közvetlen ívkemencék közé tartoznak. A vákuumívkemencék az elektrotermikus berendezések újabb típusai közé tartoznak. Megjelenésüket a cirkónium, titán, molibdén és néhány más tűzálló és kémiailag aktív anyag termelésének növekedése okozza.
De még ebben az esetben sem használható előzetes vegyi tisztítás nélkül (lásd 15.5. pont) a természetben mindig velejáró hafnium elemtől, és a cirkóniumhoz hasonló kémiai tulajdonságokkal rendelkezik. A reaktorminőségű cirkóniumgyártás során visszanyert hafnium kiváló anyag a reaktorvezérlő rudak készítéséhez.
A hafnium a D. I. Mengyelejev elemeinek periódusos rendszerének IV csoportjába tartozik, és a titán alcsoportba tartozik. A szétszórt elemek közé tartozik, amelyek nem rendelkeznek saját ásványokkal; a természetben a cirkóniumot kíséri. Jelenleg a cirkóniumgyártás melléktermékeként állítják elő. Kémiai és fizikai tulajdonságait tekintve a hafnium közel áll a cirkóniumhoz, de nukleáris tulajdonságaiban jelentősen eltér az utóbbitól.
A vegyiparban a molibdént tömítések és csavarok formájában használják üvegbevonatú edények meleg javítására (tankolására), amelyeket kénsavval és savas közeggel végzett munka során használnak, amelyben hidrogénfejlődés megy végbe. A kénsavban üzemelő termékekben molibdén hőelemeket és szelepeket is használnak, és a molibdénötvözetek a reaktorok burkolataként szolgálnak olyan létesítményekben, amelyek 170 C feletti hőmérsékleten i-butil-kloridot só- és kénsav reakciókkal állítanak elő. A molibdén a folyadékfázisú hidroklórozást, a cirkóniumgyártást és az ultratiszta tóriumot is magában foglalja.
Külföldön maradtak azok a vállalkozások, amelyek kísérleti és ipari létesítményeket hoztak létre új elektromos technológiák felhasználásával. Például az Ulba Kohászati Üzemben (Kazahsztán) maradt egy ipari létesítmény az U-235 izotópban dúsított urán-hexafluorid urán-oxidokká történő plazmakonverziójára, oxidos nukleáris üzemanyag és fluorsav előállítására; a Dnyeper Vegyi Üzemben (Ukrajna) - ipari berendezések cirkónium és hafnium előállítására fluorid alapanyagokból hidegtégelyes technológiával; a Stabil Izotópok Kutatóintézetében (Grúzia) - kísérleti nagyfrekvenciás létesítmény izotóposan dúsított (B-10 izotópban) bór-karbid közvetlen indukciós melegítéssel történő előállítására; ugyanilyen típusú nagyfrekvenciás telepítés maradt a fehéroroszországi NPO Powder Metallurgynál. Az Orosz Föderációban maradt vállalkozásoknál nem a legjobb a helyzet.
Külföldön maradtak azok a vállalkozások, amelyek kísérleti és ipari létesítményeket hoztak létre új elektromos technológiák felhasználásával. Például az Ulba Kohászati Üzemben (Kazahsztán) maradt egy ipari létesítmény az U-235 izotópban dúsított urán-hexafluorid urán-oxidokká történő plazmakonverziójára, oxidos nukleáris üzemanyag és fluorsav előállítására; a Dnyeper Vegyi Üzemben (Ukrajna) - ipari berendezések cirkónium és hafnium előállítására fluorid alapanyagokból hidegtégelyes technológiával; a Stabil Izotópok Kutatóintézetében (Grúzia) - kísérleti nagyfrekvenciás létesítmény izotóposan dúsított (B-10 izotópban) bór-karbid közvetlen indukciós melegítéssel történő előállítására; ugyanilyen típusú nagyfrekvenciás telepítés maradt a fehéroroszországi NPO Powder Metallurgynál. Az Orosz Föderációban maradt vállalkozásoknál nem a legjobb a helyzet.
A szórt ritka fémeket a földkéregben való szóródásuk alapján kombinálják. A szétszórt elemek általában izomorf szennyeződések formájában találhatók meg más ásványok rácsában, és útközben kivonják őket a kohászati hulladékból. Ga - alumíniumgyártási hulladékból, In - cink- és ólomgyártás hulladékából, T1 - különféle szulfidkoncentrátumok pörkölési porából, Ge - cink- és rézgyártási hulladékból, valamint szénfeldolgozási hulladékból, Re - a molibdéngyártás közbenső termékei, a cirkónium gyártás során kivont W. A különféle természetes szulfidokban szennyeződésként előforduló diszpergált Se és Te elemeket vagy a kénsavgyártási hulladékból, vagy kohászati folyamatokból nyerik vissza.
A cirkónium alapanyagalapja két gazdag ásványi anyagot tartalmaz - a cirkont és a baddeleitit, amelyek 45 6%, illetve 69 1% cirkóniumot tartalmaznak. Ezekben az ásványokban a cirkóniumot hafnium kíséri, egy nagy termikus neutronelnyelési keresztmetszetű fém. Ezért a cirkónium extrakciójára és finomítására szolgáló bármely technológia biztosítja a hafniumtól való tisztítását. Az 1980-as évek elején a Szovjetunióban új technológiát hoztak létre a cirkónium előállítására, beleértve a cirkon szinterezését nátrium-karbonáttal, a nátrium-szilikát ezt követő kilúgozását, a cirkónium oldását salétromsavban, a hafnium extrakciós elválasztását és a finomítást:; majd a cirkóniumot újra extrahálják és a technológiai kört a cirkónium-tetrafluorid előállításához hozzák, amelyből a cirkónium a termikus termikus olvasztás során redukálódik. A kapott cirkóniumot ötvözetek gyártására küldik üzemanyagrudak csövek gyártásához.
