Cirkonio ir jo lydinių, kuriuose yra boro, gamyba reikalauja kruopštaus kontrolės. Kadangi literatūroje nėra aprašyta jokių cheminių metodų boro kiekiui metaliniame cirkonyje ir jo lydiniuose nustatyti, šio darbo tikslas buvo sukurti paprastą cheminį metodą boro kiekiui metaliniame cirkonyje ir jo lydiniuose nustatyti, ypač lydiniai, kuriuose yra mažai niobio.
Gaminant cirkonį, jodido metodas yra pramoninės reikšmės, priešingai nei titano gamyboje.
Esama cirkonio gamybos, organinės sintezės katalizatorių emisijose.
Hafnis gaunamas tik kaip šalutinis reaktoriaus tipo cirkonio gamybos produktas. Pagrindinis jo pritaikymas yra valdymo strypų gamyba branduoliniuose reaktoriuose. Bendras suvartojimas šiuo metu neviršija 75 % produkcijos. Tačiau naujų taikymo sričių tyrimas: aukštos temperatūros lydinių, gijų, geterių, blykstės lempų miltelių, detonatorių gamyba - gali žymiai padidinti metalo paklausą. Hafnio atskyrimas nuo cirkonio yra brangus procesas, o atskyrimo išlaidos paprastai paskirstomos po lygiai tarp abiejų metalų sąnaudų.
Plazmos-fluorido ir ekstrahavimo-fluorido technologijų produktų, skirtų cirkoniui gaminti, savybių analogijos nėra, nes ekstrahavimo-fluorido technologijoje cirkonis ir hafnis yra atskiriami hidrocheminėje stadijoje ekstrahuojant. Naudojant plazmos fluorido technologiją cirkoniui apdoroti sublimaciniu būdu išvalant cirkonį nuo priemaišų, nurodytų lentelėje. 3.4, hafnis daugiausia seka cirkonį.
Cirkonio ir hafnio atskyrimo elektrolizės būdu metodas yra įdomus cirkoniui gaminti, nes tuo pačiu metu, kai gaminamas metalinis cirkonis, jis išvalomas iš hafnio.
Hafnio gamybos žaliava yra cirkonio koncentratai arba cirkonio gamybos produktai ir pusgaminiai.
Cirkonio gavimo Croll metodu Olbanio gamykloje schema. Dėl visų šių sunkumų būtina kruopščiai išvalyti cirkonio ir hafnio gamyboje naudojamus reagentus, ypač iš deguonies, vandens ir azoto, ir apriboti metodų, kurie gali būti naudojami šiems metalams gauti, pasirinkimą.
Priėmimo aparatas. Metalinį hafnį galima gauti tais pačiais metodais, kurie naudojami cirkonio gamyboje. Hafnio tetrachloridas išgryninamas distiliuojant vandenilio atmosferoje ir redukuojamas magniu. Magnio chloridas iš hafnio kempinės valomas cirkonio kempinių valymo įrenginiuose, nes atliekant šią operaciją nėra rimto pavojaus, kad hafnis užterštų cirkoniu, arba atvirkščiai. Kempinuotas hafnis perlydomas lanku ir supilamas į varines formas.
Metalinis hafnis gaunamas tais pačiais metodais, kurie naudojami cirkonio gamyboje: Croll metodu, modifikuotu Croll metodu, naudojant natrį kaip reduktorių, ir de Boer metodą arba jodido procesą.
Jodidinis minkšto, kaliojo hafnio gamybos procesas yra panašus į naudojamą cirkonio gamyboje, todėl įranga, kuria gaunamas jodidinis hafnis, yra maždaug tokia pati kaip ir cirkoniui gauti. Remiantis duomenimis, hafnio nusodinimo iš tetrajodido temperatūra yra 1600 C, o cirkonio - 1400 C.
Išsamus Krol proceso, taikomo titanui, tyrimas gali leisti atlikti tam tikrus cirkonio gamybos technologinės schemos pakeitimus; visų pirma tai susiję su įrangos supaprastinimu, operacijų skaičiaus mažinimu ir padalinių dydžio padidinimu.
Norint gauti grynesnius niobio ir tantalo miltelius, dujinius chloridus geriau redukuoti skystu magniu, kaip ir gaminant cirkonį.
1945 m. JAV buvo pagaminta tik 0 07 kg cirkonio, tačiau nuo 1948 m., dėl atominių reaktorių kūrimo darbų, cirkonio gamyba smarkiai išaugo ir po kelerių metų pasiekė kelias dešimtis tonų.
Cirkonio rūdų, kurios gamtoje yra daug plačiau nei, pavyzdžiui, berilio, telkinių, anot užsienio spaudos, yra JAV, Indijoje, Brazilijoje, Australijoje ir daugelyje Afrikos valstybių. Cirkonio gamyba JAV nuo 1947 iki 1958 metų išaugo 3 tūkstančius kartų.
Dėl savo aukštų antikorozinių savybių cirkonis gali būti naudojamas gaminant cheminės įrangos detales, medicinos prietaisus ir kitose technologijos srityse. Tačiau mažai tikėtina, kad cirkonio gamyba būtų taip greitai pasiekusi dabartinį lygį, jei ji neturėtų dar vienos specifinės savybės – nedidelio skerspjūvio šiluminiams neutronams sugerti.
Hafnio gamybos Krol metodu technologija ir įranga iš esmės yra tokia pati kaip ir metalinio cirkonio gamyboje. Modifikacijas, lyginant su technologiniu cirkonio gamybos procesu, lemia atskirų prietaisų keitimas ar keitimas, technologinės operacijos ir žaliavų markė. Čia reikia turėti omenyje didesnį hafnio tetrachlorido jautrumą atmosferos drėgmei, didesnį hafnilo chlorido stabilumą ir šiek tiek didesnį piroforo kiekį šviežiai gautoje metalinėje kempinėje.
Kadangi reaktoriaus cirkonio gamybos metu hafnis yra atgaunamas proporcingai, jo gamyba yra proporcinga pastarojo išsiskyrimui ir tenka 50 kg cirkonio; gaunama maždaug 1 kg hafnio. Naudodamiesi šiuo skaičiavimu, atskiriu informacijos apie cirkonio gamybą iškarpas. Remiantis JAV kalnakasybos biuro prognozėmis], paskelbtomis 1975 m., šios šalies poreikis hafniui XX – – XXI amžių sandūroje.
Cirkonio spektrines linijas ant priemaišų labai apsunkina tai, kad mažų priemaišų koncentracijų spektruose sunku atskirti silpnas linijas cirkonio kelių eilučių spektro fone. Šis metodas taip pat leidžia nustatyti mažas fluoro koncentracijas metaliniame cirkonyje, o tai labai svarbu kontroliuojant elektrolitinio cirkonio gamybą.
Kadangi reaktoriaus cirkonio gamybos metu hafnis išgaunamas tuo pačiu metu, jo gamyba didėja proporcingai pastarojo gamybai ir iš 50 kg cirkonio gaunama apie 1 kg hafnio. Per šį dešimtmetį (1970 - 1980 m.) pasaulio atominių elektrinių pajėgumai padidės atitinkamai 5 - 8 kartus, padidės cirkonio ir hafnio gamyba. Juk kiekvienam atominės energijos megavatui vamzdžių ir kitų dalių gamybai reikia nuo 45 iki 79 kg cirkonio. Be to, kasmet reikia pakeisti 25–35% veikiančių reaktorių cirkonio vamzdžių. Dėl to jau aštuntojo dešimtmečio viduryje šiems tikslams bus sunaudotas maždaug tiek pat cirkonio, kiek ir naujiems reaktoriams.
