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鋯(gao)（Zirconium）是(shi)一種化學元(yuan)素(su)，元(yuan)素(su)符號(hao)Zr原(yuan)子序數是(shi)40，單質(zhi)是(shi)一種高熔點金屬，呈淺(qian)灰色。鋯(gao)的表(biao)面(mian)易形成一層氧化膜，具有(you)光澤(ze)，故(gu)外觀與(yu)(yu)鋼相似。有(you)耐腐蝕性，可溶(rong)于氫氟(fu)酸和(he)王水(shui)，高溫時，可與(yu)(yu)非金屬元(yuan)素(su)和(he)許(xu)多金屬元(yuan)素(su)反應，生成固(gu)溶(rong)體。

研究歷史

發現歷史

含(han)鋯(gao)的(de)(de)天然硅酸(suan)鹽ZrSiO4稱為(wei)鋯(gao)石(shi)（Zircon）或風信子石(shi)（hyacinth）廣泛分布于自(zi)然界中，具有從橙到紅的(de)(de)各種美(mei)麗的(de)(de)顏色，自(zi)古以來被認為(wei)是(shi)(shi)寶石(shi)，據說Zircon一詞來自(zi)阿(a)拉伯文(wen)Zarqūn，是(shi)(shi)朱砂(sha)，又說是(shi)(shi)來自(zi)波斯(si)文(wen)Zargun，是(shi)(shi)金色，hyacinth則來自(zi)希臘文(wen)的(de)(de)“百合花”一詞，印度洋中的(de)(de)島國斯(si)里(li)蘭卡盛產鋯(gao)石(shi)。包含(han)鋯(gao)的(de)(de)寶石(shi)作為(wei)鋯(gao)石(shi)的(de)(de)形式在古代就已知(zhi)了。

1789年(nian)德國人(ren)M.H.Klaproth對鋯(gao)石進行研(yan)究時發(fa)現(xian)，將(jiang)它與氫(qing)氧(yang)(yang)化(hua)鈉共熔，用鹽酸溶解冷卻物，在(zai)(zai)溶液(ye)中添加碳酸鉀，沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)，過濾并清洗(xi)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)物，再將(jiang)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)物與硫酸共煮，然后濾去(qu)硅的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物，在(zai)(zai)濾液(ye)中檢查(cha)鈣、鎂、鋁的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物，均未發(fa)現(xian)，在(zai)(zai)溶液(ye)中添加碳酸鉀后出現(xian)沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)，這(zhe)個沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)物不(bu)像(xiang)氧(yang)(yang)化(hua)鋁那樣溶于(yu)堿液(ye)，也不(bu)像(xiang)鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物那樣和酸作用，Klaproth認為(wei)這(zhe)個沉(chen)(chen)(chen)淀(dian)(dian)(dian)物和以前所知(zhi)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物都不(bu)一樣，是由Zirkonerde（鋯(gao)土，德文(wen)）構成(cheng)的(de)(de)，不(bu)久，法國化(hua)學家de Morueau和Vauquelin兩人(ren)都證實M.H.Klaproth的(de)(de)分析是正確的(de)(de)，該元素拉丁名為(wei)Zirconium，符(fu)號認為(wei)Zr，中國譯(yi)成(cheng)鋯(gao)。

1808年，英國的(de)H.Davy利用(yong)電(dian)流分解(jie)鋯(gao)的(de)化(hua)合物，沒有(you)成(cheng)功，1824年瑞典的(de)J.J.Berzelius首先用(yong)鉀還(huan)原K2ZrF6時制(zhi)得金(jin)(jin)屬鋯(gao)，但(dan)不夠純(chun)，反應式為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該反應也可(ke)用(yong)Na作(zuo)還(huan)原劑，直到1914年，荷蘭一家金(jin)(jin)屬白熱電(dian)燈制(zhi)造廠的(de)兩位研究人員Lely和Ham bruger用(yong)無(wu)水四氯化(hua)鋯(gao)和過(guo)量金(jin)(jin)屬鈉(na)同盛入一空球中，利用(yong)電(dian)流加熱500℃，取得了純(chun)金(jin)(jin)屬鋯(gao)。

完全純凈的鋯在1925年(nian)才(cai)被荷蘭化(hua)學家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分(fen)解四(si)碘化(hua)鋯（ZrI4）制(zhi)取。鋯由鎂(mei)加(jia)熱四(si)氯化(hua)鋯來大量生產。

國內發展歷史

中國鋯業的(de)(de)發(fa)展(zhan)是艱苦和曲折的(de)(de)，但對世界(jie)鋯業的(de)(de)發(fa)展(zhan)作出了巨(ju)大的(de)(de)貢獻。中國鋯業的(de)(de)發(fa)展(zhan)歷經下列幾個階段(duan)。

