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鋯（Zirconium）是一種化學元(yuan)(yuan)素(su)(su)，元(yuan)(yuan)素(su)(su)符號Zr原子(zi)序(xu)數(shu)是40，單質是一種高熔點金屬(shu)，呈淺灰色(se)。鋯的表面易(yi)形成一層氧化膜，具(ju)有光(guang)澤(ze)，故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性(xing)，可溶于氫(qing)氟酸和王水，高溫(wen)時，可與非金屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)和許多金屬(shu)元(yuan)(yuan)素(su)(su)反應，生(sheng)成固溶體(ti)。

研究歷史

發現歷史

含鋯(gao)(gao)的(de)(de)天然(ran)硅(gui)酸鹽ZrSiO4稱為鋯(gao)(gao)石(shi)（Zircon）或風信子石(shi)（hyacinth）廣泛分布于自(zi)(zi)然(ran)界(jie)中，具有從橙(cheng)到紅的(de)(de)各種(zhong)美麗的(de)(de)顏色，自(zi)(zi)古以來(lai)(lai)被(bei)認為是寶石(shi)，據說Zircon一(yi)詞來(lai)(lai)自(zi)(zi)阿拉伯文Zarqūn，是朱砂，又說是來(lai)(lai)自(zi)(zi)波斯文Zargun，是金色，hyacinth則來(lai)(lai)自(zi)(zi)希臘文的(de)(de)“百合花”一(yi)詞，印度洋中的(de)(de)島國斯里蘭卡(ka)盛產鋯(gao)(gao)石(shi)。包含鋯(gao)(gao)的(de)(de)寶石(shi)作(zuo)為鋯(gao)(gao)石(shi)的(de)(de)形(xing)式在古代就已知了。

1789年德國(guo)人M.H.Klaproth對鋯石進行研究(jiu)時發現(xian)，將它(ta)與氫氧(yang)化(hua)(hua)鈉共熔(rong)，用鹽酸(suan)(suan)溶解冷卻物(wu)，在(zai)溶液中添(tian)加碳酸(suan)(suan)鉀，沉淀(dian)，過濾并清洗沉淀(dian)物(wu)，再(zai)將沉淀(dian)物(wu)與硫酸(suan)(suan)共煮，然后濾去(qu)硅(gui)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)，在(zai)濾液中檢查鈣、鎂(mei)(mei)、鋁(lv)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)，均(jun)未(wei)發現(xian)，在(zai)溶液中添(tian)加碳酸(suan)(suan)鉀后出現(xian)沉淀(dian)，這(zhe)(zhe)個(ge)沉淀(dian)物(wu)不(bu)像氧(yang)化(hua)(hua)鋁(lv)那樣溶于堿液，也不(bu)像鎂(mei)(mei)的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)那樣和酸(suan)(suan)作用，Klaproth認為這(zhe)(zhe)個(ge)沉淀(dian)物(wu)和以前(qian)所知的(de)氧(yang)化(hua)(hua)物(wu)都不(bu)一樣，是(shi)由(you)Zirkonerde（鋯土，德文）構成的(de)，不(bu)久，法國(guo)化(hua)(hua)學(xue)家de Morueau和Vauquelin兩人都證實M.H.Klaproth的(de)分析是(shi)正確的(de)，該元素拉丁(ding)名為Zirconium，符號認為Zr，中國(guo)譯成鋯。

1808年，英(ying)國的(de)H.Davy利(li)用(yong)電(dian)流(liu)分解(jie)鋯的(de)化合物，沒有成功，1824年瑞典(dian)的(de)J.J.Berzelius首先用(yong)鉀(jia)還(huan)原K2ZrF6時制(zhi)(zhi)得(de)金屬(shu)鋯，但不夠(gou)純，反應(ying)式為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該(gai)反應(ying)也可(ke)用(yong)Na作還(huan)原劑(ji)，直到1914年，荷(he)蘭(lan)一家金屬(shu)白熱電(dian)燈制(zhi)(zhi)造廠的(de)兩位研究(jiu)人員(yuan)Lely和Ham bruger用(yong)無水四氯化鋯和過量(liang)金屬(shu)鈉(na)同盛(sheng)入一空(kong)球(qiu)中(zhong)，利(li)用(yong)電(dian)流(liu)加(jia)熱500℃，取得(de)了純金屬(shu)鋯。

完全(quan)純凈的鋯(gao)在(zai)1925年才(cai)被荷蘭(lan)化學家Anton Eduard van Arkel和(he)Jan Hendrik de Boer，由分解(jie)四(si)(si)碘(dian)化鋯(gao)（ZrI4）制取。鋯(gao)由鎂加熱(re)四(si)(si)氯(lv)化鋯(gao)來大量生產。