Cirkonio tetrafluorido valymo iš fluoridų Al, Ca, Cu, Fe, Mg fluorido sublimacijos technologija buvo gerai įsisavinta SSRS devintajame dešimtmetyje Pridneprovsko chemijos gamykloje, kuriant ir plėtojant ekstrahavimo fluorido technologiją, skirtą gaminti branduolinis grynas cirkonis.
Ca, Cu, Fe, Mg, Th) yra fluorido kompozicijos pavidalo, gaunamas sublimuojant cirkonį. Didelės apimties cirkonio ir silicio plazmos gamybos metu sukaupta šių atliekų masė laikui bėgant gali tapti reikšminga; Jų apdorojimui galima naudoti plazmos ir dažnio technologijas, skirtas išgauti šiuos komponentus dispersinių oksidų ar metalų pavidalu (žr.
Apdorojant 1 toną cirkonio ir iš jo išgaunant cirkonį bei silicį fluoridų pavidalu, atliekose lieka 4 6 kg A1; 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; tie. 8 6 kg metalų, iš kurių pagrindinė dalis (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) yra fluoro kompozicijos pavidalo, gautos sublimaciniu būdu išvalius cirkonį. Didelės apimties cirkonio ir silicio plazmos gamybos metu sukaupta šių atliekų masė laikui bėgant gali tapti reikšminga; Jų apdorojimui galima naudoti plazmos ir dažnio technologijas, skirtas išgauti šiuos komponentus dispersinių oksidų ar metalų pavidalu (žr.
1945 m. JAV buvo pagaminta tik 0 07 kg cirkonio, tačiau nuo 1948 m., dėl atominių reaktorių kūrimo darbų, cirkonio gamyba smarkiai išaugo ir po kelerių metų pasiekė kelias dešimtis tonų. Dėl to cirkonio gamybos technologija, kuri prieš keletą metų buvo reta, dabar yra pažangesnė nei daugelio kitų metalų gamybos technologija, žinoma ir naudojama dešimtmečius.
Pagal šildymo principą vakuuminės lankinės krosnys priskiriamos tiesioginio lanko krosnims. Vakuuminės lankinės krosnys yra viena iš naujesnių elektroterminės įrangos tipų. Jų atsiradimą lemia padidėjusi cirkonio, titano, molibdeno ir kai kurių kitų ugniai atsparių bei chemiškai aktyvių medžiagų gamyba.
Tačiau net ir šiuo atveju jis negali būti naudojamas be išankstinio cheminio išvalymo (žr. 15.5 skyrių) iš elemento hafnio, kuris jį visada lydi gamtoje ir kurio cheminės savybės yra panašios į cirkonį. Hafnis, atgautas gaminant reaktoriaus tipo cirkonį, yra puiki medžiaga reaktoriaus valdymo strypams gaminti.
Hafnis yra IV periodinės D.I.Mendelejevo elementų lentelės grupėje ir yra įtrauktas į titano pogrupį. Jis priklauso išsibarsčiusiems elementams, kurie neturi savo mineralų; gamtoje jis lydi cirkonį. Šiuo metu jis gaminamas kaip šalutinis produktas gaminant cirkonį. Pagal chemines ir fizines savybes hafnis yra artimas cirkoniui, tačiau nuo pastarojo gerokai skiriasi branduolinėmis savybėmis.
Chemijos pramonėje molibdenas naudojamas tarpiklių ir varžtų pavidalu karštam stiklinių indų remontui (degalų papildymui), naudojamiems dirbant su sieros rūgštimi ir rūgštinėmis terpėmis, kuriose vyksta vandenilio išsiskyrimas. Sieros rūgštyje veikiančiuose gaminiuose taip pat naudojamos molibdeno termoporos ir vožtuvai, o molibdeno lydiniai naudojami kaip reaktorių pamušalas įrenginiuose, skirtuose i-butilchlorido gamybai vykstant reakcijoms, kuriose dalyvauja druskos ir sieros rūgštys, esant aukštesnei nei 170 C temperatūrai. Molibdenas taip pat naudojamas skystosios fazės hidrochlorinimas, cirkonio gamyba ir ypač grynas toris.
Įmonės, sukūrusios bandomuosius ir pramoninius įrenginius naudojant naujas elektros technologijas, liko užsienyje. Pavyzdžiui, Ulbos metalurgijos gamykloje (Kazachstanas) liko pramoninis įrenginys, skirtas urano heksafluorido, prisodrinto izotopu U-235, pavertimui plazmoje į urano oksidus, kad būtų galima gaminti oksidinį branduolinį kurą ir vandenilio fluorido rūgštį; Dniepro chemijos gamykloje (Ukraina) - pramoninė įranga cirkoniui ir hafniui gaminti iš fluorido žaliavų naudojant šaltojo tiglio technologiją; Stabilių izotopų tyrimo institute (Gruzija) - bandomoji aukšto dažnio įranga, skirta izotopiškai prisodrintam (izotopu B-10) boro karbidui gaminti tiesioginio indukcinio kaitinimo būdu; tokio pat tipo aukšto dažnio instaliacija liko NPO milteliniame metalurgijoje Baltarusijoje. Įmonėse, kurios liko Rusijos Federacijoje, padėtis nėra pati geriausia.
Įmonės, sukūrusios bandomuosius ir pramoninius įrenginius naudojant naujas elektros technologijas, liko užsienyje. Pavyzdžiui, Ulbos metalurgijos gamykloje (Kazachstanas) išliko pramoninis įrenginys, skirtas urano heksafluorido, prisodrinto izotopu U-235, pavertimui plazmoje į urano oksidus oksidiniam branduoliniam kurui ir vandenilio fluorido rūgščiai gaminti; Dniepro chemijos gamykloje (Ukraina) - pramoninė įranga cirkoniui ir hafniui gaminti iš fluorido žaliavų naudojant šaltojo tiglio technologiją; Stabilių izotopų tyrimo institute (Gruzija) - bandomoji aukšto dažnio įranga, skirta izotopiškai prisodrintam (izotopu B-10) boro karbidui gaminti tiesioginio indukcinio kaitinimo būdu; tokio pat tipo aukšto dažnio instaliacija liko NPO Powder Metallurgijoje Baltarusijoje. Įmonėse, kurios liko Rusijos Federacijoje, padėtis nėra pati geriausia.
Išsklaidyti retieji metalai derinami pagal jų išsibarstymą žemės plutoje. Išsklaidyti elementai paprastai aptinkami izomorfinių priemaišų pavidalu kitų mineralų gardelėse ir pakeliui išgaunami iš metalurgijos atliekų. Ga - iš aliuminio gamybos atliekų, In - iš cinko ir švino gamybos atliekų, T1 - iš įvairių sulfidų koncentratų skrudinimo dulkių, Ge - iš cinko ir vario gamybos atliekų, taip pat anglies perdirbimo atliekų, Re - iš tarpiniai molibdeno gamybos produktai, W išgaunamas cirkonio gamyboje. Disperguoti elementai Se ir Te, esantys kaip priemaišos įvairiuose natūraliuose sulfiduose, atgaunami arba iš sieros rūgšties gamybos atliekų, arba iš metalurgijos.