20世紀60年(nian)代，中國曾經用(yong)(yong)碳氯化法(fa)(fa)生產(chan)過無鉿的核(he)用(yong)(yong)金屬(shu)(shu)鋯(gao)，那時有(you)(you)上(shang)海紅色冶煉(lian)廠(chang)(chang)(chang)、901廠(chang)(chang)(chang)、錦州鐵合金廠(chang)(chang)(chang)；同(tong)時還(huan)有(you)(you)上(shang)海五(wu)一化工廠(chang)(chang)(chang)、北京有(you)(you)色金屬(shu)(shu)熔煉(lian)廠(chang)(chang)(chang)、水口山六廠(chang)(chang)(chang)和河(he)南焦(jiao)作化工總廠(chang)(chang)(chang)，用(yong)(yong)硫酸(suan)法(fa)(fa)生產(chan)氧化鋯(gao)。由于我國核(he)工業尚未(wei)(wei)發(fa)展(zhan)，氧化鋯(gao)未(wei)(wei)能(neng)在工業上(shang)取(qu)得應用(yong)(yong)，生產(chan)技術、產(chan)品質量、環境污(wu)染等(deng)都(dou)存在嚴重問題，資金也比較(jiao)困(kun)難(nan)，因(yin)此，這些(xie)工廠(chang)(chang)(chang)的規(gui)模(mo)一直未(wei)(wei)發(fa)展(zhan)起來，大部分工廠(chang)(chang)(chang)停產(chan)、轉(zhuan)產(chan)、關閉，只有(you)(you)少數工廠(chang)(chang)(chang)保(bao)留(liu)、待觀、試驗。

20世紀70年代中期，由于國外(wai)氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)發展(zhan)，影響(xiang)了(le)(le)中國。特(te)別是氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)在(zai)衛生(sheng)陶瓷方面的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)，促進(jin)了(le)(le)氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)的(de)(de)發展(zhan)。但由于原有的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)技術落(luo)后(hou)、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)流程(cheng)過(guo)長、產(chan)品質量差、環(huan)境污染(ran)嚴(yan)重等，迫(po)使人們(men)進(jin)行氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)生(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)的(de)(de)改進(jin)研究，以(yi)后(hou)就確立了(le)(le)工(gong)(gong)業上應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)的(de)(de)NaOH燒(shao)結和HC1分解工(gong)(gong)藝(yi)(yi)生(sheng)產(chan)氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)，并于1978年建立第(di)1家按(an)NaOH燒(shao)結工(gong)(gong)藝(yi)(yi)生(sheng)產(chan)氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)的(de)(de)工(gong)(gong)廠(chang)——宜興化工(gong)(gong)廠(chang)。與此同時(shi)，在(zai)湖(hu)州也建立了(le)(le)一個小(xiao)型的(de)(de)生(sheng)產(chan)廠(chang)。產(chan)品質量在(zai)當(dang)時(shi)(在(zai)國內(nei))還是比(bi)較(jiao)好(hao)的(de)(de)，但規模都比(bi)較(jiao)小(xiao)。因為當(dang)時(shi)在(zai)國內(nei)氧(yang)(yang)化鋯(gao)(gao)的(de)(de)應(ying)(ying)用(yong)(yong)(yong)還是很(hen)陌生(sheng)的(de)(de)，所以(yi)銷(xiao)量不是很(hen)大。

由于(yu)氯(lv)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)生產(chan)工藝復雜(za)，環境污染(ran)(ran)嚴(yan)重，為(wei)了保護本國(guo)(guo)的(de)(de)(de)(de)利(li)益(yi)，發達國(guo)(guo)家(jia)(jia)幾(ji)(ji)乎(hu)把這(zhe)個低利(li)潤、高(gao)能耗(hao)、高(gao)污染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)前期(qi)生產(chan)工藝去掉，而保留(liu)高(gao)效、無污染(ran)(ran)的(de)(de)(de)(de)深加工工藝。因(yin)此發達國(guo)(guo)家(jia)(jia)氯(lv)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)幾(ji)(ji)乎(hu)都停(ting)止生產(chan)，從國(guo)(guo)外采購(gou)氯(lv)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)原(yuan)料，這(zhe)樣就促進了中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工業的(de)(de)(de)(de)發展。隨著(zhu)1980年中(zhong)國(guo)(guo)向世界市場(chang)開(kai)放，氯(lv)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)開(kai)始出(chu)口，宜興化(hua)(hua)(hua)工廠規模得(de)到迅猛(meng)發展。這(zhe)也許(xu)是中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工業發展的(de)(de)(de)(de)轉折點(dian)。隨著(zhu)外貿的(de)(de)(de)(de)擴大，鋯(gao)(gao)化(hua)(hua)(hua)學制(zhi)品品種增(zeng)多，產(chan)量(liang)增(zeng)大，企(qi)(qi)業效益(yi)良好。由于(yu)利(li)益(yi)驅動(dong)，這(zhe)時(shi)在國(guo)(guo)內發展了一(yi)批(pi)新(xin)的(de)(de)(de)(de)企(qi)(qi)業，生產(chan)能力(li)有所增(zeng)長，但生產(chan)量(liang)跟不上生產(chan)能力(li)。