國內發展歷史

中國(guo)鋯(gao)(gao)業(ye)(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)是(shi)艱苦和曲折的(de)(de)，但(dan)對世界(jie)鋯(gao)(gao)業(ye)(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)作出(chu)了巨大的(de)(de)貢獻。中國(guo)鋯(gao)(gao)業(ye)(ye)的(de)(de)發(fa)展(zhan)歷經下列幾個階(jie)段。

20世(shi)紀60年代(dai)，中(zhong)國曾經用碳氯化(hua)法(fa)生產(chan)(chan)過(guo)無鉿的核用金(jin)屬鋯，那時有(you)上海紅色冶煉廠(chang)(chang)、901廠(chang)(chang)、錦州鐵合金(jin)廠(chang)(chang)；同時還(huan)有(you)上海五(wu)一(yi)化(hua)工廠(chang)(chang)、北(bei)京有(you)色金(jin)屬熔煉廠(chang)(chang)、水口山六廠(chang)(chang)和(he)河南(nan)焦作化(hua)工總廠(chang)(chang)，用硫酸法(fa)生產(chan)(chan)氧(yang)化(hua)鋯。由于我國核工業(ye)尚未發展，氧(yang)化(hua)鋯未能在工業(ye)上取得應用，生產(chan)(chan)技術、產(chan)(chan)品(pin)質量、環(huan)境污染(ran)等都存在嚴重問題(ti)，資金(jin)也(ye)比較(jiao)困難，因此，這些(xie)工廠(chang)(chang)的規模一(yi)直未發展起來，大部(bu)分工廠(chang)(chang)停(ting)產(chan)(chan)、轉產(chan)(chan)、關閉，只有(you)少數工廠(chang)(chang)保留(liu)、待(dai)觀、試(shi)驗(yan)。

20世紀(ji)70年代中期，由于國外(wai)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)發(fa)展，影響了(le)中國。特別是氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)在(zai)衛生陶瓷(ci)方面的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)，促(cu)進了(le)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)發(fa)展。但由于原有的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)技術落后、工(gong)藝(yi)(yi)(yi)流程過長、產(chan)品質量差、環境(jing)污染(ran)嚴重等，迫(po)使人(ren)們進行(xing)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)生產(chan)工(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)(de)改進研究，以后就確(que)立(li)了(le)工(gong)業上應(ying)(ying)用(yong)(yong)的(de)(de)(de)NaOH燒結和HC1分(fen)解工(gong)藝(yi)(yi)(yi)生產(chan)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)，并于1978年建立(li)第1家按NaOH燒結工(gong)藝(yi)(yi)(yi)生產(chan)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)工(gong)廠——宜(yi)興化(hua)(hua)(hua)工(gong)廠。與此同時(shi)(shi)，在(zai)湖州也建立(li)了(le)一個小型的(de)(de)(de)生產(chan)廠。產(chan)品質量在(zai)當時(shi)(shi)(在(zai)國內)還是比(bi)較(jiao)好的(de)(de)(de)，但規模都比(bi)較(jiao)小。因為當時(shi)(shi)在(zai)國內氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)還是很(hen)陌生的(de)(de)(de)，所以銷量不是很(hen)大。

由(you)于氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)復雜(za)，環境污(wu)染嚴重，為了保(bao)護本國(guo)(guo)的(de)利益(yi)(yi)，發(fa)達國(guo)(guo)家幾(ji)乎把這(zhe)個低(di)利潤、高(gao)(gao)能(neng)耗、高(gao)(gao)污(wu)染的(de)前期生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)去掉，而保(bao)留(liu)高(gao)(gao)效(xiao)、無污(wu)染的(de)深加工(gong)(gong)工(gong)(gong)藝(yi)。因此發(fa)達國(guo)(guo)家氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)幾(ji)乎都停止生(sheng)產，從國(guo)(guo)外采購氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)原(yuan)料(liao)，這(zhe)樣就促(cu)進了中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)(gong)業(ye)的(de)發(fa)展(zhan)(zhan)。隨著1980年(nian)中(zhong)國(guo)(guo)向世界市場開放，氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)開始出口，宜興化(hua)工(gong)(gong)廠規模(mo)得到迅(xun)猛(meng)發(fa)展(zhan)(zhan)。這(zhe)也許(xu)是中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)(gong)業(ye)發(fa)展(zhan)(zhan)的(de)轉(zhuan)折點(dian)。隨著外貿(mao)的(de)擴大(da)，鋯(gao)(gao)化(hua)學(xue)制品品種增(zeng)多，產量(liang)增(zeng)大(da)，企業(ye)效(xiao)益(yi)(yi)良好。由(you)于利益(yi)(yi)驅動(dong)，這(zhe)時(shi)在(zai)國(guo)(guo)內發(fa)展(zhan)(zhan)了一(yi)批新的(de)企業(ye)，生(sheng)產能(neng)力有所增(zeng)長，但生(sheng)產量(liang)跟不上生(sheng)產能(neng)力。

