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鋯(gao)（Zirconium）是一(yi)種化(hua)學元(yuan)(yuan)素(su)，元(yuan)(yuan)素(su)符號(hao)Zr原子序數是40，單質是一(yi)種高熔點金(jin)屬(shu)(shu)，呈(cheng)淺(qian)灰色。鋯(gao)的表(biao)面易形成一(yi)層氧化(hua)膜(mo)，具(ju)有(you)光(guang)澤，故外觀(guan)與(yu)鋼相似。有(you)耐腐蝕性(xing)，可溶(rong)于氫氟酸(suan)和(he)王水，高溫時，可與(yu)非金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素(su)和(he)許多金(jin)屬(shu)(shu)元(yuan)(yuan)素(su)反應，生成固溶(rong)體。

研究歷史

發現歷史

含(han)鋯(gao)的(de)(de)天(tian)然硅(gui)酸(suan)鹽ZrSiO4稱為(wei)鋯(gao)石（Zircon）或風信子石（hyacinth）廣(guang)泛分布于自(zi)然界中，具有(you)從橙到(dao)紅的(de)(de)各種(zhong)美(mei)麗(li)的(de)(de)顏(yan)色，自(zi)古以來被認為(wei)是寶(bao)石，據說(shuo)Zircon一詞(ci)來自(zi)阿拉伯文(wen)Zarqūn，是朱砂，又說(shuo)是來自(zi)波斯文(wen)Zargun，是金色，hyacinth則來自(zi)希臘(la)文(wen)的(de)(de)“百合(he)花”一詞(ci)，印(yin)度(du)洋中的(de)(de)島國斯里蘭卡盛(sheng)產鋯(gao)石。包含(han)鋯(gao)的(de)(de)寶(bao)石作為(wei)鋯(gao)石的(de)(de)形式在古代就(jiu)已(yi)知了。

1789年德國(guo)人(ren)M.H.Klaproth對(dui)鋯(gao)石進行研究時發現(xian)，將(jiang)它與(yu)氫(qing)氧(yang)化鈉共熔，用鹽酸(suan)溶解冷卻物(wu)，在(zai)溶液(ye)中添加碳(tan)酸(suan)鉀，沉淀(dian)，過(guo)濾并清洗沉淀(dian)物(wu)，再將(jiang)沉淀(dian)物(wu)與(yu)硫酸(suan)共煮(zhu)，然后濾去(qu)硅(gui)的氧(yang)化物(wu)，在(zai)濾液(ye)中檢(jian)查鈣、鎂、鋁的氧(yang)化物(wu)，均未(wei)發現(xian)，在(zai)溶液(ye)中添加碳(tan)酸(suan)鉀后出(chu)現(xian)沉淀(dian)，這(zhe)個(ge)(ge)沉淀(dian)物(wu)不(bu)(bu)像氧(yang)化鋁那(nei)樣溶于堿液(ye)，也(ye)不(bu)(bu)像鎂的氧(yang)化物(wu)那(nei)樣和酸(suan)作(zuo)用，Klaproth認(ren)為這(zhe)個(ge)(ge)沉淀(dian)物(wu)和以(yi)前所知的氧(yang)化物(wu)都不(bu)(bu)一樣，是(shi)由Zirkonerde（鋯(gao)土，德文）構成(cheng)的，不(bu)(bu)久，法國(guo)化學(xue)家de Morueau和Vauquelin兩人(ren)都證實M.H.Klaproth的分析是(shi)正確(que)的，該元素拉丁(ding)名為Zirconium，符號認(ren)為Zr，中國(guo)譯成(cheng)鋯(gao)。

1808年(nian)，英國的(de)(de)H.Davy利(li)用(yong)電(dian)流(liu)分(fen)解(jie)鋯(gao)的(de)(de)化(hua)(hua)合物，沒有成(cheng)功，1824年(nian)瑞典的(de)(de)J.J.Berzelius首先用(yong)鉀(jia)還原(yuan)K2ZrF6時制得(de)金屬鋯(gao)，但(dan)不夠純，反應式(shi)為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該(gai)反應也可(ke)用(yong)Na作還原(yuan)劑，直到1914年(nian)，荷蘭一家(jia)金屬白(bai)熱電(dian)燈制造廠的(de)(de)兩位研究人員Lely和Ham bruger用(yong)無水四氯化(hua)(hua)鋯(gao)和過量金屬鈉同盛入一空球中，利(li)用(yong)電(dian)流(liu)加熱500℃，取得(de)了純金屬鋯(gao)。

完全(quan)純凈的鋯(gao)在1925年才被荷蘭化學家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由(you)分(fen)解四碘化鋯(gao)（ZrI4）制(zhi)取。鋯(gao)由(you)鎂(mei)加熱四氯化鋯(gao)來(lai)大量(liang)生產。

