Produksi zirkonium dan paduannya yang mengandung boron memerlukan kontrol yang cermat. Karena tidak ada metode kimia untuk penentuan boron dalam zirkonium logam dan paduannya telah dijelaskan dalam literatur, tujuan dari pekerjaan ini adalah untuk mengembangkan metode kimia sederhana untuk menentukan kandungan boron dalam zirkonium logam dan paduannya, khususnya, di paduan dengan kandungan niobium yang rendah.
Dalam produksi zirkonium, metode iodida sangat penting dalam industri, berbeda dengan produksi titanium.
Terkandung dalam emisi produksi zirkonium, katalis sintesis organik.
Hafnium diperoleh hanya sebagai produk sampingan dari produksi zirkonium tingkat reaktor. Aplikasi utamanya adalah pembuatan batang kendali di reaktor nuklir. Total konsumsi saat ini tidak melebihi 75% dari produksi. Namun, studi area aplikasi baru: pembuatan paduan suhu tinggi, filamen, getter, bubuk untuk lampu flash, detonator - dapat secara signifikan meningkatkan permintaan logam. Memisahkan hafnium dari zirkonium adalah proses yang mahal, dan biasanya biaya pemisahan dibagi rata antara biaya kedua logam.
Tidak ada analogi lengkap dalam sifat-sifat produk teknologi plasma-fluorida dan ekstraksi-fluorida untuk produksi zirkonium, karena dalam teknologi ekstraksi-fluorida zirkonium dan hafnium dipisahkan pada tahap hidrokimia menggunakan ekstraksi. Dalam hal menggunakan teknologi plasma-fluorida untuk memproses zirkon dalam pemurnian sublimasi zirkonium dari pengotor yang ditunjukkan dalam tabel. 3.4, hafnium terutama mengikuti zirkonium.
Metode pemisahan zirkonium dan hafnium dengan elektrolisis lelehan menarik untuk produksi zirkonium, karena bersamaan dengan produksi zirkonium logam, zirkonium dimurnikan dari hafnium.
Bahan baku pembuatan hafnium adalah konsentrat zirkonium atau produk setengah jadi dari produksi zirkonium.
Skema memperoleh zirkonium dengan metode Croll di pabrik di Albany. Semua kesulitan ini memerlukan pemurnian menyeluruh dari reagen yang digunakan dalam produksi zirkonium dan hafnium, terutama dari oksigen, air, dan nitrogen, dan membatasi pilihan metode yang dapat digunakan untuk mendapatkan logam ini.
Aparat untuk menerima. Hafnium logam dapat diperoleh dengan metode yang sama yang digunakan dalam produksi zirkonium. Hafnium tetraklorida dimurnikan dengan distilasi di bawah atmosfer hidrogen dan kemudian direduksi dengan magnesium. Magnesium klorida dikeluarkan dari spons hafnium dalam instalasi untuk membersihkan spons zirkonium, karena selama operasi ini tidak ada bahaya serius kontaminasi hafnium dengan zirkonium, atau sebaliknya. Hafnium spons dilebur kembali dalam busur dan dituangkan ke dalam cetakan tembaga.
Hafnium logam diperoleh dengan metode yang sama yang digunakan dalam produksi zirkonium: metode Croll, metode Croll yang dimodifikasi menggunakan natrium sebagai zat pereduksi dan metode de Boer, atau proses iodida.
Proses iodida untuk memproduksi hafnium lunak yang dapat ditempa serupa dengan yang digunakan dalam produksi zirkonium, oleh karena itu, peralatan yang digunakan untuk memperoleh hafnium iodida kira-kira sama seperti dalam hal memperoleh zirkonium. Menurut data, suhu pengendapan hafnium dari tetraiodida adalah 1600 C, dan zirkonium - 1400 C.
Sebuah studi menyeluruh dari proses Krol yang diterapkan pada titanium memungkinkan untuk membuat beberapa perubahan dalam skema teknologi produksi zirkonium; khususnya, ini menyangkut penyederhanaan peralatan, pengurangan jumlah operasi dan peningkatan ukuran unit.
Untuk mendapatkan bubuk niobium dan tantalum yang lebih murni, lebih baik melakukan reduksi gas klorida dengan magnesium cair dengan cara yang sama seperti dalam produksi zirkonium.
Pada tahun 1945, hanya 0 07 kg zirkonium yang diproduksi di AS, namun, sejak 1948, sehubungan dengan pekerjaan pembuatan reaktor atom, produksi zirkonium meningkat tajam dan setelah beberapa tahun mencapai beberapa puluh ton.
Deposit bijih zirkonium, yang jauh lebih tersebar di alam daripada, misalnya, berilium, tersedia, menurut pers asing, di AS, India, Brasil, Australia, dan di sejumlah negara Afrika. Produksi zirkonium di AS dari tahun 1947 hingga 1958 meningkat 3 ribu kali lipat.
Karena sifat anti korosinya yang tinggi, zirkonium dapat digunakan untuk pembuatan suku cadang peralatan kimia, peralatan medis, dan bidang teknologi lainnya. Namun, tidak mungkin bahwa produksi zirkonium akan mencapai tingkat saat ini dengan begitu cepat jika tidak memiliki satu sifat spesifik lagi - penampang kecil untuk penyerapan neutron termal.
Teknologi dan peralatan yang digunakan untuk produksi hafnium dengan metode Krol pada dasarnya sama dengan produksi zirkonium logam. Modifikasi dibandingkan dengan proses teknologi untuk produksi zirkonium ditentukan oleh penggantian atau perubahan perangkat individu, operasi teknologi dan tingkat bahan baku. Di sini orang harus mengingat kepekaan hafnium tetraklorida yang lebih besar terhadap kelembaban atmosfer, stabilitas hafnyl klorida yang lebih besar, dan kandungan piroforik yang agak lebih besar dari spons logam yang baru diperoleh.
Karena hafnium diperoleh kembali secara sepintas selama produksi zirkonium reaktor, produksinya sebanding dengan pelepasan yang terakhir, dan per 50 kg zirkonium; sekitar 1 kg hafnium diperoleh. Dengan menggunakan perhitungan ini, saya memisahkan potongan informasi tentang produksi zirkonium. Menurut perkiraan] Biro Pertambangan AS, diterbitkan pada tahun 1975, kebutuhan negara ini dalam hafnium pada pergantian abad XX - - XXI.
Garis spektral zirkonium pada pengotor sebagian besar terhalang oleh fakta bahwa sulit untuk membedakan garis lemah dalam spektrum konsentrasi pengotor rendah dengan latar belakang spektrum multi-garis zirkonium. Metode ini juga memungkinkan untuk menentukan konsentrasi fluor yang rendah dalam zirkonium logam, yang sangat penting dalam mengontrol produksi zirkonium elektrolitik.
Karena hafnium diperoleh kembali secara bersamaan selama produksi zirkonium reaktor, produksinya meningkat sebanding dengan produksi yang terakhir, dan sekitar 1 kg hafnium diperoleh per 50 kg zirkonium. Selama dekade ini (1970 - 1980), kapasitas dunia pembangkit listrik tenaga nuklir akan meningkat masing-masing 5 - 8 kali, produksi zirkonium dan hafnium akan meningkat. Lagi pula, setiap megawatt tenaga nuklir membutuhkan 45 hingga 79 kg zirkonium untuk pembuatan pipa dan bagian lainnya. Selain itu, 25–35% pipa zirkonium di reaktor yang beroperasi perlu diganti setiap tahun. Akibatnya, kira-kira jumlah zirkonium yang sama akan dikonsumsi untuk tujuan ini pada pertengahan 70-an, seperti untuk reaktor baru.
