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鋯（Zirconium）是(shi)一(yi)種化學元(yuan)素(su)(su)，元(yuan)素(su)(su)符(fu)號Zr原子序(xu)數(shu)是(shi)40，單質(zhi)是(shi)一(yi)種高(gao)(gao)熔點金屬，呈淺灰色。鋯的表面易(yi)形成一(yi)層氧(yang)化膜，具有光(guang)澤，故外觀與鋼相(xiang)似。有耐腐蝕性，可溶(rong)于氫(qing)氟酸(suan)和王水，高(gao)(gao)溫時，可與非金屬元(yuan)素(su)(su)和許多(duo)金屬元(yuan)素(su)(su)反應，生成固溶(rong)體。

研究歷史

發現歷史

含(han)鋯(gao)的天然硅酸鹽ZrSiO4稱(cheng)為(wei)鋯(gao)石(shi)（Zircon）或(huo)風信子石(shi)（hyacinth）廣泛分布于自然界中，具(ju)有從橙(cheng)到紅的各種(zhong)美麗的顏色，自古(gu)以來(lai)(lai)被認為(wei)是(shi)寶石(shi)，據說Zircon一詞(ci)來(lai)(lai)自阿拉伯(bo)文(wen)Zarqūn，是(shi)朱砂，又說是(shi)來(lai)(lai)自波(bo)斯文(wen)Zargun，是(shi)金色，hyacinth則來(lai)(lai)自希臘文(wen)的“百合(he)花”一詞(ci)，印度(du)洋(yang)中的島國斯里蘭卡盛產鋯(gao)石(shi)。包含(han)鋯(gao)的寶石(shi)作(zuo)為(wei)鋯(gao)石(shi)的形式在古(gu)代就已知了(le)。

1789年(nian)德國人M.H.Klaproth對鋯(gao)(gao)石進(jin)行研究時發(fa)現(xian)，將(jiang)它與氫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鈉共(gong)熔(rong)，用(yong)鹽(yan)酸(suan)溶(rong)解(jie)冷卻物，在溶(rong)液(ye)中添(tian)加碳酸(suan)鉀，沉淀(dian)(dian)，過濾(lv)并清(qing)洗沉淀(dian)(dian)物，再將(jiang)沉淀(dian)(dian)物與硫酸(suan)共(gong)煮，然后(hou)濾(lv)去硅的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物，在濾(lv)液(ye)中檢(jian)查鈣、鎂、鋁的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物，均未(wei)發(fa)現(xian)，在溶(rong)液(ye)中添(tian)加碳酸(suan)鉀后(hou)出現(xian)沉淀(dian)(dian)，這(zhe)個(ge)沉淀(dian)(dian)物不(bu)像氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋁那樣(yang)溶(rong)于堿液(ye)，也(ye)不(bu)像鎂的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物那樣(yang)和酸(suan)作用(yong)，Klaproth認為(wei)這(zhe)個(ge)沉淀(dian)(dian)物和以前(qian)所知的氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)物都(dou)不(bu)一(yi)樣(yang)，是由Zirkonerde（鋯(gao)(gao)土，德文）構成的，不(bu)久(jiu)，法國化(hua)學家de Morueau和Vauquelin兩(liang)人都(dou)證實M.H.Klaproth的分析是正確的，該元素拉丁名為(wei)Zirconium，符號認為(wei)Zr，中國譯成鋯(gao)(gao)。

1808年(nian)，英國的H.Davy利用電(dian)流(liu)分解鋯(gao)的化合(he)物，沒有成功(gong)，1824年(nian)瑞(rui)典的J.J.Berzelius首先用鉀還原(yuan)K2ZrF6時制得金(jin)(jin)屬鋯(gao)，但不夠純，反(fan)應式為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該反(fan)應也可用Na作還原(yuan)劑，直到1914年(nian)，荷蘭一(yi)家金(jin)(jin)屬白(bai)熱(re)(re)電(dian)燈制造廠的兩位研究人員Lely和Ham bruger用無水四氯化鋯(gao)和過(guo)量金(jin)(jin)屬鈉同盛(sheng)入一(yi)空球中，利用電(dian)流(liu)加熱(re)(re)500℃，取(qu)得了純金(jin)(jin)屬鋯(gao)。

完全純凈(jing)的鋯(gao)(gao)(gao)在(zai)1925年才被(bei)荷蘭化(hua)學(xue)家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分(fen)解四碘化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)（ZrI4）制取。鋯(gao)(gao)(gao)由鎂加熱(re)四氯化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)來大量生產。

國內發展歷史

中(zhong)國鋯業的(de)(de)發展(zhan)是艱(jian)苦(ku)和曲折的(de)(de)，但對世(shi)界鋯業的(de)(de)發展(zhan)作出了巨(ju)大的(de)(de)貢獻。中(zhong)國鋯業的(de)(de)發展(zhan)歷經下列幾個階(jie)段。