國內發展歷史

中國鋯(gao)業(ye)(ye)(ye)的(de)發展是艱(jian)苦和曲折的(de)，但對世界鋯(gao)業(ye)(ye)(ye)的(de)發展作出了(le)巨大的(de)貢獻(xian)。中國鋯(gao)業(ye)(ye)(ye)的(de)發展歷經下列(lie)幾個階段(duan)。

20世紀(ji)60年代，中(zhong)國曾經用碳氯(lv)化(hua)法生(sheng)產(chan)(chan)過無鉿的核用金屬鋯，那時有(you)(you)上(shang)海紅色冶煉廠、901廠、錦州鐵合金廠；同時還有(you)(you)上(shang)海五一化(hua)工廠、北京有(you)(you)色金屬熔煉廠、水口山(shan)六(liu)廠和(he)河南(nan)焦作化(hua)工總(zong)廠，用硫酸法生(sheng)產(chan)(chan)氧化(hua)鋯。由于(yu)我國核工業(ye)(ye)尚未(wei)發展，氧化(hua)鋯未(wei)能在工業(ye)(ye)上(shang)取得(de)應用，生(sheng)產(chan)(chan)技術(shu)、產(chan)(chan)品質量、環境(jing)污(wu)染(ran)等都存在嚴重問題，資金也比較(jiao)困難，因此，這些(xie)工廠的規模一直未(wei)發展起來，大部(bu)分(fen)工廠停產(chan)(chan)、轉產(chan)(chan)、關(guan)閉，只有(you)(you)少數工廠保留、待(dai)觀、試(shi)驗(yan)。

20世紀70年代中期，由于國(guo)(guo)外氧(yang)化(hua)鋯(gao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)發展，影響了(le)中國(guo)(guo)。特別(bie)是(shi)氧(yang)化(hua)鋯(gao)在衛生(sheng)(sheng)陶瓷方面的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)，促(cu)進了(le)氧(yang)化(hua)鋯(gao)的(de)(de)發展。但由于原有的(de)(de)工藝(yi)(yi)(yi)技術落后、工藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程過長(chang)、產品(pin)質量(liang)差(cha)、環境污染嚴(yan)重等，迫使人們(men)進行氧(yang)化(hua)鋯(gao)生(sheng)(sheng)產工藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)改進研究，以后就(jiu)確(que)立了(le)工業(ye)上應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)NaOH燒結(jie)和(he)HC1分(fen)解工藝(yi)(yi)(yi)生(sheng)(sheng)產氧(yang)化(hua)鋯(gao)，并于1978年建立第1家按NaOH燒結(jie)工藝(yi)(yi)(yi)生(sheng)(sheng)產氧(yang)化(hua)鋯(gao)的(de)(de)工廠(chang)——宜興化(hua)工廠(chang)。與此(ci)同時，在湖州(zhou)也建立了(le)一個小型的(de)(de)生(sheng)(sheng)產廠(chang)。產品(pin)質量(liang)在當(dang)時(在國(guo)(guo)內(nei))還(huan)是(shi)比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)(de)，但規模都比(bi)較(jiao)小。因為當(dang)時在國(guo)(guo)內(nei)氧(yang)化(hua)鋯(gao)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)還(huan)是(shi)很陌生(sheng)(sheng)的(de)(de)，所以銷量(liang)不是(shi)很大。

由于(yu)氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)復雜，環境污(wu)(wu)染嚴重(zhong)，為了保護本(ben)國(guo)的(de)利(li)益(yi)，發(fa)達(da)國(guo)家(jia)(jia)幾(ji)(ji)乎(hu)把這個低利(li)潤、高(gao)能(neng)耗、高(gao)污(wu)(wu)染的(de)前期生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)去掉，而保留高(gao)效、無污(wu)(wu)染的(de)深加工(gong)工(gong)藝(yi)(yi)。因此發(fa)達(da)國(guo)家(jia)(jia)氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)幾(ji)(ji)乎(hu)都停止(zhi)生(sheng)產(chan)，從國(guo)外采(cai)購氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)原料，這樣就(jiu)促(cu)進了中國(guo)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)工(gong)業的(de)發(fa)展。隨著1980年中國(guo)向(xiang)世界市場開放，氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)開始(shi)出口(kou)，宜(yi)興化(hua)(hua)(hua)工(gong)廠規模得到迅猛(meng)發(fa)展。這也(ye)許是中國(guo)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)工(gong)業發(fa)展的(de)轉折點。隨著外貿的(de)擴大，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)(hua)學制品(pin)品(pin)種增多，產(chan)量增大，企(qi)業效益(yi)良好。由于(yu)利(li)益(yi)驅動(dong)，這時在國(guo)內發(fa)展了一批新的(de)企(qi)業，生(sheng)產(chan)能(neng)力(li)有所增長(chang)，但生(sheng)產(chan)量跟不(bu)上生(sheng)產(chan)能(neng)力(li)。

