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鋯(gao)（Zirconium）是(shi)一種化學(xue)元(yuan)(yuan)素(su)，元(yuan)(yuan)素(su)符號Zr原(yuan)子序數是(shi)40，單(dan)質是(shi)一種高(gao)熔(rong)點金(jin)屬(shu)，呈淺灰色。鋯(gao)的表面易形(xing)成(cheng)一層氧(yang)化膜，具有(you)光澤，故外觀與鋼相(xiang)似(si)。有(you)耐腐蝕性，可(ke)溶于氫氟酸和王水，高(gao)溫時，可(ke)與非金(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)和許多金(jin)屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)反(fan)應，生(sheng)成(cheng)固(gu)溶體。

研究歷史

發現歷史

含鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)天然硅酸鹽ZrSiO4稱為鋯(gao)(gao)(gao)石（Zircon）或(huo)風信子石（hyacinth）廣泛分布于(yu)自(zi)(zi)然界中，具有從橙到紅的(de)(de)(de)各(ge)種美麗的(de)(de)(de)顏色，自(zi)(zi)古(gu)以(yi)來被認為是(shi)(shi)(shi)寶石，據說Zircon一詞(ci)來自(zi)(zi)阿拉伯文Zarqūn，是(shi)(shi)(shi)朱砂(sha)，又說是(shi)(shi)(shi)來自(zi)(zi)波(bo)斯文Zargun，是(shi)(shi)(shi)金色，hyacinth則來自(zi)(zi)希臘文的(de)(de)(de)“百合花(hua)”一詞(ci)，印度洋中的(de)(de)(de)島國斯里蘭卡盛(sheng)產鋯(gao)(gao)(gao)石。包含鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)寶石作為鋯(gao)(gao)(gao)石的(de)(de)(de)形式在古(gu)代(dai)就(jiu)已知了。

1789年德國人(ren)M.H.Klaproth對鋯(gao)石進行研究(jiu)時(shi)發(fa)現(xian)，將(jiang)它與氫(qing)氧(yang)化(hua)鈉共熔，用(yong)鹽酸(suan)溶(rong)解冷卻物，在溶(rong)液中(zhong)添(tian)加碳酸(suan)鉀，沉淀(dian)，過(guo)濾(lv)并清洗沉淀(dian)物，再將(jiang)沉淀(dian)物與硫酸(suan)共煮，然后濾(lv)去硅的(de)氧(yang)化(hua)物，在濾(lv)液中(zhong)檢查鈣、鎂(mei)、鋁(lv)的(de)氧(yang)化(hua)物，均(jun)未發(fa)現(xian)，在溶(rong)液中(zhong)添(tian)加碳酸(suan)鉀后出現(xian)沉淀(dian)，這個沉淀(dian)物不(bu)像(xiang)氧(yang)化(hua)鋁(lv)那樣溶(rong)于堿(jian)液，也不(bu)像(xiang)鎂(mei)的(de)氧(yang)化(hua)物那樣和(he)酸(suan)作用(yong)，Klaproth認(ren)為這個沉淀(dian)物和(he)以前所知的(de)氧(yang)化(hua)物都不(bu)一(yi)樣，是由Zirkonerde（鋯(gao)土，德文(wen)）構成的(de)，不(bu)久，法國化(hua)學(xue)家(jia)de Morueau和(he)Vauquelin兩人(ren)都證實M.H.Klaproth的(de)分析是正確的(de)，該(gai)元(yuan)素拉丁名為Zirconium，符號認(ren)為Zr，中(zhong)國譯成鋯(gao)。

1808年(nian)，英國的(de)H.Davy利用電(dian)流分解鋯的(de)化(hua)合物，沒有(you)成功，1824年(nian)瑞(rui)典的(de)J.J.Berzelius首先用鉀還原K2ZrF6時制得金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鋯，但不(bu)夠(gou)純(chun)(chun)，反(fan)應式(shi)為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該反(fan)應也可用Na作還原劑，直到(dao)1914年(nian)，荷蘭一家金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)白(bai)熱(re)電(dian)燈制造廠的(de)兩位(wei)研(yan)究人員Lely和Ham bruger用無水(shui)四(si)氯化(hua)鋯和過量金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鈉同盛(sheng)入一空球中(zhong)，利用電(dian)流加熱(re)500℃，取得了(le)純(chun)(chun)金(jin)(jin)屬(shu)(shu)(shu)鋯。

完全純凈的鋯(gao)在1925年才被荷蘭化(hua)學家(jia)Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分解四碘化(hua)鋯(gao)（ZrI4）制取。鋯(gao)由鎂加(jia)熱四氯化(hua)鋯(gao)來大(da)量生產。

國內發展歷史

中國鋯業的發(fa)展(zhan)是艱苦和曲折的，但(dan)對世界鋯業的發(fa)展(zhan)作出(chu)了巨大的貢獻。中國鋯業的發(fa)展(zhan)歷(li)經下列幾個階段(duan)。

