Producția de zirconiu și aliajele sale care conțin bor necesită un control atent. Deoarece metodele chimice pentru determinarea borului în zirconiul metalic și aliajele sale nu au fost descrise în literatură, scopul acestei lucrări a fost de a dezvolta o metodă chimică simplă pentru determinarea conținutului de bor în zirconiul metalic și aliajele sale, în special, în aliaje cu un conţinut scăzut de niobiu.
În producția de zirconiu, metoda iodurii, spre deosebire de producția de titan, are o semnificație industrială.
Conținut în emisiile de la producția de zirconiu, catalizatori pentru sinteza organică.
Hafniul este obținut numai ca produs secundar al producției de zirconiu de calitate pentru reactor. Principala sa aplicație este fabricarea de bare de control în reactoare nucleare. Consumul total nu depășește în prezent 75% din producție. Cu toate acestea, explorarea unor noi domenii de aplicare - fabricarea de aliaje la temperatură înaltă, filamente, gettere, pulbere pentru lămpi flash, detonatoare - poate crește semnificativ cererea de metal. Separarea hafniului de zirconiu este un proces costisitor, iar costurile de separare sunt de obicei împărțite în mod egal între costul ambelor metale.
Nu există o analogie completă în proprietățile produselor tehnologiilor de fluorură cu plasmă și fluorură de extracție pentru producția de zirconiu, deoarece în tehnologia de extracție cu fluorură, zirconiul și hafniul sunt separate în etapa hidrochimică prin extracție. În cazul utilizării tehnologiei cu plasmă-fluorură pentru prelucrarea zirconului în timpul purificării prin sublimare a zirconiului din impuritățile indicate în tabel. 3.4, hafniul urmează în principal zirconiului.
Metoda de separare a zirconiului și hafniului prin electroliza topiturii este de interes pentru producerea zirconiului, deoarece simultan cu producerea zirconiului metalic, acesta este purificat din hafniu.
Materiile prime pentru obținerea hafniului sunt concentratele de zirconiu sau produsele și intermediarii producției de zirconiu.
Schema de obtinere a zirconiului prin metoda Croll la uzina din Albany. Toate aceste dificultăți fac necesară purificarea cu atenție a reactivilor utilizați în producerea zirconiului și hafniului, în special din oxigen, apă și azot, și limitarea alegerii metodelor care pot fi utilizate pentru obținerea acestor metale.
dispozitiv de recepție. Metalul de hafniu poate fi obținut prin aceleași metode care sunt utilizate în producția de zirconiu. Tetraclorura de hafniu este purificată prin distilare în atmosferă de hidrogen și apoi redusă cu magneziu. Purificarea buretelui de hafniu din clorură de magneziu se realizează în instalațiile pentru curățarea buretelui de zirconiu, deoarece nu există un pericol grav de contaminare a hafniului cu zirconiu în această operațiune sau invers. Hafniul spongios este topit într-un arc și turnat în forme de cupru.
Hafniul metalic este obținut prin aceleași metode care sunt utilizate în producția de zirconiu: metoda Kroll, o metodă Kroll modificată care utilizează sodiu ca agent reducător și procedeul de Boer sau iodură.
Procedeul de iodură de producere a hafniului moale, maleabil este similar cu cel folosit la producerea zirconiului, astfel încât echipamentul cu care se obține iodură de hafniu este aproximativ același ca în cazul obținerii zirconiului. Conform datelor, temperatura de precipitare a hafniului din tetraiodură este de 1600 C, iar zirconiul este de 1400 C.
Un studiu amănunțit al procesului Kroll aplicat titanului poate face posibilă efectuarea unor modificări în schema tehnologică pentru producția de zirconiu; în special, aceasta se referă la simplificarea aparatului, reducerea unui număr de operații și creșterea dimensiunii agregatelor.
Pentru a obține pulberi mai pure de niobiu și tantal, este mai bine să se efectueze reducerea clorurilor gazoase cu magneziu lichid în același mod ca și în producția de zirconiu.
În 1945, în SUA se produceau doar 0,07 kg de zirconiu, însă, începând din 1948, în legătură cu lucrările de realizare a reactoarelor nucleare, producția de zirconiu a crescut brusc și în câțiva ani a ajuns la câteva zeci de tone.
Depozitele de minereuri de zirconiu, care este mult mai larg răspândite în natură decât, de exemplu, beriliul, sunt, potrivit presei străine, în SUA, India, Brazilia, Australia și într-un număr de state africane. Producția de zirconiu în SUA din 1947 până în 1958 a crescut de 3 mii de ori.
Datorită proprietăților sale ridicate anticorozive, zirconiul poate fi utilizat pentru fabricarea de piese pentru echipamente chimice, instrumente medicale și alte domenii ale tehnologiei. Cu toate acestea, este puțin probabil ca producția de zirconiu să fi atins atât de repede nivelul modern dacă nu ar fi avut o altă proprietate specifică - o secțiune transversală mică de absorbție a neutronilor termici.
Tehnologia și echipamentele utilizate pentru obținerea hafniului prin metoda Kroll sunt în esență aceleași ca și în producția de zirconiu metalic. Modificările în comparație cu procesul tehnologic de producere a zirconiului sunt determinate de înlocuirea sau schimbarea aparatelor individuale, operațiunilor tehnologice și claselor de materii prime. Aici ar trebui să ținem cont de sensibilitatea mai mare a tetraclorurii de hafniu la umiditatea atmosferică, de stabilitatea mai mare a clorurii de hafnil și de piroforicitatea ceva mai mare a unui burete metalic proaspăt obținut.
Deoarece hafniul este extras odată cu producerea de zirconiu din reactor, producția acestuia crește proporțional cu eliberarea acestuia din urmă, de altfel, cu 50 kg de zirconiu; primesc aproximativ 1 kg de hafniu. Folosind acest calcul, am informații fragmentare despre producția de zirconiu separat. Conform prognozei] Biroului de Mine al SUA, publicată în 1975, nevoia țării de hafniu la începutul secolelor XX - - XXI.
Analiza spectrală a zirconiului pentru impurități este în mare măsură dificilă datorită faptului că, pe fundalul spectrului multiliniar al zirconiului, este dificil să se distingă liniile slabe în spectrele concentrațiilor scăzute de impurități. Această metodă face, de asemenea, posibilă determinarea unor concentrații mici de fluor în zirconiu metalic, care este foarte important în controlul producției de zirconiu electrolitic.
Deoarece hafniul este recuperat ca produs secundar al producției de zirconiu din reactor, producția acestuia crește proporțional cu producția acestuia din urmă, obținându-se aproximativ 1 kg de hafniu la 50 kg de zirconiu. Pe parcursul actualului deceniu (1970 - 1980) capacitatea mondială a centralelor nucleare va crește de 5 - 8 ori, respectiv, producția de zirconiu și hafniu va crește. La urma urmei, fiecare megawatt de energie nucleară necesită de la 45 la 79 kg de zirconiu pentru fabricarea țevilor și a altor piese. În plus, 25 - 35% din tuburile de zirconiu din reactoarele de funcționare trebuie înlocuite anual. Ca urmare, deja la mijlocul anilor 1970 se va consuma aproximativ aceeași cantitate de zirconiu în aceste scopuri ca și pentru reactoarele noi.