到了(le)(le)20世紀90年代(dai)，南非、澳(ao)大利(li)亞(ya)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)英砂(sha)進入中國，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)化學制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)質(zhi)量、工藝技術(shu)水平、回收率均有所提高。同(tong)時(shi)，根(gen)據國外客商的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要(yao)求(qiu)，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)化學制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)種類也(ye)擴大了(le)(le)。在(zai)利(li)益(yi)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)驅動下，生(sheng)(sheng)產(chan)廠(chang)家進一步增多，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)英砂(sha)供(gong)應(ying)充足，原材料(liao)價(jia)格(ge)下降(jiang)。氯氧化鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)出(chu)口量猛增，促進了(le)(le)中國鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)化學制品(pin)(pin)工業的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展。但由(you)于(yu)信(xin)息(xi)交流不暢(chang)，企業間(jian)缺乏溝通，國內氯氧化鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)產(chan)廠(chang)家增加(jia)太多，企業相(xiang)互競爭，相(xiang)互壓(ya)價(jia)，價(jia)格(ge)下跌。同(tong)時(shi)由(you)于(yu)產(chan)量猛增，技術(shu)和檢(jian)測(ce)手段跟(gen)不上，產(chan)品(pin)(pin)質(zhi)量下降(jiang)，環境污染嚴(yan)重。不利(li)于(yu)我國鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)化學制品(pin)(pin)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)發展。這時(shi)期的(de)(de)(de)(de)(de)(de)產(chan)量約(yue)為20000t。

1990年(nian)以后，世界鋯(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品市(shi)場擴(kuo)大，鋯(gao)陶(tao)瓷顏料、釉料需(xu)求(qiu)量(liang)大增。西方國(guo)(guo)(guo)家在中(zhong)國(guo)(guo)(guo)建立了許多生(sheng)產(chan)陶(tao)瓷釉料的合資企(qi)業，導致(zhi)ZrO的需(xu)求(qiu)量(liang)大幅增加。這大大刺激中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品的發展(zhan)，新建工廠蜂擁而(er)上，原(yuan)有企(qi)業生(sheng)產(chan)量(liang)連續增產(chan)。在中(zhong)國(guo)(guo)(guo)，第1次(ci)出現了鋯(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品供(gong)大于求(qiu)的現象，產(chan)量(liang)達到(dao)40000-45000t。價(jia)格(ge)下(xia)跌，企(qi)業效益明顯(xian)下(xia)降(jiang)。最近幾(ji)年(nian)，中(zhong)國(guo)(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品有了更大的發展(zhan)，但由于鋯(gao)英砂短缺。原(yuan)材料的漲價(jia)，企(qi)業之間(jian)的競爭加劇，鋯(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制品的價(jia)格(ge)偏低(di)，庫存增加，致(zhi)使企(qi)業陷入(ru)困境，甚至出現嚴重虧損，小工廠瀕臨關閉。

中國的鋯化(hua)學制品的產(chan)(chan)(chan)量大(da)約在(zai)70000-75000t，庫存量在(zai)10000-15000t。資金積(ji)壓(ya)嚴重，有些工廠停產(chan)(chan)(chan)，而有些工廠在(zai)擴(kuo)產(chan)(chan)(chan)。所以，中國的鋯業發展(zhan)不(bu)容樂觀。

物理性質

鋯，原子(zi)序數40，原子(zi)量91.224，為銀灰色金屬，外觀似鋼，有光澤(ze)，熔點1852°C，沸點4377°C，密度(du)6.49克/立方厘米(mi)。

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(liang) 91.224

體(ti)積 14.1cm3/mol

晶體(ti)結構：晶胞為密排六方晶胞。

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

鋯容易吸收(shou)氫、氮(dan)和(he)(he)氧(yang)氣；鋯對氧(yang)的(de)(de)親和(he)(he)力(li)很強，1000°C氧(yang)氣溶(rong)于(yu)鋯中能使其(qi)體(ti)(ti)積顯著增加。鋯的(de)(de)表面易形(xing)成(cheng)一層氧(yang)化膜，具有(you)光(guang)澤，故外觀與鋼(gang)相(xiang)似(si)(si)。有(you)耐腐蝕(shi)性，但是溶(rong)于(yu)氫氟酸和(he)(he)王水。高(gao)溫時，可(ke)與非(fei)金(jin)屬元素和(he)(he)許多金(jin)屬元素反應，生成(cheng)固溶(rong)體(ti)(ti)。鋯的(de)(de)可(ke)塑性好，易于(yu)加工成(cheng)板、絲等(deng)。鋯在加熱時能大量(liang)地吸收(shou)氧(yang)、氫、氮(dan)等(deng)氣體(ti)(ti)，可(ke)用作(zuo)貯氫材料(liao)。鋯的(de)(de)耐腐蝕(shi)性比鈦(tai)好，接近(jin)鈮、鉭。鋯與鉿是化學性質相(xiang)似(si)(si)、又(you)共生在一起的(de)(de)兩個(ge)金(jin)屬，且含有(you)放射性物質。

