Zirkonyum hakkında bilmeniz gereken 6 şey

Zirkonyum, element sembolü Zr olan metal bir elementtir. Periyodik element tablosunda Grup IV-B'de yer alır. Atom numarası 40, yoğunluğu 6,49g/cm³, erime noktası 1852 derece, kaynama noktası 4377 derecedir. Zirkonyum, karmaşık üretim süreci ve ekstraksiyonunun zorluğu nedeniyle sıklıkla "nadir metal" olarak adlandırılan gümüş-beyaz bir geçiş metalidir. Aslında yer kabuğundaki zirkonyumun içeriği yaklaşık %0,025 olup 19. sıradadır, neredeyse kroma eşittir ve yaygın metaller olan bakır, kurşun, nikel ve çinkodan daha fazladır, ancak dağılımı oldukça dağınıktır. Zirkonyum havada kolayca yüzeyinde parlak ve çeliğe benzeyen bir oksit filmi oluşturur. Zirkonyumun korozyon direnci vardır, ancak hidroflorik asit ve kral suyu içinde çözünür; yüksek sıcaklıklarda birçok elementle reaksiyona girerek katı çözelti bileşikleri oluşturabilir. Zirkonyumun korozyon direnci titanyumdan daha iyidir ve tantal ve niyobyuma yakındır. Zirkonyumun iyi plastikliği göz önüne alındığında, genellikle plakalar, teller vb. halinde işlenir. Zirkonyum ısıtıldığında büyük miktarda oksijen, hidrojen, nitrojen ve diğer gazları emebilir ve bir hidrojen depolama malzemesi olarak kullanılabilir. Nispeten kıt bir kaynak olan zirkonyum, elektronik, seramik, cam, petrokimya, yapı malzemeleri, tıp, tekstil ve günlük ihtiyaçlarda yaygın olarak kullanılmaktadır. Avustralya ve Güney Afrika zirkonyum kaynaklarının yoğunlaştığı yerlerdir, Çin ve Avrupa ise zirkonyumun ana tüketici bölgeleridir.

Zirkonyum, adını yüzyıllardır insanlar tarafından takı olarak kullanılan zirkondan almıştır. Zirkon ayrıca İncil'de İsrail'in başrahiplerinin taktığı 12 değerli taştan biri olarak da geçmektedir.

Zirkon turuncudan kırmızıya kadar çok çeşitli güzel renklerde gelir ve renksiz zirkon kesildikten sonra göz kamaştırıcı bir parlaklık gösterir. Bu nedenle uzun süre zirkon yumuşak bir elmasla karıştırılmıştır.

Zirkonyumun keşfi ve çıkarılması esas olarak iki kimyagere, Alman kimyager Martin Heinrich Klaproth ve İsveçli kimyager Jöns Jacob Berzelius'a atfedilir; bu iki kimyacı zirkonyumun keşfine ve saflaştırılmasına olağanüstü katkılarda bulundu.

1789 yılında Alman kimyager Martin zirkon'un elmas olmadığını kanıtlayarak insanların zirkon hakkındaki yanlış anlamalarına açıklık getirdi. Zirkonu reaktif bileşik sodyum hidroksit ile ısıtarak, iki maddenin reaksiyona girerek bir oksit oluşturduğunu keşfetti. Martin bu oksidin yeni bir element içerdiğine inanıyordu. Yeni oksite zirkonyum oksit ve yeni elemente zirkonyum adını verdi.

Martin saf zirkonyumu çıkaramadı çünkü kimyasal olarak zirkonyum cevherlerinde zirkonyumla birlikte oluşan hafniyuma benziyordu. 35 yıl sonra, 1824'te İsveçli kimyager Bechlias ilk kez saf zirkonyum üretti. O zamanlar başka kimyagerler de bu iş üzerinde çalışıyordu ama hiçbiri başarılı olamadı. Bacilias, bir demir tüp içinde potasyum ve potasyum fluozirkonat karışımını ısıtarak saf zirkonyum elde etmeyi başardı. Deneyde elde edilen siyah toz zirkonyumun saflığı %93'e ulaştı. Bechilias'ın saflaştırmasıyla üretilen zirkonyumun saflığı iyileştirilemedi. Yaklaşık 100 yıl sonra yüksek saflıkta zirkonyum üretilemedi. Günümüzde zirkonyumun çoğu zirkondan (ZrSiO4) ve zirkonyum dioksitten (ZrO2) elde edilmektedir. Ekstraksiyon işlemine "Kroll Süreci" adı verilir.