Tehnologia de sublimare a fluorurii pentru purificarea tetrafluorurii de zirconiu din fluorurile de Al, Ca, Cu, Fe, Mg a fost bine stăpânită în URSS în anii 80 la uzina chimică Pridneprovsky în timpul dezvoltării și dezvoltării tehnologiei de extracție a fluorurilor pentru producție. de zirconiu nuclear-pur.
Ca, Cu, Fe, Mg, Th) se prezintă sub formă de compoziție de fluorură obținută prin purificarea prin sublimare a zirconiului. În producția de plasmă pe scară largă de zirconiu și siliciu, masa acumulată a acestor deșeuri poate deveni semnificativă în timp; pentru prelucrarea lor, tehnologiile cu plasmă și frecvență pot fi utilizate pentru extragerea acestor componente sub formă de oxizi sau metale dispersați (vezi cap.
Când se prelucrează 1 tonă de zircon și se extrag din acesta zirconiu și siliciu sub formă de fluoruri, în deșeuri rămân 46 kg de Al; 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; acestea. 8 6 kg de metale, din care partea principală (A1, Ca, Cu, Fe, Mg, Th) este sub formă de compoziție de fluorură obținută prin purificarea prin sublimare a zirconiului. În producția de plasmă pe scară largă de zirconiu și siliciu, masa acumulată a acestor deșeuri poate deveni semnificativă în timp; pentru prelucrarea lor, tehnologiile cu plasmă și frecvență pot fi utilizate pentru extragerea acestor componente sub formă de oxizi sau metale dispersați (vezi cap.
În 1945, în SUA se produceau doar 0,07 kg de zirconiu, însă, începând din 1948, în legătură cu lucrările de realizare a reactoarelor nucleare, producția de zirconiu a crescut brusc și în câțiva ani a ajuns la câteva zeci de tone. Drept urmare, tehnologia de producere a zirconiului, care era o raritate în urmă cu câțiva ani, este acum mai avansată decât tehnologia de producere a multor alte metale care sunt cunoscute și folosite de zeci de ani.
Conform principiului încălzirii, cuptoarele cu arc cu vid sunt clasificate ca cuptoare cu arc cu acțiune directă. Cuptoarele cu arc cu vid sunt unul dintre noile tipuri de echipamente electrotermale. Apariția lor este cauzată de o creștere a producției de zirconiu, titan, molibden și alte materiale refractare și reactive.
Dar nici în acest caz, nu poate fi utilizat fără purificare chimică prealabilă (vezi Secțiunea 15.5) din elementul hafniu, care îl însoțește întotdeauna în natură și are proprietăți chimice asemănătoare cu zirconiul. Hafniul, care este recuperat în producția de zirconiu de calitate pentru reactor, este un material excelent pentru fabricarea tijelor de control al reactoarelor.
Hafniul este în grupa IV a tabelului periodic al elementelor lui D. I. Mendeleev și este inclus în subgrupa titanului. Se referă la oligoelemente care nu au minerale proprii; însoțește zirconiul în natură. În prezent, se obține ca produs secundar în producția de zirconiu. Din punct de vedere al proprietăților chimice și fizice, hafniul este aproape de zirconiu, dar diferă semnificativ de acesta din urmă în ceea ce privește proprietățile nucleare.
În industria chimică, molibdenul este utilizat sub formă de garnituri și șuruburi pentru repararea la cald (alimentarea) a vaselor căptușite cu plăci de sticlă, utilizate atunci când se lucrează cu acid sulfuric și medii acide în care se eliberează hidrogen. În produsele care funcționează în acid sulfuric, se folosesc și termocupluri și supape de molibden, iar aliajele de molibden servesc ca căptușeală a reactoarelor în instalațiile destinate producerii de clorură de p-butil prin reacții care implică acizi clorhidric și sulfuric la temperaturi care depășesc 170 ° C. diverse aplicații ale molibdenului includ, de asemenea, hidroclorurarea în fază lichidă, producția de zirconiu și toriu ultrapur.
Întreprinderile au rămas în spatele frontierei de stat, unde au fost create instalații pilot și industriale care funcționează pe noi tehnologii electrice. De exemplu, la Uzina Metalurgică Ulba (Kazahstan) a existat o instalație industrială pentru conversia cu plasmă a hexafluorurii de uraniu îmbogățită în izotopul U-235 în oxizi de uraniu pentru fabricarea combustibilului nuclear oxid și acid fluorhidric; la uzina chimică Prydniprovsky (Ucraina) - echipamente industriale pentru producția de zirconiu și hafniu din materii prime fluorurate folosind tehnologia creuzetului la rece; la Institutul de Cercetare a Izotopilor Stabili (Georgia) - o instalație pilot de înaltă frecvență pentru producerea de carbură de bor îmbogățită izotopic (în izotop B-10) prin încălzire directă prin inducție; o unitate de înaltă frecvență de același tip a rămas la NPO Pulbere Metalurgia din Belarus. Situația nu este cea mai bună la întreprinderile care au rămas în Federația Rusă.
Întreprinderile au rămas în spatele frontierei de stat, unde au fost create instalații pilot și industriale care funcționează pe noi tehnologii electrice. De exemplu, la Uzina Metalurgică Ulba (Kazahstan), a rămas o instalație industrială pentru conversia cu plasmă a hexafluorurii de uraniu îmbogățită în izotopul U-235 în oxizi de uraniu pentru fabricarea combustibilului nuclear oxid și a acidului fluorhidric; la uzina chimică Prydniprovsky (Ucraina) - echipamente industriale pentru producția de zirconiu și hafniu din materii prime fluorurate folosind tehnologia creuzetului la rece; la Institutul de Cercetare a Izotopilor Stabili (Georgia) - o instalație pilot de înaltă frecvență pentru producerea de carbură de bor îmbogățită izotopic (în izotop B-10) prin încălzire directă prin inducție; o unitate de înaltă frecvență de același tip a rămas la NPO Pulbere Metalurgia din Belarus. Situația nu este cea mai bună la întreprinderile care au rămas în Federația Rusă.
Metalele rare împrăștiate sunt grupate pe baza dispersării lor în scoarța terestră. De obicei, oligoelementele sunt sub forma unei impurități izomorfe în rețelele altor minerale și sunt extrase pe parcurs din deșeurile metalurgice. Ga - din deșeuri de producție de aluminiu, In - din deșeuri de producție de zinc și plumb, T1 - din pulberi de ardere din diferite concentrate de sulfuri, Ge - din deșeuri de producție de zinc și cupru, precum și deșeuri de prelucrare a cărbunelui, Re - din semiproduse de producție de molibden , Ш extras pe parcurs în producția de zirconiu. Elementele dispersate Se și Te, care apar ca impurități în diferite sulfuri naturale, sunt extrase fie din deșeurile producției de acid sulfuric, fie din procese metalurgice.