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

外圍電子層排布 4d25s2

核外電子排布(bu) 2，8，18，10，2

氧化態 0、+1、+2、+3、+4

電(dian)離(li)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(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)（ZrO?）是(shi)自(zi)然界的(de)(de)(de)(de)礦物原(yuan)(yuan)料(liao)，主(zhu)要有斜鋯(gao)(gao)(gao)石和鋯(gao)(gao)(gao)英石。鋯(gao)(gao)(gao)英石系(xi)火成巖深(shen)層礦物，顏(yan)色有淡黃(huang)、棕(zong)黃(huang)、黃(huang)綠等(deng)，比(bi)重4.6-4.7，硬(ying)度(du)(du)7.5，具有強烈的(de)(de)(de)(de)金屬光澤，可為(wei)陶瓷釉用(yong)原(yuan)(yuan)料(liao)。純的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)一種(zhong)高(gao)級(ji)耐火原(yuan)(yuan)料(liao)，其(qi)(qi)熔融溫(wen)度(du)(du)約為(wei)2900℃它(ta)可提(ti)高(gao)釉的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)粘(zhan)度(du)(du)和擴大粘(zhan)度(du)(du)變化(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)溫(wen)度(du)(du)范圍(wei)，有較好(hao)的(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)，其(qi)(qi)含量(liang)為(wei)2%-3%時，能(neng)(neng)提(ti)高(gao)釉的(de)(de)(de)(de)抗(kang)龜(gui)裂性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)。還因它(ta)的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學惰性(xing)(xing)(xing)大，故能(neng)(neng)提(ti)高(gao)釉的(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)學穩定(ding)性(xing)(xing)(xing)和耐酸(suan)堿能(neng)(neng)力，還能(neng)(neng)起到(dao)乳濁劑(ji)(ji)的(de)(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)。在建筑陶瓷釉料(liao)中多使用(yong)鋯(gao)(gao)(gao)英石，一般用(yong)量(liang)為(wei)8%-12%。并(bing)為(wei)“釉下白”的(de)(de)(de)(de)主(zhu)要原(yuan)(yuan)料(liao)，氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)為(wei)黃(huang)綠色顏(yan)料(liao)良(liang)好(hao)的(de)(de)(de)(de)助色劑(ji)(ji)，若想獲得較好(hao)的(de)(de)(de)(de)釩鋯(gao)(gao)(gao)黃(huang)顏(yan)料(liao)必須選(xuan)用(yong)質(zhi)純的(de)(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)。

1、由灼燒二(er)氧化鋯(gao)水(shui)合(he)物或(huo)揮發性含氧酸鋯(gao)鹽(yan)所得(de)的二(er)氧化鋯(gao)為白色粉末，不溶于水(shui)。

2、經由(you)輕度灼燒所得的二氧化鋯，比較容(rong)易(yi)被無機酸溶解。

強熱灼燒所得的(de)(de)二氧化鋯(gao)只溶于濃硫酸(suan)和(he)氫(qing)氟酸(suan)，經過熔融重結(jie)晶(jing)的(de)(de)二氧化鋯(gao)只與氫(qing)氟酸(suan)作用(yong)。

3、二(er)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)酸鹽(yan)(yan)，但鋯(gao)(gao)(gao)酸鹽(yan)(yan)遇水(shui)容易水(shui)解為ZrO2·xH2O而沉淀。

4、二(er)氧化(hua)鋯(gao)與碳和氯(lv)氣高溫反應，或者與四氯(lv)化(hua)碳反應，生成四氯(lv)化(hua)鋯(gao)及(ji)二(er)氯(lv)氧化(hua)鋯(gao)，水(shui)解又(you)得到二(er)氧化(hua)鋯(gao)。

5、它在電弧(hu)中與碳作用(yong)生(sheng)成碳化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射率高，化(hua)學(xue)穩定性(xing)能(neng)，是一種(zhong)優(you)質、價廉的(de)(de)乳(ru)濁劑(ji)，被廣(guang)(guang)(guang)泛(fan)用(yong)于各種(zhong)建筑陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、衛生(sheng)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、日用(yong)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、一級工(gong)藝(yi)品陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)等的(de)(de)生(sheng)產中(zhong)，在陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉(you)料(liao)(liao)(liao)的(de)(de)加工(gong)生(sheng)產中(zhong)，使(shi)用(yong)范圍廣(guang)(guang)(guang)，應(ying)用(yong)量大。硅酸(suan)鋯(gao)之(zhi)所(suo)以(yi)在陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)生(sheng)產中(zhong)得(de)以(yi)廣(guang)(guang)(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)，還因為其化(hua)學(xue)穩定性(xing)好，因而(er)不受陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒成(cheng)氣氛的(de)(de)影響，且(qie)能(neng)顯著(zhu)改善(shan)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)坯釉(you)結合(he)性(xing)能(neng)，提(ti)高陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉(you)面硬度。硅酸(suan)鋯(gao)也(ye)在電視行(xing)業的(de)(de)彩(cai)色顯像(xiang)管、玻璃(li)行(xing)業的(de)(de)乳(ru)化(hua)玻璃(li)、搪瓷(ci)(ci)釉(you)料(liao)(liao)(liao)生(sheng)產中(zhong)得(de)到了(le)進一步的(de)(de)應(ying)用(yong)。硅酸(suan)鋯(gao)的(de)(de)熔點高：2500攝(she)氏(shi)度，所(suo)以(yi)在耐火材料(liao)(liao)(liao)、玻璃(li)窯爐鋯(gao)搗打(da)料(liao)(liao)(liao)、澆注料(liao)(liao)(liao)、噴涂料(liao)(liao)(liao)中(zhong)也(ye)被廣(guang)(guang)(guang)泛(fan)應(ying)用(yong)。