到了(le)20世紀90年代，南非、澳大利亞的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)英砂進(jin)入(ru)中(zhong)國(guo)，鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)質量、工(gong)藝技術水平(ping)、回(hui)收(shou)率均有所提高。同時，根據國(guo)外客(ke)商的(de)(de)(de)要求，鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)種類也(ye)擴(kuo)大了(le)。在利益的(de)(de)(de)驅動下(xia)，生產廠(chang)家進(jin)一步增(zeng)多，鋯(gao)(gao)(gao)英砂供應(ying)充(chong)足(zu)，原材(cai)料價(jia)格下(xia)降。氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)出(chu)口量猛增(zeng)，促進(jin)了(le)中(zhong)國(guo)鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品(pin)(pin)工(gong)業的(de)(de)(de)發展。但(dan)由(you)于信息(xi)交(jiao)流不(bu)暢，企業間缺乏溝通，國(guo)內(nei)氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)生產廠(chang)家增(zeng)加太多，企業相(xiang)互(hu)競爭，相(xiang)互(hu)壓(ya)價(jia)，價(jia)格下(xia)跌。同時由(you)于產量猛增(zeng)，技術和檢(jian)測手段跟不(bu)上，產品(pin)(pin)質量下(xia)降，環境污染嚴重。不(bu)利于我(wo)國(guo)鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)發展。這時期的(de)(de)(de)產量約為20000t。

1990年以后，世界(jie)鋯(gao)化(hua)(hua)學(xue)制品(pin)(pin)市(shi)場擴大(da)(da)(da)，鋯(gao)陶瓷(ci)顏(yan)料(liao)(liao)、釉料(liao)(liao)需求量大(da)(da)(da)增(zeng)。西方(fang)國(guo)(guo)家在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)建(jian)立了許多生產(chan)(chan)陶瓷(ci)釉料(liao)(liao)的(de)合資(zi)企(qi)業，導致ZrO的(de)需求量大(da)(da)(da)幅增(zeng)加。這大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)刺激中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)學(xue)制品(pin)(pin)的(de)發展，新(xin)建(jian)工廠蜂擁而上，原(yuan)有企(qi)業生產(chan)(chan)量連續增(zeng)產(chan)(chan)。在(zai)中(zhong)國(guo)(guo)，第1次出(chu)(chu)現了鋯(gao)化(hua)(hua)學(xue)制品(pin)(pin)供(gong)大(da)(da)(da)于(yu)(yu)求的(de)現象，產(chan)(chan)量達到(dao)40000-45000t。價格下跌，企(qi)業效益明顯(xian)下降。最近幾年，中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)學(xue)制品(pin)(pin)有了更大(da)(da)(da)的(de)發展，但(dan)由于(yu)(yu)鋯(gao)英砂短缺。原(yuan)材料(liao)(liao)的(de)漲價，企(qi)業之間的(de)競爭(zheng)加劇(ju)，鋯(gao)化(hua)(hua)學(xue)制品(pin)(pin)的(de)價格偏低，庫存增(zeng)加，致使企(qi)業陷入(ru)困境，甚至出(chu)(chu)現嚴重虧損，小工廠瀕臨關(guan)閉。

中(zhong)(zhong)國的鋯化(hua)學制(zhi)品的產(chan)量(liang)大約在(zai)70000-75000t，庫存量(liang)在(zai)10000-15000t。資金積壓嚴重，有些工(gong)廠(chang)停產(chan)，而(er)有些工(gong)廠(chang)在(zai)擴產(chan)。所以，中(zhong)(zhong)國的鋯業發展不(bu)容樂觀。

物理性質

鋯，原(yuan)(yuan)子序數40，原(yuan)(yuan)子量91.224，為銀灰色(se)金屬(shu)，外觀似鋼，有光澤，熔點(dian)(dian)1852°C，沸點(dian)(dian)4377°C，密度6.49克/立方(fang)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 6.49g/cm3

原子量 91.224

體積 14.1cm3/mol

晶(jing)體結構：晶(jing)胞(bao)為密排六方(fang)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(gao)(gao)容易吸收氫、氮和氧(yang)氣(qi)；鋯(gao)(gao)對(dui)氧(yang)的親和力很強，1000°C氧(yang)氣(qi)溶(rong)于鋯(gao)(gao)中能(neng)使其體(ti)積顯(xian)著(zhu)增(zeng)加。鋯(gao)(gao)的表面易形成一層氧(yang)化(hua)膜(mo)，具有(you)光澤，故外觀與(yu)鋼相似。有(you)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)，但是溶(rong)于氫氟酸和王水。高溫時，可與(yu)非金(jin)屬(shu)元素(su)和許多金(jin)屬(shu)元素(su)反(fan)應(ying)，生成固溶(rong)體(ti)。鋯(gao)(gao)的可塑性(xing)好，易于加工成板、絲等。鋯(gao)(gao)在加熱時能(neng)大量(liang)地吸收氧(yang)、氫、氮等氣(qi)體(ti)，可用作貯氫材料。鋯(gao)(gao)的耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)比鈦好，接近鈮、鉭(tan)。鋯(gao)(gao)與(yu)鉿是化(hua)學性(xing)質(zhi)相似、又共生在一起的兩個金(jin)屬(shu)，且(qie)含有(you)放(fang)射性(xing)物質(zhi)。