Teknologi sublimasi fluorida pemurnian zirkonium tetrafluorida dari fluorida Al, Ca, Cu, Fe, Mg dikuasai dengan baik di USSR pada tahun 80-an di pabrik kimia Pridneprovsk selama pengembangan dan pengembangan teknologi ekstraksi-fluorida untuk produksi zirkonium nuklir-murni.
Ca, Cu, Fe, Mg, Th) dalam bentuk komposisi fluorida yang diperoleh dengan pemurnian sublimasi zirkonium. Dengan produksi plasma zirkonium dan silikon skala besar, akumulasi massa limbah ini dapat menjadi signifikan dari waktu ke waktu; untuk pemrosesannya, seseorang dapat menggunakan teknologi plasma dan frekuensi untuk mengekstraksi komponen-komponen ini dalam bentuk oksida atau logam terdispersi (lihat Bab.
Saat memproses 1 ton zirkon dan mengekstraksi zirkonium dan silikon darinya dalam bentuk fluorida, 4 6 kg A1 tersisa dalam limbah; 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; itu. 8 6 kg logam, yang bagian utamanya (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) berupa komposisi fluorida yang diperoleh dengan pemurnian sublimasi zirkonium. Dengan produksi plasma zirkonium dan silikon skala besar, akumulasi massa limbah ini dapat menjadi signifikan dari waktu ke waktu; untuk pemrosesannya, seseorang dapat menggunakan teknologi plasma dan frekuensi untuk mengekstraksi komponen-komponen ini dalam bentuk oksida atau logam terdispersi (lihat Bab.
Pada tahun 1945, hanya 0 07 kg zirkonium yang diproduksi di AS, namun, sejak 1948, sehubungan dengan pekerjaan pembuatan reaktor atom, produksi zirkonium meningkat tajam dan setelah beberapa tahun mencapai beberapa puluh ton. Akibatnya, teknologi untuk memproduksi zirkonium, yang langka beberapa tahun yang lalu, sekarang lebih maju daripada teknologi untuk memproduksi banyak logam lain yang dikenal dan digunakan selama beberapa dekade.
Menurut prinsip pemanasan, tungku busur vakum diklasifikasikan sebagai tungku busur langsung. Tungku busur vakum adalah salah satu jenis peralatan elektrotermal yang lebih baru. Penampilan mereka disebabkan oleh peningkatan produksi zirkonium, titanium, molibdenum dan beberapa bahan tahan api dan bahan kimia aktif lainnya.
Tetapi bahkan dalam kasus ini, tidak dapat digunakan tanpa pemurnian kimia awal (lihat Bagian 15.5) dari unsur hafnium, yang selalu menyertainya di alam, dan memiliki sifat kimia yang mirip dengan zirkonium. Hafnium, yang diperoleh kembali dalam produksi zirkonium tingkat reaktor, merupakan bahan yang sangat baik untuk membuat batang kendali reaktor.
Hafnium berada dalam kelompok IV dari tabel periodik unsur D.I.Mendeleev dan termasuk dalam subkelompok titanium. Itu milik elemen yang tersebar yang tidak memiliki mineral sendiri; di alam itu menyertai zirkonium. Saat ini diproduksi sebagai produk sampingan dalam produksi zirkonium. Dalam hal sifat kimia dan fisik, hafnium dekat dengan zirkonium, tetapi secara signifikan berbeda dari yang terakhir dalam sifat nuklir.
Dalam industri kimia, molibdenum digunakan dalam bentuk gasket dan baut untuk perbaikan panas (pengisian bahan bakar) bejana berlapis kaca yang digunakan saat bekerja dengan asam sulfat dan media asam di mana evolusi hidrogen terjadi. Dalam produk yang beroperasi dalam asam sulfat, termokopel dan katup molibdenum juga digunakan, dan paduan molibdenum berfungsi sebagai pelapis reaktor dalam instalasi yang dirancang untuk produksi i-butil klorida melalui reaksi yang melibatkan asam klorida dan asam sulfat pada suhu melebihi 170 C. aplikasi di mana molibdenum digunakan juga termasuk hidroklorinasi fase cair, produksi zirkonium dan torium ultra murni.
Perusahaan yang telah membuat instalasi percontohan dan industri menggunakan teknologi listrik baru tetap berada di luar negeri. Misalnya, di Pabrik Metalurgi Ulba (Kazakhstan), masih ada instalasi industri untuk konversi plasma uranium heksafluorida yang diperkaya dalam isotop U-235 menjadi uranium oksida untuk pembuatan bahan bakar nuklir oksida dan asam fluorida; di Pabrik Kimia Dnieper (Ukraina) - peralatan industri untuk produksi zirkonium dan hafnium dari bahan baku fluorida menggunakan teknologi wadah dingin; di Institut Penelitian Isotop Stabil (Georgia) - pilot instalasi frekuensi tinggi untuk produksi boron karbida yang diperkaya secara isotop (dalam isotop B-10) dengan pemanasan induksi langsung; instalasi frekuensi tinggi dari jenis yang sama tetap di Metalurgi Serbuk NPO di Belarus. Situasinya tidak dalam cara terbaik di perusahaan-perusahaan yang tetap berada di Federasi Rusia.
Perusahaan yang telah membuat instalasi percontohan dan industri menggunakan teknologi listrik baru tetap berada di luar negeri. Misalnya, di Pabrik Metalurgi Ulba (Kazakhstan), sebuah instalasi industri tetap untuk konversi plasma uranium heksafluorida yang diperkaya dalam isotop U-235 menjadi uranium oksida untuk pembuatan bahan bakar nuklir oksida dan asam fluorida; di Pabrik Kimia Dnieper (Ukraina) - peralatan industri untuk produksi zirkonium dan hafnium dari bahan baku fluorida menggunakan teknologi wadah dingin; di Institut Penelitian Isotop Stabil (Georgia) - pilot instalasi frekuensi tinggi untuk produksi boron karbida yang diperkaya secara isotop (dalam isotop B-10) dengan pemanasan induksi langsung; instalasi frekuensi tinggi dari jenis yang sama tetap di Metalurgi Serbuk NPO di Belarus. Situasinya tidak dalam cara terbaik di perusahaan-perusahaan yang tetap berada di Federasi Rusia.
Logam langka yang tersebar digabungkan berdasarkan hamburannya di kerak bumi. Elemen tersebar biasanya ditemukan dalam bentuk pengotor isomorfik dalam kisi mineral lain dan diekstraksi sepanjang jalan dari limbah metalurgi. Ga - dari limbah produksi aluminium, In - dari limbah dari produksi seng dan timbal, T1 - dari debu pemanggangan berbagai konsentrat sulfida, Ge - dari limbah dari produksi seng dan tembaga, serta limbah dari pengolahan batubara, Re - dari produk antara produksi molibdenum, W diekstraksi sepanjang jalan dalam produksi zirkonium. Elemen terdispersi Se dan Te, yang ditemukan sebagai pengotor dalam berbagai sulfida alami, diperoleh kembali baik dari limbah produksi asam sulfat atau dari proses metalurgi.