鋯指數

鋯指數是后(hou)處(chu)理工藝中(zhong)用(yong)(yong)來(lai)衡量溶(rong)(rong)劑(ji)降解程度(du)的(de)指標。95Zr是一種重(zhong)要的(de)裂片，降解后(hou)的(de)溶(rong)(rong)劑(ji)對95Zr具有高選(xuan)擇性(xing)的(de)保(bao)留作用(yong)(yong)，鋯指數越大(da)，溶(rong)(rong)劑(ji)降解越嚴重(zhong)。鋯指數（Z值）的(de)測量方(fang)法(fa)是：反萃后(hou)有機(ji)相(xiang)經氫氧化鈉、水和硝(xiao)酸(suan)洗(xi)滌后(hou)，用(yong)(yong)示蹤量95Zr水相(xiang)與之平衡，用(yong)(yong)3mol/L硝(xiao)酸(suan)洗(xi)有機(ji)相(xiang)3次(ci)，除去TBP萃取的(de)95Zr。測定溶(rong)(rong)劑(ji)相(xiang)中(zhong)被保(bao)留的(de)鋯量，每109L溶(rong)(rong)劑(ji)保(bao)留的(de)95Zr的(de)摩爾數為溶(rong)(rong)劑(ji)的(de)Z值。由于鋯在水溶(rong)(rong)液中(zhong)行為復(fu)雜，隨測量條(tiao)件不(bu)同，Z值會不(bu)同，因而常用(yong)(yong)不(bu)穩定系數來(lai)表征(zheng)溶(rong)(rong)劑(ji)的(de)穩定性(xing)。

同位素

天然鋯(gao)有6種穩定同位素：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(wei)素 豐度(du) 半衰期 衰變(bian)模式 衰變(bian)能量 衰變(bian)產(chan)物

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩定

Zr-91 11.22% 穩定

Zr-92 17.15% 穩定

Zr-93 人造 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(nian) β衰變 3.35 Nb-96

含量分布

地殼中(zhong)(zhong)鋯的含量(liang)居第19位，幾乎與(yu)鉻相等。自然界(jie)(jie)中(zhong)(zhong)具有工業價值的含鋯礦(kuang)(kuang)物(wu)，主要有鋯英(ying)石及斜鋯石。世(shi)界(jie)(jie)鋯資源主要賦存于(yu)海濱砂(sha)礦(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)床中(zhong)(zhong)，只(zhi)有少部(bu)分賦于(yu)積礦(kuang)(kuang)砂(sha)和(he)原生礦(kuang)(kuang)中(zhong)(zhong)。世(shi)界(jie)(jie)鋯英(ying)砂(sha)儲量(liang)約4000萬噸，其(qi)中(zhong)(zhong)85%分布在澳(ao)大利亞、南(nan)(nan)非(fei)、美國、印度和(he)前蘇聯。我國鋯礦(kuang)(kuang)儲量(liang)居世(shi)界(jie)(jie)第九位，總儲量(liang)為(wei)200余萬噸，主要集中(zhong)(zhong)在廣東(dong)、海南(nan)(nan)、廣西和(he)四川，而云(yun)南(nan)(nan)主要是巖礦(kuang)(kuang)，其(qi)它如湖(hu)南(nan)(nan)、湖(hu)北、安(an)徽、福建、江(jiang)西、遼寧等，也有一些(xie)鋯資源。