A cirkónium alapanyagalapja két gazdag ásványi anyagot tartalmaz - a cirkont és a baddeleitit, amelyek 45 6%, illetve 69 1% cirkóniumot tartalmaznak. Ezekben az ásványokban a cirkóniumot hafnium kíséri, egy nagy termikus neutronelnyelési keresztmetszetű fém. Ezért a cirkónium extrakciójára és finomítására szolgáló bármely technológia biztosítja a hafniumtól való tisztítását. Az 1980-as évek elején a Szovjetunióban új technológiát hoztak létre a cirkónium előállítására, beleértve a cirkon nátrium-karbonátos szinterezését, a nátrium-szilikát ezt követő kilúgozását, a cirkónium salétromsavban való feloldását, a hafniumból való extrakciós elválasztást és a finomítást; majd a cirkóniumot újra extrahálják és a technológiai kört a cirkónium-tetrafluorid előállításához hozzák, amelyből a cirkónium a termikus termikus olvasztás során redukálódik. A későbbi technológia magában foglalja az elektronsugaras finomítást. A kapott cirkóniumot ötvözetek gyártására küldik üzemanyagrudak csövek gyártásához.
A cirkónium az elektronhéj szerkezete és következésképpen a D.I.Mendelejev elemeinek periódusos rendszerében elfoglalt helye szerint a titán analógja fizikai és kémiai viszonylatban. A cirkónium fém esetében ez a titán hasonlóságában fejeződik ki fizikai, mechanikai, technológiai, korrozív tulajdonságok és a képződött ötvözetek természete tekintetében. Ezért az elmúlt 15-20 évben a cirkónium széles körű asszimilációja zajlott: a nagy tisztaságú cirkónium előállításának és előállításának módszereinek kidolgozása, tulajdonságainak és ötvözeteinek részletes tanulmányozása.
Az urán oxidos nyersanyagból történő karbotermikus redukciójára lehetőség van a hidegtégely technikájára és technológiájára, amely az UsOg xCj töltés közvetlen frekvenciájú indukciós melegítésén alapul, amelyben saját vagy indukált vezetőképességét használják fel. A nagyfrekvenciás hidegtégelyes technológiát jelenleg oxigénmentes kerámiák (karbidok, nitridek és különféle kerámiakompozíciók) szintézisére fejlesztik , fémek olvasztására és finomítására diszkrét és folytonos szekvenciális üzemmódban hidegtégelyes technológiával. Ez a technológia és a kidolgozott technika elvileg alkalmazható az urán oxidos nyersanyagokból történő karbotermikus redukciójának nagyszabású technológiájában, azonban A 70-es, 80-as években a plazma- és frekvenciaberendezések arzenálja sokkal gazdagabbá vált. i, hafnium, ritka és ritkaföldfémek, beleértve a szkandiumot; megjelentek a rádiófrekvenciás tartományban az elektromágneses sugárzásnak átlátszó fém-dielektromos reaktorok, amelyeket oxigénmentes kerámiák magas hőmérsékletű szintézisére, oxidos kerámiák olvasztására, sőt radioaktív hulladékok üvegesítésére is használtak. Emellett kutatás-fejlesztési munka folyt a vegyi-technológiai és kohászati problémák megoldására szolgáló kombinált plazmafrekvenciás berendezés létrehozására, egyes kohászati alkalmazásokhoz már megawattos berendezéseket készítettek és találtak gyakorlati alkalmazásra. Ennek a K+F-nek az eredményeit a következő fejezetekben mutatjuk be; nagyon valószínű, hogy ilyen berendezésekkel is bevezetik az ipari termelésbe az urán oxidos nyersanyagokból történő karbotermikus redukciós technológiáját.
Az urán oxidos nyersanyagból történő karbotermikus redukciójára lehetőség van a hidegtégely technikájára és technológiájára, amely az UsOg xC töltés közvetlen frekvenciájú indukciós melegítésén alapul, amelyben saját vagy indukált vezetőképességet használnak. A nagyfrekvenciás hidegtégelyes technológiát jelenleg oxigénmentes kerámiák (karbidok, nitridek és különféle kerámiakompozíciók) szintézisére fejlesztik , fémek olvasztására és finomítására diszkrét és folytonos szekvenciális üzemmódban hidegtégelyes technológiával. Ez a technológia és a kidolgozott technika elvileg alkalmazható az urán oxidos nyersanyagokból történő karbotermikus redukciójának nagyszabású technológiájában, azonban A 70-es, 80-as években a plazma- és frekvenciaberendezések arzenálja sokkal gazdagabbá vált. i, hafnium, ritka és ritkaföldfémek, beleértve a szkandiumot; megjelentek a rádiófrekvenciás tartományban az elektromágneses sugárzásnak átlátszó fém-dielektromos reaktorok, amelyeket oxigénmentes kerámiák magas hőmérsékletű szintézisére, oxidos kerámiák olvasztására, sőt radioaktív hulladékok üvegesítésére is használtak. Emellett kutatás-fejlesztési munka folyt a vegyi-technológiai és kohászati problémák megoldására szolgáló kombinált plazmafrekvenciás berendezés létrehozására, egyes kohászati alkalmazásokhoz már megawattos berendezéseket készítettek és találtak gyakorlati alkalmazásra. Ennek a K+F-nek az eredményeit a következő fejezetekben mutatjuk be; nagyon valószínű, hogy ilyen berendezésekkel is bevezetik az ipari termelésbe az urán oxidos nyersanyagokból történő karbotermikus redukciós technológiáját.
Cirkónium-oxid - ZrO2 (cirkónium-dioxid), színtelen kristályok, olvadáspont: 2900 °C.
A cirkónium-dioxid amfoter tulajdonságokkal rendelkezik, vízben és a legtöbb sav és lúg vizes oldatában nem oldódik, de hidrogén-fluoridban és tömény kénsavban, lúgos olvadékban és üvegben oldódik.
- A cirkónium-dioxid három kristályos formában létezik:
- stabil monoklin, természetben előforduló baddelit ásvány formájában. metastabil közepes hőmérsékletű tetragonális, amely számos cirkónium kerámiában megtalálható. A cirkónium-dioxid tetragonális fázisának monoklin fázisba való átmenete térfogatnövekedéssel jár, ami növeli az ilyen kerámiák szilárdságát: a növekvő mikrorepedés csúcsán fellépő mechanikai feszültségek hatására a tetragonális módosulás fázisátalakulása monoklinikussá válik. , és ennek következtében a térfogat és ennek megfelelően a nyomás helyi növekedése, amely stabilizálja a mikrorepedést, lelassítva a magasságát.