到了(le)20世紀90年代，南非、澳大利亞(ya)的鋯(gao)英砂進入中(zhong)國(guo)(guo)，鋯(gao)化(hua)(hua)(hua)學制(zhi)品(pin)(pin)的質(zhi)量(liang)、工藝技術(shu)水平、回(hui)收率(lv)均有所提高。同時，根據國(guo)(guo)外客商的要(yao)求，鋯(gao)化(hua)(hua)(hua)學制(zhi)品(pin)(pin)的種(zhong)類(lei)也(ye)擴大了(le)。在利益(yi)的驅動(dong)下，生產廠家進一步增(zeng)多，鋯(gao)英砂供應充足，原材料(liao)價格下降。氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)出口量(liang)猛增(zeng)，促(cu)進了(le)中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)(hua)學制(zhi)品(pin)(pin)工業的發(fa)展。但由(you)于(yu)信息交流不(bu)暢，企業間缺乏溝通(tong)，國(guo)(guo)內氯(lv)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)的生產廠家增(zeng)加(jia)太(tai)多，企業相(xiang)互(hu)競爭，相(xiang)互(hu)壓價，價格下跌。同時由(you)于(yu)產量(liang)猛增(zeng)，技術(shu)和檢測手段跟不(bu)上，產品(pin)(pin)質(zhi)量(liang)下降，環境污染(ran)嚴重。不(bu)利于(yu)我國(guo)(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)(hua)學制(zhi)品(pin)(pin)的發(fa)展。這時期的產量(liang)約為20000t。

1990年以后，世界鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制(zhi)(zhi)品(pin)市場擴大(da)，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)陶瓷顏料、釉料需求量大(da)增。西(xi)方國家在中(zhong)國建立了(le)許多生產陶瓷釉料的(de)(de)(de)(de)合資企(qi)(qi)業，導(dao)致(zhi)ZrO的(de)(de)(de)(de)需求量大(da)幅增加。這大(da)大(da)刺激(ji)中(zhong)國鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)，新建工廠蜂擁而上，原(yuan)有企(qi)(qi)業生產量連(lian)續(xu)增產。在中(zhong)國，第1次出現(xian)了(le)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制(zhi)(zhi)品(pin)供大(da)于求的(de)(de)(de)(de)現(xian)象，產量達(da)到40000-45000t。價格(ge)下跌(die)，企(qi)(qi)業效(xiao)益(yi)明顯下降(jiang)。最近幾年，中(zhong)國鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制(zhi)(zhi)品(pin)有了(le)更大(da)的(de)(de)(de)(de)發展(zhan)(zhan)，但由于鋯(gao)(gao)(gao)(gao)英砂短(duan)缺。原(yuan)材料的(de)(de)(de)(de)漲價，企(qi)(qi)業之(zhi)間(jian)的(de)(de)(de)(de)競爭加劇，鋯(gao)(gao)(gao)(gao)化(hua)學(xue)(xue)(xue)制(zhi)(zhi)品(pin)的(de)(de)(de)(de)價格(ge)偏(pian)低，庫存(cun)增加，致(zhi)使(shi)企(qi)(qi)業陷入(ru)困境，甚至出現(xian)嚴重虧損，小工廠瀕臨關閉。

中(zhong)國(guo)的鋯化學制品的產(chan)量(liang)大約(yue)在70000-75000t，庫存量(liang)在10000-15000t。資金積壓嚴重(zhong)，有(you)些工廠停產(chan)，而(er)有(you)些工廠在擴(kuo)產(chan)。所以(yi)，中(zhong)國(guo)的鋯業(ye)發展不容樂觀。

物理性質

鋯，原子序數40，原子量(liang)91.224，為銀灰色金屬，外觀似鋼，有(you)光澤，熔(rong)點1852°C，沸(fei)點4377°C，密度6.49克/立方厘米。

原子序數 40

質子數 40

莫氏硬度 4.5

熔點 1852℃

沸點 4377℃

密度 6.49g/cm3

原子量 91.224

體積(ji) 14.1cm3/mol

晶體結構：晶胞為(wei)密排(pai)六方(fang)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(gao)(gao)容易(yi)吸收氫(qing)(qing)、氮和(he)氧氣；鋯(gao)(gao)對氧的(de)親和(he)力很強，1000°C氧氣溶(rong)于鋯(gao)(gao)中能(neng)使其體(ti)積顯著增加(jia)。鋯(gao)(gao)的(de)表(biao)面易(yi)形成一層氧化膜(mo)，具有光澤，故外觀與鋼相(xiang)似。有耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)，但是溶(rong)于氫(qing)(qing)氟酸和(he)王水。高溫(wen)時(shi)，可(ke)與非金屬元素和(he)許多(duo)金屬元素反應，生成固溶(rong)體(ti)。鋯(gao)(gao)的(de)可(ke)塑(su)性(xing)(xing)好，易(yi)于加(jia)工成板、絲(si)等(deng)。鋯(gao)(gao)在(zai)加(jia)熱時(shi)能(neng)大量地吸收氧、氫(qing)(qing)、氮等(deng)氣體(ti)，可(ke)用作貯氫(qing)(qing)材料(liao)。鋯(gao)(gao)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)(xing)比鈦好，接近鈮(ni)、鉭。鋯(gao)(gao)與鉿是化學(xue)性(xing)(xing)質相(xiang)似、又共生在(zai)一起的(de)兩(liang)個(ge)金屬，且(qie)含有放射性(xing)(xing)物質。