20世紀(ji)60年代，中(zhong)國曾經用碳氯化(hua)(hua)法生產(chan)過無鉿的核用金(jin)(jin)屬鋯(gao)，那時有上(shang)海紅色(se)冶煉廠(chang)(chang)、901廠(chang)(chang)、錦州(zhou)鐵合金(jin)(jin)廠(chang)(chang)；同時還有上(shang)海五一化(hua)(hua)工(gong)廠(chang)(chang)、北(bei)京有色(se)金(jin)(jin)屬熔煉廠(chang)(chang)、水口山(shan)六廠(chang)(chang)和河南焦(jiao)作化(hua)(hua)工(gong)總廠(chang)(chang)，用硫酸法生產(chan)氧化(hua)(hua)鋯(gao)。由于我國核工(gong)業尚(shang)未發展(zhan)，氧化(hua)(hua)鋯(gao)未能在(zai)工(gong)業上(shang)取(qu)得應用，生產(chan)技(ji)術、產(chan)品質量、環境污染等都存(cun)在(zai)嚴重(zhong)問題，資(zi)金(jin)(jin)也比較困(kun)難，因(yin)此，這些工(gong)廠(chang)(chang)的規模一直未發展(zhan)起來，大部分(fen)工(gong)廠(chang)(chang)停產(chan)、轉產(chan)、關閉，只有少數工(gong)廠(chang)(chang)保留、待觀、試驗。

20世紀70年代中期，由(you)于(yu)國外氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)發展，影響了(le)(le)中國。特別是(shi)(shi)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)在衛生(sheng)(sheng)(sheng)陶瓷(ci)方面的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)，促進(jin)了(le)(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)發展。但由(you)于(yu)原(yuan)有(you)的(de)(de)(de)工藝(yi)技術落后、工藝(yi)流程過(guo)長、產(chan)(chan)品質量差、環境污(wu)染嚴(yan)重等，迫(po)使人們進(jin)行(xing)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)工藝(yi)的(de)(de)(de)改進(jin)研究，以后就確立了(le)(le)工業上應(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)NaOH燒結和HC1分(fen)解工藝(yi)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)，并于(yu)1978年建立第1家按(an)NaOH燒結工藝(yi)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)工廠(chang)(chang)——宜(yi)興(xing)化(hua)(hua)工廠(chang)(chang)。與此同(tong)時(shi)(shi)，在湖州也建立了(le)(le)一個(ge)小型的(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)(sheng)產(chan)(chan)廠(chang)(chang)。產(chan)(chan)品質量在當(dang)時(shi)(shi)(在國內)還(huan)是(shi)(shi)比較(jiao)好的(de)(de)(de)，但規模(mo)都比較(jiao)小。因為當(dang)時(shi)(shi)在國內氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)應(ying)用(yong)(yong)還(huan)是(shi)(shi)很(hen)陌生(sheng)(sheng)(sheng)的(de)(de)(de)，所以銷量不(bu)是(shi)(shi)很(hen)大。

由于(yu)氯(lv)(lv)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)的(de)(de)生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝復雜，環(huan)境污(wu)染(ran)(ran)嚴重，為了保(bao)(bao)護(hu)本(ben)國(guo)(guo)的(de)(de)利益(yi)(yi)，發(fa)(fa)達(da)國(guo)(guo)家幾乎(hu)(hu)把這個(ge)低利潤(run)、高(gao)能(neng)(neng)耗、高(gao)污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)前期生(sheng)產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝去掉(diao)，而保(bao)(bao)留高(gao)效、無污(wu)染(ran)(ran)的(de)(de)深(shen)加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝。因此發(fa)(fa)達(da)國(guo)(guo)家氯(lv)(lv)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)幾乎(hu)(hu)都停止生(sheng)產(chan)(chan)，從國(guo)(guo)外(wai)采購氯(lv)(lv)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)原料，這樣就促進(jin)了中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)工(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)發(fa)(fa)展(zhan)。隨著1980年中(zhong)國(guo)(guo)向世界市場(chang)開放，氯(lv)(lv)氧(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)開始(shi)出口，宜(yi)興化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)規模(mo)得到迅猛(meng)發(fa)(fa)展(zhan)。這也許是(shi)中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)工(gong)(gong)業(ye)(ye)發(fa)(fa)展(zhan)的(de)(de)轉折(zhe)點。隨著外(wai)貿(mao)的(de)(de)擴大，鋯(gao)化(hua)學制品品種(zhong)增(zeng)多，產(chan)(chan)量(liang)(liang)增(zeng)大，企業(ye)(ye)效益(yi)(yi)良好。由于(yu)利益(yi)(yi)驅動，這時在國(guo)(guo)內發(fa)(fa)展(zhan)了一(yi)批新的(de)(de)企業(ye)(ye)，生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)有所增(zeng)長(chang)，但生(sheng)產(chan)(chan)量(liang)(liang)跟不(bu)上(shang)生(sheng)產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)。