20世紀60年代(dai)，中(zhong)國(guo)曾經(jing)用(yong)(yong)碳氯化(hua)法(fa)生產過無鉿(jia)的核(he)用(yong)(yong)金(jin)(jin)屬鋯，那(nei)時有(you)上(shang)海紅色(se)冶煉(lian)廠(chang)、901廠(chang)、錦州鐵合金(jin)(jin)廠(chang)；同時還有(you)上(shang)海五一(yi)化(hua)工(gong)廠(chang)、北京(jing)有(you)色(se)金(jin)(jin)屬熔煉(lian)廠(chang)、水口山六(liu)廠(chang)和河(he)南(nan)焦作化(hua)工(gong)總(zong)廠(chang)，用(yong)(yong)硫酸法(fa)生產氧(yang)化(hua)鋯。由于我國(guo)核(he)工(gong)業(ye)尚未(wei)(wei)發展，氧(yang)化(hua)鋯未(wei)(wei)能在(zai)工(gong)業(ye)上(shang)取得應(ying)用(yong)(yong)，生產技(ji)術、產品(pin)質量、環境污染等都存在(zai)嚴重問題，資金(jin)(jin)也比較困(kun)難，因此，這(zhe)些工(gong)廠(chang)的規模一(yi)直未(wei)(wei)發展起來，大部分工(gong)廠(chang)停產、轉產、關(guan)閉，只有(you)少數(shu)工(gong)廠(chang)保留、待觀、試驗。

20世紀70年代中(zhong)期，由于(yu)(yu)國外氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)發展，影響了(le)(le)中(zhong)國。特別(bie)是氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)在(zai)衛(wei)生陶瓷方面(mian)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)，促(cu)進了(le)(le)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)發展。但由于(yu)(yu)原有的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)技(ji)術落(luo)后、工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程過長(chang)、產(chan)品(pin)質(zhi)量差、環境污染(ran)嚴重等，迫使人(ren)們進行氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)生產(chan)工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)(de)改進研究(jiu)，以后就(jiu)確立(li)(li)了(le)(le)工(gong)(gong)(gong)業上應用(yong)(yong)的(de)(de)(de)NaOH燒(shao)結和HC1分(fen)解工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)生產(chan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)，并于(yu)(yu)1978年建(jian)立(li)(li)第1家按NaOH燒(shao)結工(gong)(gong)(gong)藝(yi)(yi)生產(chan)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)——宜興(xing)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)。與此(ci)同時，在(zai)湖(hu)州也(ye)建(jian)立(li)(li)了(le)(le)一個小型的(de)(de)(de)生產(chan)廠(chang)。產(chan)品(pin)質(zhi)量在(zai)當(dang)(dang)時(在(zai)國內(nei))還是比較好的(de)(de)(de)，但規模都比較小。因為當(dang)(dang)時在(zai)國內(nei)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)應用(yong)(yong)還是很(hen)陌生的(de)(de)(de)，所(suo)以銷量不是很(hen)大。

由于氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)生產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝復雜，環境污(wu)(wu)染(ran)嚴重，為了(le)保護本(ben)國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)利益(yi)，發(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家幾(ji)乎(hu)把這(zhe)個低利潤、高(gao)能(neng)(neng)耗(hao)、高(gao)污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)前期生產(chan)(chan)工(gong)(gong)藝去掉，而保留高(gao)效、無污(wu)(wu)染(ran)的(de)(de)(de)深加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝。因此發(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)家氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)幾(ji)乎(hu)都停止生產(chan)(chan)，從國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)外采購氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)原料(liao)，這(zhe)樣就促進了(le)中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)(gong)業(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)。隨著1980年中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)向世界(jie)市場開放，氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)開始出口，宜(yi)興化(hua)工(gong)(gong)廠規模得到迅猛發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)。這(zhe)也許是中國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)的(de)(de)(de)轉折點。隨著外貿的(de)(de)(de)擴大，鋯(gao)(gao)化(hua)學制品(pin)品(pin)種增(zeng)多(duo)，產(chan)(chan)量(liang)增(zeng)大，企(qi)業(ye)效益(yi)良(liang)好。由于利益(yi)驅動，這(zhe)時在國(guo)(guo)(guo)(guo)(guo)內發(fa)展(zhan)(zhan)(zhan)了(le)一批新的(de)(de)(de)企(qi)業(ye)，生產(chan)(chan)能(neng)(neng)力有所(suo)增(zeng)長，但生產(chan)(chan)量(liang)跟不上生產(chan)(chan)能(neng)(neng)力。