CAS號 7440-67-7

所屬周期 5

所屬族數 ⅣB

電子(zi)層分布 K-L-M-N-O

外圍(wei)電子層(ceng)排布 4d25s2

核外(wai)電子排布 2，8，18，10，2

氧化態 0、+1、+2、+3、+4

電(dian)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(yang)化鋯(gao)(gao)（ZrO?）是自(zi)然界(jie)的(de)(de)(de)(de)(de)礦物原料(liao)(liao)，主(zhu)要(yao)有(you)(you)斜鋯(gao)(gao)石(shi)和鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)。鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)系火(huo)成巖深層(ceng)礦物，顏色有(you)(you)淡黃(huang)(huang)、棕黃(huang)(huang)、黃(huang)(huang)綠(lv)等，比重4.6-4.7，硬(ying)度7.5，具有(you)(you)強(qiang)烈的(de)(de)(de)(de)(de)金屬光澤，可為陶瓷釉(you)用(yong)(yong)原料(liao)(liao)。純的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)(gao)是一種高級耐火(huo)原料(liao)(liao)，其(qi)(qi)熔融溫度約為2900℃它(ta)可提高釉(you)的(de)(de)(de)(de)(de)高溫粘(zhan)(zhan)度和擴大粘(zhan)(zhan)度變化的(de)(de)(de)(de)(de)溫度范圍，有(you)(you)較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱穩定(ding)性(xing)(xing)，其(qi)(qi)含量為2%-3%時(shi)，能(neng)提高釉(you)的(de)(de)(de)(de)(de)抗龜裂性(xing)(xing)能(neng)。還(huan)因(yin)它(ta)的(de)(de)(de)(de)(de)化學惰性(xing)(xing)大，故(gu)能(neng)提高釉(you)的(de)(de)(de)(de)(de)化學穩定(ding)性(xing)(xing)和耐酸堿能(neng)力，還(huan)能(neng)起到乳濁劑(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。在建筑陶瓷釉(you)料(liao)(liao)中多使用(yong)(yong)鋯(gao)(gao)英(ying)石(shi)，一般用(yong)(yong)量為8%-12%。并為“釉(you)下(xia)白”的(de)(de)(de)(de)(de)主(zhu)要(yao)原料(liao)(liao)，氧(yang)化鋯(gao)(gao)為黃(huang)(huang)綠(lv)色顏料(liao)(liao)良好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)助色劑(ji)，若想獲得較(jiao)好(hao)的(de)(de)(de)(de)(de)釩鋯(gao)(gao)黃(huang)(huang)顏料(liao)(liao)必須選用(yong)(yong)質純的(de)(de)(de)(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)(gao)。

1、由灼(zhuo)燒二氧化鋯水合物或揮發性(xing)含氧酸鋯鹽所(suo)得的(de)二氧化鋯為(wei)白色粉末，不溶于水。

2、經由輕度灼(zhuo)燒所得的二(er)氧化(hua)鋯，比較容易被無機(ji)酸溶解。

強熱灼(zhuo)燒所(suo)得(de)的二(er)氧(yang)化鋯只溶于濃硫酸和氫(qing)氟(fu)酸，經過熔融重結(jie)晶的二(er)氧(yang)化鋯只與氫(qing)氟(fu)酸作用。

3、二氧(yang)化鋯(gao)是一種兩性氧(yang)化物，與堿(jian)共熔可(ke)形成鋯(gao)酸(suan)(suan)鹽，但(dan)鋯(gao)酸(suan)(suan)鹽遇水(shui)容易水(shui)解為(wei)ZrO2·xH2O而沉淀。

4、二(er)氧(yang)化鋯與碳(tan)和(he)氯(lv)氣高溫(wen)反(fan)(fan)應，或者與四氯(lv)化碳(tan)反(fan)(fan)應，生成四氯(lv)化鋯及二(er)氯(lv)氧(yang)化鋯，水解又得到二(er)氧(yang)化鋯。