- instabil magas hőmérsékletű köbös. A cirkónium-dioxid nagy átlátszó kristályait, amelyeket kalcium-oxidok, ittrium vagy más fémek szennyeződései stabilizálnak, magas törésmutatójuk és diszperziójuk miatt, az ékszerekben gyémánt utánzatként használják; a Szovjetunióban az ilyen kristályokat cirkóniának nevezték el, a Tudományos Akadémia Fizikai Intézetéből, ahol először szintetizálták őket.
A cirkónium-dioxidot széles körben használják erősen tűzálló termékek, hőálló zománcok, tűzálló üvegek, különféle kerámiák, kerámia pigmentek, szilárd elektrolitok, hővédő bevonatok, katalizátorok, mesterséges drágakövek, vágószerszámok és csiszolóanyagok gyártásában. Az elmúlt években a cirkónium-oxidot széles körben használták száloptikában és kerámiában az elektronikában.
Egyedülálló tulajdonságainak köszönhetően, mint például a legmagasabb kopásállóság, hihetetlenül sima felület és gyakorlatilag nincs negatív kölcsönhatás például vezetékekkel és kábelekkel, az összes ismert kerámiaanyag közül a legalacsonyabb hővezető képességgel rendelkezik - a cirkónium-oxidot a technológia számos területén használják.
A fémekkel való minimális kölcsönhatás miatt a cirkónium-oxid kiválóan alkalmas sajtolószerszámokhoz, matricákhoz, huzalhúzó szalagokhoz és egyéb huzal- és kábelgyártás gépekhez és eszközökhöz. Csúszó párok, a kiváló tribológiai tulajdonságoknak köszönhetően, különösen magas hőmérsékleten, valamint az acéloknál jobb hőtágulásnak köszönhetően. Mindez a cirkónium-oxid alapú anyagokat a műszaki és műszaki kerámiák egyik legjobb anyagává teszi.
ZrO2 alapú nanokerámia anyagok egyedi fizikai és mechanikai tulajdonságokkal rendelkezik:
- a meglévő analógokkal ellentétben a speciális szintézis technológiának köszönhetően a kerámiák egyszerre magas szilárdsági, törési szilárdságú és kopásállósággal rendelkeznek;
- nagy teljesítményű tulajdonságok magas hőmérsékleten (1600 ° C felett) és korrozív környezetben a mechanikai tulajdonságok jelentős romlása nélkül;
- jelentős mennyiségű aktív folyadék felszívódásának és megtartásának képessége a pórustérben.
Kérésre további információkat adunk (minőségi tanúsítványok, árak, szállítási feltételek stb.),
valamint termékmintákat a teszteléshez. Készek vagyunk válaszolni minden kérdésére.
Bízunk a gyümölcsöző és kölcsönösen előnyös együttműködésben.
A természetben lenni
A cirkóniumvegyületek széles körben elterjedtek a litoszférában. A természetben elsősorban a cirkon (ZrSiO4), a baddeleit (ZrO2) és a különféle összetett ásványok elterjedtek. A cirkóniumot minden szárazföldi lelőhelyben Hf kíséri, amely a Zr atom izomorf szubsztitúciója miatt szerepel a cirkon ásványokban. A cirkon a legnagyobb mennyiségben előforduló cirkónium ásvány. Minden típusú kőzetben megtalálható, de főleg a gránitokban és szienitekben. Az észak-karolinai Ginderson megyében pegmatitokban több centiméter hosszú cirkonkristályokat, Madagaszkáron pedig kilogramm súlyú kristályokat találtak. A Baddeleyite-t Yussak találta meg 1892-ben Brazíliában. A fő lelőhely a Pocos de Caldas régióban (Brazília) található. Körülbelül 30 tonna súlyú baddeleyit tömböt találtak ott, a vízfolyásokban és a szikla mentén a baddeleyit legfeljebb 7,5 mm átmérőjű hordalékkavicsok formájában fordul elő, amelyeket favas néven ismernek (a portugál fava - bob szóból). A Favas általában több mint 90% cirkónium-oxidot tartalmaz.A cirkónium és vegyületeinek alkalmazása
A cirkóniumot az 1930-as évek óta használják az iparban. Magas ára miatt használata korlátozott. Az egyetlen cirkónium előállítására szakosodott vállalkozás Oroszországban (és a volt Szovjetunió területén) a Csepetszki Mechanikai Üzem (Glazov, Udmurtia).A cirkónium felhasználása az atomenergiában
A cirkóniumnak nagyon kicsi termikus neutronbefogási keresztmetszete van. Ezért a hafniumot nem tartalmazó fémes cirkóniumot és ötvözeteit az atomenergiában fűtőelemek, hőcserélők és egyéb atomreaktorok szerkezeteinek gyártására, valamint nagyon hatékony neutronmoderátorként használják.A cirkónium felhasználása a kohászati iparban
a kohászatban ligatúraként használják. Jó deoxidáló és nitrogénmentesítő, hatásfokát tekintve felülmúlja a Mn-t, Si-t, Ti-t. Az acélok cirkóniummal való ötvözése (akár 0,8%) javítja mechanikai tulajdonságaikat és megmunkálhatóságukat. Ezenkívül tartósabbá és hőállóbbá teszi a rézötvözeteket az elektromos vezetőképesség enyhe csökkenésével. A cirkónium-dioxidot (olvadáspont 2700 °C) tűzálló-bakor (bakor - baddeleyite-korund kerámia) gyártásához használják. A samott helyettesítésére használják. A stabilizált dioxid alapú tűzálló anyagokat a kohászatban használják vályúkhoz, fúvókákhoz acélok folyamatos öntéséhez, olvasztótégelyekhez ritkaföldfém elemek olvasztásához. Cermetekben is használják - olyan kerámia-fém bevonatok, amelyek nagy keménységgel és számos kémiai reagenssel szemben ellenállnak, ellenállnak a rövid távú melegítésnek 2750 ° C-ig. A cirkónium-diborid ZrB2 fémkerámia, különféle keverékekben tantál-nitriddel és szilícium-karbiddal vágószerszámok gyártásához használható anyag.A cirkónium felhasználása a pirotechnikában