Basis bahan baku zirkonium mencakup dua mineral kaya - zirkon dan baddeleyite, masing-masing mengandung 45,6% dan 69 1% zirkonium. Dalam mineral ini, zirkonium disertai dengan hafnium, logam dengan penampang penyerapan neutron termal yang tinggi. Oleh karena itu, teknologi apa pun untuk ekstraksi dan pemurnian zirkonium menyediakan pemurniannya dari hafnium. Pada awal 1980-an, teknologi baru untuk produksi zirkonium diciptakan di Uni Soviet, termasuk sintering zirkon dengan natrium karbonat, pencucian natrium silikat berikutnya, pelarutan zirkonium dalam asam nitrat, pemisahan ekstraksi dari hafnium dan pemurnian :; kemudian zirkonium diekstraksi ulang dan siklus teknologi dibawa ke produksi zirkonium tetrafluorida, dari mana zirkonium direduksi selama peleburan termal termal. Zirkonium yang diperoleh dikirim ke produksi paduan untuk pembuatan pipa untuk batang bahan bakar.
Basis bahan baku zirkonium mencakup dua mineral kaya - zirkon dan baddeleyite, masing-masing mengandung 45,6% dan 69 1% zirkonium. Dalam mineral ini, zirkonium disertai dengan hafnium, logam dengan penampang penyerapan neutron termal yang tinggi. Oleh karena itu, teknologi apa pun untuk ekstraksi dan pemurnian zirkonium menyediakan pemurniannya dari hafnium. Pada awal 1980-an, teknologi baru untuk produksi zirkonium diciptakan di Uni Soviet, termasuk sintering zirkon dengan natrium karbonat, pencucian natrium silikat berikutnya, pelarutan zirkonium dalam asam nitrat, pemisahan ekstraksi dari hafnium dan pemurnian; kemudian zirkonium diekstraksi ulang dan siklus teknologi dibawa ke produksi zirkonium tetrafluorida, dari mana zirkonium direduksi selama peleburan termal termal. Teknologi selanjutnya termasuk pemurnian berkas elektron. Zirkonium yang diperoleh dikirim ke produksi paduan untuk pembuatan pipa untuk batang bahan bakar.
Zirkonium, menurut struktur kulit elektron dan, akibatnya, tempatnya dalam tabel periodik unsur D.I.Mendeleev adalah analog dari titanium dalam hubungan fisik dan kimia. Untuk logam zirkonium, ini dinyatakan dalam kesamaan titaniumnya sehubungan dengan sifat fisik, mekanik, teknologi, korosif dan sifat paduan yang terbentuk. Oleh karena itu, dalam 15 - 20 tahun terakhir, telah terjadi asimilasi zirkonium yang luas: pengembangan metode untuk memperoleh dan implementasi produksi zirkonium dengan kemurnian tinggi, studi terperinci tentang sifat dan paduannya.
Untuk reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida, dimungkinkan untuk menggunakan teknik dan teknologi wadah dingin, berdasarkan pemanasan induksi frekuensi langsung dari muatan UsOg xCj, di mana konduktivitasnya sendiri atau induksi digunakan. Teknologi wadah dingin frekuensi tinggi saat ini dikembangkan untuk sintesis keramik bebas oksigen (karbida, nitrida, dan berbagai komposisi keramik; lihat Bab 7, 8 dan 14 menunjukkan diagram instalasi induksi dan tungku metalurgi untuk sintesis bahan keramik bebas oksigen , untuk peleburan dan pemurnian logam dalam mode diskrit dan kontinu-sekuensial menggunakan teknologi wadah dingin. Teknologi ini dan teknik yang dikembangkan, pada prinsipnya, dapat digunakan dalam teknologi reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida skala besar, namun, diperlukan untuk melakukan R&D untuk memecahkan masalah teknologi dan instrumental yang dilakukan pada tahun 70-an dan 80-an, sekarang gudang peralatan plasma dan frekuensi menjadi jauh lebih kaya. i, hafnium, logam tanah jarang dan logam tanah jarang termasuk skandium; muncul reaktor logam-dielektrik, transparan terhadap radiasi elektromagnetik dalam rentang frekuensi radio, digunakan untuk sintesis suhu tinggi keramik bebas oksigen, untuk melelehkan keramik oksida, dan bahkan untuk vitrifikasi limbah radioaktif. Selain itu, pekerjaan penelitian dan pengembangan dilakukan untuk membuat peralatan frekuensi plasma gabungan untuk memecahkan masalah kimia-teknologi dan metalurgi; untuk beberapa aplikasi metalurgi, peralatan megawatt telah dibuat dan telah menemukan aplikasi praktis. Hasil R&D ini akan disajikan pada bab-bab selanjutnya; kemungkinan besar peralatan tersebut juga akan digunakan untuk memperkenalkan teknologi reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida ke dalam produksi industri.
Untuk reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida, dimungkinkan untuk menggunakan teknik dan teknologi wadah dingin, berdasarkan pemanasan induksi frekuensi langsung dari muatan UsOg xC, di mana konduktivitasnya sendiri atau induksi digunakan. Teknologi wadah dingin frekuensi tinggi saat ini dikembangkan untuk sintesis keramik bebas oksigen (karbida, nitrida, dan berbagai komposisi keramik; lihat Bab 7, 8 dan 14 menunjukkan diagram instalasi induksi dan tungku metalurgi untuk sintesis bahan keramik bebas oksigen , untuk peleburan dan pemurnian logam dalam mode diskrit dan kontinu-sekuensial menggunakan teknologi wadah dingin. Teknologi ini dan teknik yang dikembangkan, pada prinsipnya, dapat digunakan dalam teknologi reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida skala besar, namun, diperlukan untuk melakukan R&D untuk memecahkan masalah teknologi dan instrumental yang dilakukan pada tahun 70-an dan 80-an, sekarang gudang peralatan plasma dan frekuensi menjadi jauh lebih kaya. i, hafnium, logam tanah jarang dan logam tanah jarang termasuk skandium; muncul reaktor logam-dielektrik, transparan terhadap radiasi elektromagnetik dalam rentang frekuensi radio, digunakan untuk sintesis suhu tinggi keramik bebas oksigen, untuk melelehkan keramik oksida, dan bahkan untuk vitrifikasi limbah radioaktif. Selain itu, pekerjaan penelitian dan pengembangan dilakukan untuk membuat peralatan frekuensi plasma gabungan untuk memecahkan masalah kimia-teknologi dan metalurgi; untuk beberapa aplikasi metalurgi, peralatan megawatt telah dibuat dan telah menemukan aplikasi praktis. Hasil R&D ini akan disajikan pada bab-bab selanjutnya; kemungkinan besar peralatan tersebut juga akan digunakan untuk memperkenalkan teknologi reduksi karbotermal uranium dari bahan baku oksida ke dalam produksi industri.
Zirkonium oksida - ZrO2 (zirkonium dioksida), kristal tidak berwarna, mp 2900 ° C.
Zirkonium dioksida menunjukkan sifat amfoter, tidak larut dalam air dan larutan berair dari sebagian besar asam dan alkali, tetapi larut dalam asam fluorida dan asam sulfat pekat, lelehan alkali dan gelas.