5、它在(zai)電弧中與碳(tan)作用生成(cheng)碳(tan)化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折(zhe)射率高，化學(xue)穩定(ding)性能，是一(yi)(yi)種優質(zhi)、價廉的(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)濁劑(ji)，被廣(guang)泛用(yong)于各種建(jian)筑陶瓷(ci)(ci)(ci)、衛生(sheng)陶瓷(ci)(ci)(ci)、日(ri)用(yong)陶瓷(ci)(ci)(ci)、一(yi)(yi)級工藝(yi)品(pin)陶瓷(ci)(ci)(ci)等的(de)(de)(de)(de)生(sheng)產中(zhong)(zhong)，在(zai)陶瓷(ci)(ci)(ci)釉料(liao)的(de)(de)(de)(de)加工生(sheng)產中(zhong)(zhong)，使(shi)用(yong)范(fan)圍廣(guang)，應用(yong)量大(da)。硅(gui)酸(suan)鋯之所以在(zai)陶瓷(ci)(ci)(ci)生(sheng)產中(zhong)(zhong)得(de)以廣(guang)泛應用(yong)，還因(yin)(yin)為其化學(xue)穩定(ding)性好(hao)，因(yin)(yin)而不受陶瓷(ci)(ci)(ci)燒成氣氛的(de)(de)(de)(de)影(ying)響，且能顯(xian)(xian)著改善陶瓷(ci)(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)坯釉結合性能，提(ti)高陶瓷(ci)(ci)(ci)釉面硬度。硅(gui)酸(suan)鋯也在(zai)電視(shi)行(xing)(xing)業的(de)(de)(de)(de)彩色顯(xian)(xian)像管、玻璃(li)行(xing)(xing)業的(de)(de)(de)(de)乳(ru)(ru)化玻璃(li)、搪瓷(ci)(ci)(ci)釉料(liao)生(sheng)產中(zhong)(zhong)得(de)到了進一(yi)(yi)步的(de)(de)(de)(de)應用(yong)。硅(gui)酸(suan)鋯的(de)(de)(de)(de)熔(rong)點(dian)高：2500攝氏(shi)度，所以在(zai)耐火材(cai)料(liao)、玻璃(li)窯爐(lu)鋯搗(dao)打料(liao)、澆(jiao)注(zhu)料(liao)、噴涂料(liao)中(zhong)(zhong)也被廣(guang)泛應用(yong)。

鋯指數

鋯(gao)(gao)指(zhi)數是后(hou)(hou)處理工藝中(zhong)用來(lai)衡量溶劑降(jiang)解(jie)程度的(de)(de)(de)指(zhi)標。95Zr是一種重(zhong)要的(de)(de)(de)裂片，降(jiang)解(jie)后(hou)(hou)的(de)(de)(de)溶劑對95Zr具有(you)高選擇性(xing)(xing)的(de)(de)(de)保(bao)留作用，鋯(gao)(gao)指(zhi)數越大(da)，溶劑降(jiang)解(jie)越嚴重(zhong)。鋯(gao)(gao)指(zhi)數（Z值(zhi)）的(de)(de)(de)測量方法是：反萃后(hou)(hou)有(you)機相經氫氧(yang)化鈉、水和硝酸洗滌后(hou)(hou)，用示蹤量95Zr水相與之平衡，用3mol/L硝酸洗有(you)機相3次，除去TBP萃取的(de)(de)(de)95Zr。測定(ding)溶劑相中(zhong)被保(bao)留的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)量，每109L溶劑保(bao)留的(de)(de)(de)95Zr的(de)(de)(de)摩爾數為(wei)溶劑的(de)(de)(de)Z值(zhi)。由于鋯(gao)(gao)在水溶液中(zhong)行為(wei)復雜，隨(sui)測量條件不同(tong)，Z值(zhi)會不同(tong)，因而常用不穩(wen)定(ding)系數來(lai)表(biao)征溶劑的(de)(de)(de)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)。

同位素

天然鋯有(you)6種穩定(ding)同位素：鋯-90、鋯-91、鋯-92、鋯-94、鋯-96，其中(zhong)鋯-90含量最大(da)。

同位素 豐度(du) 半衰期(qi) 衰變(bian)模式 衰變(bian)能量 衰變(bian)產物(wu)

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩(wen)定(ding)

Zr-91 11.22% 穩定

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(ding)

Zr-96 2.80% ＞3.8×1019年 β衰變 3.35 Nb-96

含量分布

地殼中(zhong)鋯的含量(liang)(liang)居(ju)第19位，幾乎與(yu)鉻相等(deng)。自然界(jie)中(zhong)具有工(gong)業價(jia)值的含鋯礦(kuang)(kuang)物，主要(yao)有鋯英石及斜鋯石。世界(jie)鋯資(zi)源(yuan)(yuan)主要(yao)賦存于海(hai)濱砂(sha)礦(kuang)(kuang)礦(kuang)(kuang)床中(zhong)，只有少(shao)部分(fen)賦于積(ji)礦(kuang)(kuang)砂(sha)和(he)(he)原生(sheng)礦(kuang)(kuang)中(zhong)。世界(jie)鋯英砂(sha)儲(chu)量(liang)(liang)約4000萬噸，其中(zhong)85%分(fen)布在澳大(da)利亞(ya)、南(nan)非、美國、印度(du)和(he)(he)前蘇聯。我(wo)國鋯礦(kuang)(kuang)儲(chu)量(liang)(liang)居(ju)世界(jie)第九位，總(zong)儲(chu)量(liang)(liang)為200余萬噸，主要(yao)集中(zhong)在廣(guang)東、海(hai)南(nan)、廣(guang)西和(he)(he)四川，而(er)云南(nan)主要(yao)是巖礦(kuang)(kuang)，其它如湖南(nan)、湖北、安徽、福建、江西、遼寧(ning)等(deng)，也有一(yi)些鋯資(zi)源(yuan)(yuan)。