Baza de materie primă a zirconiului include două minerale bogate în el - zircon și baddeleyit, care conțin 456% și, respectiv, 691% zirconiu. În aceste minerale, zirconiul este însoțit de hafniu, un metal cu o secțiune transversală mare de absorbție termică a neutronilor. Prin urmare, orice tehnologie de extracție și rafinare a zirconiului asigură purificarea acestuia din hafniu. La începutul anilor 80, în URSS a fost creată o nouă tehnologie pentru producția de zirconiu, inclusiv sinterizarea zirconului cu carbonat de sodiu, leșierea ulterioară a silicatului de sodiu, dizolvarea zirconiului în acid azotic, separarea prin extracție de hafniu și rafinare:; apoi se extrage din nou zirconiul si se aduce ciclul tehnologic la producerea tetrafluorurii de zirconiu, din care se reduce zirconiul in timpul topirii termice a calciului. Zirconiul rezultat este trimis la producția de aliaje pentru fabricarea țevilor de bare de combustibil.
Baza de materie primă a zirconiului include două minerale bogate în el - zircon și baddeleyit, care conțin 456% și, respectiv, 691% zirconiu. În aceste minerale, zirconiul este însoțit de hafniu, un metal cu o secțiune transversală mare de absorbție termică a neutronilor. Prin urmare, orice tehnologie de extracție și rafinare a zirconiului asigură purificarea acestuia din hafniu. La începutul anilor 1980, în URSS a fost creată o nouă tehnologie de producere a zirconiului, inclusiv sinterizarea zirconului cu carbonat de sodiu, leșierea ulterioară a silicatului de sodiu, dizolvarea zirconiului în acid azotic, separarea prin extracție de hafniu și rafinare; apoi se extrage din nou zirconiul si se aduce ciclul tehnologic la producerea tetrafluorurii de zirconiu, din care se reduce zirconiul in timpul topirii termice a calciului. Tehnologia ulterioară include rafinarea fasciculului de electroni. Zirconiul rezultat este trimis la producția de aliaje pentru fabricarea țevilor de bare de combustibil.
Zirconiul, în conformitate cu structura învelișului de electroni și, în consecință, cu locul său în sistemul periodic de elemente al lui D. I. Mendeleev, este un analog al titanului în termeni fizici și chimici. Pentru metalul zirconiu, acest lucru este exprimat prin asemănarea sa cu titanul în ceea ce privește proprietățile fizice, mecanice, tehnologice, de coroziune și natura aliajelor formate. Prin urmare, în ultimii 15 - 20 de ani a avut loc o dezvoltare largă a zirconiului: dezvoltarea metodelor de obținere și implementarea producției de zirconiu de înaltă puritate, un studiu detaliat al proprietăților și aliajelor sale.
Pentru reducerea carbotermală a uraniului din materii prime oxidice, este posibil să se utilizeze tehnica creuzetului rece și tehnologia bazată pe încălzirea prin inducție în frecvență directă a sarcinii UsOg xCj, care utilizează conductivitate proprie sau indusă. Tehnologia creuzetului rece de înaltă frecvență a fost dezvoltată acum în legătură cu sinteza ceramicii fără oxigen (carburi, nitruri și diverse compoziții ceramice; vezi capitolele. Capitolele 7, 8 și 14 prezintă diagrame ale instalațiilor de inducție și cuptoarelor metalurgice pentru sinteza). a materialelor ceramice fără oxigen, pentru topirea și rafinarea metalelor în moduri discrete și continuu-secvențiale folosind tehnologia creuzetului rece. Această tehnologie și tehnica dezvoltată pot fi utilizate, în principiu, într-o tehnologie la scară largă pentru reducerea carbotermică a uraniului. din materii prime oxidice, dar R&D este necesar pentru rezolvarea problemelor tehnologice și instrumentale.În anii 1970 și 1980, arsenalul de echipamente cu plasmă și frecvență a devenit mult mai bogat. i, hafniu, metale rare și pământuri rare, inclusiv scandiu; Au apărut reactoare metal-dielectrice care sunt transparente la radiația electromagnetică în regiunea radiofrecvenței, utilizate pentru sinteza la temperatură înaltă a ceramicii fără oxigen, pentru topirea ceramicii oxidice și chiar pentru vitrificarea deșeurilor radioactive. În plus, s-a efectuat cercetare și dezvoltare pentru a crea echipamente combinate de frecvență plasmă pentru rezolvarea problemelor chimico-tehnologice și metalurgice; pentru unele aplicații metalurgice, echipamentele de putere megawați au fost deja create și și-au găsit aplicație practică. Rezultatele acestei cercetări și dezvoltare vor fi prezentate în capitolele următoare; este foarte probabil ca astfel de echipamente să fie folosite și pentru a introduce în producția industrială tehnologia de reducere carbotermală a uraniului din materii prime oxidice.
Pentru reducerea carbotermală a uraniului din materii prime oxidice, este posibil să se utilizeze tehnica creuzetului rece și tehnologia bazată pe încălzirea prin inducție în frecvență directă a sarcinii UsOg xC, care utilizează conductivitate proprie sau indusă. Tehnologia creuzetului rece de înaltă frecvență a fost dezvoltată acum în legătură cu sinteza ceramicii fără oxigen (carburi, nitruri și diverse compoziții ceramice; vezi capitolele. Capitolele 7, 8 și 14 prezintă diagrame ale instalațiilor de inducție și cuptoarelor metalurgice pentru sinteza). a materialelor ceramice fără oxigen, pentru topirea și rafinarea metalelor în moduri discrete și continuu-secvențiale folosind tehnologia creuzetului rece. Această tehnologie și tehnica dezvoltată pot fi utilizate, în principiu, într-o tehnologie la scară largă pentru reducerea carbotermică a uraniului. din materii prime oxidice, dar R&D este necesar pentru rezolvarea problemelor tehnologice și instrumentale.În anii 1970 și 1980, arsenalul de echipamente cu plasmă și frecvență a devenit mult mai bogat. i, hafniu, metale rare și pământuri rare, inclusiv scandiu; Au apărut reactoare metal-dielectrice care sunt transparente la radiația electromagnetică în regiunea radiofrecvenței, utilizate pentru sinteza la temperatură înaltă a ceramicii fără oxigen, pentru topirea ceramicii oxidice și chiar pentru vitrificarea deșeurilor radioactive. În plus, s-a efectuat cercetare și dezvoltare pentru a crea echipamente combinate de frecvență plasmă pentru rezolvarea problemelor chimico-tehnologice și metalurgice; pentru unele aplicații metalurgice, echipamentele de putere megawați au fost deja create și și-au găsit aplicație practică. Rezultatele acestei cercetări și dezvoltare vor fi prezentate în capitolele următoare; este foarte probabil ca astfel de echipamente să fie folosite și pentru a introduce în producția industrială tehnologia de reducere carbotermală a uraniului din materii prime oxidice.
Oxid de zirconiu - ZrO2 (dioxid de zirconiu), cristale incolore, p.t. 2900 °C.