A cirkónium figyelemreméltó képességgel rendelkezik a levegő oxigénben való elégetésére (öngyulladási hőmérséklet - 250 ° C), gyakorlatilag anélkül, hogy füstöt bocsátana ki, nagy sebességgel, és a fémes üzemanyagok közül a legmagasabb hőmérsékletet (4650 ° C) fejleszti. A magas hőmérséklet miatt a keletkező cirkónium-dioxid jelentős mennyiségű fényt bocsát ki, amelyet igen széles körben alkalmaznak a pirotechnikában (tűzijátékok és tűzijátékok gyártása), az emberi tevékenység különböző területein használt kémiai fényforrások (fáklyák, fáklyák, világítóbombák, FOTAB - fotó-légi bombák). Ezen a területen nemcsak a fémes cirkónium iránt van fokozott érdeklődés, hanem annak cériummal (sokkal nagyobb fényárammal) rendelkező ötvözetei is. A porított cirkóniumot oxidálószerekkel (Berthollet-só) keverve füstmentes anyagként használják pirotechnikai jelzőlámpákban és biztosítékokban, a higanygőzt és az ólomazidot helyettesítve.A cirkónium alkalmazása a tudományos kutatásban (alacsony hőmérsékletek kutatása területén)
A 75% Nb és 25% Zr tartalmú szupravezető ötvözet (szupravezető képesség 4,2 K-en) 100 000 A/cm terhelésig ellenáll. A cirkónium felhasználása az optikai iparban - a cirkónium-dioxid köbös módosítása alapján, szkandiummal, ittriummal, ritkaföldfémekkel stabilizálva, anyagot nyernek - köbös cirkóniát (a FIAN-tól, ahol először nyerték), köbös cirkóniát használnak mint nagy törésmutatójú optikai anyag (lapos lencsék). A cirkónium szerkezeti anyagként való felhasználását saválló vegyi reaktorok, szerelvények, szivattyúk gyártásához, szintetikus szálak gyártásához, valamint bizonyos típusú huzalok (rajzolás) gyártásához használják. A cirkóniumot a nemesfémek helyettesítésére használják. A cirkónium felhasználása az üveggyártásban - a "vasalt" cirkont különféle tűzálló anyagok formájában használják üveggyártáshoz és kohászati kemencékhez. A cirkónium felhasználása az építőiparban - építőipari kerámiák, zománcok és mázak gyártásában szaniterárukhoz. A cirkónium alkalmazása a könnyűiparban A cirkóniumot különféle étkészletek gyártására használják, amelyek magas vegyszerállóságának köszönhetően kiváló higiéniai tulajdonságokkal rendelkeznek. A cirkónium festék- és lakkiparban való felhasználása - dioxid - a zománcok kioltója, fehér és átlátszatlan színt ad. Az ékszeriparban a cirkóniumot szintetikus drágakőként használják (a diszperzió, a törésmutató és a színjáték nagyobb, mint a gyémánté). A cirkónium alkalmazása a repülőgépiparban - a cirkónium-karbid (olvadáspont 3530 °C) a szilárdfázisú nukleáris sugárhajtóművek legfontosabb szerkezeti anyaga. Hajtóanyag komponensként cirkónium-hidridet használnak. A cirkónium-berillid rendkívül kemény és 1650 °C-ig ellenáll a levegőben történő oxidációnak, repülőgépgyártásban használják (motorok, fúvókák, reaktorok, radioizotópos elektromos generátorok) Melegítéskor a cirkónium-dioxid áramot vezet, amelyet néha fűtésre használnak. olyan elemek, amelyek nagyon magas hőmérsékleten is stabilak a levegőben ... A fűtött cirkónium szilárd elektrolitként képes oxigénionokat vezetni. Ezt a tulajdonságot ipari oxigénelemzőkben használják..php a 203-as vonalon Figyelmeztetés: megköveteli (http: //www..php): nem sikerült megnyitni az adatfolyamot: nem található megfelelő csomagolóanyag a / hsphere / local / home / winexins / site mappában / tab / Zr.php on line 203 Végzetes hiba: igényel (): Sikertelen megnyitás szükséges "http: //www..php" (include_path = ".. php on 203. sorA fogpótlást mindenhol, minden fogászati rendelőben alkalmazzák. A protézisek gyártásához és beszerelési technikákhoz meglehetősen nagy választék áll rendelkezésre. Az új anyag, a cirkónium-oxid feltűnő minőségben, és ezen a területen a legjobbnak tekinthető.
mint kémiai vegyület
A ZrO2-oxid átlátszó, színtelen, különleges erősségű kristályok, amelyek vízben és a legtöbb lúg- és savoldatban nem oldódnak, de oldódnak lúgos olvadékokban, üvegekben, hidrogén-fluoridban és kénsavban. Olvadáspontja 2715 °C. A cirkónium-oxid három formában létezik: stabil monoklin, amely a természetben előfordul, metastabil tetragonális, amely a cirkónium kerámiák része, és instabil köbös, amelyet az ékszerekben gyémánt utánzatként használnak. Az iparban a cirkónium-oxidot szuperkeménysége miatt széles körben alkalmazzák, tűzálló anyagokat, zománcokat, üveget és kerámiát készítenek belőle.
A cirkónium-oxid alkalmazásai
A cirkónium-oxidot 1789-ben fedezték fel, és sokáig nem használták, minden hatalmas potenciálja ismeretlen volt az emberiség számára. Csak viszonylag nemrégiben kezdték aktívan használni a cirkóniumot az emberi tevékenység számos területén. Az autóiparban használják, például csúcskategóriás autók féktárcsáinak gyártásánál. Az űriparban pótolhatatlan – ennek köszönhetően a hajók hihetetlen hőmérsékleti hatásoknak is ellenállnak. A vágószerszámok és a szivattyúk cirkónium-oxidot is tartalmaznak. Az orvostudományban is használják, például mesterséges csípőízületek fejeként. És végül a fogászatban minden legjobb tulajdonságát megmutathatja a fogsor szerepében.