Zirkonyum ismi, Farsçada "altın" anlamına gelen (zargun) kelimesinden gelen zirkon kelimesinden gelir. Bu ismin bazı zirkon mücevherlerin göz alıcı renginden kaynaklandığı söylenir. Aslında zirkonun birçok rengi vardır. Kırmızı, kahverengi, yeşil ve sarı daha yaygındır. Renksiz zirkon da insanlar arasında daha yaygındır.

Antik çağlardan beri zirkonyum, zengin ve renkli renkleri nedeniyle değerli taş olarak kullanılmış, insan yaşamında dekoratif bir rol oynamıştır. İnsanların zirkonyum hakkındaki anlayışı derinleştikçe uygulamaları da giderek yaygınlaşmaktadır. Belki çoğu insan zirkonyuma yabancıdır ama hayatımızın her alanına girmiştir. Örneğin zirkonyum, yaşam için gerekli olan çevredeki çeşitli binalarda, seramiklerde, bıçaklarda, süslemelerde vb., hatta askeri ve nükleer enerji alanlarında vazgeçilmezdir.

Zirkonyum ürünleri çeşitlilik ve çeşitli formlar açısından zengindir. İlk mineral formu zirkonyum kumudur. Kostik soda, su yıkama vb. ile işlemden sonra, zirkonyum silikat ve zirkonyum oksiklorür gibi birincil ürünler üretilebilir. Sürekli kalsinasyon, klorlama ve indirgeme ile ikincil ürünler de üretilebilir. Zirkonyum, endüstriyel sınıf zirkonyum sünger ve diğer ürünler; arıtma ve ayırma teknolojisi belirli bir seviyeye ulaşırsa, nükleer enerji sınıfı zirkonyum sünger yapılabilir.

Zirkonyumun geniş bir uygulama alanı vardır. Esas olarak seramik, refrakter malzemeler ve zirkonyum silikat ve zirkonyum oksit formundaki diğer alanlarda kullanılır. Zirkonyum cevherlerinin yalnızca %-4%'si metalik zirkonyuma (veya zirkonyum süngerine) işlenir ve daha sonra çeşitli zirkonyum malzemelerine işlenir. Metalik zirkonyumun termal nötron absorpsiyon kesiti küçük olduğundan metalik zirkonyum mükemmel nükleer özelliklere sahiptir. Nükleer dereceli zirkonyum bu özelliği nükleer güçle çalışan uçak gemileri, nükleer denizaltılar ve sivil enerji üretim reaktörleri için yapısal malzemeler ve uranyum yakıt elemanları olarak kullanılmak üzere kullanır. Kaplama vb. Nükleer dereceli zirkonyum, ülke için önemli bir stratejik metal olarak değerlendirilebilir ve nükleer endüstrinin gelişmesiyle yakından ilişkilidir.

Aktif bir metal olarak zirkonyum, oda sıcaklığında bir oksit filmi oluşturur. Bu oksit filmi, zirkonyuma ve alaşımlarına mükemmel korozyon direnci kazandırır. Aynı zamanda zirkonyum, önemli maliyet avantajlarıyla birlikte iyi mekanik ve ısı transfer özelliklerine sahiptir ve bu da onu günümüz petrokimya endüstrisinde mükemmel bir korozyona dayanıklı yapısal malzeme yapar.

Kimyasal asit ve alkaliye dayanıklı ekipmanlarda, askeri sanayide ve elektronik endüstrisinde kullanılan zirkonyuma endüstriyel sınıf zirkonyum denir. İşlenme kolaylığı, teknolojik düzeyi, bilimsel ve teknolojik içeriği açısından zirkonyum metali ve alaşımlı ürünler endüstriyel zincirin en üst sıralarında yer almaktadır.

Zirkonyum silikat

Zirkonyum silikat, geleneksel zirkonyum ürünlerinde önemli bir çeşittir. Ürün, hammadde olarak zirkonyum kumu kullanır ve öğütme, kalsine etme ve toz haline getirme sonrasında üretilebilir. Seramik sırları için yüksek kaliteli ve ucuz bir opaklaştırıcı maddedir. Esas olarak yapı seramikleri, günlük seramikler ve elektrikli porselenler için renkli sırlarda kullanılır. Üretimde, gelişmiş refrakter malzemeler, hassas döküm, emülsifiye cam ve diğer endüstrilerde de yaygın olarak kullanılır.

Zirkonyum karbonat

Esas olarak katkı maddeleri ve su yalıtım maddeleri, alev geciktiriciler, güneşten koruyucular ve kozmetikte elyaf ve kağıtlar için yüzey katkı maddeleri olarak kullanılır. Ayrıca zirkonyum-seryum kompozit katalitik malzemeleri hazırlamak için de kullanılabilir. Tekstil, kağıt yapımı, kaplama ve kozmetik endüstrilerinde önemli bir hammaddedir. Son yıllarda kullanımı artmaya devam ediyor.

