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鋯材702鋯材705

更新時間:2022-10-22

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鋯的應用領域非常廣泛,主要以矽酸鋯、氧化鋯的形式應用於(yu) 陶瓷、耐火材料等領域,僅(jin) 有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯(或稱海綿鋯)的形式,再進一步加工成各種鋯合金,應用於(yu) 核燃料組件或者普通工業(ye) 領域:如化工設備。本文著重介紹金屬鋯(或稱海綿鋯)及下遊鋯合金材的製造及應用情況。


一、鋯的簡介

     鋯(Zirconium)的元素符號Zr,位於(yu) 化學元素周期表中IV-B族,它的原子序數是40,是一種銀白色的過渡金屬。鋯的表麵易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與(yu) 鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶於(yu) 氫氟酸和王水;高溫時,可與(yu) 非金屬元素和許多金屬元素反應,生成固體(ti) 溶液化合物。鋯的可塑性好,易於(yu) 加工成板、絲(si) 等。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氮等氣體(ti) ,可用作貯氫材料;鋯的耐蝕性比鈦好,接近铌、鉭。
     鋯主要以礦物形式存在於(yu) 自然界,鋯在地殼中鋯的含量居第20位,比常見的金屬銅、鉛、鎳、鋅多,卻被稱為(wei) “稀有金屬”,是因為(wei) 製取工藝較為(wei) 複雜,不易被經濟地提取。另外,在已發現的40多種鋯鉿礦床中,具有工業(ye) 開采價(jia) 值的隻有10種左右,用於(yu) 工業(ye) 生產(chan) 的僅(jin) 有鋯英石和斜鋯石兩(liang) 種。


二、鋯資源儲(chu) 量豐(feng) 富、供應集中

     據美國地質調查局(USGS)統計,鋯儲(chu) 量51百萬(wan) 噸、基礎儲(chu) 量77萬(wan) 噸(以ZrO2計),其中澳大利亞(ya) 和南非擁有大的鋯英砂儲(chu) 量,儲(chu) 量占比分別占44.6%和25.0%,基礎儲(chu) 量占比45.45%、18.18%。我國資源儲(chu) 量相對比較缺乏,儲(chu) 量和基礎儲(chu) 量進展的0.98%和4.81%。

 

    鋯英砂主要產(chan) 地集中於(yu) 澳大利亞(ya) 、南非Richards Bay Deposit 地區、美國佛羅裏達以及非洲的莫桑比克和亞(ya) 洲的印度尼西亞(ya) 、越南、印度等。目前年產(chan) 鋯英砂在125-130萬(wan) 噸之間。澳大利亞(ya) 是*大鋯英砂生產(chan) 國,目前占*總量1/3 以上。南非是*二大鋯英砂生產(chan) 國,產(chan) 量僅(jin) 次於(yu) 澳大利亞(ya) ,目前占*總量約1/3。





     鋯英砂產(chan) 地主要分布在海南的文昌和萬(wan) 寧、廣東(dong) 的湛江,年產(chan) 量約為(wei) 2萬(wan) 噸。加工粗砂的能力為(wei) 4-5萬(wan) 噸。國內(nei) 隻有海南文昌的鋯英砂精礦的品質好,萬(wan) 寧和湛江主要生產(chan) 普通鋯英砂。從(cong) 地區消費結構來看,國內(nei) 和歐洲是主要的鋯消費地區,各占約30%。



三、鋯應用領域廣泛、金屬鋯僅(jin) 占3%-4%左右

     國內(nei) 鋯英砂是生產(chan) 鋯製品的初原料,可用於(yu) 生產(chan) 矽酸鋯和氯氧化鋯,而氯氧化鋯是生產(chan) 碳酸鋯、硫酸鋯、二氧化鋯、複合氧化鋯、金屬鋯等鋯製品的主要原料,複合氧化鋯則是生產(chan) 氧化鋯結構陶瓷的主要原材料。



     國內(nei) 鋯的應用領域非常廣泛,主要以矽酸鋯、氧化鋯的形式應用於(yu) 陶瓷、耐火材料等領域,這部分的應用占鋯消費的90%以上。另外,由於(yu) 金屬鋯具有優(you) 異的核性能,它的熱中子吸收截麵小,僅(jin) 為(wei) 0.18×l0-28。鋯及其合金的一個(ge) 重要用途就是作為(wei) 核動力反應堆的燃料包覆材料和其他結構材料。因此,鋯及鋯金的研究與(yu) 發展是與(yu) 核工業(ye) 的發展密切相關(guan) 聯的,初是用於(yu) 核動力艦船,後來則大力發展原子能發電站。鋯是一種活性金屬,對氧有很高的親(qin) 合力,這就導致在室溫的空氣中會(hui) 形成保護氧化膜,這層保護氧化膜使得鋯及其合金具有優(you) 良的抗腐蝕性能。具有優(you) 異耐蝕性的鋯對很多腐蝕介質有很強的抗力,同時又具有良好的力學和傳(chuan) 熱性能,以及顯著的成本優(you) 勢,使它成為(wei) 當今石油化工領域優(you) 異的耐蝕結構材料。工業(ye) 鋯產(chan) 品廣泛用於(yu) 各類耐蝕工藝設備中,主要應用包括壓力容器、熱交換器、管道、槽、軸、攪拌器及其它機械設備以及閥、泵、噴霧器、托盤、除霧器和塔襯料等。
     據統計,僅(jin) 有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯(或稱海綿鋯)的形式,再進一步加工成各種鋯合金,應用於(yu) 核燃料組件或者普通工業(ye) 領域。從(cong) 加工難易程度、工藝水平、科技含量等方麵而言,金屬鋯製品處於(yu) 產(chan) 業(ye) 鏈。鋯製品的應用領域如下表所示。

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