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

外圍電子層排布(bu) 4d25s2

核外電子排布 2，8，18，10，2

氧化(hua)態 0、+1、+2、+3、+4

電離能(neng) (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)化鋯(gao)（ZrO?）是自然(ran)界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)原(yuan)料(liao)，主(zhu)要有斜鋯(gao)石(shi)和(he)(he)鋯(gao)英(ying)(ying)石(shi)。鋯(gao)英(ying)(ying)石(shi)系火成巖深層礦(kuang)(kuang)物(wu)(wu)，顏色(se)(se)有淡黃(huang)、棕黃(huang)、黃(huang)綠等，比重4.6-4.7，硬度(du)(du)7.5，具有強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)金屬光(guang)澤(ze)，可為(wei)陶(tao)瓷釉(you)(you)用原(yuan)料(liao)。純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)是一(yi)種(zhong)高(gao)(gao)(gao)級耐火原(yuan)料(liao)，其(qi)熔融(rong)溫度(du)(du)約為(wei)2900℃它可提(ti)高(gao)(gao)(gao)釉(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)(gao)溫粘度(du)(du)和(he)(he)擴大粘度(du)(du)變(bian)化的(de)(de)(de)(de)(de)(de)溫度(du)(du)范圍，有較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)(ding)性，其(qi)含量為(wei)2%-3%時，能(neng)提(ti)高(gao)(gao)(gao)釉(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗龜裂性能(neng)。還(huan)因(yin)它的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學惰性大，故能(neng)提(ti)高(gao)(gao)(gao)釉(you)(you)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)化學穩定(ding)(ding)性和(he)(he)耐酸堿(jian)能(neng)力，還(huan)能(neng)起到乳(ru)濁(zhuo)劑的(de)(de)(de)(de)(de)(de)作用。在(zai)建筑陶(tao)瓷釉(you)(you)料(liao)中多(duo)使用鋯(gao)英(ying)(ying)石(shi)，一(yi)般用量為(wei)8%-12%。并為(wei)“釉(you)(you)下(xia)白”的(de)(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)料(liao)，氧(yang)化鋯(gao)為(wei)黃(huang)綠色(se)(se)顏料(liao)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)助色(se)(se)劑，若想獲(huo)得較好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)釩鋯(gao)黃(huang)顏料(liao)必(bi)須選用質純的(de)(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)。

1、由灼(zhuo)燒(shao)二氧(yang)化(hua)鋯(gao)水合物或揮發性含氧(yang)酸鋯(gao)鹽所得的二氧(yang)化(hua)鋯(gao)為白色粉末，不溶于水。

2、經(jing)由輕度灼燒所得的二氧化鋯，比較容易被無(wu)機酸(suan)溶解(jie)。

強熱灼(zhuo)燒所得的二氧化鋯只溶(rong)于(yu)濃硫酸和氫氟酸，經過熔融重結晶的二氧化鋯只與氫氟酸作用。

3、二(er)氧化(hua)鋯是(shi)一種兩性氧化(hua)物，與堿(jian)共熔可形成鋯酸鹽(yan)，但鋯酸鹽(yan)遇水容易水解為(wei)ZrO2·xH2O而沉淀(dian)。

4、二氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)與碳(tan)和(he)氯(lv)氣高溫(wen)反應，或者與四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)碳(tan)反應，生成(cheng)四氯(lv)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)及二氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)，水解(jie)又得到二氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)。

5、它在(zai)電弧(hu)中與碳(tan)作用生(sheng)成碳(tan)化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折(zhe)射率高，化學穩(wen)定性能，是一種優質、價廉的乳濁劑，被(bei)廣泛用(yong)于各種建(jian)筑陶(tao)瓷(ci)(ci)、衛生陶(tao)瓷(ci)(ci)、日用(yong)陶(tao)瓷(ci)(ci)、一級(ji)工藝品陶(tao)瓷(ci)(ci)等(deng)的生產(chan)中，在(zai)陶(tao)瓷(ci)(ci)釉(you)(you)料(liao)(liao)(liao)的加(jia)工生產(chan)中，使用(yong)范圍廣，應(ying)(ying)用(yong)量大。硅酸鋯(gao)之所以(yi)在(zai)陶(tao)瓷(ci)(ci)生產(chan)中得(de)以(yi)廣泛應(ying)(ying)用(yong)，還(huan)因為其化學穩(wen)定性好，因而不受陶(tao)瓷(ci)(ci)燒(shao)成(cheng)氣氛的影響，且能顯著(zhu)改(gai)善陶(tao)瓷(ci)(ci)的坯(pi)釉(you)(you)結合性能，提高陶(tao)瓷(ci)(ci)釉(you)(you)面硬度。硅酸鋯(gao)也(ye)在(zai)電視行(xing)業的彩色顯像管、玻(bo)璃(li)行(xing)業的乳化玻(bo)璃(li)、搪瓷(ci)(ci)釉(you)(you)料(liao)(liao)(liao)生產(chan)中得(de)到(dao)了進一步的應(ying)(ying)用(yong)。硅酸鋯(gao)的熔點高：2500攝氏度，所以(yi)在(zai)耐火材料(liao)(liao)(liao)、玻(bo)璃(li)窯(yao)爐鋯(gao)搗打料(liao)(liao)(liao)、澆注料(liao)(liao)(liao)、噴涂料(liao)(liao)(liao)中也(ye)被(bei)廣泛應(ying)(ying)用(yong)。