Zirkonyum oksiklorür

Zirkonyum dioksit, zirkonyum karbonat, zirkonyum sülfat, kompozit zirkonyum oksit gibi diğer zirkonyum ürünlerinin üretimi ve metal zirkonyum ve hafniyum hazırlamak için zirkonyum ve hafniyumun ayrılması için ana hammaddedir. Ayrıca tekstil, deri, kauçuk katkı maddeleri, metal yüzey işleme maddeleri, boya kurutucularda da kullanılabilir. Son yıllarda ülkemin refrakter malzemeler, seramik, katalizörler, yangın geciktiriciler ve diğer ürünlerdeki yıllık üretimi 90'ı aştı,{{1} } ton. Zirkon kumu, zirkonyum oksiklorürün ana hammaddesidir.

Erimiş zirkonya

Erimiş zirkonyum ve kaynaşmış zirkonya olarak anılan bu malzeme esas olarak sır ve refrakter malzemelerin üretiminde kullanılır. Erimiş zirkonyumun safsızlık içeriğinin yüksek olması nedeniyle kullanımları sınırlıdır.

Zirkonyum sülfat

Deri tabaklama maddeleri, yün işleme maddeleri ve boya yüzeyi oksidanları için önemli bir hammaddedir. Katalizör taşıyıcıları, amino asitler ve proteinler, çökelticiler ve deodorantlar olarak kullanılabilir. Aynı zamanda zirkonyum kimyasalları ile metal zirkonyum ve hafniyumun hazırlanmasında da ara hammaddedir.

Zirkonyum dioksit

Zirkonyum dioksit tam seramik, alkali çözeltilere ve birçok asidik çözeltiye karşı yeterli stabiliteye sahip, toksik olmayan, kokusuz beyaz bir katıdır. Hassas seramikler, elektronik seramikler, optik lensler, cam katkı maddeleri, elektrolize zirkonyum tuğlalar, seramik pigmentler vb. Porselen emaye, yapay değerli taşlar, refrakter malzemeler, taşlama ve cilalama ve diğer endüstriler ve ürünler için uygundur.

Kompozit zirkonya

Yarı stabil ve stabil zirkonya olarak da bilinen bu, stabil kimyasal özelliklere ve kontrol edilebilir spesifik yüzey alanına sahip, toksik olmayan, kokusuz beyaz bir tozdur. Çeşitli özel seramiklerin, gelişmiş refrakter malzemelerin, optik iletişim cihazlarının ve yeni enerji malzemelerinin imalatında temel hammaddedir.

Zirkonya yapısal seramikler

Hammadde olarak kompozit zirkonyadan yapılmış olup, zirkonya öğütme ortamını ve zirkonya yapısal parçalarını içerir. Zirkonya yapısal parçaları esas olarak zirkonya özel seramik valfleri, fiber optik konektörleri, seramik bıçakları, saat aksesuarlarını ve seramik saç makasını içerir. tabletler, tekstil porselenleri vb.

Nükleer dereceli zirkonyum

Esas olarak nükleer güçle çalışan uçak gemileri, nükleer denizaltılar ve sivil enerji üretim reaktörleri için yapısal malzeme olarak ve uranyum yakıt elemanları için kaplama olarak kullanılır. Önemli bir stratejik metaldir.

Endüstriyel sınıf zirkonyum

Endüstriyel sınıf zirkonyum esas olarak kimyasal asit ve alkaliye dayanıklı ekipmanlar, askeri sanayi, elektronik endüstrisi, boru hattı valf malzemeleri, özel yüksek mukavemetli ve yüksek sıcaklık alaşımlı malzemeler ve elektrikli vakum ve aydınlatma ampulü endüstrilerindeki alıcıların üretiminde kullanılır.

Ateşli Silahlar Sınıfı Zirkonyum

Ateşli silahlar için sünger zirkonyum yanma maddesi olarak kullanılır ve ayrıca alaşım katkı maddeleri ve metalurjik deoksidanlar, kimya endüstrisi, sivil flaş havai fişekler vb. için de uygundur.