到了20世(shi)紀90年(nian)代，南非、澳大(da)利亞的(de)鋯(gao)英(ying)砂進入中國(guo)，鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)的(de)質量(liang)(liang)、工(gong)藝技術水平、回收率均有(you)所提高。同時，根據國(guo)外客商的(de)要(yao)求(qiu)，鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)的(de)種類也擴大(da)了。在利益的(de)驅動(dong)下(xia)，生產(chan)廠家(jia)進一步增多，鋯(gao)英(ying)砂供應充足(zu)，原材料價(jia)格(ge)下(xia)降。氯(lv)氧(yang)化(hua)鋯(gao)出(chu)口量(liang)(liang)猛(meng)(meng)增，促進了中國(guo)鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)工(gong)業(ye)的(de)發展。但由于信息交(jiao)流(liu)不(bu)暢，企業(ye)間缺乏溝通，國(guo)內氯(lv)氧(yang)化(hua)鋯(gao)的(de)生產(chan)廠家(jia)增加太多，企業(ye)相(xiang)(xiang)互競爭，相(xiang)(xiang)互壓價(jia)，價(jia)格(ge)下(xia)跌(die)。同時由于產(chan)量(liang)(liang)猛(meng)(meng)增，技術和檢測(ce)手段跟不(bu)上，產(chan)品(pin)質量(liang)(liang)下(xia)降，環(huan)境污(wu)染嚴重(zhong)。不(bu)利于我國(guo)鋯(gao)化(hua)學(xue)制(zhi)品(pin)的(de)發展。這時期(qi)的(de)產(chan)量(liang)(liang)約為20000t。

1990年以(yi)后，世界鋯化學(xue)制品市場擴大(da)，鋯陶瓷顏料、釉(you)料需求量(liang)(liang)大(da)增。西方(fang)國(guo)(guo)家在中(zhong)國(guo)(guo)建立了許多生(sheng)產(chan)(chan)陶瓷釉(you)料的合資企(qi)業(ye)，導致(zhi)ZrO的需求量(liang)(liang)大(da)幅增加。這大(da)大(da)刺激中(zhong)國(guo)(guo)鋯化學(xue)制品的發展(zhan)，新建工(gong)(gong)廠蜂擁而上，原有(you)企(qi)業(ye)生(sheng)產(chan)(chan)量(liang)(liang)連續增產(chan)(chan)。在中(zhong)國(guo)(guo)，第1次出(chu)現(xian)了鋯化學(xue)制品供大(da)于(yu)求的現(xian)象，產(chan)(chan)量(liang)(liang)達(da)到(dao)40000-45000t。價(jia)格(ge)下跌，企(qi)業(ye)效(xiao)益明顯下降。最近幾(ji)年，中(zhong)國(guo)(guo)鋯化學(xue)制品有(you)了更大(da)的發展(zhan)，但由于(yu)鋯英(ying)砂短缺。原材料的漲(zhang)價(jia)，企(qi)業(ye)之間的競爭加劇，鋯化學(xue)制品的價(jia)格(ge)偏(pian)低，庫存增加，致(zhi)使企(qi)業(ye)陷(xian)入(ru)困(kun)境，甚至出(chu)現(xian)嚴(yan)重虧(kui)損(sun)，小工(gong)(gong)廠瀕臨(lin)關閉。

中國的鋯化學制品(pin)的產量大約在(zai)70000-75000t，庫(ku)存量在(zai)10000-15000t。資(zi)金積壓嚴重，有些(xie)工廠停產，而(er)有些(xie)工廠在(zai)擴產。所以，中國的鋯業發展不容樂觀。

物理性質

鋯，原子序數40，原子量91.224，為銀灰色金屬，外觀似鋼，有光澤，熔點(dian)1852°C，沸點(dian)4377°C，密度6.49克/立(li)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)體結構(gou)：晶(jing)胞(bao)為(wei)密排六方晶(jing)胞(bao)。

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

鋯容易(yi)吸收氫、氮和(he)氧(yang)氣；鋯對氧(yang)的親和(he)力很強，1000°C氧(yang)氣溶(rong)于(yu)鋯中能使其(qi)體積顯著增加。鋯的表面(mian)易(yi)形成一層氧(yang)化膜，具有(you)光澤(ze)，故(gu)外觀與(yu)鋼相似。有(you)耐腐(fu)蝕性(xing)，但是(shi)溶(rong)于(yu)氫氟酸(suan)和(he)王水。高溫時(shi)，可與(yu)非金(jin)(jin)屬(shu)元素和(he)許多金(jin)(jin)屬(shu)元素反應(ying)，生(sheng)成固溶(rong)體。鋯的可塑性(xing)好，易(yi)于(yu)加工成板(ban)、絲等(deng)。鋯在加熱時(shi)能大量地吸收氧(yang)、氫、氮等(deng)氣體，可用(yong)作(zuo)貯氫材料。鋯的耐腐(fu)蝕性(xing)比鈦(tai)好，接近鈮、鉭。鋯與(yu)鉿(jia)是(shi)化學性(xing)質相似、又共生(sheng)在一起的兩個金(jin)(jin)屬(shu)，且含有(you)放(fang)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(wai)圍電子(zi)層排布 4d25s2