Dioxidul de zirconiu prezintă proprietăți amfotere, este insolubil în apă și soluții apoase ale majorității acizilor și alcalinelor, cu toate acestea, se dizolvă în acizi fluorhidric și sulfuric concentrat, topituri alcaline și sticle.
- Zirconia există în trei forme cristaline:
- monoclinic stabil, prezent în natură sub formă de baddelite minerală. tetragonală metastabilă la temperatură medie, prezentă în multe ceramice cu zirconiu. Tranziția fazei tetragonale a dioxidului de zirconiu la monoclinic este însoțită de o creștere a volumului, ceea ce crește rezistența unor astfel de ceramice: tensiunile mecanice la vârful unei microfisuri în creștere inițiază o tranziție de fază a modificării tetragonale la monoclinic și , ca urmare, crește local de volum și, în consecință, de presiune, care stabilizează microfisura, încetinind creșterea ei.
- cubic instabil la temperatură înaltă. Cristale mari transparente de zirconiu cubic, stabilizate de impurități de calciu, ytriu sau alți oxizi metalici, datorită indicelui lor de refracție ridicat și dispersiei, sunt folosite în bijuterii ca imitație a diamantelor; în URSS, astfel de cristale au fost numite fianite, de la Institutul de Fizică al Academiei de Științe, unde au fost sintetizate pentru prima dată.
Dioxidul de zirconiu este utilizat pe scară largă în producția de produse foarte refractare, emailuri rezistente la căldură, sticle refractare, diverse tipuri de ceramică, pigmenți ceramici, electroliți solizi, acoperiri de protecție termică, catalizatori, pietre prețioase artificiale, scule de tăiere și materiale abrazive. În ultimii ani, zirconia a fost utilizată pe scară largă în fibra optică și producția de ceramică folosită în electronică.
Datorită proprietăților sale unice, cum ar fi cea mai mare rezistență la uzură, suprafața incredibil de netedă și practic nicio interacțiune negativă cu firul și cablul, de exemplu, cea mai scăzută conductivitate termică dintre toate materialele ceramice cunoscute - oxidul de zirconiu - este utilizată în multe domenii ale tehnologiei.
Datorită interacțiunii minime cu metalele, oxidul de zirconiu este excelent pentru matrițe de tragere, matrițe, bandaje de tragere și alte mașini și dispozitive pentru producția de sârmă și cablu. Perechi de alunecare, datorită proprietăților tribologice excelente în special la temperaturi ridicate, precum și expansiunii termice mai bune decât oțelurile. Toate acestea fac din materialele pe bază de oxid de zirconiu unul dintre cele mai bune materiale pentru ceramica tehnică și de inginerie.
Materiale nanoceramice pe bază de ZrO2 au un set unic de proprietăți fizice și mecanice:
- spre deosebire de analogii existenți, datorită unei tehnologii speciale de sinteză, ceramica are simultan valori ridicate de rezistență, duritate la rupere și rezistență la uzură;
- proprietăți de înaltă performanță la temperaturi ridicate (peste 1600 °C) și medii corozive fără degradare semnificativă a proprietăților mecanice;
- capacitatea de a absorbi și reține o cantitate semnificativă de fluid activ în spațiul porilor.
La cerere, vom furniza informatii suplimentare (certificate de calitate, preturi, termene de livrare etc.),
precum și mostre de produse pentru testare. Suntem gata să vă răspundem la toate întrebările.
Așteptăm cu nerăbdare o cooperare fructuoasă și reciproc avantajoasă.
Fiind în natură
Compușii de zirconiu sunt larg răspândiți în litosferă. În natură, zirconul (ZrSiO4), baddeleyita (ZrO2) și diverse minerale complexe sunt distribuite în principal. În toate zăcămintele terestre, zirconiul este însoțit de Hf, care intră în mineralele de zircon datorită substituției izomorfe a atomului de Zr. Zirconul este cel mai comun mineral de zirconiu. Se găsește în toate tipurile de roci, dar în principal în granite și sienite. În județul Hinderson (Carolina de Nord), în pegmatite au fost găsite cristale de zircon lungi de câțiva centimetri, iar în Madagascar au fost găsite cristale cântărind kilograme. Baddeleyita a fost găsită de Yussac în 1892 în Brazilia. Zăcământul principal este situat în regiunea Pocos de Caldas (Brazilia). Acolo a fost găsit un bloc de baddeleyit cu o greutate de aproximativ 30 de tone, iar în pâraiele de apă și de-a lungul unei stânci, baddeleyita se găsește sub formă de pietricele aluviale de până la 7,5 mm în diametru, cunoscute sub numele de favas (din portughezul fava - fasole). Favas conține de obicei peste 90% zirconiu.Utilizarea zirconiului și a compușilor săi
Zirconiul a fost folosit în industrie încă din anii 1930. Datorită costului ridicat, utilizarea sa este limitată. Singura întreprindere specializată în producția de zirconiu în Rusia (și pe teritoriul fostei URSS) este Uzina Mecanică Chepetsky (Glazov, Udmurtia).Aplicarea zirconiului în inginerie nucleară
Zirconiul are o secțiune transversală foarte mică de captare a neutronilor termici. Prin urmare, zirconiul metalic, care nu conține hafniu, și aliajele sale sunt utilizate în industria energetică nucleară pentru fabricarea de elemente de combustibil, schimbătoare de căldură și alte structuri ale reactoarelor nucleare, precum și un moderator de neutroni foarte eficient.Utilizarea zirconiului în industria metalurgică
în metalurgie este folosit ca ligatură. Un bun dezoxidant și denitrogenizator, eficiență superioară Mn, Si, Ti. Aliarea oțelurilor cu zirconiu (până la 0,8%) le îmbunătățește proprietățile mecanice și prelucrabilitatea. De asemenea, face aliajele de cupru mai puternice și mai rezistente la căldură, cu o mică pierdere de conductivitate electrică. Dioxidul de zirconiu (p.t. 2700 ° C) este utilizat la producerea refractarelor bakor (ceramica bakor - baddeleyit-corindon). Este folosit ca înlocuitor al argilei de foc. Refractarele pe bază de dioxid stabilizat sunt folosite în industria metalurgică pentru jgheaburi, duze pentru turnarea continuă a oțelurilor, creuzete pentru topirea elementelor din pământuri rare. De asemenea, este utilizat în cermets - acoperiri ceramice-metalice, care au duritate mare și rezistență la mulți reactivi chimici, rezistă la încălzire pe termen scurt până la 2750 °C. Diborura de zirconiu ZrB2 - cermet, in diverse amestecuri cu nitrura de tantal si carbura de siliciu - material pentru producerea frezelor.Utilizarea zirconiului în pirotehnică
zirconiul are o capacitate remarcabilă de a arde în oxigenul atmosferic (temperatura de autoaprindere - 250 °C) practic fără fum, la viteză mare și dezvoltând cea mai ridicată temperatură dintre toți combustibilii metalici (4650 °C). Datorită temperaturii ridicate, dioxidul de zirconiu rezultat emite o cantitate semnificativă de lumină, care este utilizată foarte pe scară largă în pirotehnie (producția de artificii și artificii), producerea de surse chimice de lumină utilizate în diverse domenii ale activității umane (torțe, rachete). , bombe aprinse, FOTAB - bombe foto-aer). În această zonă, nu numai zirconiul metalic, ci și aliajele sale cu ceriu (flux luminos semnificativ mai mare) prezintă un interes sporit. Zirconiul sub formă de pulbere este utilizat în amestec cu oxidanți (sarea lui Bertolet) ca agent fără fum în incendii de semnalizare pirotehnică și siguranțe, înlocuind fulminatul de mercur și azida de plumb.Utilizarea zirconiului în cercetarea științifică (în domeniul cercetării la temperaturi scăzute)