到了20世紀90年代，南非、澳大利(li)亞(ya)的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)英砂進入中國，鋯(gao)(gao)化學(xue)制(zhi)(zhi)品的(de)(de)(de)質量(liang)、工藝技(ji)(ji)術水平、回收率均有所(suo)提高(gao)。同時(shi)，根據國外客商的(de)(de)(de)要求(qiu)，鋯(gao)(gao)化學(xue)制(zhi)(zhi)品的(de)(de)(de)種類也擴大了。在利(li)益的(de)(de)(de)驅(qu)動下，生(sheng)產(chan)廠家(jia)進一步增(zeng)多，鋯(gao)(gao)英砂供應充足，原材料價(jia)格(ge)下降。氯(lv)(lv)氧化鋯(gao)(gao)出口量(liang)猛(meng)增(zeng)，促進了中國鋯(gao)(gao)化學(xue)制(zhi)(zhi)品工業的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)。但由于信(xin)息(xi)交流不(bu)暢，企(qi)業間缺乏溝通，國內氯(lv)(lv)氧化鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)廠家(jia)增(zeng)加太多，企(qi)業相互競爭，相互壓價(jia)，價(jia)格(ge)下跌(die)。同時(shi)由于產(chan)量(liang)猛(meng)增(zeng)，技(ji)(ji)術和檢測(ce)手(shou)段跟不(bu)上，產(chan)品質量(liang)下降，環境污(wu)染(ran)嚴(yan)重。不(bu)利(li)于我國鋯(gao)(gao)化學(xue)制(zhi)(zhi)品的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)。這時(shi)期的(de)(de)(de)產(chan)量(liang)約為20000t。

1990年(nian)以后，世界鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)市(shi)場擴大(da)，鋯(gao)陶(tao)瓷(ci)(ci)顏料(liao)(liao)、釉料(liao)(liao)需求量大(da)增(zeng)。西方國家在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)國建立了(le)許多(duo)生產(chan)(chan)陶(tao)瓷(ci)(ci)釉料(liao)(liao)的(de)合(he)資企(qi)(qi)業(ye)，導(dao)致(zhi)(zhi)ZrO的(de)需求量大(da)幅增(zeng)加(jia)。這大(da)大(da)刺激中(zhong)(zhong)(zhong)國鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)的(de)發展(zhan)，新建工廠蜂(feng)擁而上，原有企(qi)(qi)業(ye)生產(chan)(chan)量連續增(zeng)產(chan)(chan)。在(zai)中(zhong)(zhong)(zhong)國，第1次出(chu)現了(le)鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)供大(da)于(yu)(yu)求的(de)現象，產(chan)(chan)量達(da)到40000-45000t。價格下跌，企(qi)(qi)業(ye)效益明顯(xian)下降。最近幾(ji)年(nian)，中(zhong)(zhong)(zhong)國鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)有了(le)更(geng)大(da)的(de)發展(zhan)，但由于(yu)(yu)鋯(gao)英(ying)砂(sha)短缺。原材料(liao)(liao)的(de)漲價，企(qi)(qi)業(ye)之間的(de)競(jing)爭(zheng)加(jia)劇，鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)(pin)(pin)的(de)價格偏低，庫存增(zeng)加(jia)，致(zhi)(zhi)使企(qi)(qi)業(ye)陷入困境(jing)，甚至(zhi)出(chu)現嚴重虧損(sun)，小工廠瀕臨(lin)關閉。

中(zhong)國的鋯化學制品的產量大(da)約(yue)在70000-75000t，庫存量在10000-15000t。資金積壓嚴重，有(you)些工廠(chang)停產，而有(you)些工廠(chang)在擴(kuo)產。所以，中(zhong)國的鋯業(ye)發展不容樂觀。

物理性質

鋯，原子(zi)序數(shu)40，原子(zi)量91.224，為銀灰色金(jin)屬，外觀似鋼(gang)，有光(guang)澤，熔點(dian)1852°C，沸點(dian)4377°C，密度6.49克/立方厘米。

原子序數 40

質子數 40

莫氏硬度 4.5

熔點 1852℃

沸點 4377℃

密度(du) 6.49g/cm3

原子量 91.224

體積 14.1cm3/mol

晶(jing)體(ti)結構(gou)：晶(jing)胞為(wei)密排六方晶(jing)胞。

晶胞參數

a = 323.2 pm α = 90°

b = 323.2 pm β = 90°

c = 514.7 pm γ = 120°

化學性質

基本性質

金屬鋯

鋯(gao)(gao)容易吸收氫、氮(dan)和(he)(he)氧(yang)氣；鋯(gao)(gao)對氧(yang)的(de)親和(he)(he)力很強，1000°C氧(yang)氣溶于(yu)鋯(gao)(gao)中能使(shi)其(qi)體積顯著增加(jia)。鋯(gao)(gao)的(de)表面易形(xing)成一層氧(yang)化膜，具有(you)光澤，故外觀與鋼相似。有(you)耐(nai)腐蝕性(xing)，但是(shi)溶于(yu)氫氟酸和(he)(he)王水。高溫時，可與非金(jin)屬元(yuan)素和(he)(he)許多金(jin)屬元(yuan)素反應，生成固溶體。鋯(gao)(gao)的(de)可塑性(xing)好(hao)，易于(yu)加(jia)工(gong)成板(ban)、絲等。鋯(gao)(gao)在(zai)加(jia)熱時能大量地(di)吸收氧(yang)、氫、氮(dan)等氣體，可用作貯(zhu)氫材料。鋯(gao)(gao)的(de)耐(nai)腐蝕性(xing)比鈦好(hao)，接(jie)近(jin)鈮、鉭。鋯(gao)(gao)與鉿是(shi)化學性(xing)質相似、又(you)共(gong)生在(zai)一起的(de)兩個金(jin)屬，且(qie)含有(you)放射性(xing)物(wu)質。