Cirkonio žaliavinę bazę sudaro du turtingi mineralai – cirkonis ir baddeleitas, kuriuose cirkonio yra atitinkamai 45 6 % ir 69 1 %. Šiuose mineraluose cirkonį lydi hafnis – metalas, turintis didelį šiluminės neutronų sugerties skerspjūvį. Todėl bet kokia cirkonio išgavimo ir rafinavimo technologija numato jo valymą iš hafnio. Devintojo dešimtmečio pradžioje SSRS buvo sukurta nauja cirkonio gamybos technologija, apimanti cirkonio sukepinimą natrio karbonatu, vėlesnį natrio silikato išplovimą, cirkonio tirpinimą azoto rūgštyje, ekstrahavimą iš hafnio ir rafinavimą; tada cirkonis išgaunamas iš naujo ir technologinis ciklas perkeliamas į cirkonio tetrafluorido gamybą, iš kurio kalcio terminio lydymosi metu cirkonis redukuojamas. Gautas cirkonis siunčiamas į lydinių, skirtų kuro strypų vamzdžių gamybai, gamybą.
Cirkonio žaliavinę bazę sudaro du turtingi mineralai – cirkonis ir baddeleitas, kuriuose cirkonio yra atitinkamai 45 6 % ir 69 1 %. Šiuose mineraluose cirkonį lydi hafnis – metalas, turintis didelį šiluminės neutronų sugerties skerspjūvį. Todėl bet kokia cirkonio išgavimo ir rafinavimo technologija numato jo valymą iš hafnio. Devintojo dešimtmečio pradžioje SSRS buvo sukurta nauja cirkonio gamybos technologija, apimanti cirkonio sukepinimą natrio karbonatu, vėlesnį natrio silikato išplovimą, cirkonio tirpinimą azoto rūgštyje, ekstrakcinį atskyrimą nuo hafnio ir rafinavimą; tada cirkonis išgaunamas iš naujo ir technologinis ciklas perkeliamas į cirkonio tetrafluorido gamybą, iš kurio kalcio terminio lydymosi metu cirkonis redukuojamas. Vėlesnė technologija apima elektronų pluošto rafinavimą. Gautas cirkonis siunčiamas į lydinių, skirtų kuro strypų vamzdžių gamybai, gamybą.
Cirkonis pagal elektronų apvalkalo struktūrą ir atitinkamai jo vietą periodinėje D.I.Mendelejevo elementų lentelėje yra titano analogas fizikiniame ir cheminiame santykyje. Cirkonio metalo atveju tai išreiškiama jo titano panašumu, atsižvelgiant į fizines, mechanines, technologines, korozines savybes ir susidariusių lydinių pobūdį. Todėl per pastaruosius 15 - 20 metų vyko platus cirkonio asimiliavimas: buvo kuriami didelio grynumo cirkonio gavimo ir gamybos būdai, detaliai tiriamos jo savybės ir lydiniai.
Karboterminiam urano redukavimui iš oksidinių žaliavų galima naudoti šaltojo tiglio techniką ir technologiją, pagrįstą tiesioginiu dažnio indukciniu krūvio UsOg xCj kaitinimu, kuriame naudojamas savas arba indukuotas laidumas. Šiuo metu sukurta aukšto dažnio šaltojo tiglio technologija bedeguonies keramikos (karbidų, nitridų ir įvairių keramikos kompozicijų) sintezei; žr. 7, 8 ir 14 skyriuose pateiktos indukcinių įrenginių ir metalurginių krosnių, skirtų bedeguonių keraminių medžiagų sintezei, schemos. , skirtas metalams lydyti ir rafinuoti diskrečiaisiais ir nuolatiniais nuosekliais režimais, naudojant šaltojo tiglio technologiją. Ši technologija ir sukurta technika iš esmės gali būti naudojama didelio masto urano karboterminio redukcijos iš oksidinių žaliavų technologijoje, tačiau ji yra būtina vykdyti MTEP technologinėms ir instrumentinėms problemoms spręsti.vykdyta aštuntajame ir devintajame dešimtmetyje, dabar plazminės ir dažninės įrangos arsenalas tapo daug turtingesnis. i, hafnis, retieji ir retųjų žemių metalai, įskaitant skandį; atsirado metaliniai-dielektriniai reaktoriai, skaidrūs elektromagnetinei spinduliuotei radijo dažnių diapazone, naudojami aukštos temperatūros bedeguonės keramikos sintezei, oksidinei keramikai lydyti ir net radioaktyviųjų atliekų stiklinimui. Be to, buvo atliekami MTEP darbai, siekiant sukurti kombinuotą plazminio dažnio įrangą, skirtą chemijos-technologinėms ir metalurginėms problemoms spręsti, kai kuriems metalurgijos reikmėms megavatų įranga jau sukurta ir praktiškai pritaikyta. Šio MTEP rezultatai bus pateikti tolesniuose skyriuose; labai tikėtina, kad tokia įranga bus naudojama ir diegiant į pramoninę gamybą urano karboterminio redukcijos iš oksidinių žaliavų technologiją.
Karboterminiam urano redukavimui iš oksidinių žaliavų galima naudoti šaltojo tiglio techniką ir technologiją, pagrįstą tiesioginiu dažnio indukciniu krūvio UsOg xC kaitinimu, kuriame naudojamas savas arba indukuotas laidumas. Šiuo metu sukurta aukšto dažnio šaltojo tiglio technologija bedeguonies keramikos (karbidų, nitridų ir įvairių keramikos kompozicijų) sintezei; žr. 7, 8 ir 14 skyriuose pateiktos indukcinių įrenginių ir metalurginių krosnių, skirtų bedeguonių keraminių medžiagų sintezei, schemos. , skirtas metalams lydyti ir rafinuoti diskrečiaisiais ir nuolatiniais nuosekliais režimais, naudojant šaltojo tiglio technologiją. Ši technologija ir sukurta technika iš esmės gali būti naudojama didelio masto urano karboterminio redukcijos iš oksidinių žaliavų technologijoje, tačiau ji yra būtina vykdyti MTEP technologinėms ir aparatinės įrangos problemoms spręsti., atlikta 7-ajame ir 8-ajame dešimtmetyje, dabar plazminės ir dažninės įrangos arsenalas tapo daug turtingesnis. i, hafnis, retieji ir retųjų žemių metalai, įskaitant skandį; atsirado metaliniai-dielektriniai reaktoriai, skaidrūs elektromagnetinei spinduliuotei radijo dažnių diapazone, naudojami aukštos temperatūros bedeguonės keramikos sintezei, oksidinei keramikai lydyti ir net radioaktyviųjų atliekų stiklinimui. Be to, buvo vykdomi moksliniai tyrimai ir plėtra, siekiant sukurti kombinuotą plazminio dažnio įrangą, skirtą chemijos-technologinėms ir metalurginėms problemoms spręsti, kai kuriems metalurgijos reikmėms megavatų įranga jau sukurta ir rasta praktinio pritaikymo. Šio MTEP rezultatai bus pateikti tolesniuose skyriuose; labai tikėtina, kad tokia įranga bus naudojama ir diegiant į pramoninę gamybą urano karboterminio redukcijos iš oksidinių žaliavų technologiją.
Cirkonio oksidas - ZrO2 (cirkonio dioksidas), bespalviai kristalai, lyd. 2900 °C.
Cirkonio dioksidas pasižymi amfoterinėmis savybėmis, netirpsta vandenyje ir daugumos rūgščių bei šarmų vandeniniuose tirpaluose, bet tirpsta vandenilio fluorido ir koncentruotose sieros rūgštyse, šarminiuose lydaluose ir stikluose.
- Cirkonis yra trijų kristalinių formų:
- stabili monoklinika, natūraliai atsirandanti mineralinio baddelito pavidalu. metastabilus vidutinės temperatūros tetragonalas, kurio yra daugelyje cirkonio keramikos. Cirkonio dioksido tetragoninės fazės perėjimą į monoklininę fazę lydi tūrio padidėjimas, o tai padidina tokios keramikos stiprumą: mechaniniai įtempimai augančio mikroplyšio gale inicijuoja tetragoninės modifikacijos fazinį perėjimą į monokliniką. , ir dėl to vietinis tūrio ir atitinkamai slėgio padidėjimas, kuris stabilizuoja mikroįtrūkimą, lėtina jos ūgį.