Aliaj supraconductiv 75% Nb și 25% Zr (superconductivitate la 4,2 K) rezistă la sarcini de până la 100.000 A/cm. Utilizarea zirconiului în industria optică - pe baza unei modificări cubice a dioxidului de zirconiu stabilizat cu scandiu, ytriu, pământuri rare, se obține un material - zirconiu cubic (de la FIAN de unde a fost obținut prima dată), zirconiu cubic este utilizat ca un material optic cu un indice de refracție ridicat (lentile plate). Utilizarea zirconiului ca material structural este utilizată la fabricarea reactoarelor chimice rezistente la acizi, fitingurilor, pompelor, la producția de fibre sintetice și la producerea anumitor tipuri de sârmă (trefilă). Zirconiul este folosit ca înlocuitor pentru metalele nobile. Utilizarea zirconiului în fabricarea sticlei - zirconul „fără fier” este utilizat sub formă de diferite materiale refractare pentru căptușirea cuptoarelor de topire a sticlei și metalurgice. Utilizarea zirconiului în industria construcțiilor - în producția de ceramică de construcții, emailuri și glazuri pentru obiecte sanitare. Aplicarea zirconiului în industria ușoară Zirconiul este utilizat pentru fabricarea diverselor articole de masă, care are proprietăți igienice excelente datorită rezistenței sale chimice ridicate. Utilizarea zirconiului în industria vopselelor și lacurilor - dioxidul - amortizorul emailurilor, le conferă o culoare albă și opaca. Utilizarea zirconiului în industria de bijuterii este ca o piatră prețioasă sintetică (dispersia, indicele de refracție și jocul de culoare sunt mai mari decât cele ale unui diamant). Utilizarea zirconiului în industria aerospațială - carbura de zirconiu (mp. 3530 ° C) este cel mai important material structural pentru motoarele cu reacție nucleare în fază solidă. Hidrura de zirconiu este utilizată ca componentă propulsoare. Berilida de zirconiu este extrem de dură și rezistentă la oxidarea în aer până la 1650 °C, este utilizată în tehnologia aerospațială (motoare, duze, reactoare, generatoare de energie cu radioizotopi) La încălzire, dioxidul de zirconiu conduce curent, care este uneori folosit pentru a obține elemente de încălzire. care sunt stabile în aer la temperaturi foarte ridicate. Zirconiul încălzit este capabil să conducă ionii de oxigen ca electrolit solid. Această proprietate este utilizată în analizoarele de oxigen industriale..php pe linia 203 Avertisment: require(http://www..php): nu a putut fi deschisă fluxul: nu s-a găsit un ambalaj adecvat în /hsphere/local/home/winexins/site-ul web / tab/Zr.php pe linia 203 Eroare fatală: require(): Este necesară deschiderea eșuată „http://www..php” (include_path="..php pe linia 203)Proteza dentara este folosita peste tot, in toate clinicile dentare. Astăzi, există o selecție destul de mare de materiale pentru fabricarea protezelor și tehnici de instalare a acestora. Noul material oxid de zirconiu impresionează prin calitățile sale și este considerat cel mai bun pentru această aplicație.
ca un compus chimic
Oxidul ZrO2 este cristale transparente, incolore, de rezistență specială, insolubile în apă și în majoritatea soluțiilor de alcali și acizi, dar se dizolvă în topituri alcaline, sticle, acizi fluorhidric și sulfuric. Punctul de topire este de 2715 °C. Oxidul de zirconiu există în trei forme: monoclinic stabil, care se găsește în natură, tetragonal metastabil - face parte din ceramica de zirconiu, cubic instabil - folosit în bijuterii ca imitație a diamantelor. În industrie, oxidul de zirconiu este utilizat pe scară largă datorită superdurității sale; din el sunt fabricate refractare, emailuri, sticle și ceramică.
Aplicații ale oxidului de zirconiu
Oxidul de zirconiu a fost descoperit în 1789 și nu a fost folosit multă vreme, întregul său potențial uriaș era necunoscut omenirii. Abia relativ recent, zirconiul a fost utilizat activ în multe domenii ale activității umane. Este folosit în industria auto, de exemplu, la fabricarea discurilor de frână pentru mașini de ultimă generație. În industria spațială, este indispensabil - datorită ei, navele rezistă la efecte incredibile ale temperaturii. Uneltele de tăiere, pompele conțin și oxid de zirconiu. De asemenea, este folosit în medicină, de exemplu, ca capetele articulațiilor artificiale ale șoldului. Și, în sfârșit, în stomatologie, își poate arăta toate calitățile cele mai bune în rolul protezelor dentare.
Oxidul de zirconiu în stomatologie
În stomatologia modernă, oxidul de zirconiu este cel mai popular material pentru fabricarea coroanelor dentare. A câștigat popularitate în acest domeniu datorită calităților sale precum duritatea, rezistența, rezistența la uzură și păstrarea formei și aspectului pentru o lungă perioadă de timp, compatibilitatea biologică cu țesuturile umane și aspectul frumos. Poate servi ca material pentru coroane simple, punți, știfturi, proteze fixe folosind implanturi.
Oxidul de zirconiu, al cărui preț este mai mare decât alte tipuri de proteze, este dificil de prelucrat. Acest lucru se datorează faptului că astfel de coroane sunt cele mai scumpe. După crearea cadrului, se aplică un strat de ceramică albă, deoarece oxidul de zirconiu în sine nu are culoare. Datorită acestui fapt, ceramica poate fi aplicată în straturi foarte subțiri.
Coroane fără metal pe oxid de zirconiu
În producția de coroane și oxid de zirconiu este un material destul de nou. Anterior, utilizarea protezelor dentare pe un cadru metalic era norma absolută și nicio alternativă. Dar oamenii de știință au efectuat cercetări și au căutat cel mai potrivit material, care are atât un aspect estetic, cât și compatibilitate biologică cu țesuturile corpului uman, durabil și ușor. Un astfel de material a fost găsit, iar aceasta este o raritate în natură, în ceea ce privește calitățile sale, acesta poate fi comparat doar cu diamantul.
Odată cu apariția coroanelor din zirconiu, pacienții se pot bucura de estetica și frumusețea unică a protezelor, dar este o altă problemă că nu toată lumea își poate permite o asemenea fericire. Dar, datorită rezistenței sale, este posibil să fii nevoit să cheltuiești bani o dată pentru totdeauna - protezele cu zirconiu sunt incredibil de rezistente la uzură și durabile. Datorită faptului că oxidul de zirconiu în sine este transparent, împreună cu un strat subțire de ceramică, se creează efectul dinților naturali. In plus, coroanele se potrivesc perfect pe gingii, nu au nici cel mai mic decalaj, ceea ce creeaza un aspect si mai natural.