CAS號 7440-67-7

所屬周期 5

所屬族數 ⅣB

電子層分布 K-L-M-N-O

外圍電子層(ceng)排布 4d25s2

核外電(dian)子排布(bu) 2，8，18，10，2

氧(yang)化態 0、+1、+2、+3、+4

電離能 (kJ /mol)

M - M+ 660

M - M2+ 1267

M2+ - M3+ 2218

M3+ - M4+ 3313

M4+ - M5+ 7860

M5+ - M6+ 9500

M6+ - M7+ 11200

M7+ - M8+ 13800

M8+ - M9+ 15700

M9+ - M10+ 17500

氧化鋯

氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)（ZrO?）是(shi)自然界的(de)(de)(de)礦(kuang)物原(yuan)料，主要有斜鋯(gao)(gao)(gao)石(shi)和(he)(he)鋯(gao)(gao)(gao)英石(shi)。鋯(gao)(gao)(gao)英石(shi)系(xi)火(huo)成巖深層(ceng)礦(kuang)物，顏(yan)(yan)色有淡黃(huang)、棕黃(huang)、黃(huang)綠等，比重4.6-4.7，硬度7.5，具有強烈的(de)(de)(de)金(jin)屬光澤，可(ke)(ke)為(wei)陶瓷(ci)釉(you)(you)用原(yuan)料。純的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)一種(zhong)高級耐(nai)火(huo)原(yuan)料，其(qi)熔融溫度約為(wei)2900℃它(ta)(ta)可(ke)(ke)提(ti)高釉(you)(you)的(de)(de)(de)高溫粘(zhan)度和(he)(he)擴大(da)粘(zhan)度變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)溫度范圍，有較好(hao)的(de)(de)(de)熱(re)穩定性，其(qi)含量為(wei)2%-3%時(shi)，能(neng)(neng)提(ti)高釉(you)(you)的(de)(de)(de)抗龜裂(lie)性能(neng)(neng)。還因它(ta)(ta)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學惰性大(da)，故能(neng)(neng)提(ti)高釉(you)(you)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)學穩定性和(he)(he)耐(nai)酸堿能(neng)(neng)力(li)，還能(neng)(neng)起到(dao)乳(ru)濁劑的(de)(de)(de)作用。在(zai)建筑陶瓷(ci)釉(you)(you)料中(zhong)多使用鋯(gao)(gao)(gao)英石(shi)，一般用量為(wei)8%-12%。并(bing)為(wei)“釉(you)(you)下(xia)白”的(de)(de)(de)主要原(yuan)料，氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)為(wei)黃(huang)綠色顏(yan)(yan)料良好(hao)的(de)(de)(de)助色劑，若想獲(huo)得(de)較好(hao)的(de)(de)(de)釩(fan)鋯(gao)(gao)(gao)黃(huang)顏(yan)(yan)料必須選用質純的(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)。

1、由灼燒二(er)氧(yang)化鋯(gao)(gao)水(shui)合物或揮發性含氧(yang)酸鋯(gao)(gao)鹽所得(de)的(de)二(er)氧(yang)化鋯(gao)(gao)為白(bai)色粉末，不溶于水(shui)。

2、經由輕度灼(zhuo)燒所得的二氧(yang)化鋯，比較容易被(bei)無(wu)機酸溶解(jie)。

強熱(re)灼燒所得的二氧(yang)化鋯只溶于(yu)濃硫酸(suan)和氫(qing)氟酸(suan)，經過熔(rong)融重結晶的二氧(yang)化鋯只與氫(qing)氟酸(suan)作用(yong)。

3、二氧化鋯是一種兩性氧化物，與堿共熔可(ke)形成鋯酸(suan)鹽，但鋯酸(suan)鹽遇水(shui)容易水(shui)解為ZrO2·xH2O而沉(chen)淀。

4、二氧化(hua)鋯(gao)與碳(tan)和氯氣高溫反應(ying)，或者與四氯化(hua)碳(tan)反應(ying)，生成四氯化(hua)鋯(gao)及(ji)二氯氧化(hua)鋯(gao)，水(shui)解又得到二氧化(hua)鋯(gao)。