元(yuan)素(su)在太陽中的含量（ppm） 0.04

元素在海水(shui)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)(gao)(gao)和(he)(he)鋰(li)及鈦一樣能強烈地(di)吸(xi)(xi)收(shou)氮、氫、氧等氣(qi)體。當溫(wen)度(du)(du)(du)超過攝(she)氏九百(bai)(bai)度(du)(du)(du)，鋯(gao)(gao)(gao)能猛烈地(di)吸(xi)(xi)收(shou)氮氣(qi)；在攝(she)氏二百(bai)(bai)度(du)(du)(du)的(de)(de)條件(jian)下，一百(bai)(bai)克金屬(shu)鋯(gao)(gao)(gao)能夠吸(xi)(xi)收(shou)八百(bai)(bai)一十(shi)七升氫氣(qi)，相當于鐵的(de)(de)八十(shi)多萬(wan)倍。鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)這種(zhong)特性(xing)已被廣泛利用，比如在電真(zhen)(zhen)空(kong)工業中(zhong)，人們(men)廣泛利用鋯(gao)(gao)(gao)粉(fen)涂在電真(zhen)(zhen)空(kong)元(yuan)件(jian)和(he)(he)儀表的(de)(de)陽極和(he)(he)其他受(shou)熱部(bu)件(jian)的(de)(de)表面上，吸(xi)(xi)收(shou)真(zhen)(zhen)空(kong)管(guan)(guan)中(zhong)的(de)(de)殘余氣(qi)體，制成(cheng)高(gao)度(du)(du)(du)真(zhen)(zhen)空(kong)的(de)(de)電子(zi)管(guan)(guan)和(he)(he)其他電真(zhen)(zhen)空(kong)儀表，從而提高(gao)它們(men)的(de)(de)質量(liang)，延長它們(men)的(de)(de)使用時間(jian)。

冶金作用

鋯(gao)還可(ke)以用(yong)做冶金工業的“維生素”，發揮它強有(you)力的脫(tuo)氧、除氮、去硫的作用(yong)。鋼(gang)里(li)只要(yao)加進千分之(zhi)一的鋯(gao)，硬(ying)度(du)和強度(du)就會驚人(ren)地提高(gao)；含鋯(gao)的裝(zhuang)甲(jia)鋼(gang)、不銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang)等，是(shi)制(zhi)造裝(zhuang)甲(jia)車(che)、坦克、大(da)(da)炮和防(fang)彈板等國防(fang)武器的重要(yao)材(cai)料。把鋯(gao)摻進銅里(li)，抽成銅線(xian)，導電能力并不減弱，而熔點卻大(da)(da)大(da)(da)提高(gao)，用(yong)做高(gao)壓電線(xian)非常合(he)適。含鋯(gao)的鋅鎂合(he)金，又輕又耐高(gao)溫(wen)，強度(du)是(shi)普(pu)通鎂合(he)金的兩倍，可(ke)用(yong)到噴氣發動機構件的制(zhi)造上(shang)。

另外，鋯粉的特(te)點是著火點低和(he)(he)燃(ran)燒(shao)速度快，可(ke)以用做起(qi)爆雷(lei)管的起(qi)爆藥(yao)，這種(zhong)高級(ji)雷(lei)管甚至(zhi)在水下也能夠爆炸。鋯粉再加上氧化劑(ji)。這好比火上加油，燃(ran)燒(shao)起(qi)來強光眩(xuan)目，是制造曳光彈和(he)(he)照明彈的好材料。

鋯合金

鋯合(he)金(jin)以鋯為基體(ti)加入(ru)其他元素而構(gou)成的(de)(de)有(you)(you)色合(he)金(jin)。主要合(he)金(jin)元素有(you)(you)錫、鈮、鐵(tie)等。鋯合(he)金(jin)在(zai)300～400℃的(de)(de)高(gao)溫高(gao)壓水和(he)蒸汽中(zhong)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)能、適中(zhong)的(de)(de)力學(xue)性(xing)(xing)能、較低的(de)(de)原子熱中(zhong)子吸收(shou)截面，對核燃料(liao)有(you)(you)良好(hao)的(de)(de)相容(rong)性(xing)(xing)，多(duo)用作水冷(leng)核反應堆的(de)(de)堆芯結(jie)構(gou)材料(liao)。此外，鋯對多(duo)種酸、堿和(he)鹽有(you)(you)優良的(de)(de)抗蝕性(xing)(xing)，與氧、氮等氣(qi)體(ti)有(you)(you)強烈的(de)(de)親和(he)力，因此鋯合(he)金(jin)也(ye)用于制(zhi)造耐(nai)蝕部(bu)件和(he)制(zhi)藥機械部(bu)件，在(zai)電真空和(he)燈泡(pao)工業(ye)中(zhong)被廣泛用作非蒸散(san)型(xing)消(xiao)氣(qi)劑。