- nestabilus aukštos temperatūros kub. Dideli skaidrūs kubinio cirkonio dioksido kristalai, stabilizuoti kalcio, itrio ar kitų metalų oksidų priemaišomis dėl didelio lūžio rodiklio ir dispersijos, papuošaluose naudojami kaip deimantų imitacija; SSRS tokie kristalai buvo pavadinti kubiniu cirkoniu, iš Mokslų akademijos Fizikos instituto, kur jie pirmą kartą buvo susintetinti.
Cirkonio dioksidas plačiai naudojamas gaminant itin ugniai atsparius gaminius, karščiui atsparius emalius, ugniai atsparius stiklus, įvairių rūšių keramiką, keraminius pigmentus, kietus elektrolitus, termo apsaugines dangas, katalizatorius, dirbtinius brangakmenius, pjovimo įrankius ir abrazyvines medžiagas. Pastaraisiais metais cirkonis buvo plačiai naudojamas optikoje ir keramikoje, skirtoje naudoti elektronikoje.
Dėl savo unikalių savybių, tokių kaip didžiausias atsparumas dilimui, neįtikėtinai lygus paviršius ir praktiškai jokios neigiamos sąveikos su, pavyzdžiui, viela ir kabeliu, mažiausias šilumos laidumas iš visų žinomų keraminių medžiagų – cirkonio oksidas naudojamas daugelyje technologijų sričių.
Dėl minimalios sąveikos su metalais cirkonio oksidas puikiai tinka štampams, štampams, vielos traukimo juostoms ir kitoms mašinoms bei įrenginiams, skirtoms vielos ir kabelio gamybai. Stumdomos poros, dėl puikių tribologinių savybių, ypač esant aukštai temperatūrai, taip pat dėl geresnio šiluminio plėtimosi nei plienai. Dėl to cirkonio oksido pagrindu pagamintos medžiagos yra viena geriausių techninės ir inžinerinės keramikos medžiagų.
Nanokeraminės medžiagos ZrO2 pagrindu turi unikalų fizinių ir mechaninių savybių rinkinį:
- skirtingai nei esami analogai, dėl specialios sintezės technologijos keramika turi tuo pačiu metu aukštas stiprumo, atsparumo lūžiams ir atsparumo dilimui vertes;
- aukštos eksploatacinės savybės aukštoje temperatūroje (virš 1600 ° C) ir korozinėje aplinkoje be reikšmingo mechaninių savybių pablogėjimo;
- gebėjimas sugerti ir išlaikyti nemažą kiekį aktyvaus skysčio porų erdvėje.
Esant pageidavimui suteiksime papildomos informacijos (kokybės sertifikatai, kainos, pristatymo sąlygos ir kt.),
taip pat gaminių pavyzdžius testavimui. Esame pasirengę atsakyti į visus jūsų klausimus.
Tikimės vaisingo ir abipusiai naudingo bendradarbiavimo.
Buvimas gamtoje
Cirkonio junginiai yra plačiai paplitę litosferoje. Gamtoje daugiausia paplitęs cirkonis (ZrSiO4), baddeleitas (ZrO2) ir įvairūs kompleksiniai mineralai. Visuose antžeminiuose telkiniuose cirkonį lydi Hf, kuris yra įtrauktas į cirkonio mineralus dėl izomorfinio Zr atomo pakeitimo. Cirkonis yra gausiausias cirkonio mineralas. Jis randamas visų tipų uolienose, bet daugiausia granituose ir sienituose. Gindersono grafystėje, Šiaurės Karolinoje, kelių centimetrų ilgio cirkonio kristalai buvo rasti pegmatituose, o kilogramais sveriantys kristalai – Madagaskare. Baddeleyite rado Jussakas 1892 m. Brazilijoje. Pagrindinis telkinys yra Pocos de Caldas regione (Brazilija). Ten buvo rastas apie 30 tonų sveriantis baddeleito blokas, o vandens srautuose ir palei skardį baddeleitas yra iki 7,5 mm skersmens aliuvinių akmenukų, žinomų kaip favas (iš portugalų fava - bob), pavidalu. Favas paprastai turi daugiau nei 90% cirkonio oksido.Cirkonio ir jo junginių taikymas
Cirkonis pramonėje naudojamas nuo 1930 m. Dėl didelių sąnaudų jo naudojimas yra ribotas. Vienintelė įmonė, besispecializuojanti cirkonio gamyboje Rusijoje (ir buvusios SSRS teritorijoje), yra Čepetsko mechaninė gamykla (Glazovas, Udmurtija).Cirkonio naudojimas branduolinėje energetikoje
Cirkonio šiluminio neutronų gaudymo skerspjūvis yra labai mažas. Todėl metalinis cirkonis, kuriame nėra hafnio, ir jo lydiniai naudojami branduolinėje energetikoje kuro elementų, šilumokaičių ir kitų branduolinių reaktorių konstrukcijų gamybai, taip pat labai efektyvus neutronų stabdiklis.Cirkonio panaudojimas metalurgijos pramonėje
metalurgijoje jis naudojamas kaip ligatūra. Geras deoksidatorius ir denitrogenatorius, efektyvesnis už Mn, Si, Ti. Plieno legiravimas cirkoniu (iki 0,8%) padidina jų mechanines savybes ir apdirbamumą. Tai taip pat daro vario lydinius patvaresnius ir atsparesnius karščiui, šiek tiek prarandant elektros laidumą. Cirkonio dioksidas (temp. 2700 °C) naudojamas ugniai atsparios bakoro (bakor - baddeleito-korundo keramikos) gamyboje. Jis naudojamas kaip šamoto pakaitalas. Ugniai atsparios medžiagos stabilizuoto dioksido pagrindu metalurgijos pramonėje naudojamos loviams, antgaliai nepertraukiamam plieno liejimui, tigliai retųjų žemių elementams lydyti. Jis taip pat naudojamas kermetams - keraminėms-metalinėms dangoms, kurios turi didelį kietumą ir atsparumą daugeliui cheminių reagentų, atlaiko trumpalaikį kaitinimą iki 2750 ° C. Cirkonio diboridas ZrB2 yra kermetas, įvairiuose mišiniuose su tantalo nitridu ir silicio karbidu yra medžiaga pjaustytuvams gaminti.Cirkonio panaudojimas pirotechnikoje
Cirkonis turi nepaprastą savybę degti deguonimi ore (savaiminio užsidegimo temperatūra – 250 °C) praktiškai neišskirdamas dūmų, dideliu greičiu ir išvystydamas aukščiausią visų metalinių degalų temperatūrą (4650 °C). Dėl aukštos temperatūros susidaręs cirkonio dioksidas išskiria nemažą kiekį šviesos, kuri labai plačiai naudojama pirotechnikoje (fejerverkų ir fejerverkų gamyboje), cheminių šviesos šaltinių, naudojamų įvairiose žmogaus veiklos srityse, gamyboje (žibintuvėliai, raketos, apšvietimo bombos, FOTAB – fotoaerobombos). Šioje srityje didesnį susidomėjimą kelia ne tik metalinis cirkonis, bet ir jo lydiniai su ceriu (daug didesnis šviesos srautas). Cirkonio milteliai naudojamas mišinyje su oksiduojančiomis medžiagomis (Bertholet druska) kaip bedūmė medžiaga pirotechnikos signaliniuose žibintuose ir saugikliuose, pakeičiant gyvsidabrio garus ir švino azidą.Cirkonio taikymas moksliniuose tyrimuose (žemos temperatūros tyrimų srityje)