元(yuan)素在(zai)太陽中的含(han)量（ppm） 0.04

元素在海(hai)水中的(de)含量（ppm） 0.000009

地殼中含量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)和(he)(he)鋰及鈦(tai)一(yi)樣能強烈地吸收氮、氫、氧等氣體。當(dang)溫度(du)(du)超(chao)過攝氏(shi)九百度(du)(du)，鋯(gao)能猛烈地吸收氮氣；在(zai)攝氏(shi)二百度(du)(du)的(de)(de)條件(jian)下，一(yi)百克(ke)金(jin)屬鋯(gao)能夠(gou)吸收八百一(yi)十七升氫氣，相當(dang)于鐵(tie)的(de)(de)八十多萬倍。鋯(gao)的(de)(de)這種特(te)性已被廣泛(fan)利用，比如在(zai)電(dian)真(zhen)空(kong)工業中，人們(men)(men)廣泛(fan)利用鋯(gao)粉(fen)涂在(zai)電(dian)真(zhen)空(kong)元件(jian)和(he)(he)儀表的(de)(de)陽(yang)極和(he)(he)其(qi)他受熱部件(jian)的(de)(de)表面上(shang)，吸收真(zhen)空(kong)管(guan)中的(de)(de)殘(can)余氣體，制(zhi)成高(gao)度(du)(du)真(zhen)空(kong)的(de)(de)電(dian)子管(guan)和(he)(he)其(qi)他電(dian)真(zhen)空(kong)儀表，從而提(ti)高(gao)它(ta)們(men)(men)的(de)(de)質量(liang)，延長它(ta)們(men)(men)的(de)(de)使用時(shi)間。

冶金作用

鋯(gao)還可以用(yong)做冶金工業的“維生(sheng)素(su)”，發揮(hui)它(ta)強(qiang)有力(li)的脫氧、除氮、去硫的作用(yong)。鋼里(li)(li)只(zhi)要(yao)加進(jin)千分之一的鋯(gao)，硬度(du)(du)和(he)強(qiang)度(du)(du)就會驚(jing)人地提高(gao)；含鋯(gao)的裝甲(jia)鋼、不銹鋼和(he)耐熱鋼等(deng)，是制造裝甲(jia)車、坦(tan)克、大(da)炮和(he)防(fang)彈板等(deng)國防(fang)武器的重(zhong)要(yao)材料。把鋯(gao)摻(chan)進(jin)銅(tong)里(li)(li)，抽(chou)成銅(tong)線，導(dao)電能力(li)并(bing)不減弱，而熔點卻大(da)大(da)提高(gao)，用(yong)做高(gao)壓電線非常合適。含鋯(gao)的鋅(xin)鎂合金，又輕又耐高(gao)溫，強(qiang)度(du)(du)是普通鎂合金的兩(liang)倍(bei)，可用(yong)到噴氣發動機構件(jian)的制造上。

另外，鋯(gao)粉(fen)的(de)特點(dian)是著火點(dian)低(di)和燃燒(shao)速度快，可(ke)以用(yong)做起(qi)爆(bao)雷管的(de)起(qi)爆(bao)藥，這(zhe)種高級雷管甚至在水(shui)下也能(neng)夠爆(bao)炸。鋯(gao)粉(fen)再加上氧化劑。這(zhe)好(hao)比火上加油，燃燒(shao)起(qi)來強光(guang)眩目，是制造曳光(guang)彈和照明(ming)彈的(de)好(hao)材料(liao)。

鋯合金

鋯合(he)金(jin)以鋯為基體加入其他元素而(er)構成的(de)(de)(de)(de)有(you)色合(he)金(jin)。主要合(he)金(jin)元素有(you)錫、鈮、鐵等。鋯合(he)金(jin)在(zai)300～400℃的(de)(de)(de)(de)高溫高壓(ya)水和(he)蒸汽中(zhong)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)耐蝕(shi)(shi)(shi)性能、適(shi)中(zhong)的(de)(de)(de)(de)力學性能、較低的(de)(de)(de)(de)原子熱中(zhong)子吸收截面，對核(he)燃料(liao)有(you)良(liang)好的(de)(de)(de)(de)相容性，多用作水冷核(he)反應堆(dui)的(de)(de)(de)(de)堆(dui)芯(xin)結構材料(liao)。此外，鋯對多種酸(suan)、堿和(he)鹽有(you)優良(liang)的(de)(de)(de)(de)抗蝕(shi)(shi)(shi)性，與氧、氮等氣體有(you)強烈的(de)(de)(de)(de)親和(he)力，因此鋯合(he)金(jin)也用于制(zhi)造(zao)耐蝕(shi)(shi)(shi)部件和(he)制(zhi)藥機(ji)械部件，在(zai)電真空和(he)燈泡工(gong)業中(zhong)被廣泛用作非(fei)蒸散型消氣劑。