- Zirkonium dioksida ada dalam tiga bentuk kristal:
- monoklinik stabil, terbentuk secara alami dalam bentuk mineral baddelite. tetragonal suhu menengah metastabil, yang hadir di banyak keramik zirkonium. Transisi fase tetragonal zirkonium dioksida ke fase monoklinik disertai dengan peningkatan volume, yang meningkatkan kekuatan keramik tersebut: tekanan mekanis di ujung retakan mikro yang tumbuh memulai transisi fase modifikasi tetragonal ke monoklinik , dan, sebagai akibatnya, peningkatan volume lokal dan, karenanya, tekanan, yang menstabilkan retakan mikro, memperlambat ketinggiannya.
- kubik suhu tinggi tidak stabil. Kristal transparan besar zirkonium dioksida kubik, distabilkan oleh pengotor oksida kalsium, itrium atau logam lainnya, karena indeks bias dan dispersinya yang tinggi, digunakan dalam perhiasan sebagai imitasi berlian; di Uni Soviet, kristal semacam itu dinamai zirkonia kubik, dari Institut Fisika Akademi Ilmu Pengetahuan, tempat mereka pertama kali disintesis.
Zirkonium dioksida banyak digunakan dalam produksi produk yang sangat tahan api, enamel tahan panas, gelas tahan api, berbagai jenis keramik, pigmen keramik, elektrolit padat, lapisan pelindung termal, katalis, batu permata buatan, alat pemotong dan bahan abrasif. Dalam beberapa tahun terakhir, zirkonia telah banyak digunakan dalam serat optik dan keramik untuk digunakan dalam elektronik.
Karena sifatnya yang unik seperti ketahanan aus tertinggi, permukaan yang sangat halus dan praktis tidak ada interaksi negatif dengan, misalnya, kawat dan kabel, konduktivitas termal terendah dari semua bahan keramik yang dikenal - zirkonium oksida digunakan di banyak bidang teknologi.
Karena interaksi minimal dengan logam, zirkonium oksida sangat baik untuk cetakan, cetakan, pita gambar kawat dan mesin serta perangkat lain untuk produksi kawat dan kabel. Pasangan geser, karena sifat tribologi yang sangat baik, terutama pada suhu tinggi, serta ekspansi termal yang lebih baik daripada baja. Semua ini menjadikan bahan berbasis zirkonium oksida salah satu bahan terbaik untuk keramik teknis dan rekayasa.
Bahan nanoceramic berdasarkan ZrO2 memiliki seperangkat sifat fisik dan mekanik yang unik:
- tidak seperti analog yang ada, karena teknologi sintesis khusus, keramik memiliki nilai kekuatan, ketangguhan patah, dan ketahanan aus yang tinggi secara bersamaan;
- sifat kinerja tinggi di bawah suhu tinggi (lebih dari 1600 ° C) dan lingkungan korosif tanpa penurunan sifat mekanik yang signifikan;
- kemampuan untuk menyerap dan menahan sejumlah besar cairan aktif dalam ruang pori.
Berdasarkan permintaan, kami akan memberikan informasi tambahan (sertifikat kualitas, harga, kondisi pengiriman, dll.),
serta sampel produk untuk pengujian. Kami siap menjawab semua pertanyaan Anda.
Kami berharap kerjasama yang bermanfaat dan saling menguntungkan.
Berada di alam
Senyawa zirkonium tersebar luas di litosfer. Di alam, terutama zirkon (ZrSiO4), baddeleyite (ZrO2) dan berbagai mineral kompleks tersebar luas. Di semua endapan terestrial, zirkonium disertai dengan Hf, yang termasuk dalam mineral zirkon karena substitusi isomorfik atom Zr. Zirkon adalah mineral zirkonium yang paling melimpah. Hal ini ditemukan di semua jenis batuan, tetapi terutama di granit dan syenites. Di County Ginderson, Carolina Utara, kristal zirkon sepanjang beberapa sentimeter ditemukan di pegmatit, dan kristal dengan berat kilogram ditemukan di Madagaskar. Baddeleyite ditemukan oleh Yussak pada tahun 1892 di Brasil. Deposit utama terletak di wilayah Pocos de Caldas (Brasil). Sebuah blok baddeleyite dengan berat sekitar 30 ton ditemukan di sana, dan di aliran air dan di sepanjang tebing, baddeleyite muncul dalam bentuk kerikil aluvial dengan diameter hingga 7,5 mm, yang dikenal sebagai favas (dari bahasa Portugis fava - bob). Favas biasanya mengandung lebih dari 90% zirkonia.Aplikasi zirkonium dan senyawanya
Zirkonium telah digunakan dalam industri sejak tahun 1930-an. Karena harganya yang mahal, penggunaannya terbatas. Satu-satunya perusahaan yang berspesialisasi dalam produksi zirkonium di Rusia (dan di wilayah bekas Uni Soviet) adalah Pabrik Mekanik Chepetsk (Glazov, Udmurtia).Penggunaan zirkonium dalam tenaga nuklir
Zirkonium memiliki penampang penangkapan neutron termal yang sangat kecil. Oleh karena itu, zirkonium logam, yang tidak mengandung hafnium, dan paduannya digunakan dalam tenaga nuklir untuk pembuatan elemen bahan bakar, penukar panas dan struktur reaktor nuklir lainnya, serta moderator neutron yang sangat efektif.Penggunaan zirkonium dalam industri metalurgi
dalam metalurgi digunakan sebagai pengikat. Deoxidizer dan denitrogenator yang baik, lebih unggul dari Mn, Si, Ti dalam efisiensi. Baja paduan dengan zirkonium (hingga 0,8%) meningkatkan sifat mekanik dan kemampuan mesinnya. Itu juga membuat paduan tembaga lebih tahan lama dan tahan panas dengan sedikit kehilangan konduktivitas listrik. Zirkonium dioksida (mp 2700 ° C) digunakan dalam produksi bakor tahan api (keramik bakor - baddeleyite-corundum). Ini digunakan sebagai pengganti chamotte. Refraktori berdasarkan dioksida yang distabilkan digunakan dalam industri metalurgi untuk bak, nozel untuk pengecoran baja terus menerus, cawan lebur untuk melelehkan elemen tanah jarang. Ini juga digunakan dalam sermet - pelapis keramik-logam yang memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan terhadap banyak reagen kimia, tahan terhadap pemanasan jangka pendek hingga 2750 ° C. Zirkonium diborida ZrB2 adalah sermet; dalam berbagai campuran dengan tantalum nitrida dan silikon karbida, ini adalah bahan untuk produksi pemotong.Penggunaan zirkonium dalam kembang api
Zirkonium memiliki kemampuan luar biasa untuk membakar oksigen di udara (suhu penyalaan otomatis - 250 ° C) praktis tanpa mengeluarkan asap, pada tingkat tinggi dan mengembangkan suhu tertinggi dari semua bahan bakar logam (4650 ° C). Karena suhu tinggi, zirkonium dioksida yang dihasilkan memancarkan sejumlah besar cahaya, yang sangat banyak digunakan dalam kembang api (produksi kembang api dan kembang api), produksi sumber cahaya kimia yang digunakan di berbagai bidang aktivitas manusia (obor, suar, bom penerangan, FOTAB - bom foto-udara). Di area ini, tidak hanya zirkonium logam yang diminati, tetapi juga paduannya dengan serium (fluks bercahaya yang jauh lebih tinggi). Zirkonium bubuk digunakan dalam campuran dengan zat pengoksidasi (garam Berthollet) sebagai zat tanpa asap dalam lampu sinyal piroteknik dan dalam sekering, menggantikan merkuri yang meledak dan timbal azida.Penerapan Zirkonium dalam penelitian ilmiah (dalam bidang penelitian suhu rendah)