Superlaidus lydinys 75% Nb ir 25% Zr (superlaidumas esant 4,2 K) atlaiko apkrovas iki 100 000 A/cm. Cirkonio panaudojimas optikos pramonėje - cirkonio dioksido kubinės modifikacijos pagrindu, stabilizuotas skandžiu, itriu, retųjų žemių metalais, gaunama medžiaga - kubinis cirkonis (iš FIAN, kur pirmą kartą buvo gautas), naudojamas kubinis cirkonis kaip optinė medžiaga su dideliu lūžio rodikliu (plokštieji lęšiai). Cirkonis, kaip konstrukcinė medžiaga, naudojamas rūgštims atsparių cheminių reaktorių, jungiamųjų detalių, siurblių gamybai, sintetinio pluošto gamybai, tam tikrų tipų vielos (brėžinio) gamybai. Cirkonis naudojamas kaip tauriųjų metalų pakaitalas. Cirkonio panaudojimas stiklo gamyboje – „nugeležintas“ cirkonis naudojamas įvairių ugniai atsparių medžiagų pavidalu stiklo gamybos ir metalurgijos krosnių apmušimui. Cirkonio panaudojimas statybos pramonėje – statybinės keramikos, emalių ir santechnikos glazūrų gamyboje. Cirkonio taikymas lengvojoje pramonėje Cirkonis naudojamas įvairių indų, pasižyminčių puikiomis higieninėmis savybėmis dėl didelio cheminio atsparumo, gamybai. Cirkonio panaudojimas dažų ir lako pramonėje – dioksidas – emalių gesinimo priemonė, suteikia jiems baltą ir nepermatomą spalvą. Cirkonis papuošalų pramonėje naudojamas kaip sintetinis brangakmenis (dispersija, lūžio rodiklis ir spalvų žaismas yra didesni nei deimantų). Cirkonio panaudojimas aviacijos ir kosmoso pramonėje – cirkonio karbidas (temp. 3530 °C) yra svarbiausia kietosios fazės branduolinių reaktyvinių variklių konstrukcinė medžiaga. Cirkonio hidridas naudojamas kaip raketinio kuro komponentas. Cirkonio berilidas yra itin kietas ir atsparus oksidacijai ore iki 1650°C, naudojamas aviacijos inžinerijoje (varikliai, purkštukai, reaktoriai, radioizotopiniai elektros generatoriai) Kaitinamas cirkonio dioksidas praleidžia srovę, kuri kartais naudojama šildymui gauti. elementai, kurie yra stabilūs ore esant labai aukštai temperatūrai ... Kaitinamas cirkonis gali pravesti deguonies jonus kaip kietas elektrolitas. Ši savybė naudojama pramoniniuose deguonies analizatoriuose..php 203 eilutėje Įspėjimas: reikalauti (http://www..php): nepavyko atidaryti srauto: tinkamo įvynioklio nepavyko rasti / hsphere / local / home / winexins / site / tab / Zr.php 203 eilutėje Lemtinga klaida: reikalauti (): Nepavyko atidaryti reikia "http: //www..php" (include_path = ".. php 203 eilutėjeDantų protezavimas naudojamas visur, visose odontologijos klinikose. Yra gana didelis protezų gamybos medžiagų ir jų montavimo technikų pasirinkimas. Naujoji medžiaga – cirkonio oksidas – stebina savo savybėmis ir yra laikoma geriausia naudoti šioje srityje.
kaip cheminis junginys
ZrO2 oksidas yra skaidrūs, bespalviai ypatingo stiprumo kristalai, netirpūs vandenyje ir daugumoje šarmų bei rūgščių tirpalų, bet tirpsta šarminiuose lydaluose, stiklinėse, vandenilio fluorido ir sieros rūgštyse. Lydymosi temperatūra yra 2715 ° C. Cirkonio oksidas egzistuoja trimis formomis: stabiliu monokliniu, kuris pasitaiko gamtoje, metastabiliu tetragoniniu, kuris yra cirkonio keramikos dalis, ir nestabiliu kubiniu, kuris naudojamas papuošaluose kaip deimantų imitacija. Pramonėje cirkonio oksidas plačiai naudojamas dėl jo itin kietumo, iš jo gaminami ugniai atsparūs elementai, emaliai, stiklas, keramika.
Cirkonio oksido panaudojimas
Cirkonio oksidas buvo atrastas 1789 m. ir ilgą laiką nebuvo naudojamas, visas jo milžiniškas potencialas buvo nežinomas žmonijai. Tik palyginti neseniai cirkonis pradėtas aktyviai naudoti daugelyje žmogaus veiklos sričių. Jis naudojamas automobilių pramonėje, pavyzdžiui, gaminant aukščiausios klasės automobilių stabdžių diskus. Kosmoso pramonėje jis nepakeičiamas – jo dėka laivai gali atlaikyti neįtikėtiną temperatūros poveikį. Pjovimo įrankiuose ir siurbliuose taip pat yra cirkonio oksido. Jis taip pat naudojamas medicinoje, pavyzdžiui, kaip dirbtinių klubų sąnarių galvutės. Ir galiausiai odontologijoje jis gali parodyti visas geriausias savo savybes atlikdamas dantų protezų vaidmenį.
Cirkonio oksidas odontologijoje
Šiuolaikinėje odontologijoje cirkonio oksidas yra populiariausia medžiaga dantų vainikams gaminti. Šioje srityje jis plačiai paplitęs dėl savo savybių, tokių kaip kietumas, stiprumas, ilgaamžiškumas ir formos bei išvaizdos išlaikymas ilgą laiką, biologinis suderinamumas su žmogaus audiniais, graži išvaizda. Gali pasitarnauti kaip medžiaga pavieniams vainikėliams, tiltams, kaiščiams, fiksuotiems protezams naudojant implantus.
Cirkonio oksidas, kurio kaina didesnė nei kitų rūšių protezų, sunkiai apdorojamas. Dėl šios priežasties tokios karūnėlės yra pačios brangiausios. Sukūrus rėmą, ant jo uždedamas baltos keramikos sluoksnis, nes pats cirkonio oksidas neturi spalvos. Tai leidžia keramiką dengti labai plonu sluoksniu.
Cirkonio oksido karūnėlės be metalo
Karūnėlių ir cirkonio oksido gamyboje gana nauja medžiaga. Anksčiau protezų su metaliniu rėmu naudojimas buvo absoliuti norma ir jokios alternatyvos. Tačiau mokslininkai tyrinėjo ir ieško tinkamiausios medžiagos, kuri būtų tiek estetiška, tiek biologiškai suderinama su žmogaus kūno audiniais, yra patvari ir lengva. Tokia medžiaga buvo rasta, ir tai yra didelė retenybė gamtoje, savo savybėmis ją galima palyginti tik su deimantu.
Atsiradus cirkonio karūnėlėms, pacientai gali džiaugtis nepakartojama protezų estetika ir grožiu, kitas dalykas, kad ne visi gali sau leisti tokią laimę. Tačiau dėl savo stiprumo gali tekti išleisti pinigus vieną kartą ir visam gyvenimui – cirkonio protezai yra neįtikėtinai atsparūs dilimui ir ilgaamžiai. Dėl to, kad pats cirkonio oksidas yra skaidrus, kartu su plonu keramikos sluoksniu sukuriamas natūralių dantų efektas. Be to, karūnėlės puikiai priglunda prie dantenų, neturi nė menkiausio tarpelio, o tai sukuria dar natūralesnį vaizdą.