Cirkónium-oxid a fogászatban
A modern fogászatban a cirkónium-oxid a legnépszerűbb anyag a fogkoronák készítéséhez. Ezen a területen széles körben elterjedt olyan tulajdonságainak köszönhetően, mint a keménység, szilárdság, tartósság és hosszú ideig tartó forma és megjelenés, biológiai kompatibilitás az emberi szövetekkel, gyönyörű megjelenés. Anyagként szolgálhat egyedi koronákhoz, hidakhoz, csapokhoz, implantátumokkal rögzített protézisekhez.
A cirkónium-oxidot, amelynek ára magasabb, mint a többi protézisé, nehéz feldolgozni. Ez az oka annak, hogy az ilyen koronák a legdrágábbak. A keret létrehozása után egy fehér kerámiaréteget kell felvinni rá, mivel magának a cirkónium-oxidnak nincs színe. Ez lehetővé teszi a kerámia nagyon vékony rétegben történő felhordását.
Cirkónium-oxid fémmentes koronák
A koronák és a cirkónium-oxid gyártásában meglehetősen új anyag. Korábban a fémvázas fogsorok használata abszolút norma volt, és nem volt alternatíva. A tudósok azonban kutatják és keresik a legmegfelelőbb anyagot, amely esztétikus megjelenésű és biológiailag is kompatibilis az emberi test szöveteivel, tartós és könnyű. Ilyen anyagot találtak, és ez nagy ritkaság a természetben, tulajdonságaiban csak a gyémánthoz hasonlítható.
A cirkónium koronák megjelenésével a páciensek élvezhetik a protézisek egyedi esztétikáját és szépségét, egy másik dolog, hogy nem mindenki engedhet meg magának ilyen boldogságot. Erőssége miatt azonban előfordulhat, hogy egyszer és egy életen át kell pénzt költeni – a cirkónium protézisek hihetetlenül kopásállóak és tartósak. Annak köszönhetően, hogy maga a cirkónium-oxid átlátszó, vékony kerámiaréteggel együtt természetes foghatás jön létre. Ráadásul a koronák szorosan illeszkednek az ínyhez, nincs rajtuk a legkisebb rés sem, ami még természetesebb megjelenést kölcsönöz.
Esztétika plusz erő
A fehér acélt néha cirkónium-oxid kerámiának is nevezik. Az ebből az anyagból készült koronák 5-ször erősebbek, mint a teljesen kerámia fogsorok. Mi az előnye ennek az erősségnek? A cirkónium-oxid megjelenése előtt a fogászatban a koronákat fémvázból készítettek, amelyre vastag kerámiaréteget vittek fel. Fém az erőért, kerámia az esztétikáért. De így lehetetlen teljesen természetes megjelenést létrehozni, jól látható egy sötét csík a protézis és az íny érintkezésének helyén (ilyen hatást egy fém keret ad).
A cirkónium-oxid szilárdságában nem rosszabb, mint a fém, és lehetővé teszi a természetes szín és átlátszóság közvetítését, mint egy természetes fogat, szükségtelen színfoltok nélkül. Természetében hasonló a fog szöveteihez, fényáteresztő képességgel rendelkezik. A koronán áthatoló fénysugarak természetes módon megtörnek és szétszóródnak, egészséges és szép mosoly hatását keltve. A protézis beszerelésekor a fogorvosok olyan színt választanak, amely nem különbözik a többi egészséges fog színétől, ezért a korona nem adja ki magát, összeolvad az egészséges fogakkal.
Biokompatibilitás
A fémek, amelyekből fém-kerámia protézisek készülnek, időnként allergiás reakciókat, gyulladást és hosszú távú függőséget okoznak a páciensben. A cirkónium-oxid koronák ideálisak fémekkel szembeni túlérzékenységben és intoleranciában szenvedők számára.
Ez a tulajdonságaiknak köszönhető:
- Biztonságos összetétel (nem tartalmaz
- Savakkal szemben ellenálló, kevéssé oldódik.
- A sima felület megakadályozza a lerakódások felhalmozódását.
- Tehetetlenség a szájüregben lévő egyéb anyagokkal szemben.
- A magas hőszigetelés biztosítja a kényelmetlenséget meleg vagy hideg ételek fogyasztása közben.
- Az egészséges fog minimális előkészítése. Az anyag szilárdsága lehetővé teszi, hogy vékony kereteket hozzon létre, ezáltal a fogat minimálisra fordítja, és több egészséges fogszövetet őriz meg.
Ellenjavallatok
A cirkónium-oxidnak, amelynek tulajdonságai ideálisak a fogsorokhoz, szinte nincs ellenjavallata, kivéve az emberi test ilyen egyedi jellemzőit:
- A mélyharapás az állkapocs szerkezetének patológiája, amelyben a felső állkapocs zárt állapotban lefedi az alsó fogak egyharmadát. A hiba túlzott nyomást gyakorol a felső állkapocs fogaira, és a fogzománc fokozott kopásával fenyeget.
- A bruxizmus a fogcsikorgatás rendellenessége, leggyakrabban alvás közben. Az ok nem teljesen ismert, de sok tudós egyetért abban, hogy a bruxizmus a mentális egyensúlyhiány és a stressz eredménye. A fogzománc károsodásához és a fogak kopásához vezet.
Koronák készítése
A cirkónium-oxidot nehéz feldolgozni, ezért a koronák előállítása belőle munkaigényes folyamat. Több szakaszból áll:
- A szájüreget előkészítjük, a fogat a korona alatt köszörüljük.
- A lecsiszolt fogról lenyomatot vesznek, modellt készítenek a leendő koronáról.
- A modell lézeres szkennelését végezzük, az adatokat számítógépbe visszük feldolgozásra.
- Egy speciális számítógépes program szimulálja a keretet, figyelembe véve az összes árnyalatot (például a keret zsugorodását kiégetés után).