Estetică plus rezistență
Oțel alb - aceasta este uneori numită ceramică pe oxid de zirconiu. Coroanele din acest material sunt de 5 ori mai rezistente decât protezele din ceramică integrală. Care este avantajul unei asemenea puteri? Înainte de apariția oxidului de zirconiu în stomatologie, coroanele erau realizate folosind un cadru metalic pe care se aplica un strat gros de ceramică. Metal - pentru rezistență, ceramică - pentru estetică. Dar este imposibil să se creeze un aspect complet natural în acest fel, o bandă întunecată este vizibilă clar la locul de contact al protezei cu gingia (acest efect este dat de cadrul metalic).
Oxidul de zirconiu nu este inferior ca rezistență metalului și vă permite să transmiteți culoarea naturală și transparența, ca un dinte natural, fără incluziuni suplimentare de culoare. Este similar în natură cu țesuturile dintelui, are transmisie luminoasă. Razele de lumină care pătrund în grosimea coroanei sunt refractate și împrăștiate în mod natural, creând efectul unui zâmbet sănătos și frumos. La instalarea unei proteze, stomatologii selectează o culoare care nu diferă de culoarea altor dinți sănătoși, astfel încât coroana să nu se dea de la sine, contopindu-se cu dinții sănătoși.
Biocompatibilitate
Metalele din care sunt realizate protezele metalo-ceramice provoacă uneori reacții alergice la pacient, apariția inflamației și o dependență îndelungată de proteză. Coroanele din oxid de zirconiu sunt ideale pentru persoanele cu hipersensibilitate și intoleranță la metale.
Acest lucru se datorează proprietăților lor:
- Compoziție sigură (nu conține
- Imunitate la acizi, solubilitate scăzută.
- Suprafața netedă nu permite acumularea din mers.
- Inerție față de alte materiale prezente în cavitatea bucală.
- Izolarea termică ridicată asigură niciun disconfort atunci când mănânci alimente calde sau reci.
- Pregătirea minimă a unui dinte sănătos. Rezistența materialului vă permite să creați cadre subțiri, astfel șlefuind dintele la minimum și păstrând mai mult țesut dentar sănătos.
Contraindicatii
Oxidul de zirconiu, ale cărui proprietăți sunt ideale pentru proteze dentare, aproape că nu are contraindicații, cu excepția unor astfel de caracteristici individuale ale corpului uman:
- Mușcătura adâncă este o patologie a structurii maxilarului, în care maxilarul superior acoperă dinții inferiori cu o treime în poziție închisă. Defectul duce la presiune excesivă asupra dinților maxilarului superior și amenință cu abraziunea crescută a smalțului dentar.
- Bruxismul este o anomalie care se manifestă prin scrâșnirea dinților, cel mai adesea în timpul somnului. Cauza nu a fost pe deplin identificată, dar mulți oameni de știință sunt de acord că bruxismul este rezultatul dezechilibrului mental și al stresului. Conduce la deteriorarea smalțului și la abraziunea dinților.
Confecţionarea coroanei
Oxidul de zirconiu este dificil de prelucrat, astfel încât producția de coroane din acesta este un proces laborios. Include mai multe etape:
- Cavitatea bucală este pregătită, dintele este răsucit sub coroană.
- Se face o amprentă a dintelui întors și se realizează un model al viitoarei coroane.
- Se efectuează o scanare laser a modelului, datele sunt introduse într-un computer pentru procesare.
- Un program special pentru calculator modelează cadrul ținând cont de toate nuanțele (de exemplu, contracția cadrului după tragere).
- O mașină de strunjire digitală este conectată la computer cu datele primite și se creează un cadru dintr-un semifabricat de zirconiu.
- Cadrul prelucrat este plasat în masă pentru a sinteriza și a oferi o rezistență mai mare.
- Cadrul finit este acoperit cu o masă ceramică de o anumită nuanță aleasă pentru un anumit pacient.
Avantajele coroanelor din zirconiu față de ceramica metalică
Dacă protezele sunt necesare, pacientul se confruntă cu întrebarea ce dinți artificiali să aleagă. Oxidul de zirconiu are multe avantaje față de alte materiale:
- Protezele cu coroane de zirconiu nu necesită îndepărtarea nervului.
- Absența metalului în design, care elimină probleme precum o reacție alergică, un gust metalic în gură.
- Absența garantată a dezvoltării bolilor sub coroană. Proteza se potrivește perfect pe gingie, particulele de alimente și bacteriile nu intră sub ea.
- Precizia cadrului. Procesarea digitală a datelor garantează o precizie incredibilă în fabricarea structurii.
- Alegerea individuală a culorilor. Proteza finită nu se distinge vizual de restul dinților sănătoși.
- Posibilitatea de fabricare a unei proteze punte de orice lungime;
- Ușurință de construcție.
- Lipsa de reacție la alimente reci și fierbinți. Purtarea cermeturilor poate provoca disconfort din cauza temperaturilor ridicate sau scăzute. Oxidul de zirconiu nu dă o astfel de reacție.
- Aspect complet natural.
- Absența unei margini gri în zona de contact cu gingiile.
- În pregătirea pentru protezare, nu este nevoie să șlefuiți mult dintele.
- Coroanele nu se deformează și își păstrează aspectul și forma mult timp.
Zirconul este cel mai comun mineral de zirconiu. Se găsește în toate tipurile de roci, dar în principal în granite și sienite. În județul Hinderson (Carolina de Nord), în pegmatite au fost găsite cristale de zircon lungi de câțiva centimetri, iar în Madagascar au fost găsite cristale cântărind kilograme. Baddeleyita a fost găsită de Yussac în 1892 în Brazilia. Zăcământul principal este situat în regiunea Pocos de Caldas (Brazilia). Cele mai mari zăcăminte de zirconiu sunt situate în Statele Unite, Australia, Brazilia și India.
În Rusia, care reprezintă 10% din rezervele mondiale de zirconiu (locul 3 în lume după Australia și Africa de Sud), principalele zăcăminte sunt: Kovdorskoe primar baddelite-apatit-magnetit în regiunea Murmansk, Tugan placer zircon-rutil-ilmenit în regiunea Tomsk, central placer zircon-rutil-ilmenit în regiunea Tambov, Lukoyanovskoe placer zircon-rutil-ilmenit în regiunea Nijni Novgorod, Katuginskoe primar zircon-piroclor-criolit în regiunea Chita și Ulug-Tanzek primar zircon-pyrochlor columbit.