Estetika plius stiprumas
Baltas plienas kartais vadinamas cirkonio oksido keramika. Iš šios medžiagos pagaminti vainikėliai yra 5 kartus stipresni nei vienkeraminiai protezai. Koks šio stiprumo pranašumas? Prieš cirkonio oksido atsiradimą odontologijoje, vainikėliai buvo gaminami naudojant metalinį karkasą, ant kurio buvo dedamas storas keramikos sluoksnis. Metalas – tvirtumui, keramika – estetikai. Bet visiškai natūralaus vaizdo tokiu būdu sukurti neįmanoma, protezo sąlyčio su dantenoje vietoje aiškiai matosi tamsi juostelė (tokį efektą suteikia metalinis karkasas).
Cirkonio oksidas savo stiprumu nenusileidžia metalui ir leidžia perteikti natūralią spalvą ir skaidrumą, kaip natūralus dantis, be jokių nereikalingų spalvos dėmių. Savo prigimtimi jis panašus į danties audinius, turi šviesos pralaidumą. Šviesos spinduliai, prasiskverbę į karūnėlę, natūraliai lūžta ir išsisklaido, sukuria sveikos ir gražios šypsenos efektą. Montuodami protezą odontologai parenka spalvą, kuri nesiskiria nuo kitų sveikų dantų spalvos, todėl vainikėlis nepasiduoda, susiliedamas su sveikais dantimis.
Biologinis suderinamumas
Metalai, iš kurių gaminami metalo keramikos protezai, kartais sukelia pacientui alergines reakcijas, uždegimo atsiradimą ir ilgalaikę priklausomybę nuo protezo. Cirkonio oksido vainikėliai idealiai tinka žmonėms, kuriems yra padidėjęs jautrumas ir netoleravimas metalams.
Taip yra dėl jų savybių:
- Saugi sudėtis (sudėtyje nėra
- Atsparus rūgštims, mažai tirpus.
- Lygus paviršius apsaugo nuo nuosėdų susidarymo.
- Inertiškumas kitoms burnos ertmėje esančioms medžiagoms.
- Aukšta šilumos izoliacija neužtikrina jokio diskomforto valgant karštą ar šaltą maistą.
- Minimalus sveiko danties paruošimas. Medžiagos tvirtumas leidžia sukurti plonus karkasus, taip iki minimumo paverčiant dantį ir išsaugant daugiau sveikų danties audinių.
Kontraindikacijos
Cirkonio oksidas, kurio savybės idealiai tinka protezams, beveik neturi kontraindikacijų, išskyrus tokias individualias žmogaus kūno savybes:
- Gilus sukandimas – tai žandikaulio sandaros patologija, kai uždarytas viršutinis žandikaulis dengia trečdalį apatinių dantų. Defektas sukelia pernelyg didelį spaudimą viršutinio žandikaulio dantims ir gresia padidėjusiu danties emalio dilimu.
- Bruksizmas – tai dantų griežimo anomalija, dažniausiai pasireiškianti miego metu. Priežastis nėra visiškai suprantama, tačiau daugelis mokslininkų sutinka, kad bruksizmas yra psichinio disbalanso ir streso rezultatas. Sukelia emalio pažeidimą ir dantų dilimą.
Karūnų darymas
Cirkonio oksidas yra sunkiai apdorojamas, todėl karūnėlių gamyba iš jo yra daug pastangų reikalaujantis procesas. Tai apima kelis etapus:
- Paruošiama burnos ertmė, dantis šlifuojamas po vainikėliu.
- Iš nušlifuoto danties daromas atspaudas, padaromas būsimos karūnėlės maketas.
- Atliekamas modelio skenavimas lazeriu, duomenys įvedami į kompiuterį apdorojimui.
- Speciali kompiuterinė programa modeliuoja karkasą atsižvelgdama į visus niuansus (pavyzdžiui, karkaso susitraukimą po apdegimo).
- Su gautais duomenimis prie kompiuterio prijungiama skaitmeninė šlifavimo staklės ir iš cirkonio ruošinio sukuriamas rėmelis.
- Mechaniškai apdorotas karkasas dedamas taip, kad sukepintų masę ir suteiktų didesnį stiprumą.
- Užbaigtas karkasas padengiamas tam tikro atspalvio keramikine mase, parinkta konkrečiam pacientui.
Cirkonio vainikėlių pranašumai prieš metalo keramiką
Esant būtinybei protezuoti, pacientas susiduria su klausimu, kokius dirbtinius dantis pasirinkti. Cirkonio oksidas turi daug privalumų, palyginti su kitomis medžiagomis:
- Protezuojant cirkonio vainikėliais nereikia šalinti nervo.
- Metalo nebuvimas konstrukcijoje, todėl pašalinamos tokios problemos kaip alerginės reakcijos, metalo skonis burnoje.
- Garantuojamas ligų nebuvimas po vainiku. Protezas puikiai priglunda prie dantenų, po juo nepatenka maisto dalelės ir bakterijos.
- Rėmo tikslumas. Skaitmeninis duomenų apdorojimas garantuoja neįtikėtiną konstrukcijos gamybos tikslumą.
- Individualus spalvų derinimas. Pagaminto protezo vizualiai negalima atskirti nuo likusių, sveikų dantų.
- Galimybė pagaminti bet kokio ilgio tiltą;
- Statybos paprastumas.
- Reakcijos į šaltą ir karštą maistą trūkumas. Kermetų dėvėjimas gali sukelti diskomfortą esant aukštai arba žemai temperatūrai. Cirkonio oksidas tokios reakcijos nesukelia.
- Visiškai natūrali išvaizda.
- Pilkos kraštinės nebuvimas sąlyčio su dantenomis srityje.
- Ruošiantis protezavimui, danties per daug galąsti nereikia.
- Karūnėlės nesideformuoja ir ilgai išlaiko formą bei formą.
Cirkonis yra gausiausias cirkonio mineralas. Jis randamas visų tipų uolienose, bet daugiausia granituose ir sienituose. Gindersono grafystėje, Šiaurės Karolinoje, kelių centimetrų ilgio cirkonio kristalai buvo rasti pegmatituose, o kilogramais sveriantys kristalai – Madagaskare. Baddeleyite rado Jussakas 1892 m. Brazilijoje. Pagrindinis telkinys yra Pocos de Caldas regione (Brazilija). Didžiausi cirkonio telkiniai yra JAV, Australijoje, Brazilijoje, Indijoje.
Rusijoje, kuriai priklauso 10% pasaulio cirkonio atsargų (3 vieta pasaulyje po Australijos ir Pietų Afrikos), pagrindiniai telkiniai yra: Kovdoro pamatinės uolienos baddelitas-apatitas-magnetitas Murmansko srityje, Tugano placer cirkonis-rutilas-ilmenitas. Tomsko srityje, centrinis aliuvinis cirkonis-rutilas-ilmenitas Tambovo srityje, Lukojanovskoe aliuvinis cirkonis-rutilas-ilmenitas Nižnij Novgorodo srityje, Katuginskoe vietinis cirkonis-pirochloras-kriolitas Čitos srityje ir Uluggen-Pyro-Tanzirek indiškasis-chloro kolumbitas.
Cirkonio atsargos 2012 m., tūkst. tonų *
| Australija | 21,000.0 |
| pietų Afrika | 14,000.0 |
| Indija | 3,400.0 |
| Mozambikas | 1,200.0 |
| Kinija | 500.0 |
| Kitos šalys | 7,900.0 |
| Iš viso atsargų | 48,000.0 |
* JAV geologijos tarnybos duomenys
Pramonėje cirkonio gamybos žaliava yra cirkonio koncentratai, kurių cirkonio dioksido masė ne mažesnė kaip 60-65%, gaunami sodrinant cirkonio rūdas. Pagrindiniai metalinio cirkonio gavimo iš koncentrato būdai yra chlorido, fluoro ir šarminiai procesai. Didžiausia cirkonio gamintoja pasaulyje yra Iluka.