- A kapott adatokkal digitális csiszológépet csatlakoztatunk a számítógéphez, és cirkónium nyersdarabból keretet készítünk.
- A megmunkált keretet behelyezik a tömeg szinterezésére és nagyobb szilárdság biztosítására.
- A kész vázat egy bizonyos árnyalatú kerámia masszával borítják, amelyet egy adott páciens számára választottak ki.
A cirkónium koronák előnyei a fémkerámiával szemben
Ha protézisre van szükség, a páciens azzal a kérdéssel szembesül, hogy melyik műfogat válassza. A cirkónium-oxidnak számos előnye van más anyagokkal szemben:
- A cirkónium koronákkal végzett protetika nem igényel idegeltávolítást.
- A fém hiánya a szerkezetben, ami kiküszöböli az olyan problémákat, mint az allergiás reakciók, fémes íz a szájban.
- A korona alatti betegségek kifejlődésének garantált hiánya. A fogsor szorosan illeszkedik az ínyhez, nem kerülnek alá az élelmiszer-részecskék és a baktériumok.
- A keret pontossága. A digitális adatfeldolgozás hihetetlen pontosságot garantál a szerkezet gyártása során.
- Egyedi színegyeztetés. A kész protézis vizuálisan nem különböztethető meg a többi, egészséges fogaktól.
- Lehetőség bármilyen hosszúságú híd készítésére;
- Könnyű kivitelezés.
- Hideg és meleg ételre adott reakció hiánya. A cermet viselése kényelmetlenséget okozhat magas vagy alacsony hőmérsékleten. A cirkónium-oxid nem ad ilyen reakciót.
- Teljesen természetes megjelenés.
- A szürke szegély hiánya az ínyekkel való érintkezés területén.
- A protézisre való felkészülés során nem kell túlzottan élezni a fogat.
- A koronák nem deformálódnak, és hosszú ideig megtartják alakjukat és alakjukat.
A cirkon a legnagyobb mennyiségben előforduló cirkónium ásvány. Minden típusú kőzetben megtalálható, de főleg a gránitokban és szienitekben. Az észak-karolinai Ginderson megyében pegmatitokban több centiméter hosszú cirkon kristályokat, Madagaszkáron kilogramm tömegű kristályokat találtak. A Baddeleyite-t Yussak találta meg 1892-ben Brazíliában. A fő lelőhely a Pocos de Caldas régióban (Brazília) található. A legnagyobb cirkónium lelőhelyek az USA-ban, Ausztráliában, Brazíliában és Indiában találhatók.
Oroszországban, amely a világ cirkóniumkészletének 10%-át adja (3. a világon Ausztrália és Dél-Afrika után), a fő lelőhelyek a következők: Kovdor alapkőzet baddelit-apatit-magnetit a Murmanszk régióban, Tugan placer cirkon-rutil-ilmenit a Tomszk régióban, Közép hordalékcirkon-rutil-ilmenit a Tambov régióban, Lukojanovszko hordalékcirkon-rutil-ilmenit a Nyizsnyij Novgorod régióban, Katuginskoe őshonos cirkon-piroklór-kriolit a Chita régióban és Uluggen-Pyro-Tanzirek indián-klór-tanzirek kolumbita.
Cirkónium készletek 2012-ben, ezer tonna *
| Ausztrália | 21,000.0 |
| Dél-Afrika | 14,000.0 |
| India | 3,400.0 |
| Mozambik | 1,200.0 |
| Kína | 500.0 |
| Más országok | 7,900.0 |
| Összes készlet | 48,000.0 |
* Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának adatai
Az iparban a cirkónium előállításának alapanyaga a cirkóniumércek dúsításával előállított, legalább 60-65% cirkónium-dioxid tömegtartalmú cirkónium-koncentrátum. A fémes cirkónium koncentrátumból történő előállításának fő módszerei a kloridos, fluoridos és lúgos eljárások. A világ legnagyobb cirkongyártója az Iluka.
A cirkongyártás Ausztráliában (2010-ben a termelés 40%-a) és Dél-Afrikában (30%) koncentrálódik. A cirkon többi részét több mint egy tucat másik országban állítják elő. A cirkon termelés 2002 és 2010 között évente átlagosan 2,8%-kal nőtt. A nagy gyártók, mint például az Iluka Resources, a Richards Bay Minerals, az Exxaro Resources Ltd. és a DuPont cirkont vonnak ki titánbányászatuk melléktermékeként. Az ásványi titán iránti kereslet nem nőtt olyan gyorsan, mint a cirkon iránt az elmúlt évtizedben, ezért a gyártók elkezdték fejleszteni és kitermelni a magasabb cirkontartalmú ásványi homokot, például Afrikában és Dél-Ausztráliában.
* Az Egyesült Államok Geológiai Szolgálatának adatai
A cirkóniumot az 1930-as évek óta használják az iparban. Magas ára miatt használata korlátozott. A fémes cirkóniumot és ötvözeteit az atomenergia-technikában használják. A cirkóniumnak nagyon kicsi termikus neutronbefogási keresztmetszete és magas olvadáspontja van. Ezért a hafniumot nem tartalmazó fémes cirkóniumot és ötvözeteit az atomenergiában fűtőelemek, fűtőelem-kötegek és atomreaktorok egyéb szerkezeteinek gyártására használják.
A cirkónium másik alkalmazási területe az ötvözés. A kohászatban ligatúraként használják. Jó deoxidáló és nitrogénmentesítő, hatásfokát tekintve felülmúlja a Mn-t, Si-t, Ti-t. Az acélok cirkóniummal való ötvözése (akár 0,8%) javítja mechanikai tulajdonságaikat és megmunkálhatóságukat. Ezenkívül tartósabbá és hőállóbbá teszi a rézötvözeteket az elektromos vezetőképesség enyhe csökkenésével.