Paduan superkonduktor 75% Nb dan 25% Zr (superkonduktivitas pada 4,2 K) menahan beban hingga 100.000 A/cm. Penggunaan zirkonium dalam industri optik - berdasarkan modifikasi kubik zirkonium dioksida, distabilkan oleh skandium, itrium, tanah jarang, bahan diperoleh - zirkonia kubik (dari FIAN, tempat pertama kali diperoleh), zirkonia kubik digunakan sebagai bahan optik dengan indeks bias tinggi (lensa datar). Penggunaan zirkonium sebagai bahan struktural digunakan untuk pembuatan reaktor kimia tahan asam, fitting, pompa, untuk produksi serat sintetis, dan untuk produksi jenis kawat (drawing) tertentu. Zirkonium digunakan sebagai pengganti logam mulia. Penggunaan zirkonium dalam pembuatan kaca - zirkon "deiron" digunakan dalam bentuk berbagai refraktori untuk pembuatan lapisan kaca dan tungku metalurgi. Penggunaan zirkonium dalam industri konstruksi - dalam produksi keramik konstruksi, enamel dan glasir untuk saniter. Penerapan Zirkonium dalam Industri Ringan Zirkonium digunakan untuk pembuatan berbagai peralatan makan dengan sifat higienis yang sangat baik karena ketahanan kimianya yang tinggi. Penggunaan zirkonium dalam industri cat dan pernis - dioksida - pemadam untuk enamel, memberi mereka warna putih dan buram. Penggunaan zirkonium dalam industri perhiasan adalah sebagai batu permata sintetis (dispersi, indeks bias dan permainan warna lebih besar dari berlian). Penerapan zirkonium dalam industri kedirgantaraan - zirkonium karbida (mp 3530 ° C) adalah bahan struktural terpenting untuk mesin jet nuklir fase padat. Zirkonium hidrida digunakan sebagai komponen propelan. Zirkonium berilida sangat keras dan tahan terhadap oksidasi di udara hingga 1650 ° C, digunakan dalam teknik kedirgantaraan (mesin, nozel, reaktor, generator listrik radioisotop) Ketika dipanaskan, zirkonium dioksida mengalirkan arus, yang kadang-kadang digunakan untuk mendapatkan pemanasan unsur yang stabil di udara pada suhu yang sangat tinggi... Zirkonium yang dipanaskan mampu menghantarkan ion oksigen sebagai elektrolit padat. Properti ini digunakan dalam penganalisis oksigen industri..php on line 203 Peringatan: memerlukan (http: //www..php): gagal membuka aliran: tidak ada pembungkus yang cocok dapat ditemukan di / hsphere / lokal / rumah / winexins / situs / tab / Zr.php on line 203 Kesalahan fatal: memerlukan (): Gagal membuka diperlukan "http: //www..php" (include_path = ".. php on line 203Prostetik gigi digunakan di mana-mana, di semua klinik gigi. Ada banyak pilihan bahan untuk pembuatan prostesis dan teknik pemasangannya. Bahan baru, zirkonium oksida, memiliki kualitas yang mencolok dan dianggap yang terbaik untuk digunakan di bidang ini.
sebagai senyawa kimia
ZrO2 oksida transparan, kristal tidak berwarna dengan kekuatan khusus, tidak larut dalam air dan sebagian besar larutan alkali dan asam, tetapi larut dalam lelehan alkali, gelas, asam fluorida dan asam sulfat. Titik lelehnya adalah 2715 ° C. Zirkonium oksida ada dalam tiga bentuk: monoklinik stabil, yang terjadi di alam, tetragonal metastabil, yang merupakan bagian dari keramik zirkonium, dan kubik tidak stabil, yang digunakan dalam perhiasan sebagai tiruan berlian. Dalam industri, zirkonium oksida banyak digunakan karena superhardness-nya; refraktori, enamel, kaca dan keramik dibuat darinya.
Aplikasi zirkonium oksida
Zirkonium oksida ditemukan pada tahun 1789 dan tidak digunakan untuk waktu yang lama, semua potensinya yang sangat besar tidak diketahui umat manusia. Hanya relatif baru-baru ini zirkonium menjadi aktif digunakan di banyak bidang aktivitas manusia. Ini digunakan dalam industri otomotif, misalnya, dalam pembuatan cakram rem untuk mobil kelas atas. Dalam industri luar angkasa, itu tak tergantikan - berkat itu, kapal dapat menahan efek suhu yang luar biasa. Alat pemotong, pompa juga mengandung zirkonium oksida. Ini juga digunakan dalam pengobatan, misalnya, sebagai kepala sendi pinggul buatan. Dan akhirnya, dalam kedokteran gigi, ia dapat menunjukkan semua kualitas terbaiknya dalam peran gigi palsu.
Zirkonium oksida dalam kedokteran gigi
Dalam kedokteran gigi modern, zirkonium oksida adalah bahan yang paling populer untuk membuat mahkota gigi. Ini telah menyebar luas di daerah ini karena kualitasnya, seperti kekerasan, kekuatan, daya tahan dan retensi bentuk dan penampilan untuk waktu yang lama, kompatibilitas biologis dengan jaringan manusia, penampilan cantik. Dapat berfungsi sebagai bahan untuk mahkota tunggal, jembatan, pin, prostesis cekat menggunakan implan.
Zirkonium oksida, yang harganya lebih mahal dari prostesis jenis lain, sulit untuk diproses. Inilah alasan mengapa mahkota seperti itu adalah yang paling mahal. Setelah membuat bingkai, lapisan keramik putih diterapkan padanya, karena oksida zirkonium itu sendiri tidak memiliki warna. Hal ini memungkinkan keramik untuk diaplikasikan dalam lapisan yang sangat tipis.
Mahkota bebas logam zirkonium oksida
Dalam produksi mahkota dan zirkonium oksida, bahan yang cukup baru. Sebelumnya, penggunaan gigi palsu berbingkai logam adalah norma mutlak dan tidak ada alternatif lain. Tetapi para ilmuwan telah meneliti dan mencari bahan yang paling cocok yang memiliki penampilan estetika dan kompatibilitas biologis dengan jaringan tubuh manusia, tahan lama dan ringan. Bahan seperti itu ditemukan, dan ini sangat langka di alam, dalam kualitasnya hanya dapat dibandingkan dengan berlian.
Dengan munculnya mahkota zirkonium, pasien dapat menikmati estetika unik dan keindahan prostesis, hal lain adalah bahwa tidak semua orang mampu memperoleh kebahagiaan seperti itu. Tetapi karena kekuatannya, mungkin perlu menghabiskan uang sekali dan seumur hidup - prostesis zirkonium sangat tahan aus dan tahan lama. Karena fakta bahwa zirkonium oksida itu sendiri transparan, bersama dengan lapisan tipis keramik, efek gigi alami tercipta. Selain itu, mahkotanya pas dengan gusi, tidak memiliki celah sedikit pun, yang menciptakan tampilan yang lebih alami.