Cirkonio gamyba sutelkta Australijoje (40% produkcijos 2010 m.) ir Pietų Afrikoje (30%). Likusi cirkonio dalis gaminama daugiau nei keliolikoje kitų šalių. Cirkonio gamyba 2002–2010 m. kasmet padidėjo vidutiniškai 2,8 %. Stambūs gamintojai, tokie kaip „Iluka Resources“, „Richards Bay Minerals“, „Exxaro Resources Ltd“ ir „DuPont“ išgauna cirkonį kaip šalutinį titano gavybos produktą. Mineralinio titano paklausa per pastarąjį dešimtmetį nepadidėjo taip sparčiai kaip cirkonio, todėl gamintojai pradėjo kurti ir eksploatuoti mineralinį smėlį su didesniu cirkonio kiekiu, pavyzdžiui, Afrikoje ir Pietų Australijoje.
* JAV geologijos tarnybos duomenys
Cirkonis pramonėje naudojamas nuo 1930 m. Dėl didelių sąnaudų jo naudojimas yra ribotas. Metalinis cirkonis ir jo lydiniai naudojami branduolinėje energetikoje. Cirkonis turi labai mažą šiluminio neutronų gaudymo skerspjūvį ir aukštą lydymosi temperatūrą. Todėl metalinis cirkonis, kuriame nėra hafnio, ir jo lydiniai naudojami branduolinėje energetikoje kuro elementų, kuro rinklių ir kitų branduolinių reaktorių konstrukcijų gamybai.
Kita cirkonio taikymo sritis yra legiravimas. Metalurgijoje jis naudojamas kaip ligatūra. Geras deoksidatorius ir denitrogenatorius, efektyvesnis už Mn, Si, Ti. Plieno legiravimas cirkoniu (iki 0,8%) padidina jų mechanines savybes ir apdirbamumą. Tai taip pat daro vario lydinius patvaresnius ir atsparesnius karščiui, šiek tiek prarandant elektros laidumą.
Cirkonis taip pat naudojamas pirotechnikoje. Cirkonis turi nepaprastą savybę degti deguonimi ore (savaiminio užsidegimo temperatūra – 250 °C) praktiškai nesukeldamas dūmų ir dideliu greičiu. Tai sukuria aukščiausią metalinio kuro temperatūrą (4650 ° C). Dėl aukštos temperatūros susidaręs cirkonio dioksidas išskiria nemažą kiekį šviesos, kuri labai plačiai naudojama pirotechnikoje (fejerverkų ir fejerverkų gamyboje), cheminių šviesos šaltinių, naudojamų įvairiose žmogaus veiklos srityse, gamyboje (žibintuvėliai, raketos, apšvietimo bombos, FOTAB - fotoaerobombos; plačiai naudojamos fotografijoje kaip vienkartinių blykstės lempų dalis, kol ją išstūmė elektroninės blykstės). Naudoti šioje srityje domina ne tik metalinis cirkonis, bet ir jo lydiniai su ceriu, kurie suteikia žymiai didesnį šviesos srautą. Cirkonio milteliai naudojamas mišinyje su oksiduojančiomis medžiagomis (Bertholet druska) kaip bedūmė medžiaga pirotechnikos signaliniuose žibintuose ir saugikliuose, pakeičiant gyvsidabrio garus ir švino azidą. Buvo atlikti sėkmingi eksperimentai, naudojant cirkonio degimą kaip šviesos šaltinį lazerio pumpavimui.
Kitas cirkonio panaudojimas yra superlaidininkuose. Superlaidus lydinys 75% Nb ir 25% Zr (superlaidumas esant 4,2 K) atlaiko apkrovas iki 100 000 A / cm2. Konstrukcinės medžiagos pavidalu cirkonis naudojamas rūgštims atsparių cheminių reaktorių, jungiamųjų detalių ir siurblių gamybai. Cirkonis naudojamas kaip tauriųjų metalų pakaitalas. Branduolinės energetikos pramonėje cirkonis yra pagrindinė kuro elementų apvalkalo medžiaga.
Cirkonis pasižymi dideliu, net didesniu nei titano, atsparumu biologinėms terpėms ir puikiu biologiniu suderinamumu, dėl kurio yra naudojamas kaulų, sąnarių ir dantų protezams bei chirurginiams instrumentams kurti. Odontologijoje keramika cirkonio dioksido pagrindu yra dantų protezų gamybos medžiaga. Be to, dėl savo bioinertiškumo ši medžiaga yra alternatyva titanui dantų implantų gamyboje.
Cirkonis yra naudojamas gaminant įvairius stalo įrankius, pasižyminčius puikiomis higieninėmis savybėmis dėl didelio atsparumo cheminėms medžiagoms.
Cirkonio dioksidas (temp. 2700 °C) naudojamas ugniai atsparios bakoro (bakor - baddeleito-korundo keramikos) gamybai. Jis naudojamas kaip šamoto pakaitalas, nes stiklo ir aliuminio lydymosi krosnyse kampanija padidėja 3-4 kartus. Ugniai atsparios medžiagos stabilizuoto dioksido pagrindu metalurgijos pramonėje naudojamos loviams, antgaliai nepertraukiamam plieno liejimui, tigliai retųjų žemių elementams lydyti. Jis taip pat naudojamas kermetams - keraminėms-metalinėms dangoms, kurios turi didelį kietumą ir atsparumą daugeliui cheminių reagentų, atlaiko trumpalaikį kaitinimą iki 2750 ° C. Dioksidas yra emalių gesinimo priemonė, suteikianti jiems baltą ir nepermatomą spalvą. Cirkonio dioksido, stabilizuoto skandžio, itrio, retųjų žemių metalų kubinės modifikacijos pagrindu, gaunama medžiaga - kubinis cirkonis (iš FIAN, kur jis buvo gautas pirmą kartą), kubinis cirkonis naudojamas kaip optinė medžiaga, turinti didelį lūžio rodiklį. (plokštieji lęšiai), medicinoje (chirurginis instrumentas), kaip sintetinis brangakmenis (dispersija, lūžio rodiklis ir spalvų žaismas yra didesni nei deimantų), gaminant sintetinius pluoštus ir gaminant tam tikras vielos rūšis ( piešimas). Kaitinamas cirkonis praleidžia srovę, kuri kartais naudojama gaminti kaitinimo elementus, kurie yra stabilūs ore esant labai aukštai temperatūrai. Kaitinamas cirkonis gali pravesti deguonies jonus kaip kietas elektrolitas. Ši savybė naudojama pramoniniuose deguonies analizatoriuose.
Cirkonio hidridas yra naudojamas branduolinėje inžinerijoje kaip labai efektyvus neutronų reguliatorius. Taip pat cirkonio hidridas naudojamas padengti cirkonį plonų plėvelių pavidalu termiškai skaidant įvairius paviršius.
Cirkonio nitrido medžiaga keraminėms dangoms, lydymosi temperatūra apie 2990 °C, hidrolizuota aqua regia. Rasta naudoti kaip dangos odontologijoje ir juvelyrikos dirbiniuose.
Cirkonis, t.y. ZrSiO4 yra pagrindinis cirkonio ir hafnio mineralų šaltinis. Taip pat iš jo išgaunami įvairūs reti elementai ir uranas, kurie jame susitelkę. Cirkonio koncentratas naudojamas ugniai atsparių medžiagų gamyboje. Dėl didelio urano kiekio cirkonyje jis yra patogus mineralas amžiaus nustatymui naudojant urano ir švino datavimą. Permatomi cirkonio kristalai naudojami papuošaluose (hiacintas, žargonas). Kai cirkonis deginamas, gaunami ryškiai mėlyni akmenys, vadinami starlitu.