A cirkóniumot pirotechnikában is használják. A cirkónium figyelemre méltó képességgel rendelkezik a levegő oxigénjével (öngyulladási hőmérséklet - 250 °C) gyakorlatilag füstképződés nélkül és nagy sebességgel. Ez hozza létre a fémes tüzelőanyagok legmagasabb hőmérsékletét (4650 °C). A magas hőmérséklet miatt a keletkező cirkónium-dioxid jelentős mennyiségű fényt bocsát ki, amelyet igen széles körben alkalmaznak a pirotechnikában (tűzijátékok és tűzijátékok gyártása), az emberi tevékenység különböző területein használt kémiai fényforrások (fáklyák, fáklyák, világítóbombák, FOTAB – fotó-légi bombák; széles körben használták a fotózásban az eldobható vakulámpák részeként, amíg ki nem váltották az elektronikus vakukkal). Ezen a területen nem csak a fémes cirkónium érdekes, hanem annak cériumötvözetei is, amelyek lényegesen nagyobb fényáramot adnak. A porított cirkóniumot oxidálószerekkel (Berthollet-só) keverve füstmentes anyagként használják pirotechnikai jelzőlámpákban és biztosítékokban, a robbanó higanyt és az ólomazidot helyettesítve. Sikeres kísérleteket végeztek a cirkónium égésének fényforrásként való felhasználásával lézer pumpálásához.
A cirkónium másik felhasználási területe a szupravezetők. A 75% Nb és 25% Zr tartalmú szupravezető ötvözet (szupravezető képesség 4,2 K-en) 100 000 A/cm2 terhelésig ellenáll. Szerkezeti anyag formájában a cirkóniumot saválló vegyi reaktorok, szerelvények és szivattyúk gyártására használják. A cirkóniumot a nemesfémek helyettesítésére használják. Az atomenergia-iparban a cirkónium a fűtőelemek burkolatának fő anyaga.
A cirkónium a titánnál is nagyobb, biológiai közegekkel szembeni ellenálló képességgel és kiváló biokompatibilitással rendelkezik, melynek köszönhetően csont-, ízületi és fogpótlások készítésére, valamint sebészeti műszerek készítésére szolgál. A fogászatban a cirkónium-dioxid alapú kerámiák a műfogsorok előállításához szükséges anyagok. Ezenkívül bioinertsége miatt ez az anyag a titán alternatívájaként szolgál a fogászati implantátumok gyártásában.
A cirkóniumot különféle étkészletek gyártására használják, amelyek kiváló higiéniai tulajdonságokkal rendelkeznek a magas vegyszerállóságának köszönhetően.
A cirkónium-dioxidot (olvadáspont 2700 °C) tűzálló-bakor (bakor - baddeleyite-korund kerámia) gyártásához használják. A samott helyettesítésére használják, mivel üveg- és alumíniumolvasztó kemencékben 3-4-szeresére növeli a kampányt. A stabilizált dioxid alapú tűzálló anyagokat a kohászatban használják vályúkhoz, fúvókákhoz acélok folyamatos öntéséhez, olvasztótégelyekhez ritkaföldfém elemek olvasztásához. Cermetekben is használják - olyan kerámia-fém bevonatok, amelyek nagy keménységgel és számos kémiai reagenssel szemben ellenállnak, ellenállnak a rövid távú melegítésnek 2750 ° C-ig. A dioxid a zománcok kioltója, fehér és átlátszatlan színt ad. A szkandiummal, ittriummal, ritkaföldfémekkel stabilizált cirkónium-dioxid köbös módosítása alapján egy anyagot kapnak - köbös cirkóniát (a FIAN-tól, ahol először nyerték), a köbös cirkóniumot nagy törésmutatójú optikai anyagként használják. (lapos lencsék), az orvostudományban (sebészeti műszer) , mint szintetikus drágakő (a diszperzió, a törésmutató és a színjáték nagyobb, mint a gyémánté), szintetikus szálak és bizonyos típusú huzalok gyártásában ( rajz). Melegítéskor a cirkónium-oxid áramot vezet, amelyet néha olyan fűtőelemek előállítására használnak, amelyek nagyon magas hőmérsékleten is stabilak a levegőben. A fűtött cirkónium szilárd elektrolitként képes oxigénionokat vezetni. Ezt a tulajdonságot az ipari oxigénelemzőkben használják.
A cirkónium-hidridet a nukleáris technikában nagyon hatékony neutronmoderátorként használják. Ezenkívül cirkónium-hidridet használnak a cirkónium bevonására vékony filmek formájában, különböző felületeken történő hőbomlás útján.
Cirkónium-nitrid anyag kerámia bevonatokhoz, olvadáspont kb. 2990 °C, vízben hidrolizált. Felhasználható bevonatként a fogászatban és az ékszerekben.
Cirkon, azaz A ZrSiO4 a cirkónium és a hafnium fő ásványi forrása. Ezenkívül különféle ritka elemeket és uránt vonnak ki belőle, amelyek koncentrálódnak benne. A cirkónium-koncentrátumot tűzálló anyagok előállításához használják. A cirkon magas urántartalma miatt kényelmes ásványi anyag az urán-ólom kormeghatározással történő kormeghatározáshoz. Az ékszerekben (jácint, zsargon) átlátszó cirkonkristályokat használnak. A cirkon kalcinálása során ragyogó kék köveket kapnak, amelyeket starlitnak neveznek.
Az összes cirkónium körülbelül 55%-át kerámiák - falak, padlók kerámialapok, valamint kerámia hordozók elektronikai gyártása során történő előállításához használják fel. A cirkon mintegy 18%-át a vegyiparban használják fel, a fogyasztás ezen a területen az elmúlt években átlagosan évi 11%-kal nőtt. Fémolvasztáshoz körülbelül 22% cirkont használnak, de ez az irány az utóbbi időben nem volt annyira népszerű, mivel olcsóbb cirkónium-előállítási módszerek állnak rendelkezésre. A cirkon fennmaradó 5%-át katódcsövek gyártására használják fel, de a fogyasztás ezen a területen csökken.