工(gong)業規模生(sheng)產的(de)鋯合(he)金(jin)(jin)有鋯錫系和(he)(he)鋯鈮系兩類。前者合(he)金(jin)(jin)牌號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)典型代表(biao)是(shi)Zr-2.5Nb。在鋯錫系合(he)金(jin)(jin)中，合(he)金(jin)(jin)元素錫、鐵、鉻、鎳(nie)可(ke)提高材料(liao)的(de)強度(du)、耐(nai)蝕(shi)(shi)性和(he)(he)耐(nai)蝕(shi)(shi)膜的(de)導熱(re)性，降低表(biao)面狀(zhuang)態對腐蝕(shi)(shi)的(de)敏感性。通常Zr-2合(he)金(jin)(jin)用(yong)于沸水(shui)堆，Zr-4合(he)金(jin)(jin)用(yong)于壓水(shui)堆。在鋯鈮系合(he)金(jin)(jin)中，鈮的(de)添加量達到使(shi)用(yong)溫(wen)度(du)下鋯的(de)晶(jing)體(ti)結(jie)(jie)構的(de)固溶(rong)極限時，合(he)金(jin)(jin)的(de)耐(nai)蝕(shi)(shi)性最好。鋯合(he)金(jin)(jin)有同質異晶(jing)轉變，高溫(wen)下的(de)晶(jing)體(ti)結(jie)(jie)構為體(ti)心立方，低溫(wen)下為密(mi)排六方。鋯合(he)金(jin)(jin)塑(su)(su)性好，可(ke)通過塑(su)(su)性加工(gong)制成管(guan)材、板(ban)材、棒材和(he)(he)絲材；其焊(han)接(jie)性也(ye)好，可(ke)用(yong)以(yi)進行焊(han)接(jie)加工(gong)。

鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱(re)(re)(re)(re)中(zhong)(zhong)子俘(fu)獲截(jie)面(mian)小，有突出(chu)的(de)(de)(de)核性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)，是(shi)發展原子能(neng)(neng)(neng)工(gong)業不可缺少的(de)(de)(de)材(cai)(cai)料，可作(zuo)(zuo)(zuo)反應堆芯結(jie)構材(cai)(cai)料。鋯(gao)(gao)(gao)粉在(zai)空(kong)氣(qi)中(zhong)(zhong)易燃燒，可作(zuo)(zuo)(zuo)引爆雷(lei)管及(ji)無煙火藥。鋯(gao)(gao)(gao)可用于(yu)優(you)質鋼脫氧去硫(liu)的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)劑(ji)，也是(shi)裝甲鋼、大炮用鋼、不銹鋼及(ji)耐熱(re)(re)(re)(re)鋼的(de)(de)(de)組元(yuan)。鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)重要合(he)(he)金(jin)元(yuan)素，能(neng)(neng)(neng)提高(gao)鎂(mei)(mei)合(he)(he)抗(kang)拉強度和加(jia)工(gong)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)。鋯(gao)(gao)(gao)還是(shi)鋁鎂(mei)(mei)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)變質劑(ji)，能(neng)(neng)(neng)細化(hua)晶粒。二氧化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)和鋯(gao)(gao)(gao)英石(shi)是(shi)耐火材(cai)(cai)料中(zhong)(zhong)最有價值的(de)(de)(de)化(hua)合(he)(he)物。二氧化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)新型陶瓷的(de)(de)(de)主(zhu)要材(cai)(cai)料，不可用作(zuo)(zuo)(zuo)抗(kang)高(gao)溫氧化(hua)的(de)(de)(de)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)材(cai)(cai)料。二氧化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)可作(zuo)(zuo)(zuo)耐酸搪瓷、玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)劑(ji)，能(neng)(neng)(neng)顯著提高(gao)玻(bo)璃(li)的(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)(xing)、化(hua)學(xue)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)及(ji)耐熱(re)(re)(re)(re)性(xing)(xing)(xing)。鋯(gao)(gao)(gao)英石(shi)的(de)(de)(de)光反射(she)性(xing)(xing)(xing)能(neng)(neng)(neng)強、熱(re)(re)(re)(re)穩(wen)定性(xing)(xing)(xing)好，在(zai)陶瓷和玻(bo)璃(li)中(zhong)(zhong)可作(zuo)(zuo)(zuo)遮(zhe)光劑(ji)使用。鋯(gao)(gao)(gao)在(zai)加(jia)熱(re)(re)(re)(re)時能(neng)(neng)(neng)大量(liang)地吸收氧、氫(qing)、氨等氣(qi)體，是(shi)理想(xiang)的(de)(de)(de)吸氣(qi)劑(ji)，如(ru)電子管中(zhong)(zhong)用鋯(gao)(gao)(gao)粉作(zuo)(zuo)(zuo)除氣(qi)劑(ji)，用鋯(gao)(gao)(gao)絲鋯(gao)(gao)(gao)片(pian)作(zuo)(zuo)(zuo)柵極(ji)支架、陽極(ji)支架等。

粉(fen)末狀鐵與硝(xiao)酸(suan)(suan)鋯(gao)混合(he)，可(ke)作(zuo)閃(shan)光粉(fen)。金屬鋯(gao)幾乎全部用(yong)作(zuo)核(he)反應(ying)堆中鈾燃料(liao)元件(jian)的(de)包(bao)殼。也(ye)用(yong)來制造照相(xiang)用(yong)的(de)閃(shan)光燈，以及耐腐蝕的(de)容器和管(guan)道(dao)，特別是能(neng)耐鹽(yan)酸(suan)(suan)和硫(liu)酸(suan)(suan)。鋯(gao)的(de)化學藥品可(ke)作(zuo)聚合(he)物的(de)交聯劑。