核外電子排布(bu) 2，8，18，10，2

氧(yang)化(hua)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

氧化鋯(gao)(gao)（ZrO?）是(shi)自然界的(de)(de)(de)礦物原料(liao)(liao)(liao)(liao)，主要(yao)有斜鋯(gao)(gao)石(shi)和鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)。鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)系火成巖(yan)深層礦物，顏(yan)色(se)(se)有淡黃(huang)、棕(zong)黃(huang)、黃(huang)綠等(deng)，比(bi)重4.6-4.7，硬度(du)(du)7.5，具有強烈(lie)的(de)(de)(de)金(jin)屬光澤(ze)，可為(wei)陶瓷(ci)釉(you)用原料(liao)(liao)(liao)(liao)。純的(de)(de)(de)氧化鋯(gao)(gao)是(shi)一種(zhong)高級耐(nai)火原料(liao)(liao)(liao)(liao)，其熔融溫(wen)度(du)(du)約為(wei)2900℃它可提高釉(you)的(de)(de)(de)高溫(wen)粘(zhan)度(du)(du)和擴(kuo)大(da)粘(zhan)度(du)(du)變化的(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)范(fan)圍，有較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)熱穩定(ding)性，其含量為(wei)2%-3%時，能(neng)提高釉(you)的(de)(de)(de)抗龜(gui)裂性能(neng)。還因它的(de)(de)(de)化學(xue)惰(duo)性大(da)，故能(neng)提高釉(you)的(de)(de)(de)化學(xue)穩定(ding)性和耐(nai)酸堿能(neng)力(li)，還能(neng)起到乳(ru)濁劑(ji)的(de)(de)(de)作用。在建筑陶瓷(ci)釉(you)料(liao)(liao)(liao)(liao)中多使用鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)，一般用量為(wei)8%-12%。并為(wei)“釉(you)下白”的(de)(de)(de)主要(yao)原料(liao)(liao)(liao)(liao)，氧化鋯(gao)(gao)為(wei)黃(huang)綠色(se)(se)顏(yan)料(liao)(liao)(liao)(liao)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)助色(se)(se)劑(ji)，若想(xiang)獲得較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)釩鋯(gao)(gao)黃(huang)顏(yan)料(liao)(liao)(liao)(liao)必須選用質(zhi)純的(de)(de)(de)氧化鋯(gao)(gao)。

1、由灼燒二(er)(er)氧(yang)化鋯水合(he)物(wu)或揮發性含氧(yang)酸鋯鹽所(suo)得的二(er)(er)氧(yang)化鋯為白色粉末，不溶(rong)于(yu)水。

2、經由輕(qing)度灼燒所得的二氧(yang)化鋯(gao)，比(bi)較(jiao)容易被無機酸溶解。

強熱灼燒(shao)所得的(de)二(er)氧化鋯(gao)只溶于濃硫酸(suan)和(he)氫氟(fu)酸(suan)，經過(guo)熔融重結晶的(de)二(er)氧化鋯(gao)只與氫氟(fu)酸(suan)作(zuo)用。

3、二氧化鋯(gao)(gao)(gao)是一種兩性氧化物，與堿共熔可形成鋯(gao)(gao)(gao)酸(suan)鹽，但鋯(gao)(gao)(gao)酸(suan)鹽遇水容易水解為(wei)ZrO2·xH2O而沉淀。

4、二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯與碳和氯(lv)氣高溫反應，或者(zhe)與四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)碳反應，生成四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鋯及二氯(lv)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯，水解(jie)又得(de)到(dao)二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯。

5、它(ta)在電弧(hu)中(zhong)與碳作(zuo)用生成碳化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射(she)率高，化學穩定(ding)性能，是一種優(you)質、價廉的(de)(de)乳濁劑，被廣(guang)(guang)泛用于各種建筑陶(tao)瓷、衛生(sheng)陶(tao)瓷、日用陶(tao)瓷、一級工藝(yi)品陶(tao)瓷等的(de)(de)生(sheng)產(chan)中，在(zai)陶(tao)瓷釉(you)料(liao)的(de)(de)加工生(sheng)產(chan)中，使用范圍廣(guang)(guang)，應用量大。硅酸鋯之(zhi)所以(yi)在(zai)陶(tao)瓷生(sheng)產(chan)中得以(yi)廣(guang)(guang)泛應用，還因為其化學穩定(ding)性好(hao)，因而不受陶(tao)瓷燒成氣氛的(de)(de)影(ying)響，且能顯(xian)著改善陶(tao)瓷的(de)(de)坯釉(you)結合性能，提高陶(tao)瓷釉(you)面硬度(du)。硅酸鋯也(ye)在(zai)電視行業(ye)的(de)(de)彩色顯(xian)像管、玻璃(li)行業(ye)的(de)(de)乳化玻璃(li)、搪瓷釉(you)料(liao)生(sheng)產(chan)中得到了進一步(bu)的(de)(de)應用。硅酸鋯的(de)(de)熔點高：2500攝氏度(du)，所以(yi)在(zai)耐火材料(liao)、玻璃(li)窯(yao)爐鋯搗打料(liao)、澆(jiao)注料(liao)、噴涂料(liao)中也(ye)被廣(guang)(guang)泛應用。