Şu anda zirkonyumun ana tüketici pazarları Çin ve Avrupa olup, Çin'in zirkonyum talebi %52'ye kadar çıkmaktadır. Çin'in nükleer enerjisi hızlı bir gelişme aşamasına girerek nükleer sınıf zirkonyuma talep yarattı. Aynı zamanda Çin, dünyanın önemli bir seramik üreticisi ve ihracatçısı olup, zirkonyum silikat da seramik sektörünün doğrudan ve ana hammaddesidir. Çin seramik sektörünün son yıllarda hızla gelişmesiyle birlikte zirkonyuma olan talep de arttı.

Zirkonyumun insan sağlığına zararı yoktur. Zirkonya seramikleri ve çeşitli takılar günlük yaşamda yaygın olarak kullanılmaktadır. Ancak Devlet Sanayi ve Ticaret İdaresi, seramik karolardaki zirkonyumun kansere neden olabileceğini açıkladı.

Kalite Denetleme, Muayene ve Karantina Genel Müdürlüğü tarafından yapılan ilgili duyuruda, iki markanın üç ürününün "radyoaktif nüklid limitini" karşılayamadığı duyurulurken, bu durum toplumda büyük yankı uyandırarak toplumda büyük tepki ve paniğe neden oldu. "kiremit kanserojen teorisi" hakkında.

Radyoaktif elementlerin kötü huylu tümörlere neden olması mümkündür. Genellikle hücre lezyonlarına neden olurlar ve lösemi, lenfoma ve cilt kanseri gibi kan kanserlerine yol açarlar. Seramik karolardaki aşırı radyoaktivitenin kötü huylu tümörlere neden olduğu teorisine gelince, Guangzhou Geleneksel Çin Tıbbı Üniversitesi Birinci Bağlı Hastanesi Hematoloji Bölümü Direktörü Chen, klinik deneyiminde ve yerel vaka literatüründe bu tür vakalarla karşılaşmadığını ve ilgili kayıtlar. Ancak konu hayata ve sağlığa gelince dikkatli olmakta fayda var. Bu nedenle uzmanlar, tüketicilerin seramik karo satın alırken körü körüne beyazlığın peşinde koşmamasını öneriyor.

Zirkon ve pırlantanın görünümü birbirine çok benzer ancak zirkon ve pırlantanın fiyatı çok farklıdır. Bazı vicdansız tüccarlar zirkonu elmas gibi göstererek tüketicileri kandırıp büyük karlar elde ediyor.

Renksiz ve şeffaf zirkon, dikkatle değerlendirildikten sonra elmaslara iyi bir alternatiftir. Zirkon'un kırılma indisi 2'ye yakındır ve dağılımı elmasınkine benzer. Bu nedenle görünüşte zirkon da elmaslara benzer şekilde renkli ışıkla parlıyor. Yapay elmasların ortaya çıkmasından önce zirkon, elmasların en iyi alternatifiydi. Şu anda zirkon orta-düşük değerli taşlar arasında lider haline geldi, ancak zirkon elmastan daha ucuz. Tüketicilerin zirkon ve pırlanta arasındaki farkı anlaması gerekiyor.

Zirkonun başlıca tanımlama özellikleri arasında yüksek kırılma indisi, güçlü parlaklık, yüksek çift kırılma, yüksek yoğunluk, yüksek dağılım ve tipik spektral özellikler vb. bulunur ve bu da çok özel bir optik fenomenle sonuçlanır. Bir büyüteçle incelendiğinde, Zirkon tamamlandığında, üst yüzeyinden alt yüzeyde ve sırtlarda belirgin çift gölgeler olduğu görülebilir. Elmaslar "homojen" olduğundan, asla çift gölge fenomeni olmayacaktır, bu nedenle zirkon gerçek elmaslardan ayırt edilebilir.

Elmas homojen bir gövdedir, çapraz polarizörlerin altında tamamen siyahtır ve yüksek sertliğe sahiptir; zirkon ise çapraz polarizörlerin altında dört parlak ve dört karanlık görünür. Elmaslar lipofiliktir ve tükenmez kalemler elmasın yüzeyinde kolaylıkla kesintisiz izler bırakabilir. Elbette bu izler kolaylıkla silinebilir. Zirkon lipofilik değildir ve tükenmez kalemler yüzeyinde kesintisiz iz bırakamaz. Açıklığın izleri.