軍事用途

從軍工上(shang)來看，鋼(gang)(gang)(gang)里只(zhi)要加進千分之(zhi)一的(de)鋯，硬度和強度就會(hui)驚人地提(ti)高。含鋯的(de)裝(zhuang)甲鋼(gang)(gang)(gang)、大炮(pao)鍛件鋼(gang)(gang)(gang)、不銹鋼(gang)(gang)(gang)和耐(nai)熱鋼(gang)(gang)(gang)等是制造(zao)裝(zhuang)甲車、坦克(ke)、大炮(pao)和防彈板等武(wu)器的(de)重要材料。

從原(yuan)子(zi)能和(he)(he)核(he)能上(shang)來(lai)看，鋯有突出(chu)的(de)(de)(de)核(he)能性(xing)，是發(fa)展(zhan)原(yuan)子(zi)能工業不可缺少的(de)(de)(de)材(cai)料，中國的(de)(de)(de)大型核(he)電(dian)站普遍都用(yong)鋯材(cai)，如(ru)果用(yong)核(he)動(dong)力(li)發(fa)電(dian)，每一(yi)(yi)百(bai)萬千瓦的(de)(de)(de)發(fa)電(dian)能力(li)，一(yi)(yi)年就要(yao)消耗掉20到25噸(dun)金屬鋯。一(yi)(yi)艘三萬馬力(li)的(de)(de)(de)核(he)潛艇所用(yong)的(de)(de)(de)鋯合金作核(he)燃料的(de)(de)(de)包套和(he)(he)壓力(li)管，使用(yong)量即可達20至30噸(dun)。

鋯是一種稀有金屬，具有驚人(ren)的抗(kang)(kang)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)、極高(gao)(gao)的熔(rong)(rong)點(dian)、超高(gao)(gao)的硬度(du)(du)和強度(du)(du)等(deng)特性(xing)(xing)，被廣(guang)泛(fan)用(yong)在航(hang)空(kong)航(hang)天、軍工、核反應、原(yuan)子能(neng)領(ling)域。“神六”上(shang)(shang)使用(yong)的抗(kang)(kang)腐(fu)蝕性(xing)(xing)、耐高(gao)(gao)的鈦產品(pin)，其抗(kang)(kang)腐(fu)蝕性(xing)(xing)能(neng)遠(yuan)不如鋯，其熔(rong)(rong)點(dian)1600度(du)(du)左右(you)，而鋯的熔(rong)(rong)點(dian)則在1800度(du)(du)以(yi)上(shang)(shang)，二氧化鋯的熔(rong)(rong)點(dian)更是高(gao)(gao)達2700度(du)(du)以(yi)上(shang)(shang)，所以(yi)鋯作為(wei)航(hang)空(kong)航(hang)天材料，其各方面的性(xing)(xing)能(neng)大(da)大(da)優越于鈦。

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，限制出入。切斷火源(yuan)。建議應急處(chu)理人(ren)員戴自(zi)給式呼吸(xi)器，穿(chuan)消防(fang)防(fang)護服。

小(xiao)量泄漏：使用無火花工具(ju)收集于干燥(zao)、潔凈(jing)、有(you)蓋的(de)容器中。轉(zhuan)移回收。

大量(liang)泄(xie)漏：用塑料布、帆(fan)布覆蓋，減(jian)少飛散。使用無火花工(gong)具(ju)收(shou)集(ji)轉移(yi)回收(shou)。

防護措施

呼吸系(xi)統防護(hu)：空氣中粉塵(chen)濃度超標時，佩戴自吸過濾式防塵(chen)口(kou)罩。

眼(yan)(yan)睛(jing)防護(hu)：空氣中粉(fen)塵濃度超標時(shi)，戴化學安(an)全防護(hu)眼(yan)(yan)鏡。

身體(ti)防(fang)護(hu)：穿(chuan)一般作業防(fang)護(hu)服。

手(shou)(shou)防護：戴防化(hua)學品手(shou)(shou)套。

儲存運輸

儲(chu)存時常(chang)以不(bu)少(shao)于25%的水潤濕、鈍化。儲(chu)存于陰涼、通(tong)風(feng)的庫房。遠離(li)火種、熱源。包裝密(mi)封。應(ying)與酸類(lei)等分開存放(fang)，切忌混儲(chu)。采(cai)用防爆型照明、通(tong)風(feng)設(she)施(shi)。禁止(zhi)使用易(yi)產生(sheng)火花的機械設(she)備(bei)和工(gong)具(ju)。儲(chu)區應(ying)備(bei)有合適的材料收容泄漏物。在運輸過(guo)程中(zhong)要防雨淋、防震(zhen)。裝卸時要小心輕放(fang)，防止(zhi)碰撞和滾動，防止(zhi)機械損傷。