5、它(ta)在電弧中(zhong)與碳(tan)作用生成碳(tan)化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射率高(gao)，化學(xue)穩定(ding)性(xing)能，是一種優質、價廉的(de)乳濁劑，被廣(guang)(guang)泛用(yong)于各種建筑陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、衛生(sheng)(sheng)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、日用(yong)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、一級(ji)工藝品(pin)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)等的(de)生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)，在(zai)(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉料(liao)(liao)的(de)加工生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)，使用(yong)范圍廣(guang)(guang)，應(ying)(ying)用(yong)量(liang)大。硅酸(suan)(suan)鋯(gao)之所(suo)以(yi)在(zai)(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)得以(yi)廣(guang)(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)，還因為其化學(xue)穩定(ding)性(xing)好，因而不受(shou)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒(shao)成氣氛的(de)影響，且能顯著改善陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)坯釉結合性(xing)能，提(ti)高(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉面硬度。硅酸(suan)(suan)鋯(gao)也(ye)(ye)在(zai)(zai)電(dian)視(shi)行(xing)業(ye)的(de)彩(cai)色顯像管、玻璃行(xing)業(ye)的(de)乳化玻璃、搪瓷(ci)(ci)釉料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)產(chan)中(zhong)得到了進(jin)一步的(de)應(ying)(ying)用(yong)。硅酸(suan)(suan)鋯(gao)的(de)熔點(dian)高(gao)：2500攝氏(shi)度，所(suo)以(yi)在(zai)(zai)耐(nai)火材料(liao)(liao)、玻璃窯爐鋯(gao)搗打料(liao)(liao)、澆注料(liao)(liao)、噴涂料(liao)(liao)中(zhong)也(ye)(ye)被廣(guang)(guang)泛應(ying)(ying)用(yong)。

鋯指數

鋯(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)(shu)是后(hou)(hou)處理(li)工藝中(zhong)用(yong)來(lai)衡(heng)量溶(rong)劑(ji)降(jiang)(jiang)解程度的(de)(de)指(zhi)(zhi)標(biao)。95Zr是一種重(zhong)要的(de)(de)裂片，降(jiang)(jiang)解后(hou)(hou)的(de)(de)溶(rong)劑(ji)對95Zr具有高選(xuan)擇性的(de)(de)保(bao)留(liu)作用(yong)，鋯(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)(shu)越大，溶(rong)劑(ji)降(jiang)(jiang)解越嚴重(zhong)。鋯(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)(shu)（Z值）的(de)(de)測量方(fang)法是：反萃后(hou)(hou)有機(ji)相(xiang)經氫(qing)氧化鈉(na)、水和硝酸洗滌(di)后(hou)(hou)，用(yong)示蹤(zong)量95Zr水相(xiang)與之(zhi)平衡(heng)，用(yong)3mol/L硝酸洗有機(ji)相(xiang)3次，除去TBP萃取(qu)的(de)(de)95Zr。測定(ding)溶(rong)劑(ji)相(xiang)中(zhong)被保(bao)留(liu)的(de)(de)鋯(gao)量，每109L溶(rong)劑(ji)保(bao)留(liu)的(de)(de)95Zr的(de)(de)摩爾數(shu)(shu)為(wei)溶(rong)劑(ji)的(de)(de)Z值。由于(yu)鋯(gao)在水溶(rong)液中(zhong)行為(wei)復雜，隨測量條件不同，Z值會(hui)不同，因而(er)常用(yong)不穩定(ding)系數(shu)(shu)來(lai)表征溶(rong)劑(ji)的(de)(de)穩定(ding)性。

同位素

天(tian)然鋯(gao)有6種穩定(ding)同位素：鋯(gao)-90、鋯(gao)-91、鋯(gao)-92、鋯(gao)-94、鋯(gao)-96，其中鋯(gao)-90含量最大。

同位素 豐(feng)度 半衰(shuai)期 衰(shuai)變模式 衰(shuai)變能量 衰(shuai)變產物

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩(wen)定(ding)

Zr-91 11.22% 穩定(ding)

Zr-92 17.15% 穩定(ding)

Zr-93 人造 1.53×106年(nian) β衰變(bian) 0.091 Nb-93

Zr-94 17.38% 穩定

Zr-96 2.80% ＞3.8×1019年 β衰變 3.35 Nb-96

含量分布

地(di)殼中(zhong)鋯的含量居(ju)第19位，幾乎與(yu)鉻相等。自然界(jie)(jie)(jie)中(zhong)具(ju)有工業價值的含鋯礦(kuang)(kuang)物，主(zhu)要(yao)(yao)(yao)有鋯英石及斜鋯石。世界(jie)(jie)(jie)鋯資(zi)源主(zhu)要(yao)(yao)(yao)賦存于海濱砂礦(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)床(chuang)中(zhong)，只(zhi)有少部分(fen)賦于積(ji)礦(kuang)(kuang)砂和(he)原生礦(kuang)(kuang)中(zhong)。世界(jie)(jie)(jie)鋯英砂儲(chu)(chu)量約4000萬噸(dun)，其(qi)(qi)中(zhong)85%分(fen)布在(zai)澳大(da)利(li)亞、南非、美國(guo)、印(yin)度和(he)前蘇聯(lian)。我國(guo)鋯礦(kuang)(kuang)儲(chu)(chu)量居(ju)世界(jie)(jie)(jie)第九位，總儲(chu)(chu)量為200余萬噸(dun)，主(zhu)要(yao)(yao)(yao)集(ji)中(zhong)在(zai)廣(guang)東(dong)、海南、廣(guang)西(xi)(xi)和(he)四川，而云南主(zhu)要(yao)(yao)(yao)是巖礦(kuang)(kuang)，其(qi)(qi)它(ta)如湖南、湖北、安徽(hui)、福建、江(jiang)西(xi)(xi)、遼(liao)寧等，也(ye)有一(yi)些(xie)鋯資(zi)源。