鋯指數

鋯(gao)指(zhi)數是(shi)后(hou)(hou)(hou)處理工(gong)藝中(zhong)用(yong)(yong)(yong)來衡(heng)量溶(rong)劑(ji)降(jiang)解(jie)程(cheng)度的(de)(de)(de)(de)指(zhi)標。95Zr是(shi)一種重(zhong)要(yao)的(de)(de)(de)(de)裂(lie)片，降(jiang)解(jie)后(hou)(hou)(hou)的(de)(de)(de)(de)溶(rong)劑(ji)對95Zr具有(you)高選(xuan)擇性(xing)的(de)(de)(de)(de)保留(liu)作用(yong)(yong)(yong)，鋯(gao)指(zhi)數越大，溶(rong)劑(ji)降(jiang)解(jie)越嚴重(zhong)。鋯(gao)指(zhi)數（Z值）的(de)(de)(de)(de)測(ce)(ce)量方(fang)法(fa)是(shi)：反萃后(hou)(hou)(hou)有(you)機相(xiang)(xiang)經氫氧化鈉、水和硝酸洗(xi)(xi)滌(di)后(hou)(hou)(hou)，用(yong)(yong)(yong)示蹤量95Zr水相(xiang)(xiang)與之平衡(heng)，用(yong)(yong)(yong)3mol/L硝酸洗(xi)(xi)有(you)機相(xiang)(xiang)3次，除去(qu)TBP萃取的(de)(de)(de)(de)95Zr。測(ce)(ce)定(ding)(ding)溶(rong)劑(ji)相(xiang)(xiang)中(zhong)被保留(liu)的(de)(de)(de)(de)鋯(gao)量，每109L溶(rong)劑(ji)保留(liu)的(de)(de)(de)(de)95Zr的(de)(de)(de)(de)摩爾(er)數為溶(rong)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)Z值。由于鋯(gao)在水溶(rong)液(ye)中(zhong)行為復雜，隨測(ce)(ce)量條(tiao)件不同(tong)，Z值會不同(tong)，因而常用(yong)(yong)(yong)不穩定(ding)(ding)系數來表征溶(rong)劑(ji)的(de)(de)(de)(de)穩定(ding)(ding)性(xing)。

同位素

天然鋯(gao)(gao)(gao)有6種穩定(ding)同(tong)位素(su)：鋯(gao)(gao)(gao)-90、鋯(gao)(gao)(gao)-91、鋯(gao)(gao)(gao)-92、鋯(gao)(gao)(gao)-94、鋯(gao)(gao)(gao)-96，其中鋯(gao)(gao)(gao)-90含量(liang)最大(da)。

同位(wei)素 豐度 半衰(shuai)期(qi) 衰(shuai)變(bian)模式 衰(shuai)變(bian)能量 衰(shuai)變(bian)產(chan)物(wu)

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩定

Zr-91 11.22% 穩(wen)定(ding)

Zr-92 17.15% 穩定

Zr-93 人造 1.53×106年 β衰變 0.091 Nb-93

Zr-94 17.38% 穩定

Zr-96 2.80% ＞3.8×1019年 β衰變(bian) 3.35 Nb-96

含量分布

地殼中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)鋯的含(han)量(liang)居(ju)第19位(wei)(wei)，幾乎與鉻相等(deng)。自(zi)然界(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)具有工(gong)業價值的含(han)鋯礦(kuang)(kuang)(kuang)物，主要(yao)有鋯英石及(ji)斜鋯石。世界(jie)鋯資(zi)源主要(yao)賦(fu)存于海濱(bin)砂礦(kuang)(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)(kuang)床中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，只(zhi)有少部分賦(fu)于積礦(kuang)(kuang)(kuang)砂和原(yuan)生礦(kuang)(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。世界(jie)鋯英砂儲量(liang)約(yue)4000萬噸(dun)，其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)85%分布在澳大(da)利亞、南非(fei)、美國、印度(du)和前蘇聯(lian)。我國鋯礦(kuang)(kuang)(kuang)儲量(liang)居(ju)世界(jie)第九(jiu)位(wei)(wei)，總儲量(liang)為200余萬噸(dun)，主要(yao)集中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)在廣(guang)(guang)東(dong)、海南、廣(guang)(guang)西(xi)和四川，而云南主要(yao)是(shi)巖礦(kuang)(kuang)(kuang)，其它如(ru)湖(hu)南、湖(hu)北、安徽、福建、江(jiang)西(xi)、遼寧等(deng)，也有一些(xie)鋯資(zi)源。