Estetika plus kekuatan
Baja putih kadang-kadang disebut keramik zirkonium oksida. Mahkota yang terbuat dari bahan ini 5 kali lebih kuat dari gigi palsu semua keramik. Apa keuntungan dari kekuatan ini? Sebelum munculnya zirkonium oksida dalam kedokteran gigi, mahkota dibuat menggunakan kerangka logam di mana lapisan keramik tebal diterapkan. Logam untuk kekuatan, keramik untuk estetika. Tetapi tidak mungkin untuk menciptakan tampilan yang sepenuhnya alami dengan cara ini, strip gelap terlihat jelas di tempat kontak prostesis dengan gusi (efek seperti itu diberikan oleh bingkai logam).
Zirkonium oksida tidak kalah kuatnya dengan logam, dan memungkinkan Anda untuk menyampaikan warna dan transparansi alami, seperti gigi alami, tanpa noda warna yang tidak perlu. Sifatnya mirip dengan jaringan gigi, memiliki transmisi cahaya. Sinar cahaya yang menembus ubun-ubun dibiaskan dan dihamburkan secara alami, menciptakan efek senyum yang sehat dan indah. Saat memasang prostesis, dokter gigi memilih warna yang tidak berbeda dari warna gigi sehat lainnya, sehingga mahkota tidak terlepas dengan sendirinya, menyatu dengan gigi yang sehat.
Biokompatibilitas
Logam dari mana prostesis logam-keramik dibuat terkadang menyebabkan reaksi alergi pada pasien, munculnya peradangan dan kecanduan jangka panjang pada prostesis. Mahkota zirkonium oksida sangat ideal untuk orang dengan hipersensitivitas dan intoleransi terhadap logam.
Ini karena sifat mereka:
- Komposisi yang aman (tidak mengandung
- Tahan terhadap asam, kelarutan rendah.
- Permukaan halus mencegah penumpukan deposit.
- Kelambanan terhadap bahan lain yang ada di rongga mulut.
- Isolasi termal yang tinggi memastikan tidak ada ketidaknyamanan saat makan makanan panas atau dingin.
- Persiapan minimal dari gigi yang sehat. Kekuatan bahan memungkinkan Anda untuk membuat kerangka tipis, sehingga mengubah gigi seminimal mungkin dan menjaga jaringan gigi yang lebih sehat.
Kontraindikasi
Zirkonium oksida, yang sifat-sifatnya ideal untuk gigi palsu, hampir tidak memiliki kontraindikasi, dengan pengecualian karakteristik individu dari tubuh manusia:
- Deep bite adalah patologi struktur rahang, di mana rahang atas menutupi sepertiga dari gigi bawah saat ditutup. Cacat menyebabkan tekanan berlebihan pada gigi rahang atas dan mengancam dengan peningkatan abrasi email gigi.
- Bruxism adalah kelainan penggilingan gigi, paling sering terjadi saat tidur. Alasannya tidak sepenuhnya dipahami, tetapi banyak ilmuwan setuju bahwa bruxism adalah hasil dari ketidakseimbangan mental dan stres. Menyebabkan kerusakan pada email dan abrasi gigi.
Membuat mahkota
Zirkonium oksida sulit diproses, jadi produksi mahkota darinya adalah proses yang melelahkan. Ini mencakup beberapa tahap:
- Rongga mulut disiapkan, gigi ditumbuk di bawah mahkota.
- Kesan diambil dari gigi yang digerinda, model mahkota masa depan dibuat.
- Pemindaian laser model dilakukan, data dimasukkan ke komputer untuk diproses.
- Program komputer khusus mensimulasikan kerangka kerja dengan mempertimbangkan semua nuansa (misalnya, penyusutan kerangka setelah penembakan).
- Mesin penggiling digital terhubung ke komputer dengan data yang diterima dan bingkai dibuat dari zirkonium kosong.
- Kerangka kerja mesin ditempatkan untuk sinter massa dan memberikan kekuatan yang lebih besar.
- Kerangka yang sudah jadi ditutupi dengan massa keramik dengan warna tertentu yang dipilih untuk pasien tertentu.
Keuntungan mahkota zirkonium dibandingkan logam-keramik
Jika prostetik diperlukan, pasien dihadapkan pada pertanyaan gigi palsu mana yang harus dipilih. Zirkonium oksida memiliki banyak keunggulan dibandingkan bahan lain:
- Prostetik dengan mahkota zirkonium tidak memerlukan pengangkatan saraf.
- Tidak adanya logam dalam struktur, yang menghilangkan masalah seperti reaksi alergi, rasa logam di mulut.
- Dijamin tidak adanya perkembangan penyakit di bawah mahkota. Gigi palsu pas dengan gusi, partikel makanan dan bakteri tidak masuk ke bawahnya.
- Keakuratan bingkai. Pemrosesan data digital menjamin presisi luar biasa dalam pembuatan struktur.
- Pencocokan warna individu. Prostesis yang sudah jadi tidak dapat dibedakan secara visual dari gigi sehat lainnya.
- Kemungkinan membuat jembatan dengan panjang berapa pun;
- Kemudahan konstruksi.
- Kurangnya reaksi terhadap makanan dingin dan panas. Mengenakan cermet dapat menyebabkan ketidaknyamanan pada suhu tinggi atau rendah. Zirkonium oksida tidak memberikan reaksi seperti itu.
- Penampilan yang benar-benar alami.
- Tidak adanya batas abu-abu di area kontak dengan gusi.
- Saat mempersiapkan prostetik, tidak perlu terlalu banyak mengasah gigi.
- Mahkota tidak berubah bentuk dan mempertahankan bentuk dan bentuknya untuk waktu yang lama.
Zirkon adalah mineral zirkonium yang paling melimpah. Hal ini ditemukan di semua jenis batuan, tetapi terutama di granit dan syenites. Di County Ginderson, Carolina Utara, kristal zirkon sepanjang beberapa sentimeter ditemukan di pegmatit, dan kristal dengan berat kilogram ditemukan di Madagaskar. Baddeleyite ditemukan oleh Yussak pada tahun 1892 di Brasil. Deposit utama terletak di wilayah Pocos de Caldas (Brasil). Deposit zirkonium terbesar terletak di AS, Australia, Brasil, India.
Di Rusia, yang menyumbang 10% dari cadangan zirkonium dunia (tempat ke-3 di dunia setelah Australia dan Afrika Selatan), deposit utama adalah: Kovdor batuan dasar baddelite-apatit-magnetite di wilayah Murmansk, Tugan placer zircon-rutile-ilmenit di wilayah Tomsk, zirkon-rutil-ilmenit aluvial tengah di wilayah Tambov, zirkon-rutil-ilmenit aluvial Lukoyanovskoe di wilayah Nizhny Novgorod, zirkon-piroklor-kriolit asli Katuginskoe di wilayah Chita dan zirkon-piroklorik asli Ulug-Tanzek kolumbit.
Cadangan zirkonium pada tahun 2012, ribu ton *
| Australia | 21,000.0 |
| Afrika Selatan | 14,000.0 |
| India | 3,400.0 |
| Mozambik | 1,200.0 |
| Cina | 500.0 |
| Negara-negara lain | 7,900.0 |
| Jumlah saham | 48,000.0 |
* Data Survei Geologi AS
Dalam industri, bahan baku untuk produksi zirkonium adalah konsentrat zirkonium dengan kandungan massa zirkonium dioksida paling sedikit 60-65%, diperoleh dengan pengayaan bijih zirkonium. Metode utama untuk memperoleh zirkonium logam dari konsentrat adalah proses klorida, fluorida dan alkali. Produsen zirkon terbesar di dunia adalah Iluka.