A cirkon felhasználása 2010-ben erőteljesen, 1,33 millió tonnára nőtt, miután a 2009-es világgazdasági visszaesés következtében a fogyasztás 2008-ra 18%-kal csökkent. A kerámia felhasználásának növekedése, amely 2010-ben a cirkonfogyasztás 54%-át tette ki, különösen Kínában és más feltörekvő gazdaságokban, például Brazíliában, Indiában és Iránban, kulcsfontosságú tényező volt a cirkon iránti megnövekedett keresletben a 2000-es években. Míg az Egyesült Államokban és az eurózónában a fogyasztás még csökkent is. 2000 és 2010 között több mint kétszeresére nőtt a cirkónium fogyasztása a cirkónium vegyszerekben, beleértve a cirkóniumot is, míg a cirkónium fémes cirkónium olvasztására való felhasználása alacsonyabb növekedési ütemet mutatott.
Roskill szerint a világon elfogyasztott cirkóniumfém 90%-át az atomreaktor szerelvények gyártásához, mintegy 10%-át pedig az ecetsavgyárakban használt tartályok korrózióálló és nagynyomású bélésének gyártásához használják fel. Szakértők szerint a jövőben a fémes cirkónium iránti globális kereslet növekedése várható, mivel számos ország (Kína, India, Dél-Korea és az Egyesült Államok) új atomerőművek építését tervezi.
A cirkónium-oxidot, más néven cirkóniát, ipari alkalmazásokban használják, beleértve a gyógyszereket, a száloptikát, a vízálló ruházatot és a kozmetikumokat. A cirkónium-oxid anyagok – a cirkonliszt és az olvasztott cirkónium-dioxid – fogyasztása nagyobb a kerámia gyártás Kínában történő gyors növekedése miatt. Dél-Korea, India és Kína a cirkónium-oxid fontos növekedési piacai. A cirkónium piackutatási jelentés szerint az ázsiai-csendes-óceáni régió képviseli a világ legnagyobb és leggyorsabban növekvő regionális piacát. A franciaországi székhelyű Saint-Gobain az egyik legnagyobb cirkóniagyártó.
A cirkónium legnagyobb végfelhasználói piaca a kerámia, amely magában foglalja a csempe-, szaniter- és étkészleteket. A következő legnagyobb piacok, amelyek cirkónium tűzálló anyagokat használnak és öntödei ágazatok. A cirkont számos kerámiatermék adalékanyagaként használják, valamint számítógép-monitorok és televízió-panelek üvegbevonataiban is használják, mivel sugárzáselnyelő tulajdonságokkal rendelkezik. A cirkónium téglákat az olvasztott cirkónium-oxid alapoldatok alternatívájaként használják.
A cirkon (ZrSiO4) gyártása és fogyasztása a világon, ezer tonna *
| év | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
| Teljes termelés | 1300.0 | 1050.0 | 1250.0 | 1400.0 | 1200.0 |
| Kína | 400.0 | 380.0 | 600.0 | 650.0 | 500.0 |
| Más országok | 750.0 | 600.0 | 770.0 | 750.0 | 600.0 |
| Teljes fogyasztás | 1150.0 | 980.0 | 1370.0 | 1400.0 | 1100.0 |
| Piaci egyensúly | 150.0 | 70.0 | -120.0 | -- | 100.0 |
| COMEX ár | 788.00 | 830.00 | 860.00 | 2650.00 | 2650.00 |
* Összefoglaló adatok
A cirkon piac meredek hanyatlást mutatott, amely 2008 végén kezdődött, és 2009-ben is folytatódott. A gyártók csökkentették a termelést a költségek csökkentése és a készletezés leállítása érdekében. A fogyasztás 2009 végén kezdett fellendülni, 2010-ben felgyorsította a növekedést, és 2011-ben is folytatódott. A készletek, különösen Ausztráliából, ahol a cirkóniumércek több mint 40%-át bányászják, sokáig nem növekedtek, és a többi termelő 2008-2010 folyamán mintegy 0,5 millió tonna készletet kényszerült forgalomba hozni. A piaci hiány a készletszint csökkenésével párosulva 2009 elején megindult áremelkedéshez vezetett. 2011 januárjában az ausztrál prémium cirkóniumárak rekordszinten voltak, miután 2009 elejéhez képest 50%-kal emelkedtek, és 2011-2012-ben tovább emelkedtek.
2008-ban a cirkónium szivacs ára emelkedett a fémgyártás alapanyagának számító cirkónium homok drágulása miatt. Az ipari minőségű cirkónium ára 7-8%-kal - 100 dollár/kg-ig, az atomreaktorok fémé - 10%-kal - 70-80 dollárig emelkedett. 2008 végén és 2009 elején enyhe árcsökkenés, azonban 2009 második felétől a cirkónium árai újra növekedésnek indultak, ráadásul úgy, hogy 2009-ben a cirkónium átlagára magasabb volt, mint 2008-ban. 2012-ben a cirkónium ára 110 USD/kg-ra emelkedett.
A 2009-es alacsonyabb fogyasztás ellenére a cirkon ára nem esett meredeken, mivel a nagy gyártók csökkentették a termelést és csökkentették a készleteiket. 2010-ben a termelés nem tudott lépést tartani a kereslettel, elsősorban azért, mert a kínai cirkonimport 2010-ben több mint 50%-kal, 0,7 millió tonnára emelkedett. A cirkon iránti kereslet az előrejelzések szerint 2015-ig évente 5,4%-kal nő, de a termelési kapacitás csak 2,3%-kal nőhet évente. A további kínálat ezért továbbra is korlátozott lesz, és az árak tovább emelkedhetnek, amíg az új projektek működésbe lépnek.
A Global Industry Analysts (GIA) által közzétett kutatási jelentés szerint a cirkónium globális piaca 2017-re várhatóan eléri a 2,6 millió tonnát. A jelentés értékesítési becsléseket és előrejelzéseket ad 2009 és 2017 között számos földrajzi piacra, köztük Ázsia csendes-óceáni térségére, Európára, Japánra, Kanadára és az Egyesült Államokra.
A nemzetközi atomenergia-ipar növekedése növeli a cirkónium iránti keresletet, valamint növeli a termelési kapacitását világszerte. A növekedés további mozgatórugója az ázsiai-csendes-óceáni térségben tapasztalható növekvő kereslet, valamint a kerámiacsempék gyártása világszerte.
Betöltés ...