元(yuan)素在太陽中的(de)含(han)量（ppm） 0.04

元素在海(hai)水中的(de)含量（ppm） 0.000009

地殼中含(han)量(liang)（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)(gao)(gao)和鋰及鈦一樣能(neng)強烈地吸(xi)收(shou)(shou)氮(dan)、氫、氧等氣(qi)(qi)體。當(dang)溫度超(chao)過攝(she)氏九百(bai)(bai)度，鋯(gao)(gao)(gao)能(neng)猛烈地吸(xi)收(shou)(shou)氮(dan)氣(qi)(qi)；在(zai)攝(she)氏二百(bai)(bai)度的(de)條件下(xia)，一百(bai)(bai)克金屬鋯(gao)(gao)(gao)能(neng)夠吸(xi)收(shou)(shou)八百(bai)(bai)一十七升氫氣(qi)(qi)，相(xiang)當(dang)于鐵的(de)八十多萬(wan)倍。鋯(gao)(gao)(gao)的(de)這種(zhong)特性已被廣(guang)(guang)泛利(li)用，比如在(zai)電真(zhen)空工業中(zhong)，人們(men)廣(guang)(guang)泛利(li)用鋯(gao)(gao)(gao)粉(fen)涂在(zai)電真(zhen)空元件和儀表的(de)陽(yang)極和其他受熱部件的(de)表面(mian)上，吸(xi)收(shou)(shou)真(zhen)空管中(zhong)的(de)殘余氣(qi)(qi)體，制成高(gao)度真(zhen)空的(de)電子管和其他電真(zhen)空儀表，從而(er)提高(gao)它(ta)們(men)的(de)質量(liang)，延長(chang)它(ta)們(men)的(de)使用時間。

冶金作用

鋯還(huan)可(ke)以(yi)用做冶金工業的(de)“維生素”，發揮它強(qiang)有力的(de)脫氧、除氮、去(qu)硫的(de)作(zuo)用。鋼里(li)只要加進(jin)千分之一的(de)鋯，硬度和強(qiang)度就會(hui)驚人地提(ti)高；含(han)鋯的(de)裝甲(jia)鋼、不(bu)銹鋼和耐熱鋼等，是(shi)制造(zao)裝甲(jia)車(che)、坦克、大(da)炮和防(fang)彈板等國防(fang)武器的(de)重要材料(liao)。把鋯摻進(jin)銅(tong)里(li)，抽成銅(tong)線，導電能力并(bing)不(bu)減弱，而熔(rong)點(dian)卻(que)大(da)大(da)提(ti)高，用做高壓電線非常(chang)合(he)適。含(han)鋯的(de)鋅鎂合(he)金，又輕(qing)又耐高溫，強(qiang)度是(shi)普通鎂合(he)金的(de)兩倍，可(ke)用到(dao)噴(pen)氣發動機構(gou)件(jian)的(de)制造(zao)上。

另外，鋯粉的特(te)點是著火點低和(he)燃燒(shao)速度快，可以(yi)用(yong)做起(qi)爆雷管的起(qi)爆藥，這種高級雷管甚至在(zai)水(shui)下也能夠(gou)爆炸。鋯粉再(zai)加(jia)上氧化劑(ji)。這好比火上加(jia)油，燃燒(shao)起(qi)來強光(guang)眩(xuan)目，是制造曳光(guang)彈(dan)和(he)照明彈(dan)的好材(cai)料(liao)。

鋯合金

鋯合金(jin)(jin)(jin)以鋯為基體加入其他元(yuan)素而(er)構成(cheng)的(de)(de)有(you)色合金(jin)(jin)(jin)。主要合金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素有(you)錫、鈮(ni)、鐵等。鋯合金(jin)(jin)(jin)在300～400℃的(de)(de)高(gao)溫高(gao)壓水和蒸(zheng)汽中(zhong)有(you)良好的(de)(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性能、適中(zhong)的(de)(de)力學性能、較低的(de)(de)原子熱中(zhong)子吸收截面，對核(he)燃料(liao)有(you)良好的(de)(de)相容(rong)性，多(duo)用(yong)作(zuo)水冷(leng)核(he)反應堆的(de)(de)堆芯結(jie)構材料(liao)。此外，鋯對多(duo)種(zhong)酸(suan)、堿和鹽有(you)優良的(de)(de)抗蝕(shi)(shi)性，與氧、氮等氣(qi)體有(you)強烈的(de)(de)親和力，因此鋯合金(jin)(jin)(jin)也用(yong)于制造(zao)耐(nai)蝕(shi)(shi)部(bu)件(jian)和制藥機械部(bu)件(jian)，在電真空和燈(deng)泡工業中(zhong)被廣泛用(yong)作(zuo)非(fei)蒸(zheng)散型消氣(qi)劑。