Produksi zirkon terkonsentrasi di Australia (40% dari produksi tahun 2010) dan Afrika Selatan (30%). Sisa zirkon diproduksi di lebih dari selusin negara lain. Produksi zirkon meningkat rata-rata 2,8% per tahun antara tahun 2002 dan 2010. Produsen besar seperti Iluka Resources, Richards Bay Minerals, Exxaro Resources Ltd, dan DuPont mengekstrak zirkon sebagai produk sampingan dari penambangan titanium mereka. Permintaan mineral titanium tidak meningkat secepat yang terjadi pada zirkon selama dekade terakhir, sehingga produsen mulai mengembangkan dan mengeksploitasi pasir mineral dengan kandungan zirkon yang lebih tinggi, seperti di Afrika dan Australia Selatan.
* Data Survei Geologi AS
Zirkonium telah digunakan dalam industri sejak tahun 1930-an. Karena harganya yang mahal, penggunaannya terbatas. Zirkonium logam dan paduannya digunakan dalam rekayasa tenaga nuklir. Zirkonium memiliki penampang penangkapan neutron termal yang sangat kecil dan titik leleh yang tinggi. Oleh karena itu, zirkonium logam, yang tidak mengandung hafnium, dan paduannya digunakan dalam tenaga nuklir untuk pembuatan elemen bahan bakar, rakitan bahan bakar, dan struktur reaktor nuklir lainnya.
Area aplikasi lain untuk zirkonium adalah paduan. Dalam metalurgi, digunakan sebagai pengikat. Deoxidizer dan denitrogenator yang baik, lebih unggul dari Mn, Si, Ti dalam efisiensi. Baja paduan dengan zirkonium (hingga 0,8%) meningkatkan sifat mekanik dan kemampuan mesinnya. Itu juga membuat paduan tembaga lebih tahan lama dan tahan panas dengan sedikit kehilangan konduktivitas listrik.
Zirkonium juga digunakan dalam kembang api. Zirkonium memiliki kemampuan luar biasa untuk membakar oksigen di udara (suhu penyalaan otomatis - 250 ° C) secara praktis tanpa menghasilkan asap dan dengan kecepatan tinggi. Ini mengembangkan suhu tertinggi untuk bahan bakar logam (4650 ° C). Karena suhu tinggi, zirkonium dioksida yang dihasilkan memancarkan sejumlah besar cahaya, yang sangat banyak digunakan dalam kembang api (produksi kembang api dan kembang api), produksi sumber cahaya kimia yang digunakan di berbagai bidang aktivitas manusia (obor, suar, bom penerangan, FOTAB - bom foto-udara; banyak digunakan dalam fotografi sebagai bagian dari lampu kilat sekali pakai sampai digantikan oleh lampu kilat elektronik). Untuk digunakan di area ini, tidak hanya zirkonium logam yang menarik, tetapi juga paduannya dengan serium, yang memberikan fluks bercahaya yang jauh lebih tinggi. Zirkonium bubuk digunakan dalam campuran dengan zat pengoksidasi (garam Berthollet) sebagai zat tanpa asap dalam lampu sinyal piroteknik dan dalam sekering, menggantikan uap merkuri dan timbal azida. Eksperimen yang berhasil telah dilakukan dengan menggunakan pembakaran zirkonium sebagai sumber cahaya untuk memompa laser.
Aplikasi lain dari zirkonium adalah dalam superkonduktor. Paduan superkonduktor 75% Nb dan 25% Zr (superkonduktivitas pada 4,2 K) menahan beban hingga 100.000 A/cm2. Dalam bentuk bahan struktural, zirkonium digunakan untuk pembuatan reaktor kimia tahan asam, fitting, dan pompa. Zirkonium digunakan sebagai pengganti logam mulia. Dalam industri tenaga nuklir, zirkonium adalah bahan utama untuk kelongsong elemen bahan bakar.
Zirkonium memiliki ketahanan yang tinggi terhadap media biologis, bahkan lebih tinggi dari titanium, dan biokompatibilitas yang sangat baik, karena itu digunakan untuk membuat prostesis tulang, sendi dan gigi, serta instrumen bedah. Dalam kedokteran gigi, keramik berbahan dasar zirkonium dioksida merupakan bahan untuk pembuatan gigi palsu. Selain itu, karena bioinertness-nya, bahan ini berfungsi sebagai alternatif titanium dalam pembuatan implan gigi.
Zirkonium digunakan untuk pembuatan berbagai peralatan makan dengan sifat higienis yang sangat baik karena ketahanan kimianya yang tinggi.
Zirkonium dioksida (mp 2700 ° C) digunakan untuk produksi bakor tahan api (keramik bakor - baddeleyite-corundum). Ini digunakan sebagai pengganti chamotte, karena meningkatkan kampanye 3-4 kali di tungku untuk melelehkan kaca dan aluminium. Refraktori berdasarkan dioksida yang distabilkan digunakan dalam industri metalurgi untuk bak, nozel untuk pengecoran baja terus menerus, cawan lebur untuk melelehkan elemen tanah jarang. Ini juga digunakan dalam sermet - pelapis keramik-logam yang memiliki kekerasan tinggi dan ketahanan terhadap banyak reagen kimia, tahan terhadap pemanasan jangka pendek hingga 2750 ° C. Dioksida adalah quencher untuk enamel, memberi mereka warna putih dan buram. Atas dasar modifikasi kubik zirkonium dioksida, distabilkan oleh skandium, itrium, tanah jarang, bahan diperoleh - zirkonia kubik (dari FIAN, tempat pertama kali diperoleh), zirkonia kubik digunakan sebagai bahan optik dengan indeks bias tinggi (lensa datar), dalam kedokteran (alat bedah), sebagai batu permata sintetis (dispersi, indeks bias dan permainan warna lebih besar daripada berlian), dalam produksi serat sintetis dan dalam produksi jenis kawat tertentu ( menggambar). Saat dipanaskan, zirkonia menghantarkan arus, yang terkadang digunakan untuk menghasilkan elemen pemanas yang stabil di udara pada suhu yang sangat tinggi. Zirkonium yang dipanaskan mampu menghantarkan ion oksigen sebagai elektrolit padat. Properti ini digunakan dalam penganalisis oksigen industri.
Zirkonium hidrida digunakan dalam teknik nuklir sebagai moderator neutron yang sangat efektif. Juga, zirkonium hidrida digunakan untuk melapisi zirkonium dalam bentuk film tipis dengan dekomposisi termal pada berbagai permukaan.
Bahan zirkonium nitrida untuk pelapis keramik, titik leleh sekitar 2990 ° C, dihidrolisis dalam aqua regia. Ditemukan aplikasi sebagai pelapis dalam kedokteran gigi dan perhiasan.
Zirkon, yaitu ZrSiO4, adalah sumber utama mineral untuk zirkonium dan hafnium. Juga, berbagai elemen langka dan uranium diekstraksi darinya, yang terkonsentrasi di dalamnya. Konsentrat zirkonium digunakan dalam produksi refraktori. Kandungan uranium yang tinggi dari zirkon menjadikannya mineral yang nyaman untuk penentuan usia menggunakan penanggalan uranium-timbal. Kristal transparan zirkon digunakan dalam perhiasan (eceng gondok, jargon). Ketika zirkon dikalsinasi, batu biru terang yang disebut starlite diperoleh.