元素在太(tai)陽中的(de)含量（ppm） 0.04

元素(su)在海(hai)水中的含(han)量（ppm） 0.000009

地(di)殼中含量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)和(he)鋰及(ji)鈦一(yi)樣能(neng)強烈(lie)地(di)(di)吸(xi)收(shou)氮、氫、氧等(deng)氣(qi)體。當(dang)溫度(du)超(chao)過攝(she)氏九百度(du)，鋯(gao)能(neng)猛烈(lie)地(di)(di)吸(xi)收(shou)氮氣(qi)；在攝(she)氏二百度(du)的(de)(de)(de)(de)(de)條件(jian)下，一(yi)百克金屬鋯(gao)能(neng)夠(gou)吸(xi)收(shou)八(ba)百一(yi)十七(qi)升氫氣(qi)，相當(dang)于(yu)鐵的(de)(de)(de)(de)(de)八(ba)十多萬倍。鋯(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)這種特性已被廣(guang)泛(fan)利用，比如(ru)在電真(zhen)空(kong)(kong)工業中，人們(men)廣(guang)泛(fan)利用鋯(gao)粉涂(tu)在電真(zhen)空(kong)(kong)元件(jian)和(he)儀表(biao)的(de)(de)(de)(de)(de)陽極和(he)其他受熱部(bu)件(jian)的(de)(de)(de)(de)(de)表(biao)面上，吸(xi)收(shou)真(zhen)空(kong)(kong)管中的(de)(de)(de)(de)(de)殘余(yu)氣(qi)體，制成(cheng)高度(du)真(zhen)空(kong)(kong)的(de)(de)(de)(de)(de)電子管和(he)其他電真(zhen)空(kong)(kong)儀表(biao)，從(cong)而提高它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)質量，延(yan)長它們(men)的(de)(de)(de)(de)(de)使用時(shi)間。

冶金作用

鋯(gao)(gao)還(huan)可(ke)以用(yong)做(zuo)冶金工業的(de)“維生素”，發(fa)揮它強有(you)力的(de)脫氧、除氮(dan)、去硫的(de)作用(yong)。鋼(gang)里(li)只(zhi)要(yao)(yao)加進千分之一的(de)鋯(gao)(gao)，硬(ying)度(du)和(he)強度(du)就會(hui)驚(jing)人地提(ti)高(gao)；含鋯(gao)(gao)的(de)裝(zhuang)甲鋼(gang)、不銹鋼(gang)和(he)耐熱鋼(gang)等，是制(zhi)造(zao)(zao)裝(zhuang)甲車、坦克、大炮和(he)防彈(dan)板(ban)等國防武器的(de)重要(yao)(yao)材料。把鋯(gao)(gao)摻進銅里(li)，抽成銅線(xian)，導(dao)電能力并不減弱(ruo)，而熔點卻(que)大大提(ti)高(gao)，用(yong)做(zuo)高(gao)壓電線(xian)非常合(he)適。含鋯(gao)(gao)的(de)鋅鎂合(he)金，又(you)輕又(you)耐高(gao)溫，強度(du)是普通鎂合(he)金的(de)兩倍，可(ke)用(yong)到噴氣(qi)發(fa)動(dong)機構件(jian)的(de)制(zhi)造(zao)(zao)上。

另外，鋯粉的(de)特點是著火(huo)點低和燃(ran)燒速度快，可(ke)以用做(zuo)起(qi)爆(bao)(bao)雷(lei)管的(de)起(qi)爆(bao)(bao)藥，這種高級雷(lei)管甚至在水(shui)下(xia)也能夠爆(bao)(bao)炸。鋯粉再加(jia)上氧化劑。這好比火(huo)上加(jia)油，燃(ran)燒起(qi)來強(qiang)光眩目，是制造曳光彈和照(zhao)明彈的(de)好材料。

鋯合金

鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)以鋯(gao)(gao)為基體加(jia)入其他元(yuan)素而構(gou)(gou)成(cheng)的(de)有色合(he)金(jin)。主(zhu)要合(he)金(jin)元(yuan)素有錫、鈮、鐵(tie)等。鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)在300～400℃的(de)高(gao)溫高(gao)壓水(shui)和蒸汽中(zhong)(zhong)有良好的(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)能、適中(zhong)(zhong)的(de)力學性(xing)(xing)(xing)能、較低的(de)原子熱(re)中(zhong)(zhong)子吸收截(jie)面(mian)，對(dui)核燃料有良好的(de)相容性(xing)(xing)(xing)，多用作水(shui)冷核反(fan)應堆(dui)的(de)堆(dui)芯(xin)結構(gou)(gou)材(cai)料。此(ci)(ci)外，鋯(gao)(gao)對(dui)多種(zhong)酸、堿和鹽(yan)有優良的(de)抗蝕性(xing)(xing)(xing)，與氧、氮等氣(qi)體有強烈的(de)親和力，因此(ci)(ci)鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)也用于制造耐(nai)蝕部(bu)件和制藥機(ji)械部(bu)件，在電真空(kong)和燈泡工業(ye)中(zhong)(zhong)被廣(guang)泛用作非蒸散(san)型消(xiao)氣(qi)劑。