Rezerve la zăcăminte de zirconiu în 2012, mii tone *
| Australia | 21,000.0 |
| Africa de Sud | 14,000.0 |
| India | 3,400.0 |
| Mozambic | 1,200.0 |
| China | 500.0 |
| Alte țări | 7,900.0 |
| Stocuri totale | 48,000.0 |
*Datele US Geological Survey
În industrie, materia primă pentru producția de zirconiu sunt concentrate de zirconiu cu un conținut de masă de dioxid de zirconiu de cel puțin 60-65% obținut prin îmbogățirea minereurilor de zirconiu. Principalele metode de obținere a zirconiului metalic din concentrat sunt procedeele cu clorură, fluorură și alcaline. Iluka este cel mai mare producător de zircon din lume.
Producția de zircon este concentrată în Australia (40% din producție în 2010) și Africa de Sud (30%). Restul zirconului este produs în peste o duzină de alte țări. Exploatarea zirconului a crescut anual cu o medie de 2,8% între 2002 și 2010. Producători importanți, cum ar fi Iluka Resources, Richards Bay Minerals, Exxaro Resources Ltd și DuPont extrag zirconul ca produs secundar în timpul exploatării titanului. Cererea de minerale de titan nu a crescut în același ritm ca și pentru zircon în ultimul deceniu, astfel încât producătorii au început să dezvolte și să exploateze zăcăminte minerale de nisipuri cu conținut mai mare de zircon, cum ar fi în Africa și Australia de Sud.
*Datele US Geological Survey
Zirconiul a fost folosit în industrie încă din anii 1930. Datorită costului ridicat, utilizarea sa este limitată. Zirconiul metalic și aliajele sale sunt utilizate în inginerie nucleară. Zirconiul are o secțiune transversală de captare termică a neutronilor foarte scăzută și un punct de topire ridicat. Prin urmare, zirconiul metalic, care nu conține hafniu, și aliajele sale sunt utilizate în industria energiei nucleare pentru fabricarea de elemente de combustibil, ansambluri de combustibil și alte modele de reactoare nucleare.
Dopajul este un alt domeniu de aplicare pentru zirconiu. În metalurgie, este folosit ca ligatură. Un bun dezoxidant și denitrogenizator, eficiență superioară Mn, Si, Ti. Aliarea oțelurilor cu zirconiu (până la 0,8%) crește proprietățile mecanice și prelucrabilitatea acestora. De asemenea, face aliajele de cupru mai puternice și mai rezistente la căldură, cu o mică pierdere de conductivitate electrică.
Zirconiul este folosit și în pirotehnică. Zirconiul are o capacitate remarcabilă de a arde în oxigenul atmosferic (temperatura de autoaprindere - 250°C) practic fără fum și la viteză mare. Aceasta dezvoltă cea mai ridicată temperatură pentru combustibilii metalici (4650°C). Datorită temperaturii ridicate, dioxidul de zirconiu rezultat emite o cantitate semnificativă de lumină, care este utilizată foarte pe scară largă în pirotehnie (producerea de saluturi și artificii), producerea de surse chimice de lumină utilizate în diverse domenii ale activității umane (torțe, rachete). , bombe de iluminat, FOTAB - bombe foto-aer; a fost utilizat pe scară largă în fotografie ca parte a blițurilor de unică folosință până când a fost înlocuit de blițuri electronice). Pentru aplicarea in acest domeniu nu intereseaza doar zirconiul metalic, ci si aliajele sale cu ceriu, care dau un flux luminos semnificativ mai mare. Zirconiul sub formă de pulbere este utilizat în amestec cu oxidanți (sarea lui Bertolet) ca agent fără fum în incendii de semnalizare pirotehnică și siguranțe, înlocuind fulminatul de mercur și azida de plumb. Au fost efectuate experimente de succes privind utilizarea arderii zirconiului ca sursă de lumină pentru pomparea cu laser.
O altă aplicație a zirconiului este în supraconductori. Aliaj supraconductiv 75% Nb și 25% Zr (superconductivitate la 4,2 K) rezistă la sarcini de până la 100.000 A/cm2. Sub formă de material structural, zirconiul este utilizat pentru fabricarea de reactoare chimice rezistente la acizi, fitinguri și pompe. Zirconiul este folosit ca înlocuitor pentru metalele nobile. În ingineria nucleară, zirconiul este principalul material pentru placarea barelor de combustibil.
Zirconiul are o rezistență ridicată la mediile biologice, chiar mai mare decât titanul, și o excelentă biocompatibilitate, datorită căreia este utilizat la realizarea de proteze osoase, articulare și dentare, precum și instrumente chirurgicale. În stomatologie, ceramica pe bază de dioxid de zirconiu este un material pentru fabricarea protezelor dentare. În plus, datorită bioinertei sale, acest material servește ca alternativă la titan în fabricarea implanturilor dentare.
Zirconiul este utilizat pentru fabricarea unei varietăți de veselă, care are proprietăți igienice excelente datorită rezistenței sale chimice ridicate.
Dioxidul de zirconiu (p.t. 2700°C) este utilizat pentru producerea refractarelor bacor (ceramica bakor - baddeleyita-corindon). Se folosește ca înlocuitor al argilei refractabile, deoarece crește campania în cuptoarele de sticlă și aluminiu de 3-4 ori. Refractarele pe bază de dioxid stabilizat sunt folosite în industria metalurgică pentru jgheaburi, duze pentru turnarea continuă a oțelurilor, creuzete pentru topirea elementelor din pământuri rare. Se mai foloseste si in cermet - invelisuri ceramice-metalice, care au duritate mare si rezistenta la multe substante chimice, rezista la incalzirea pe termen scurt pana la 2750°C. Dioxidul este un opacizant pentru emailuri, oferindu-le o culoare alba si opaca. Pe baza modificării cubice a dioxidului de zirconiu stabilizat cu scandiu, ytriu, pământuri rare, se obține un material - zirconiu cubic (de la FIAN de unde a fost obținut prima dată), zirconiu cubic este utilizat ca material optic cu un indice de refracție ridicat (lentile plate). ), în medicină (instrument chirurgical), ca piatră prețioasă sintetică (dispersia, indicele de refracție și jocul de culori sunt mai mari decât cele ale unui diamant), în producția de fibre sintetice și în producerea anumitor tipuri de sârmă (desare). Când este încălzită, zirconia conduce curentul, care este uneori folosit pentru a face elementele de încălzire rezistente la aer la temperaturi foarte ridicate. Zirconiul încălzit este capabil să conducă ionii de oxigen ca electrolit solid. Această proprietate este utilizată în analizoarele industriale de oxigen.
Hidrura de zirconiu este folosită în tehnologia nucleară ca un moderator de neutroni foarte eficient. De asemenea, hidrura de zirconiu este folosită pentru a acoperi zirconiul sub formă de pelicule subțiri prin descompunerea termică a acestuia pe diferite suprafețe.
Material cu nitrură de zirconiu pentru acoperiri ceramice, punct de topire aproximativ 2990°C, hidrolizat în acva regia. A găsit aplicație ca acoperiri în stomatologie și bijuterii.