Şu anda, keşfedilen 40'tan fazla zirkonyum ve hafniyum yatağı türünden yalnızca 10'u endüstriyel madencilik değerine sahiptir ve yalnızca iki tür, zirkon ve baddeleyit, endüstriyel üretim için kullanılmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'nın (USGS) 2015 yılındaki istatistiklerine göre, küresel zirkonyum rezervleri 78 milyon tondur ve kanıtlanmış zirkon kaynakları 60 milyon tonu aşmaktadır (ZrO2 olarak hesaplanmıştır). Bunların arasında Avustralya ve Güney Afrika, sırasıyla %65,38 ve %17,95 ile küresel zirkonyum rezervlerinde en büyük paya sahiptir. Nispeten bol zirkonyum rezervine sahip diğer ülkeler arasında Hindistan, Mozambik ve Endonezya bulunmaktadır. ülkemin zirkonyum kaynak rezervleri nispeten azdır ve dünya rezervlerinin yalnızca %0,6'sını oluşturmaktadır.

Amerika Birleşik Devletleri Jeoloji Araştırması'nın 2015 yılında yayınladığı verilere göre, 2014 yılında küresel zirkonyum cevheri üretimi, bir önceki yıla göre 30,000 ton düşüşle 1,54 milyon ton olarak gerçekleşti. Avustralya, 900000 tonluk üretimle dünyada birinci sırada yer alıyor ve küresel toplamın %58,44'ünü oluşturuyor. Onu 170000 tonluk üretimle %11,03'lük payla Güney Afrika takip ediyor. İki ülkenin toplam üretimi küresel toplamın %69,47'sini oluşturuyor ve bu rakamı diğer ülkelerle eşleştirmek zor. Çin, 140000 tonluk üretimle üçüncü sırada yer alıyor ve küresel toplamın %9,74'ünü oluşturuyor.

Zirkonyum mineral kökenleri esas olarak Eucla Havzası, Geraldton, Murray Havzası ve Perth Havzası dahil olmak üzere Güney Avustralya, Batı Avustralya ve Avustralya'daki Yeni Güney Galler'de yoğunlaşmıştır. ) ve Tiwi Adaları bugün Avustralya'daki en aktif zirkonyum madenciliği alanlarıdır. Güney Afrika'daki Richards Bay Deposit bölgesi, Amerika Birleşik Devletleri'ndeki Florida, Afrika'daki Mozambik ve Asya'daki Endonezya, Vietnam ve Hindistan'ın tümü belirli miktarda zirkonyum üretiyor.

Önemli zirkonyum üreticileri arasında Avustralya'nın Iluka Company, Güney Afrika'nın Richards Bay Minerals ve Güney Afrika'nın Exxaro Resources Ltd.'si bulunmaktadır. Ana zirkonyum tüketicisi Çin'dir.

Çin'in zirkonyum üretim alanları çoğunlukla Hainan'daki Wenchang ve Wanning ile Guangdong'daki Zhanjiang'da dağıtılmaktadır. Çin'de yalnızca Hainan'daki Wenchang'dan gelen zirkonyum kum konsantresi en iyi kaliteye sahipken, Wanning ve Zhanjiang çoğunlukla sıradan zirkonyum kumu üretmektedir.

HG/T 4694-2014 Endüstriyel yüksek saflıkta zirkonyum oksiklorür

HG/T 3786-2014 Endüstriyel zirkonyum sülfat

HG/T 3785-2014 Endüstriyel zirkonyum karbonat

JC/T 2247-2014 Zirkonyum silikat öğütme ortamı topları

JC/T 817-2014 Mücevher sınıfı sentetik kübik zirkonyum kristal

GB/T 30568-2014 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı dövme parçalar

JB/T 9223-2013 Döküm için zirkonyum kumu ve tozu

YS/T 913-2013 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı kekler ve halkalar

HG/T 4545-2013 Zirkonyum oksiklorür üretim atığı geri dönüşüm yöntemi

YB/T 4075-2013 Zirkonyum boyutlandırma nozulu

GB/T 21183-2007 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı plakalar, şeritler ve folyolar

GB/T 26563-2011 Erimiş zirkonya

GB/T 26931-2011 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımı hurdası

GB/T 26283-2010 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı dikişsiz borular

GB/T 8767-2010 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı külçeler

GB/T 8769-2010 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı çubuklar ve teller

GBZ/T 160.26-2004 İşyeri havasındaki toksik maddelerin belirlenmesi Zirkonyum ve bileşikleri

HG/T 2773-2012 Zirkonyum dioksit

HG/T 3785-2005 Endüstriyel zirkonyum karbonat

HG/T 3786-2005 Endüstriyel zirkonyum sülfat

JC/T 1094-2009 Seramikler için zirkonyum silikat

YS/T 402-1994 Zirkonyum dioksit

YS/T 858-2013 Zirkonyum konsantresi

YS/T 887-2013 Zirkonyum ve zirkonyum alaşımlı kaynak teli

Yüksek Saflıkta Zirkonyum Hedefi

Saf Zirkonyum Çubuk