Sekitar 55% dari semua zirkonium digunakan untuk produksi keramik - ubin keramik untuk dinding, lantai, serta untuk produksi substrat keramik dalam elektronik. Sekitar 18% zirkon digunakan dalam industri kimia, dan konsumsi di daerah ini telah meningkat dalam beberapa tahun terakhir dengan rata-rata 11% per tahun. Untuk peleburan logam, sekitar 22% zirkon digunakan, tetapi arah ini belum begitu populer akhir-akhir ini karena tersedianya metode yang lebih murah untuk memproduksi zirkonium. Sisa 5% zirkon digunakan untuk produksi tabung katoda, tetapi konsumsi di area ini menurun.
Konsumsi zirkon meningkat kuat pada tahun 2010 menjadi 1,33 juta ton, setelah penurunan ekonomi global pada tahun 2009 menyebabkan konsumsi menurun sebesar 18% pada tahun 2008. Pertumbuhan konsumsi keramik, yang menyumbang 54% dari konsumsi zirkon pada 2010, terutama di Cina dan negara berkembang lainnya seperti Brasil, India dan Iran, merupakan faktor kunci dalam peningkatan permintaan zirkon di tahun 2000-an. Sementara di AS dan Zona Euro, konsumsi malah mengalami penurunan. Konsumsi zirkon dalam bahan kimia zirkonium, termasuk zirkonia, meningkat lebih dari dua kali lipat antara tahun 2000 dan 2010, sementara penggunaan zirkon untuk melebur zirkonium logam menunjukkan tingkat pertumbuhan yang lebih rendah.
Menurut Roskill, 90% dari logam zirkonium yang dikonsumsi di dunia digunakan dalam produksi rakitan reaktor nuklir dan sekitar 10% dalam pembuatan lapisan wadah tahan korosi dan bertekanan tinggi yang digunakan di pabrik asam asetat. Menurut para ahli, di masa depan, peningkatan permintaan global untuk zirkonium logam diperkirakan, karena sejumlah negara (Cina, India, Korea Selatan dan Amerika Serikat) berencana untuk membangun pembangkit listrik tenaga nuklir baru.
Zirkonium oksida, juga dikenal sebagai zirkonia, digunakan dalam aplikasi industri termasuk farmasi, serat optik, pakaian tahan air, dan kosmetik. Ada konsumsi bahan zirkonia yang lebih besar - tepung zirkon dan zirkonia yang menyatu karena peningkatan pesat dalam produksi ubin keramik di Cina. Korea Selatan, India dan Cina adalah pasar pertumbuhan penting untuk oksida zirkonium. Menurut laporan riset pasar zirkonium, kawasan Asia Pasifik mewakili pasar regional terbesar dan paling cepat berkembang di dunia. Saint-Gobain, yang berkantor pusat di Prancis, adalah salah satu produsen zirkonia terbesar.
Pasar penggunaan akhir terbesar untuk zirkonium adalah keramik, yang meliputi ubin, peralatan saniter, dan peralatan makan. Pasar terbesar berikutnya yang menggunakan bahan tahan api zirkonium dan sektor pengecoran. Zirkon digunakan sebagai aditif dalam berbagai macam produk keramik, dan juga digunakan dalam pelapis kaca di monitor komputer dan panel televisi karena memiliki sifat menyerap radiasi. Batu bata zirkonium digunakan sebagai alternatif untuk larutan basa zirkonia yang menyatu.
Produksi dan konsumsi zirkon (ZrSiO4) di dunia, ribu ton *
| tahun | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
| Jumlah produksi | 1300.0 | 1050.0 | 1250.0 | 1400.0 | 1200.0 |
| Cina | 400.0 | 380.0 | 600.0 | 650.0 | 500.0 |
| Negara-negara lain | 750.0 | 600.0 | 770.0 | 750.0 | 600.0 |
| Total konsumsi | 1150.0 | 980.0 | 1370.0 | 1400.0 | 1100.0 |
| keseimbangan pasar | 150.0 | 70.0 | -120.0 | -- | 100.0 |
| harga COMEX | 788.00 | 830.00 | 860.00 | 2650.00 | 2650.00 |
* Ringkasan data
Pasar zirkon menunjukkan penurunan tajam yang dimulai pada akhir tahun 2008 dan berlanjut sepanjang tahun 2009. Produsen telah memotong produksi untuk memotong biaya dan menghentikan penimbunan. Konsumsi mulai pulih pada akhir tahun 2009, mengalami percepatan pertumbuhan pada tahun 2010, dan berlanjut pada tahun 2011. Pasokan, terutama dari Australia, di mana lebih dari 40% bijih zirkonium ditambang, tidak meningkat untuk waktu yang lama, dan produsen lain terpaksa menjual sekitar 0,5 juta ton cadangan mereka di pasar selama 2008-2010. Kekurangan di pasar, ditambah dengan penurunan tingkat persediaan, menyebabkan kenaikan harga yang dimulai pada awal 2009. Pada Januari 2011, harga zirkon premium Australia berada pada level rekor setelah naik 50% dari awal 2009 dan terus meningkat lebih jauh pada 2011-2012.
Pada tahun 2008, harga spons zirkon meningkat karena kenaikan harga pasir zirkon yang merupakan bahan baku produksi logam. Harga untuk kelas industri zirkonium meningkat 7-8% - hingga 100 USD / kg, dan untuk logam untuk reaktor nuklir - sebesar 10% - hingga 70-80 USD Pada akhir 2008 dan awal 2009 ada sedikit penurunan harga, namun sejak paruh kedua tahun 2009, harga zirkonium telah kembali tumbuh, terlebih lagi, sedemikian rupa sehingga harga rata-rata zirkonium pada tahun 2009 lebih tinggi daripada tahun 2008. Pada 2012, harga zirkonium naik menjadi $ 110 / kg.
Meskipun konsumsi lebih rendah pada tahun 2009, harga zirkon tidak turun tajam karena produsen besar memangkas produksi dan menurunkan persediaan. Pada tahun 2010, produksi tidak dapat memenuhi permintaan, terutama karena impor zirkon Cina meningkat lebih dari 50% pada tahun 2010 menjadi 0,7 juta ton. Permintaan zirkon diperkirakan akan meningkat sebesar 5,4% per tahun hingga tahun 2015, namun kapasitas produksi hanya dapat meningkat sebesar 2,3% per tahun. Oleh karena itu, pasokan tambahan akan terus terbatas dan harga dapat terus meningkat hingga proyek-proyek baru beroperasi.
Menurut sebuah laporan penelitian yang diterbitkan oleh Global Industry Analysts (GIA), pasar zirkonium global diperkirakan akan mencapai 2,6 juta metrik ton pada tahun 2017. Laporan ini memberikan perkiraan dan proyeksi penjualan dari 2009 hingga 2017 di berbagai pasar geografis termasuk Asia Pasifik, Eropa, Jepang, Kanada, dan Amerika Serikat.
Pertumbuhan industri energi nuklir internasional akan meningkatkan permintaan zirkonium, serta meningkatkan kapasitas produksinya secara global. Penggerak pertumbuhan lainnya adalah meningkatnya permintaan di kawasan Asia-Pasifik, serta dalam produksi ubin keramik di seluruh dunia.
Memuat ...