鋯指數

鋯(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數是(shi)后(hou)(hou)處理工藝中用(yong)(yong)來衡(heng)量溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)降(jiang)解程度(du)的(de)(de)(de)指(zhi)(zhi)標。95Zr是(shi)一種重(zhong)要的(de)(de)(de)裂片(pian)，降(jiang)解后(hou)(hou)的(de)(de)(de)溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)對95Zr具有高選擇性的(de)(de)(de)保(bao)(bao)留(liu)作用(yong)(yong)，鋯(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數越(yue)大，溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)降(jiang)解越(yue)嚴重(zhong)。鋯(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數（Z值(zhi)(zhi)）的(de)(de)(de)測量方法(fa)是(shi)：反萃(cui)后(hou)(hou)有機(ji)相(xiang)經氫(qing)氧化鈉、水(shui)和(he)硝酸洗滌后(hou)(hou)，用(yong)(yong)示(shi)蹤(zong)量95Zr水(shui)相(xiang)與之平衡(heng)，用(yong)(yong)3mol/L硝酸洗有機(ji)相(xiang)3次，除去TBP萃(cui)取的(de)(de)(de)95Zr。測定溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)相(xiang)中被(bei)保(bao)(bao)留(liu)的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)量，每109L溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)保(bao)(bao)留(liu)的(de)(de)(de)95Zr的(de)(de)(de)摩爾數為溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)Z值(zhi)(zhi)。由于鋯(gao)(gao)在水(shui)溶(rong)(rong)液中行為復雜，隨測量條件不同(tong)，Z值(zhi)(zhi)會不同(tong)，因(yin)而常用(yong)(yong)不穩定系數來表征溶(rong)(rong)劑(ji)(ji)(ji)(ji)的(de)(de)(de)穩定性。

同位素

天然鋯(gao)有6種(zhong)穩定同位素：鋯(gao)-90、鋯(gao)-91、鋯(gao)-92、鋯(gao)-94、鋯(gao)-96，其(qi)中鋯(gao)-90含量(liang)最大。

同(tong)位(wei)素 豐度 半衰(shuai)(shuai)期 衰(shuai)(shuai)變模式 衰(shuai)(shuai)變能量 衰(shuai)(shuai)變產物(wu)

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩定

Zr-91 11.22% 穩定

Zr-92 17.15% 穩定

Zr-93 人(ren)造 1.53×106年 β衰(shuai)變 0.091 Nb-93

Zr-94 17.38% 穩定

Zr-96 2.80% ＞3.8×1019年 β衰(shuai)變 3.35 Nb-96

含量分布

地殼中(zhong)(zhong)(zhong)鋯(gao)(gao)的含(han)量(liang)居第(di)19位，幾乎與鉻相等。自然界(jie)(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)具有(you)(you)工(gong)業價值的含(han)鋯(gao)(gao)礦(kuang)物，主要(yao)(yao)有(you)(you)鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)及斜鋯(gao)(gao)石(shi)。世界(jie)(jie)鋯(gao)(gao)資(zi)(zi)源主要(yao)(yao)賦存于海(hai)濱砂礦(kuang)礦(kuang)床中(zhong)(zhong)(zhong)，只有(you)(you)少部分賦于積(ji)礦(kuang)砂和原生礦(kuang)中(zhong)(zhong)(zhong)。世界(jie)(jie)鋯(gao)(gao)英(ying)砂儲(chu)(chu)量(liang)約4000萬(wan)(wan)噸(dun)，其中(zhong)(zhong)(zhong)85%分布在(zai)澳大利亞、南(nan)非(fei)、美國、印度和前(qian)蘇聯。我國鋯(gao)(gao)礦(kuang)儲(chu)(chu)量(liang)居世界(jie)(jie)第(di)九位，總儲(chu)(chu)量(liang)為200余萬(wan)(wan)噸(dun)，主要(yao)(yao)集中(zhong)(zhong)(zhong)在(zai)廣(guang)東、海(hai)南(nan)、廣(guang)西(xi)和四川，而(er)云(yun)南(nan)主要(yao)(yao)是巖礦(kuang)，其它如湖南(nan)、湖北(bei)、安徽、福建、江西(xi)、遼寧等，也有(you)(you)一(yi)些鋯(gao)(gao)資(zi)(zi)源。