工(gong)業規(gui)模生產的(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)有鋯(gao)(gao)(gao)錫系(xi)和(he)(he)鋯(gao)(gao)(gao)鈮系(xi)兩類。前者合(he)金(jin)(jin)牌號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)(de)典型代(dai)表是(shi)Zr-2.5Nb。在鋯(gao)(gao)(gao)錫系(xi)合(he)金(jin)(jin)中(zhong)，合(he)金(jin)(jin)元素錫、鐵、鉻(ge)、鎳可提高(gao)材料的(de)(de)強度(du)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)和(he)(he)耐(nai)蝕膜的(de)(de)導(dao)熱性(xing)(xing)(xing)，降(jiang)低表面(mian)狀態(tai)對腐蝕的(de)(de)敏感(gan)性(xing)(xing)(xing)。通(tong)(tong)常Zr-2合(he)金(jin)(jin)用(yong)(yong)于沸水堆(dui)，Zr-4合(he)金(jin)(jin)用(yong)(yong)于壓水堆(dui)。在鋯(gao)(gao)(gao)鈮系(xi)合(he)金(jin)(jin)中(zhong)，鈮的(de)(de)添(tian)加(jia)量達到(dao)使用(yong)(yong)溫度(du)下(xia)(xia)鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)晶體(ti)結構的(de)(de)固(gu)溶極限(xian)時(shi)，合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)(xing)最好(hao)。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)有同(tong)質異晶轉變，高(gao)溫下(xia)(xia)的(de)(de)晶體(ti)結構為(wei)體(ti)心立方(fang)，低溫下(xia)(xia)為(wei)密排六方(fang)。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)塑性(xing)(xing)(xing)好(hao)，可通(tong)(tong)過(guo)塑性(xing)(xing)(xing)加(jia)工(gong)制成管(guan)材、板材、棒(bang)材和(he)(he)絲(si)材；其焊(han)接(jie)性(xing)(xing)(xing)也(ye)好(hao)，可用(yong)(yong)以進行焊(han)接(jie)加(jia)工(gong)。

鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱中(zhong)子俘(fu)獲截(jie)面小，有(you)突出的(de)(de)(de)核性(xing)能，是(shi)發展(zhan)原(yuan)子能工業不可(ke)(ke)(ke)(ke)缺少的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，可(ke)(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)反(fan)應堆(dui)芯結構材(cai)(cai)料(liao)。鋯(gao)(gao)粉(fen)在(zai)(zai)空(kong)氣中(zhong)易(yi)燃燒，可(ke)(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)引爆雷管及(ji)(ji)無煙(yan)火(huo)藥。鋯(gao)(gao)可(ke)(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)于(yu)優質鋼脫(tuo)氧去硫的(de)(de)(de)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)，也是(shi)裝甲鋼、大炮用(yong)(yong)(yong)鋼、不銹鋼及(ji)(ji)耐(nai)熱鋼的(de)(de)(de)組元(yuan)。鋯(gao)(gao)是(shi)鎂合金的(de)(de)(de)重要(yao)合金元(yuan)素，能提(ti)高(gao)鎂合抗拉強度和加(jia)(jia)(jia)工性(xing)能。鋯(gao)(gao)還是(shi)鋁鎂合金的(de)(de)(de)變質劑(ji)(ji)，能細化(hua)晶(jing)粒。二(er)氧化(hua)鋯(gao)(gao)和鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)是(shi)耐(nai)火(huo)材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)最有(you)價值的(de)(de)(de)化(hua)合物(wu)。二(er)氧化(hua)鋯(gao)(gao)是(shi)新型陶瓷的(de)(de)(de)主要(yao)材(cai)(cai)料(liao)，不可(ke)(ke)(ke)(ke)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)(zuo)抗高(gao)溫(wen)氧化(hua)的(de)(de)(de)加(jia)(jia)(jia)熱材(cai)(cai)料(liao)。二(er)氧化(hua)鋯(gao)(gao)可(ke)(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)耐(nai)酸搪瓷、玻璃的(de)(de)(de)添加(jia)(jia)(jia)劑(ji)(ji)，能顯著提(ti)高(gao)玻璃的(de)(de)(de)彈性(xing)、化(hua)學穩定性(xing)及(ji)(ji)耐(nai)熱性(xing)。鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)的(de)(de)(de)光(guang)反(fan)射性(xing)能強、熱穩定性(xing)好，在(zai)(zai)陶瓷和玻璃中(zhong)可(ke)(ke)(ke)(ke)作(zuo)(zuo)遮光(guang)劑(ji)(ji)使用(yong)(yong)(yong)。鋯(gao)(gao)在(zai)(zai)加(jia)(jia)(jia)熱時(shi)能大量地吸(xi)(xi)收氧、氫、氨等氣體(ti)，是(shi)理想(xiang)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)氣劑(ji)(ji)，如電子管中(zhong)用(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)粉(fen)作(zuo)(zuo)除氣劑(ji)(ji)，用(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)絲鋯(gao)(gao)片作(zuo)(zuo)柵極(ji)支架(jia)、陽極(ji)支架(jia)等。

粉末狀鐵與硝酸鋯(gao)混合，可作閃光粉。金屬鋯(gao)幾乎全部(bu)用(yong)(yong)作核反應堆中(zhong)鈾燃料元(yuan)件(jian)的包(bao)殼(ke)。也用(yong)(yong)來制(zhi)造照相用(yong)(yong)的閃光燈，以及耐(nai)腐蝕的容器和管道，特(te)別是能耐(nai)鹽酸和硫酸。鋯(gao)的化學藥品(pin)可作聚合物的交(jiao)聯劑。