Apie 55% viso cirkonio sunaudojama keramikos gamybai – keraminėms plytelėms sienoms, grindims, taip pat keraminių substratų gamybai elektronikoje. Chemijos pramonėje sunaudojama apie 18 % cirkonio, o suvartojimas šioje srityje pastaraisiais metais augo vidutiniškai 11 % per metus. Metalo lydymui naudojama apie 22% cirkonio, tačiau pastaruoju metu ši kryptis nebuvo tokia populiari, nes yra pigesnių cirkonio gamybos būdų. Likę 5% cirkonio yra naudojami katodinių vamzdžių gamybai, tačiau suvartojimas šioje srityje mažėja.
2010 m. cirkonio suvartojimas smarkiai išaugo iki 1,33 mln. tonų po to, kai 2009 m. pasaulinis ekonomikos nuosmukis privertė jį iki 2008 m. sumažinti 18 %. Keramikos, kuri sudarė 54 % cirkonio suvartojimo 2010 m., vartojimo augimas, ypač Kinijoje ir kitose kylančios ekonomikos šalyse, pvz., Brazilijoje, Indijoje ir Irane, buvo pagrindinis veiksnys, lėmęs išaugusią cirkonio paklausą 2000 m. Nors JAV ir euro zonoje vartojimas netgi sumažėjo. Cirkonio suvartojimas cirkonio cheminėse medžiagose, įskaitant cirkonį, 2000–2010 m. išaugo daugiau nei dvigubai, o cirkonio naudojimas metaliniam cirkoniui lydyti parodė mažesnį augimo tempą.
Anot Roskill, 90% pasaulyje sunaudojamo cirkonio metalo sunaudojama branduolinių reaktorių mazgų gamyboje, o apie 10% – korozijai atsparių ir aukšto slėgio talpų apmušalų, naudojamų acto rūgšties gamyklose, gamybai. Ekspertų teigimu, ateityje tikimasi pasaulinės metalinio cirkonio paklausos didėjimo, nes nemažai šalių (Kinija, Indija, Pietų Korėja ir JAV) planuoja statyti naujas atomines elektrines.
Cirkonio oksidas, taip pat žinomas kaip cirkonis, naudojamas pramonėje, įskaitant vaistus, šviesolaidžius, vandeniui atsparius drabužius ir kosmetiką. Didesnis cirkonio oksido medžiagų – cirkonio miltų ir lydyto cirkonio – suvartojimas dėl sparčiai didėjančios keraminių plytelių gamybos Kinijoje. Pietų Korėja, Indija ir Kinija yra svarbios cirkonio oksido augančios rinkos. Remiantis cirkonio rinkos tyrimo ataskaita, Azijos Ramiojo vandenyno regionas yra didžiausia ir greičiausiai auganti regioninė rinka pasaulyje. „Saint-Gobain“, kurios būstinė yra Prancūzijoje, yra viena didžiausių cirkonio oksido gamintojų.
Didžiausia cirkonio galutinio vartojimo rinka yra keramika, kuri apima plyteles, santechniką ir stalo reikmenis. Kitos didžiausios rinkos, kuriose naudojamos ugniai atsparios cirkonio medžiagos, ir liejyklos sektoriai. Cirkonas naudojamas kaip priedas įvairiuose keramikos gaminiuose, taip pat naudojamas kompiuterių monitorių ir televizorių plokščių stiklo dangoms, nes turi spinduliuotę sugeriančių savybių. Cirkonio plytos naudojamos kaip alternatyva lydyto cirkonio pagrindo tirpalams.
Cirkono (ZrSiO4) gamyba ir suvartojimas pasaulyje, tūkst. tonų *
| metų | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
| Bendra gamyba | 1300.0 | 1050.0 | 1250.0 | 1400.0 | 1200.0 |
| Kinija | 400.0 | 380.0 | 600.0 | 650.0 | 500.0 |
| Kitos šalys | 750.0 | 600.0 | 770.0 | 750.0 | 600.0 |
| Bendras suvartojimas | 1150.0 | 980.0 | 1370.0 | 1400.0 | 1100.0 |
| Rinkos pusiausvyra | 150.0 | 70.0 | -120.0 | -- | 100.0 |
| COMEX kaina | 788.00 | 830.00 | 860.00 | 2650.00 | 2650.00 |
* Suvestiniai duomenys
Cirkonio rinka parodė staigų nuosmukį, kuris prasidėjo 2008 m. pabaigoje ir tęsėsi visus 2009 m. Gamintojai sumažino gamybą, kad sumažintų išlaidas ir nebekauptų atsargų. Vartojimas pradėjo atsigauti 2009 m. pabaigoje, paspartino augimą 2010 m. ir tęsė 2011 m. Tiekimas, ypač iš Australijos, kur išgaunama daugiau nei 40% cirkonio rūdos, ilgą laiką nepadidėjo, o kiti gamintojai per 2008–2010 metus buvo priversti rinkai pateikti apie 0,5 mln. tonų savo atsargų. Trūkumas rinkoje ir sumažėjęs atsargų lygis lėmė kainų kilimą, kuris prasidėjo 2009 m. pradžioje. Iki 2011 m. sausio mėn. Australijos aukščiausios kokybės cirkonio kainos buvo rekordinio lygio, kai nuo 2009 m. pradžios pakilo 50 %, o 2011–2012 m.
2008 metais cirkonio kempinės kainos išaugo dėl pabrangusio cirkonio smėlio, kuris yra žaliava metalo gamybai. Pramoninių rūšių cirkonio kainos pakilo 7-8% - iki 100 USD/kg, o metalo branduoliniams reaktoriams - 10% - iki 70-80 USD.2008 metų pabaigoje ir 2009 metų pradžioje buvo šiek tiek sumažėjo kainos, tačiau nuo 2009 m. antrojo pusmečio cirkonio kainos vėl pradėjo augti, be to, taip, kad 2009 m. vidutinės cirkonio kainos buvo didesnės nei 2008 m. 2012 m. cirkonio kainos pakilo iki 110 USD / kg.
Nepaisant mažesnio vartojimo 2009 m., cirkonio kainos smarkiai nesumažėjo, nes stambūs gamintojai sumažino gamybą ir atsargas. 2010 m. gamyba negalėjo neatsilikti nuo paklausos, visų pirma dėl to, kad cirkonio importas iš Kinijos 2010 m. išaugo daugiau nei 50 % iki 0,7 mln. tonų. Prognozuojama, kad iki 2015 m. cirkonio paklausa kasmet padidės 5,4 %, tačiau gamybos pajėgumai gali padidėti tik 2,3 % per metus. Todėl papildoma pasiūla ir toliau bus ribota, o kainos gali kilti tol, kol pradės veikti nauji projektai.
Remiantis „Global Industry Analysts“ (GIA) paskelbta tyrimų ataskaita, pasaulinė cirkonio rinka iki 2017 m. pasieks 2,6 mln. metrinių tonų. Ataskaitoje pateikiami pardavimo apskaičiavimai ir prognozės 2009–2017 m. įvairiose geografinėse rinkose, įskaitant Azijos Ramiojo vandenyno regioną, Europą, Japoniją, Kanadą ir JAV.
Tarptautinės branduolinės energetikos pramonės augimas padidins cirkonio paklausą, taip pat padidins jos gamybos pajėgumus visame pasaulyje. Kiti augimo veiksniai yra didėjanti paklausa Azijos ir Ramiojo vandenyno regione, taip pat keraminių plytelių gamyba visame pasaulyje.
Įkeliama...