元素(su)在(zai)太陽(yang)中的含量（ppm） 0.04

元素(su)在海水中的含量(liang)（ppm） 0.000009

地殼中含(han)量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯和(he)鋰及鈦一樣能(neng)(neng)強烈地吸收氮、氫(qing)、氧(yang)等氣(qi)體(ti)。當溫度超(chao)過(guo)攝氏(shi)九百(bai)度，鋯能(neng)(neng)猛(meng)烈地吸收氮氣(qi)；在攝氏(shi)二百(bai)度的(de)條件(jian)下，一百(bai)克(ke)金屬(shu)鋯能(neng)(neng)夠吸收八百(bai)一十(shi)七升氫(qing)氣(qi)，相當于鐵的(de)八十(shi)多萬倍。鋯的(de)這(zhe)種特性(xing)已(yi)被廣泛利(li)用(yong)，比如在電真空(kong)工業中，人們廣泛利(li)用(yong)鋯粉涂在電真空(kong)元(yuan)件(jian)和(he)儀(yi)表的(de)陽極和(he)其(qi)他(ta)受熱(re)部件(jian)的(de)表面上，吸收真空(kong)管中的(de)殘(can)余氣(qi)體(ti)，制成高度真空(kong)的(de)電子管和(he)其(qi)他(ta)電真空(kong)儀(yi)表，從(cong)而提高它們的(de)質量(liang)，延(yan)長它們的(de)使用(yong)時間(jian)。

冶金作用

鋯(gao)(gao)還(huan)可(ke)以(yi)用做(zuo)冶(ye)金工業的(de)(de)“維生素”，發揮它強(qiang)有(you)力(li)的(de)(de)脫氧、除氮、去硫的(de)(de)作(zuo)用。鋼(gang)里(li)只要加進千分(fen)之一(yi)的(de)(de)鋯(gao)(gao)，硬度(du)和強(qiang)度(du)就會驚(jing)人地提高；含鋯(gao)(gao)的(de)(de)裝甲鋼(gang)、不銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang)等，是(shi)制造裝甲車、坦克、大炮和防彈板等國防武(wu)器(qi)的(de)(de)重要材料(liao)。把鋯(gao)(gao)摻進銅里(li)，抽成銅線(xian)，導電(dian)能力(li)并(bing)不減(jian)弱，而熔(rong)點(dian)卻大大提高，用做(zuo)高壓電(dian)線(xian)非常合適(shi)。含鋯(gao)(gao)的(de)(de)鋅鎂(mei)合金，又(you)輕又(you)耐高溫(wen)，強(qiang)度(du)是(shi)普通鎂(mei)合金的(de)(de)兩倍(bei)，可(ke)用到噴氣(qi)發動(dong)機構件(jian)的(de)(de)制造上(shang)。

另外，鋯粉的特點是著(zhu)火(huo)點低和(he)燃(ran)燒速(su)度(du)快(kuai)，可以用(yong)做起(qi)爆雷(lei)管的起(qi)爆藥，這種高級雷(lei)管甚至在水下(xia)也能夠(gou)爆炸。鋯粉再(zai)加上氧化劑。這好比火(huo)上加油(you)，燃(ran)燒起(qi)來強光(guang)眩目，是制造曳光(guang)彈和(he)照明彈的好材料。

鋯合金

鋯(gao)(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)以(yi)鋯(gao)(gao)為基體(ti)加入其(qi)他元(yuan)素(su)而(er)構(gou)成的有(you)色(se)合(he)(he)金(jin)(jin)。主要合(he)(he)金(jin)(jin)元(yuan)素(su)有(you)錫、鈮、鐵等。鋯(gao)(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)在(zai)300～400℃的高(gao)溫高(gao)壓水和(he)蒸汽中(zhong)有(you)良(liang)好的耐蝕(shi)性(xing)能、適中(zhong)的力學性(xing)能、較低的原(yuan)子(zi)熱(re)中(zhong)子(zi)吸收截面(mian)，對核燃料有(you)良(liang)好的相(xiang)容性(xing)，多用(yong)作水冷核反應堆的堆芯結(jie)構(gou)材料。此外，鋯(gao)(gao)對多種酸、堿和(he)鹽有(you)優良(liang)的抗蝕(shi)性(xing)，與(yu)氧、氮(dan)等氣體(ti)有(you)強(qiang)烈的親和(he)力，因此鋯(gao)(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)也用(yong)于(yu)制造耐蝕(shi)部件(jian)(jian)和(he)制藥(yao)機(ji)械(xie)部件(jian)(jian)，在(zai)電真空和(he)燈泡工業中(zhong)被廣泛用(yong)作非蒸散型(xing)消氣劑。