工業規模(mo)生產的(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)合(he)(he)金有鋯(gao)(gao)(gao)錫系和(he)鋯(gao)(gao)(gao)鈮(ni)系兩類。前者合(he)(he)金牌號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)(de)典型(xing)代表是Zr-2.5Nb。在(zai)鋯(gao)(gao)(gao)錫系合(he)(he)金中(zhong)，合(he)(he)金元素錫、鐵、鉻、鎳(nie)可提高材(cai)(cai)料的(de)(de)強度(du)、耐(nai)蝕性(xing)(xing)和(he)耐(nai)蝕膜的(de)(de)導(dao)熱(re)性(xing)(xing)，降(jiang)低(di)表面狀態對(dui)腐蝕的(de)(de)敏感(gan)性(xing)(xing)。通(tong)常Zr-2合(he)(he)金用(yong)于沸水堆(dui)，Zr-4合(he)(he)金用(yong)于壓水堆(dui)。在(zai)鋯(gao)(gao)(gao)鈮(ni)系合(he)(he)金中(zhong)，鈮(ni)的(de)(de)添加(jia)量達到使用(yong)溫(wen)度(du)下鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)晶體(ti)結構的(de)(de)固溶極限(xian)時(shi)，合(he)(he)金的(de)(de)耐(nai)蝕性(xing)(xing)最好(hao)。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)(he)金有同質異晶轉變，高溫(wen)下的(de)(de)晶體(ti)結構為(wei)體(ti)心立方，低(di)溫(wen)下為(wei)密(mi)排(pai)六方。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)(he)金塑性(xing)(xing)好(hao)，可通(tong)過(guo)塑性(xing)(xing)加(jia)工制成(cheng)管材(cai)(cai)、板(ban)材(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)和(he)絲材(cai)(cai)；其(qi)焊(han)接性(xing)(xing)也好(hao)，可用(yong)以進行焊(han)接加(jia)工。

鋯(gao)的(de)(de)熱中(zhong)(zhong)(zhong)子(zi)俘獲截面(mian)小，有(you)突(tu)出(chu)的(de)(de)核(he)性(xing)(xing)能，是(shi)發展原子(zi)能工(gong)業不(bu)可缺少的(de)(de)材(cai)(cai)料(liao)，可作(zuo)反應堆芯結構材(cai)(cai)料(liao)。鋯(gao)粉在空(kong)氣中(zhong)(zhong)(zhong)易燃燒，可作(zuo)引(yin)爆(bao)雷管及無(wu)煙(yan)火藥(yao)。鋯(gao)可用(yong)(yong)于(yu)優質鋼(gang)脫氧(yang)去硫的(de)(de)添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)，也是(shi)裝甲鋼(gang)、大炮(pao)用(yong)(yong)鋼(gang)、不(bu)銹(xiu)鋼(gang)及耐(nai)熱鋼(gang)的(de)(de)組元(yuan)。鋯(gao)是(shi)鎂(mei)合金的(de)(de)重(zhong)要合金元(yuan)素，能提高鎂(mei)合抗拉強(qiang)度和(he)加(jia)(jia)工(gong)性(xing)(xing)能。鋯(gao)還是(shi)鋁鎂(mei)合金的(de)(de)變質劑(ji)(ji)，能細化(hua)晶(jing)粒。二(er)氧(yang)化(hua)鋯(gao)和(he)鋯(gao)英石(shi)是(shi)耐(nai)火材(cai)(cai)料(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)最有(you)價值的(de)(de)化(hua)合物。二(er)氧(yang)化(hua)鋯(gao)是(shi)新型陶瓷(ci)的(de)(de)主要材(cai)(cai)料(liao)，不(bu)可用(yong)(yong)作(zuo)抗高溫氧(yang)化(hua)的(de)(de)加(jia)(jia)熱材(cai)(cai)料(liao)。二(er)氧(yang)化(hua)鋯(gao)可作(zuo)耐(nai)酸搪瓷(ci)、玻(bo)璃的(de)(de)添加(jia)(jia)劑(ji)(ji)，能顯著提高玻(bo)璃的(de)(de)彈性(xing)(xing)、化(hua)學穩定性(xing)(xing)及耐(nai)熱性(xing)(xing)。鋯(gao)英石(shi)的(de)(de)光反射性(xing)(xing)能強(qiang)、熱穩定性(xing)(xing)好，在陶瓷(ci)和(he)玻(bo)璃中(zhong)(zhong)(zhong)可作(zuo)遮光劑(ji)(ji)使用(yong)(yong)。鋯(gao)在加(jia)(jia)熱時能大量地吸收(shou)氧(yang)、氫、氨等氣體(ti)，是(shi)理想的(de)(de)吸氣劑(ji)(ji)，如電子(zi)管中(zhong)(zhong)(zhong)用(yong)(yong)鋯(gao)粉作(zuo)除氣劑(ji)(ji)，用(yong)(yong)鋯(gao)絲鋯(gao)片作(zuo)柵極支(zhi)(zhi)架(jia)、陽(yang)極支(zhi)(zhi)架(jia)等。

