鋯、氧化鋯你聽多了,但你知道鋯怎么來的么?本文將帶大家走進鋯的原料世界。含鋯的的天然硅酸鹽礦石被稱為鋯石或風信子石。鋯在地殼中含量豐富,由于鋯與鉿性質相似,自然界的鋯與鉿總是共生的,與鋯共生的鉿一般只占鋯鉿重量的1%-2%。
一、鋯金屬及鋯的化合物
金屬鋯及其合金制品處于鋯礦產業鏈的最高環。鋯金屬具有獨特的核性能,是核反應堆的重要材料,90%以上鋯金屬都用于核反應,用作核電廠的燃料罐和核動力艦船原子燃料的包裝材料。此外鋯金屬因具有一系列的性能,如具有良好的耐熱性、可塑性、耐蝕性廣泛而應用于電子、化學、冶金、鋼鐵、國防等行業。
2017年寶雞鈦鋯展會上展示的鋯錠
鋯的化合物同樣具有優良的物理、化學性能,廣泛應用于陶瓷刀、研磨介質、精密加工鑄造、光學玻璃、光學纖維、電子陶瓷、精密陶瓷、石油裂化、玉石加工、航天航天等領域,還有現在火熱的手機陶瓷背板、烤瓷牙等。
二、鋯礦物資源概況及鋯英石特性
1、鋯的主要礦床
海濱砂礦型。如中國海南海濱、澳大利亞東海岸等礦。常形成于海濱的浪擊帶,沿著海濱呈狹長分布,延數千米到100km以上,厚度一般數十厘米。由于海岸變遷,使部分礦床成為埋藏礦床。重礦物中除了鋯石外,常有鈦鐵礦、金紅石、獨居石等可綜合利用。含異性石霞石正長巖礦床。如俄羅斯科拉半島希比內礦床等。含鋯的鈉長石化堿性巖礦床。礦石礦物主要為曲晶石、鋯石和水鋯石等,及其他共生的可利用的礦物。
2、鋯資源分布
世界鋯資源儲量約為46300kt。主要礦床是澳大利亞海濱砂礦,其次是南非、印度等。我國鋯礦儲量約居世界第九位。砂礦主要分布海南,廣東、廣西和山東。巖礦主要分布在內蒙古、四川和云南。
我國砂礦的特點是:砂礦礦石松散,粒度均勻,含泥量少,大多數裸露在地表,開采條件好,但礦床較分散,原礦TiO2和ZrO2較低,與鈦鐵礦、獨居石等共生。
3、鋯礦的礦物組成
鋯礦物因其化學和物理特性而在工業上作為有價值的礦物和礦石使用。鋯及鋯的相關產物幾乎完全由鋯英石和斜鋯石提供,其中鋯英石是主要礦物。
鋯英石顏色變化從無色到各種顏色,包括淺黃、褐黃、橙黃、淺紅棕色和棕色,有些鋯英石形成具有寶石特性的晶體。
表1主要鋯礦物組成
礦物 | 化學組成 | ZrO2,% |
鋯英石 | ZrSiO4 | 64-67 |
斜鋯石 | ZrO2 | 96.5-98.6 |
異性石 | (Na,Ca,Fe)6 Zr(Si6O17)(OH,Cl) | 8.5-14.3 |
鈦鋯釷礦 | (Ca,Fe)O·2(Zr,Ti,Th)O2 | ≤53 |
4、鋯英石的物理化學性質
鋯英石為正硅酸鋯,分子式為ZrSiO4。自然界中純的鋯英石少見,大多含有鐵、鉻、鋁、鈣等雜質。
鋯英石莫氏硬度7-8,正方晶系,有金屬光澤或玻璃光澤,普遍為棕色、淺灰色、黃色、藍色的透明或不透明狀等。導電性弱,無磁性或弱磁性。鋯英石一般不溶于酸,也不溶于堿。
粉體圈 作者:小白
參考文獻:
1、鋯的礦物資源和應用,李獻軍,馮軍寧
作者:粉體圈
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