工(gong)業(ye)規(gui)模生產的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)有(you)鋯(gao)(gao)錫系和(he)鋯(gao)(gao)鈮(ni)系兩類。前者合(he)金(jin)(jin)牌號有(you)Zr-2、Zr-4，后(hou)者的(de)(de)(de)典(dian)型代表(biao)是Zr-2.5Nb。在(zai)鋯(gao)(gao)錫系合(he)金(jin)(jin)中，合(he)金(jin)(jin)元素(su)錫、鐵、鉻、鎳(nie)可(ke)(ke)提(ti)高材料(liao)的(de)(de)(de)強度(du)、耐蝕性(xing)和(he)耐蝕膜(mo)的(de)(de)(de)導(dao)熱(re)性(xing)，降低表(biao)面狀態對(dui)腐蝕的(de)(de)(de)敏感(gan)性(xing)。通常Zr-2合(he)金(jin)(jin)用(yong)于(yu)沸水堆(dui)，Zr-4合(he)金(jin)(jin)用(yong)于(yu)壓水堆(dui)。在(zai)鋯(gao)(gao)鈮(ni)系合(he)金(jin)(jin)中，鈮(ni)的(de)(de)(de)添加(jia)量(liang)達到使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)下鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)晶體(ti)結構的(de)(de)(de)固溶極(ji)限時，合(he)金(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)最好。鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)有(you)同質異晶轉變，高溫(wen)下的(de)(de)(de)晶體(ti)結構為(wei)(wei)體(ti)心立方，低溫(wen)下為(wei)(wei)密排六(liu)方。鋯(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)塑性(xing)好，可(ke)(ke)通過塑性(xing)加(jia)工(gong)制成管材、板材、棒材和(he)絲材；其焊接性(xing)也(ye)好，可(ke)(ke)用(yong)以(yi)進(jin)行焊接加(jia)工(gong)。

鋯(gao)(gao)的(de)(de)熱(re)(re)中(zhong)子(zi)俘獲截面小，有(you)突出的(de)(de)核性(xing)(xing)能(neng)，是(shi)發展原子(zi)能(neng)工業不可(ke)(ke)缺(que)少的(de)(de)材料，可(ke)(ke)作(zuo)反應堆芯結構材料。鋯(gao)(gao)粉在空(kong)氣中(zhong)易燃燒，可(ke)(ke)作(zuo)引爆雷管(guan)及(ji)無煙(yan)火藥(yao)。鋯(gao)(gao)可(ke)(ke)用(yong)于優質(zhi)鋼(gang)脫氧(yang)去硫的(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)，也(ye)是(shi)裝甲鋼(gang)、大(da)炮(pao)用(yong)鋼(gang)、不銹鋼(gang)及(ji)耐(nai)熱(re)(re)鋼(gang)的(de)(de)組元。鋯(gao)(gao)是(shi)鎂合(he)(he)金的(de)(de)重要合(he)(he)金元素，能(neng)提(ti)高鎂合(he)(he)抗(kang)拉強(qiang)度和(he)加(jia)(jia)工性(xing)(xing)能(neng)。鋯(gao)(gao)還是(shi)鋁鎂合(he)(he)金的(de)(de)變(bian)質(zhi)劑(ji)(ji)，能(neng)細化(hua)(hua)晶(jing)粒。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)和(he)鋯(gao)(gao)英(ying)(ying)石是(shi)耐(nai)火材料中(zhong)最有(you)價值的(de)(de)化(hua)(hua)合(he)(he)物。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)是(shi)新型陶瓷的(de)(de)主要材料，不可(ke)(ke)用(yong)作(zuo)抗(kang)高溫(wen)氧(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)(re)材料。二(er)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)可(ke)(ke)作(zuo)耐(nai)酸(suan)搪(tang)瓷、玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)，能(neng)顯(xian)著提(ti)高玻(bo)(bo)璃(li)的(de)(de)彈性(xing)(xing)、化(hua)(hua)學(xue)穩定性(xing)(xing)及(ji)耐(nai)熱(re)(re)性(xing)(xing)。鋯(gao)(gao)英(ying)(ying)石的(de)(de)光(guang)反射性(xing)(xing)能(neng)強(qiang)、熱(re)(re)穩定性(xing)(xing)好，在陶瓷和(he)玻(bo)(bo)璃(li)中(zhong)可(ke)(ke)作(zuo)遮光(guang)劑(ji)(ji)使用(yong)。鋯(gao)(gao)在加(jia)(jia)熱(re)(re)時(shi)能(neng)大(da)量地吸(xi)收(shou)氧(yang)、氫、氨等(deng)氣體，是(shi)理想的(de)(de)吸(xi)氣劑(ji)(ji)，如(ru)電子(zi)管(guan)中(zhong)用(yong)鋯(gao)(gao)粉作(zuo)除氣劑(ji)(ji)，用(yong)鋯(gao)(gao)絲鋯(gao)(gao)片作(zuo)柵極(ji)支架、陽極(ji)支架等(deng)。