軍事用途

從軍工上(shang)來看，鋼(gang)里只要加進千分之一的(de)鋯(gao)，硬度和強度就會驚(jing)人地(di)提高。含鋯(gao)的(de)裝甲(jia)鋼(gang)、大炮鍛件鋼(gang)、不銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang)等(deng)是制造裝甲(jia)車、坦克、大炮和防彈板等(deng)武(wu)器的(de)重要材料。

從原子能(neng)和核(he)(he)(he)能(neng)上來看，鋯(gao)有突出的核(he)(he)(he)能(neng)性，是發(fa)(fa)展原子能(neng)工(gong)業(ye)不可缺(que)少的材(cai)料(liao)，中國的大(da)型核(he)(he)(he)電站普遍都用(yong)(yong)鋯(gao)材(cai)，如果(guo)用(yong)(yong)核(he)(he)(he)動力(li)(li)發(fa)(fa)電，每一(yi)(yi)百萬(wan)千瓦的發(fa)(fa)電能(neng)力(li)(li)，一(yi)(yi)年就要(yao)消(xiao)耗掉20到25噸金(jin)(jin)屬鋯(gao)。一(yi)(yi)艘三(san)萬(wan)馬力(li)(li)的核(he)(he)(he)潛艇所用(yong)(yong)的鋯(gao)合金(jin)(jin)作(zuo)核(he)(he)(he)燃(ran)料(liao)的包套和壓力(li)(li)管(guan)，使用(yong)(yong)量即可達20至30噸。

鋯(gao)(gao)是(shi)一種(zhong)稀有(you)金屬，具有(you)驚(jing)人的(de)(de)抗(kang)(kang)腐蝕性能(neng)(neng)、極高的(de)(de)熔(rong)點、超高的(de)(de)硬度(du)和強(qiang)度(du)等特性，被(bei)廣泛用(yong)在航(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)天、軍工、核反(fan)應、原(yuan)子能(neng)(neng)領域。“神六”上使用(yong)的(de)(de)抗(kang)(kang)腐蝕性、耐高的(de)(de)鈦產品(pin)，其抗(kang)(kang)腐蝕性能(neng)(neng)遠(yuan)不如鋯(gao)(gao)，其熔(rong)點1600度(du)左(zuo)右，而鋯(gao)(gao)的(de)(de)熔(rong)點則在1800度(du)以(yi)上，二氧(yang)化鋯(gao)(gao)的(de)(de)熔(rong)點更是(shi)高達2700度(du)以(yi)上，所以(yi)鋯(gao)(gao)作(zuo)為航(hang)(hang)空(kong)(kong)航(hang)(hang)天材料，其各方面的(de)(de)性能(neng)(neng)大大優越于(yu)鈦。

泄漏應急處理

隔離(li)泄漏污染區，限制(zhi)出入(ru)。切斷火源(yuan)。建議應急處(chu)理(li)人(ren)員(yuan)戴自給(gei)式呼吸(xi)器，穿消防(fang)防(fang)護服(fu)。

小(xiao)量(liang)泄漏：使用(yong)無火花工具(ju)收集于(yu)干燥、潔(jie)凈(jing)、有蓋的容器(qi)中。轉移回收。

大量泄漏：用(yong)塑(su)料布、帆布覆蓋(gai)，減少飛散。使用(yong)無火花工(gong)具收(shou)集轉移(yi)回(hui)收(shou)。

防護措施

呼吸(xi)系(xi)統(tong)防護：空(kong)氣中(zhong)粉塵濃度(du)超標時，佩戴自吸(xi)過濾式防塵口罩。

眼(yan)睛防護(hu)：空氣中粉(fen)塵濃度超標時，戴化學安全防護(hu)眼(yan)鏡。

身(shen)體(ti)防護：穿一般作業(ye)防護服(fu)。

手(shou)防護：戴防化學品(pin)手(shou)套。

儲存運輸

儲(chu)(chu)存時常以(yi)不少(shao)于25%的(de)水(shui)潤(run)濕(shi)、鈍(dun)化(hua)。儲(chu)(chu)存于陰涼、通風的(de)庫房。遠離火(huo)種、熱源。包(bao)裝(zhuang)密封。應與酸類(lei)等分(fen)開存放，切(qie)忌混儲(chu)(chu)。采用防(fang)(fang)爆型照明、通風設(she)施。禁止(zhi)(zhi)(zhi)使用易產生火(huo)花的(de)機械(xie)(xie)設(she)備和(he)(he)工具。儲(chu)(chu)區應備有合(he)適的(de)材料收容(rong)泄(xie)漏物。在運輸過程中(zhong)要(yao)防(fang)(fang)雨淋、防(fang)(fang)震。裝(zhuang)卸時要(yao)小心輕放，防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)(zhi)碰撞(zhuang)和(he)(he)滾動，防(fang)(fang)止(zhi)(zhi)(zhi)機械(xie)(xie)損傷。