粉末(mo)狀鐵(tie)與硝酸鋯混合(he)，可作閃光粉。金(jin)屬鋯幾(ji)乎(hu)全部(bu)用(yong)作核(he)反應堆中(zhong)鈾燃料元件的包殼。也用(yong)來制造(zao)照相(xiang)用(yong)的閃光燈，以(yi)及耐腐(fu)蝕(shi)的容器(qi)和管(guan)道(dao)，特別(bie)是能耐鹽酸和硫酸。鋯的化(hua)學(xue)藥品可作聚合(he)物的交聯劑。

軍事用途

從軍工上來看，鋼(gang)里只要加進千分之一的鋯，硬度和強度就會驚(jing)人地提(ti)高。含鋯的裝(zhuang)甲鋼(gang)、大炮(pao)鍛件(jian)鋼(gang)、不銹鋼(gang)和耐熱鋼(gang)等(deng)是制(zhi)造裝(zhuang)甲車、坦(tan)克、大炮(pao)和防彈板等(deng)武器的重要材料。

從原子能(neng)和核能(neng)上(shang)來看，鋯有突出的(de)核能(neng)性(xing)，是發(fa)(fa)展原子能(neng)工業(ye)不(bu)可(ke)缺少(shao)的(de)材料(liao)，中國的(de)大型(xing)核電站普遍都(dou)用鋯材，如果用核動力(li)發(fa)(fa)電，每一百萬千(qian)瓦的(de)發(fa)(fa)電能(neng)力(li)，一年就要消(xiao)耗掉20到(dao)25噸(dun)金屬鋯。一艘三萬馬力(li)的(de)核潛艇所用的(de)鋯合金作核燃料(liao)的(de)包(bao)套和壓(ya)力(li)管，使用量即可(ke)達20至30噸(dun)。

鋯(gao)(gao)是一種稀有金屬，具(ju)有驚(jing)人的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐蝕性能(neng)、極高(gao)的(de)(de)(de)熔點、超高(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)(du)和強(qiang)度(du)(du)等特性，被廣泛用在航空(kong)航天、軍工、核(he)反(fan)應、原子能(neng)領域(yu)。“神六”上使用的(de)(de)(de)抗(kang)(kang)腐蝕性、耐高(gao)的(de)(de)(de)鈦產(chan)品，其(qi)抗(kang)(kang)腐蝕性能(neng)遠不如鋯(gao)(gao)，其(qi)熔點1600度(du)(du)左右，而鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔點則在1800度(du)(du)以上，二氧化鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔點更(geng)是高(gao)達(da)2700度(du)(du)以上，所以鋯(gao)(gao)作為航空(kong)航天材料，其(qi)各方面的(de)(de)(de)性能(neng)大大優(you)越于鈦。

泄漏應急處理

隔(ge)離泄漏污染區(qu)，限制出(chu)入。切斷火源。建(jian)議應急處(chu)理人(ren)員戴自給式呼吸器(qi)，穿消防防護(hu)服(fu)。

小量泄(xie)漏：使用(yong)無火(huo)花工(gong)具收集于干燥、潔凈、有(you)蓋的容器中(zhong)。轉移回收。

大量泄漏：用塑料布、帆布覆蓋，減少飛(fei)散。使(shi)用無火花(hua)工具收集轉移回收。

防護措施

呼(hu)吸系(xi)統防(fang)護：空氣中粉(fen)塵濃度超(chao)標時，佩戴自吸過濾(lv)式防(fang)塵口罩(zhao)。

眼睛防(fang)護(hu)：空氣中(zhong)粉塵(chen)濃度超標時，戴化學安全防(fang)護(hu)眼鏡。

身體防護：穿一般作業防護服(fu)。

手(shou)防(fang)護：戴(dai)防(fang)化學品(pin)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。遠離火種、熱源。包裝密封。應與酸類等(deng)分開存(cun)放，切忌(ji)混儲(chu)。采用防(fang)爆型照明、通風設施。禁止(zhi)使用易產生火花的(de)機械設備(bei)和工具。儲(chu)區(qu)應備(bei)有合適(shi)的(de)材料收容(rong)泄漏物。在運輸過(guo)程中要(yao)防(fang)雨(yu)淋、防(fang)震(zhen)。裝卸(xie)時(shi)要(yao)小(xiao)心(xin)輕放，防(fang)止(zhi)碰撞和滾動，防(fang)止(zhi)機械損(sun)傷。