Zircon, adică ZrSiO4 este principala sursă minerală de zirconiu și hafniu. De asemenea, din el se extrag diverse elemente rare și uraniu, care sunt concentrate în el. Concentratul de zircon este utilizat în producția de materiale refractare. Conținutul ridicat de uraniu al zirconului îl face un mineral convenabil pentru determinarea vârstei prin datare cu uraniu-plumb. Cristalele transparente de zircon sunt folosite în bijuterii (zambile, jargon). La calcinarea zirconului se obțin pietre albastre strălucitoare, numite starlite.
Aproximativ 55% din totalul zirconiului este utilizat pentru producția de ceramică - plăci ceramice pentru pereți, podele, precum și pentru producția de substraturi ceramice în electronică. Aproximativ 18% din zircon este folosit în industria chimică, iar creșterea consumului în această zonă a fost în medie de 11% pe an în ultimii ani. Aproximativ 22% din zircon este folosit pentru topirea metalelor, dar această direcție nu a fost atât de populară în ultima perioadă, datorită disponibilității unor metode mai ieftine de obținere a zirconiului. Restul de 5% din zircon este folosit pentru producerea tuburilor catodice, dar consumul în această zonă este în scădere.
Consumul de zircon a crescut puternic în 2010, la 1,33 milioane de tone, după ce recesiunea economică globală din 2009 a făcut ca consumul să scadă cu 18% până în 2008. Creșterea consumului în industria ceramicii, care a reprezentat 54% din consumul de zircon în 2010, în special în China, dar și în alte economii emergente precum Brazilia, India și Iran, a fost un factor cheie în creșterea cererii de zircon în anii 2000. . În timp ce în SUA și în zona euro, consumul chiar a scăzut. Consumul de zircon în substanțele chimice cu zirconiu, inclusiv zirconiu, sa dublat între 2000 și 2010, în timp ce utilizarea zirconului pentru topirea metalului zirconiu a arătat o rată de creștere mai lentă.
Potrivit lui Roskill, 90% din metalul de zirconiu consumat în lume este folosit la fabricarea componentelor reactoarelor nucleare și aproximativ 10% la fabricarea căptușelii rezistente la coroziune și la înaltă presiune a containerelor utilizate în fabricile de acid acetic. Potrivit experților, cererea globală de zirconiu metalic este de așteptat să crească în viitor, întrucât o serie de țări (China, India, Coreea de Sud și SUA) plănuiesc să construiască noi centrale nucleare.
Zirconia, cunoscută și sub denumirea de zirconiu, este folosită în aplicații industriale, inclusiv în produse farmaceutice, fibre optice, îmbrăcăminte impermeabilă și cosmetice. Există un consum mai mare de materiale de zirconiu - făină de zircon și zirconiu topit din cauza creșterii rapide a producției de plăci ceramice în China. Coreea de Sud, India și China sunt piețe de creștere importante pentru zirconiu. Potrivit raportului de cercetare de piață a zirconiului, regiunea Asia-Pacific reprezintă cea mai mare și cu cea mai rapidă creștere a pieței regionale din lume. Saint-Gobain, cu sediul central în Franța, este unul dintre cei mai mari producători de zirconiu.
Cea mai mare piață de utilizare finală pentru zirconiu este ceramica, care include gresie, obiecte sanitare și vesela. Următoarele piețe ca marime care utilizează materiale de zirconiu sunt sectoarele refractare și turnătorie. Zirconul este folosit ca aditiv într-o mare varietate de produse ceramice și este, de asemenea, utilizat în acoperirile de sticlă de pe monitoarele computerelor și panourile de televiziune, deoarece materialul are proprietăți de absorbție a radiațiilor. Cărămizile cu zirconiu sunt folosite ca alternativă la soluțiile de bază cu zirconiu topit.
Producția și consumul de zircon (ZrSiO4) în lume, mii de tone*
| an | 2008 | 2009 | 2010 | 2011 | 2012 |
| Productie totala | 1300.0 | 1050.0 | 1250.0 | 1400.0 | 1200.0 |
| China | 400.0 | 380.0 | 600.0 | 650.0 | 500.0 |
| Alte țări | 750.0 | 600.0 | 770.0 | 750.0 | 600.0 |
| Consum total | 1150.0 | 980.0 | 1370.0 | 1400.0 | 1100.0 |
| Echilibrul pieței | 150.0 | 70.0 | -120.0 | -- | 100.0 |
| Pret COMEX | 788.00 | 830.00 | 860.00 | 2650.00 | 2650.00 |
* date rezumative
Piața zirconului a înregistrat o scădere bruscă care a început la sfârșitul anului 2008 și a continuat pe tot parcursul anului 2009. Producătorii au redus producția pentru a reduce costurile și pentru a opri stocarea. Consumul a început să se redreseze la sfârșitul anului 2009, a accelerat creșterea în 2010 și a continuat în 2011. Livrările, în special din Australia, unde se extrag mai mult de 40% din minereurile de zirconiu, nu au crescut mult timp, iar alți producători au fost nevoiți să pună pe piață aproximativ 0,5 milioane de tone din rezervele lor în perioada 2008-2010. Lipsa pieței, împreună cu nivelurile în scădere a stocurilor, au condus la creșteri ale prețurilor care au început la începutul anului 2009. Până în ianuarie 2011, prețurile premium ale zirconului din Australia erau la niveluri record, după ce au crescut cu 50% de la începutul lui 2009 și au continuat să crească în continuare în 2011-2012.
În 2008, prețurile la buretele de zirconiu au crescut din cauza creșterii prețului nisipului de zirconiu, care este o materie primă pentru producția de metale. Prețurile pentru tipurile industriale de zirconiu au crescut cu 7-8% - până la 100 USD/kg, iar pentru metalul pentru reactoarele nucleare - cu 10% - până la 70-80 USD.În a doua jumătate a anului 2009, prețurile la zirconiu au reluat creșterea. din nou, și în așa fel încât prețurile medii la zirconiu în 2009 au fost mai mari decât în 2008. În 2012, prețurile zirconiului au crescut la 110 USD/kg.
În ciuda consumului mai scăzut în 2009, prețurile zirconului nu au scăzut brusc, deoarece producătorii mari au redus producția și au redus stocurile. În 2010, producția nu a putut ține pasul cu cererea, în primul rând pentru că importurile chinezești de zircon au crescut cu peste 50% în 2010, la 0,7 milioane de tone. Se estimează că cererea de zircon va crește cu 5,4% anual până în 2015, dar capacitatea de producție ar putea crește doar cu 2,3% pe an. Prin urmare, oferta suplimentară va continua să fie limitată, iar prețurile pot continua să crească până când noile modele vor intra online.
Potrivit unui raport de cercetare publicat de Global Industry Analysts (GIA), piața globală de zirconiu este de așteptat să atingă 2,6 milioane de tone metrice până în 2017. Raportul oferă estimări și previziuni de vânzări din 2009 până în 2017 pe diverse piețe geografice, inclusiv Asia Pacific, Europa, Japonia, Canada și Statele Unite.
Creșterea industriei internaționale de energie nucleară va crește cererea de zirconiu, precum și capacitatea de producție la nivel global. Alți factori de creștere sunt cererea în creștere în regiunea Asia-Pacific, precum și în producția de plăci ceramice din întreaga lume.
Se încarcă...