粉末狀鐵與硝酸(suan)鋯混(hun)合，可作閃(shan)光粉。金屬鋯幾乎全部用(yong)(yong)作核反應堆中鈾(you)燃料元件(jian)的(de)(de)(de)包(bao)殼。也用(yong)(yong)來制(zhi)造照相用(yong)(yong)的(de)(de)(de)閃(shan)光燈，以及耐腐蝕的(de)(de)(de)容器和(he)管(guan)道(dao)，特別是(shi)能(neng)耐鹽酸(suan)和(he)硫酸(suan)。鋯的(de)(de)(de)化(hua)學藥品可作聚合物的(de)(de)(de)交聯劑。

軍事用途

從軍工(gong)上來看，鋼(gang)里只要(yao)加進千分之一的(de)鋯，硬度和(he)強度就會(hui)驚人地提高。含鋯的(de)裝甲鋼(gang)、大炮鍛件鋼(gang)、不銹鋼(gang)和(he)耐熱鋼(gang)等(deng)是制造裝甲車、坦克、大炮和(he)防(fang)彈板等(deng)武器(qi)的(de)重要(yao)材料(liao)。

從原子能(neng)(neng)和核(he)能(neng)(neng)上(shang)來(lai)看，鋯有突出的(de)核(he)能(neng)(neng)性，是發展原子能(neng)(neng)工(gong)業(ye)不可缺少的(de)材(cai)料，中國(guo)的(de)大型核(he)電(dian)站普遍都用鋯材(cai)，如(ru)果(guo)用核(he)動力(li)發電(dian)，每一百萬千瓦(wa)的(de)發電(dian)能(neng)(neng)力(li)，一年(nian)就要消耗掉20到25噸(dun)金(jin)屬鋯。一艘三萬馬力(li)的(de)核(he)潛艇所用的(de)鋯合金(jin)作核(he)燃料的(de)包套和壓力(li)管，使(shi)用量即可達20至30噸(dun)。

鋯(gao)是(shi)一種(zhong)稀(xi)有(you)金屬，具有(you)驚人的(de)(de)抗腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)、極高的(de)(de)熔點(dian)(dian)、超高的(de)(de)硬度(du)和(he)強度(du)等特性(xing)，被廣泛用(yong)在航空(kong)航天(tian)、軍工、核反應、原子能(neng)(neng)領域。“神六”上使用(yong)的(de)(de)抗腐(fu)蝕性(xing)、耐高的(de)(de)鈦(tai)產品(pin)，其(qi)抗腐(fu)蝕性(xing)能(neng)(neng)遠不如(ru)鋯(gao)，其(qi)熔點(dian)(dian)1600度(du)左右，而鋯(gao)的(de)(de)熔點(dian)(dian)則在1800度(du)以(yi)上，二氧(yang)化鋯(gao)的(de)(de)熔點(dian)(dian)更是(shi)高達(da)2700度(du)以(yi)上，所以(yi)鋯(gao)作為航空(kong)航天(tian)材料，其(qi)各方面的(de)(de)性(xing)能(neng)(neng)大(da)大(da)優越于鈦(tai)。

泄漏應急處理

隔離(li)泄(xie)漏污染(ran)區，限制(zhi)出入(ru)。切斷火源。建議應急(ji)處理(li)人員戴自(zi)給式呼吸器，穿消(xiao)防防護服。

小量泄漏：使用(yong)無火花(hua)工具收集于干(gan)燥(zao)、潔凈、有蓋的容(rong)器中。轉移回收。

大量泄漏：用塑料布(bu)、帆布(bu)覆蓋(gai)，減少飛散。使用無火花工具收集轉移回收。

防護措施

呼(hu)吸系(xi)統防護：空(kong)氣中(zhong)粉塵(chen)(chen)濃度超標(biao)時，佩戴自吸過濾(lv)式防塵(chen)(chen)口(kou)罩。

眼(yan)睛防(fang)護(hu)：空氣(qi)中粉塵濃度超標時，戴(dai)化學(xue)安全防(fang)護(hu)眼(yan)鏡。

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

手(shou)防(fang)護：戴防(fang)化(hua)學(xue)品手(shou)套。

儲存運輸

儲(chu)存(cun)時(shi)常以不少于25%的(de)水潤濕(shi)、鈍化。儲(chu)存(cun)于陰涼、通風的(de)庫房。遠(yuan)離火種(zhong)、熱源。包(bao)裝密封。應與酸類等分開(kai)存(cun)放(fang)，切忌混儲(chu)。采用(yong)防(fang)爆型照明、通風設施(shi)。禁止使用(yong)易產生火花的(de)機(ji)械設備和工(gong)具。儲(chu)區應備有合適的(de)材料收容泄漏物。在(zai)運(yun)輸過程中(zhong)要防(fang)雨淋(lin)、防(fang)震。裝卸時(shi)要小心輕放(fang)，防(fang)止碰撞(zhuang)和滾動，防(fang)止機(ji)械損傷。