工業規模生產的(de)(de)鋯(gao)合(he)(he)(he)(he)金(jin)有鋯(gao)錫系(xi)和鋯(gao)鈮(ni)系(xi)兩類。前者合(he)(he)(he)(he)金(jin)牌(pai)號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)(de)典型(xing)代表是(shi)Zr-2.5Nb。在(zai)(zai)鋯(gao)錫系(xi)合(he)(he)(he)(he)金(jin)中(zhong)，合(he)(he)(he)(he)金(jin)元素錫、鐵、鉻(ge)、鎳可提高材料(liao)的(de)(de)強度、耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)和耐蝕(shi)(shi)(shi)膜(mo)的(de)(de)導熱(re)性(xing)，降低表面狀態(tai)對(dui)腐蝕(shi)(shi)(shi)的(de)(de)敏感性(xing)。通常Zr-2合(he)(he)(he)(he)金(jin)用(yong)于(yu)沸水堆，Zr-4合(he)(he)(he)(he)金(jin)用(yong)于(yu)壓水堆。在(zai)(zai)鋯(gao)鈮(ni)系(xi)合(he)(he)(he)(he)金(jin)中(zhong)，鈮(ni)的(de)(de)添加(jia)量達到(dao)使用(yong)溫度下(xia)鋯(gao)的(de)(de)晶體結構(gou)的(de)(de)固溶(rong)極限時，合(he)(he)(he)(he)金(jin)的(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性(xing)最好。鋯(gao)合(he)(he)(he)(he)金(jin)有同質異晶轉變，高溫下(xia)的(de)(de)晶體結構(gou)為體心立方，低溫下(xia)為密排六方。鋯(gao)合(he)(he)(he)(he)金(jin)塑性(xing)好，可通過塑性(xing)加(jia)工制成(cheng)管材、板(ban)材、棒材和絲材；其焊(han)接性(xing)也好，可用(yong)以進行焊(han)接加(jia)工。

鋯(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱中子俘獲截面小，有(you)突(tu)出(chu)的(de)(de)(de)核性(xing)能，是(shi)(shi)發展原子能工(gong)(gong)業(ye)不可(ke)缺少的(de)(de)(de)材(cai)料(liao)(liao)，可(ke)作(zuo)反應堆芯結構材(cai)料(liao)(liao)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)粉在(zai)(zai)空氣中易燃(ran)燒(shao)，可(ke)作(zuo)引爆雷管(guan)及(ji)無煙(yan)火(huo)藥。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)用(yong)于優質鋼(gang)(gang)(gang)脫(tuo)氧去硫(liu)的(de)(de)(de)添(tian)加劑(ji)，也是(shi)(shi)裝甲(jia)鋼(gang)(gang)(gang)、大炮用(yong)鋼(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)及(ji)耐熱鋼(gang)(gang)(gang)的(de)(de)(de)組(zu)元。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)是(shi)(shi)鎂(mei)合(he)金的(de)(de)(de)重要合(he)金元素，能提(ti)(ti)高(gao)鎂(mei)合(he)抗拉(la)強度和加工(gong)(gong)性(xing)能。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)還是(shi)(shi)鋁鎂(mei)合(he)金的(de)(de)(de)變質劑(ji)，能細(xi)化晶(jing)粒(li)。二氧化鋯(gao)(gao)(gao)(gao)和鋯(gao)(gao)(gao)(gao)英(ying)石(shi)是(shi)(shi)耐火(huo)材(cai)料(liao)(liao)中最(zui)有(you)價值的(de)(de)(de)化合(he)物(wu)。二氧化鋯(gao)(gao)(gao)(gao)是(shi)(shi)新(xin)型陶瓷(ci)的(de)(de)(de)主要材(cai)料(liao)(liao)，不可(ke)用(yong)作(zuo)抗高(gao)溫氧化的(de)(de)(de)加熱材(cai)料(liao)(liao)。二氧化鋯(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)作(zuo)耐酸搪瓷(ci)、玻璃的(de)(de)(de)添(tian)加劑(ji)，能顯著提(ti)(ti)高(gao)玻璃的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)、化學穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)及(ji)耐熱性(xing)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)英(ying)石(shi)的(de)(de)(de)光反射性(xing)能強、熱穩(wen)定(ding)(ding)性(xing)好(hao)，在(zai)(zai)陶瓷(ci)和玻璃中可(ke)作(zuo)遮光劑(ji)使用(yong)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)在(zai)(zai)加熱時能大量地吸(xi)收氧、氫、氨等氣體，是(shi)(shi)理想的(de)(de)(de)吸(xi)氣劑(ji)，如電子管(guan)中用(yong)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)粉作(zuo)除氣劑(ji)，用(yong)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)絲鋯(gao)(gao)(gao)(gao)片作(zuo)柵極支(zhi)架(jia)、陽極支(zhi)架(jia)等。

粉末狀鐵與硝酸(suan)鋯混合，可(ke)作(zuo)閃光粉。金屬鋯幾乎全部(bu)用(yong)作(zuo)核反應堆中鈾燃料元件的包(bao)殼。也用(yong)來制造照(zhao)相用(yong)的閃光燈(deng)，以及(ji)耐腐(fu)蝕(shi)的容器(qi)和管(guan)道，特別是能耐鹽酸(suan)和硫酸(suan)。鋯的化(hua)學藥品可(ke)作(zuo)聚合物(wu)的交聯劑。

軍事用途

從軍工上(shang)來(lai)看(kan)，鋼里只要(yao)加進(jin)千分之一的鋯，硬度和強度就會驚人地提高。含(han)鋯的裝(zhuang)(zhuang)甲鋼、大(da)炮鍛件(jian)鋼、不(bu)銹(xiu)鋼和耐熱鋼等(deng)是制(zhi)造裝(zhuang)(zhuang)甲車、坦克、大(da)炮和防(fang)彈(dan)板等(deng)武器(qi)的重要(yao)材料。

從原(yuan)子能(neng)(neng)和(he)核(he)(he)能(neng)(neng)上來看，鋯有突出的(de)(de)核(he)(he)能(neng)(neng)性，是(shi)發(fa)展原(yuan)子能(neng)(neng)工業不可(ke)缺少(shao)的(de)(de)材料(liao)，中國的(de)(de)大(da)型核(he)(he)電站(zhan)普(pu)遍都用鋯材，如(ru)果用核(he)(he)動力(li)發(fa)電，每一(yi)百萬千瓦的(de)(de)發(fa)電能(neng)(neng)力(li)，一(yi)年就要消(xiao)耗(hao)掉20到25噸金(jin)屬(shu)鋯。一(yi)艘三萬馬力(li)的(de)(de)核(he)(he)潛艇所用的(de)(de)鋯合金(jin)作核(he)(he)燃料(liao)的(de)(de)包套(tao)和(he)壓力(li)管，使用量(liang)即可(ke)達20至(zhi)30噸。

鋯是(shi)一(yi)種稀(xi)有(you)金屬，具(ju)有(you)驚人的(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)能、極高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔點(dian)、超(chao)高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)和強度(du)等特(te)性(xing)，被廣泛用在航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天、軍(jun)工、核反應、原子能領域。“神(shen)六”上使(shi)用的(de)(de)(de)抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)、耐高(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)鈦(tai)產品(pin)，其抗腐蝕(shi)(shi)性(xing)能遠不如鋯，其熔點(dian)1600度(du)左右，而鋯的(de)(de)(de)熔點(dian)則在1800度(du)以(yi)上，二氧化鋯的(de)(de)(de)熔點(dian)更是(shi)高(gao)(gao)(gao)達(da)2700度(du)以(yi)上，所以(yi)鋯作(zuo)為航(hang)(hang)(hang)空航(hang)(hang)(hang)天材料，其各方面的(de)(de)(de)性(xing)能大(da)大(da)優(you)越于鈦(tai)。

泄漏應急處理

隔(ge)離泄漏(lou)污染區，限(xian)制出入。切斷火源。建(jian)議應急處理人員戴自給式呼吸器，穿消防防護(hu)服。

小量(liang)泄漏(lou)：使用無火花工(gong)具收集于干燥、潔凈、有蓋的容器中。轉移回收。

大(da)量泄漏：用(yong)塑料布(bu)、帆布(bu)覆蓋，減少飛散(san)。使用(yong)無火花工具收集轉移回(hui)收。

防護措施

呼吸系(xi)統防(fang)護：空氣中(zhong)粉(fen)塵濃度超(chao)標(biao)時，佩(pei)戴自吸過濾(lv)式防(fang)塵口罩。

眼睛防護：空氣中粉塵濃度超標時，戴化(hua)學(xue)安全(quan)防護眼鏡。

身體防(fang)護：穿一(yi)般作(zuo)業防(fang)護服(fu)。

手(shou)防護：戴防化學品(pin)手(shou)套。

儲存運輸

儲(chu)存時(shi)常以(yi)不少(shao)于(yu)25%的水潤(run)濕、鈍化。儲(chu)存于(yu)陰(yin)涼(liang)、通風(feng)的庫房。遠離火(huo)種(zhong)、熱源。包裝(zhuang)密封。應與酸類等(deng)分開存放，切忌混儲(chu)。采(cai)用(yong)防(fang)(fang)爆型照(zhao)明(ming)、通風(feng)設施。禁止(zhi)使(shi)用(yong)易產生火(huo)花的機械(xie)(xie)設備和工具。儲(chu)區應備有(you)合適的材料收容(rong)泄漏物。在(zai)運輸過程中要防(fang)(fang)雨淋、防(fang)(fang)震。裝(zhuang)卸時(shi)要小心輕放，防(fang)(fang)止(zhi)碰撞和滾動，防(fang)(fang)止(zhi)機械(xie)(xie)損(sun)傷。