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鋯(gao)（Zirconium）是(shi)一(yi)種化(hua)學元(yuan)素(su)(su)，元(yuan)素(su)(su)符號(hao)Zr原子序數是(shi)40，單質是(shi)一(yi)種高(gao)熔點(dian)金(jin)(jin)屬(shu)，呈(cheng)淺灰色。鋯(gao)的表面易形成一(yi)層氧化(hua)膜，具有光澤，故(gu)外觀(guan)與(yu)鋼(gang)相似。有耐腐蝕性，可(ke)溶(rong)(rong)于氫氟(fu)酸和王水，高(gao)溫時(shi)，可(ke)與(yu)非金(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)和許多金(jin)(jin)屬(shu)元(yuan)素(su)(su)反應，生(sheng)成固溶(rong)(rong)體(ti)。

研究歷史

發現歷史

含鋯(gao)的天然硅(gui)酸(suan)鹽ZrSiO4稱為鋯(gao)石(shi)(shi)(shi)（Zircon）或風信(xin)子石(shi)(shi)(shi)（hyacinth）廣泛分布(bu)于自(zi)然界中，具有從橙到紅的各(ge)種美麗的顏色(se)，自(zi)古以來(lai)(lai)被認(ren)為是(shi)寶石(shi)(shi)(shi)，據說Zircon一(yi)詞(ci)來(lai)(lai)自(zi)阿拉伯(bo)文Zarqūn，是(shi)朱砂，又說是(shi)來(lai)(lai)自(zi)波斯文Zargun，是(shi)金色(se)，hyacinth則來(lai)(lai)自(zi)希臘文的“百合花”一(yi)詞(ci)，印(yin)度洋(yang)中的島國斯里蘭卡盛產鋯(gao)石(shi)(shi)(shi)。包(bao)含鋯(gao)的寶石(shi)(shi)(shi)作為鋯(gao)石(shi)(shi)(shi)的形式在古代就已知(zhi)了。

1789年德國人M.H.Klaproth對鋯石進(jin)行研究時發現，將它與氫氧(yang)化鈉共(gong)熔，用鹽酸(suan)溶解冷卻物(wu)，在(zai)溶液中(zhong)添(tian)加碳酸(suan)鉀，沉(chen)淀(dian)，過濾并清洗(xi)沉(chen)淀(dian)物(wu)，再將沉(chen)淀(dian)物(wu)與硫酸(suan)共(gong)煮，然后(hou)濾去(qu)硅的氧(yang)化物(wu)，在(zai)濾液中(zhong)檢(jian)查鈣、鎂、鋁(lv)的氧(yang)化物(wu)，均未發現，在(zai)溶液中(zhong)添(tian)加碳酸(suan)鉀后(hou)出現沉(chen)淀(dian)，這(zhe)個沉(chen)淀(dian)物(wu)不像氧(yang)化鋁(lv)那(nei)(nei)樣溶于堿液，也不像鎂的氧(yang)化物(wu)那(nei)(nei)樣和(he)酸(suan)作用，Klaproth認為這(zhe)個沉(chen)淀(dian)物(wu)和(he)以前所知(zhi)的氧(yang)化物(wu)都不一樣，是由Zirkonerde（鋯土，德文）構成(cheng)的，不久，法國化學家de Morueau和(he)Vauquelin兩人都證實(shi)M.H.Klaproth的分(fen)析是正確(que)的，該元素拉丁名為Zirconium，符號認為Zr，中(zhong)國譯成(cheng)鋯。

1808年，英國(guo)的(de)H.Davy利用(yong)電(dian)流分(fen)解鋯(gao)的(de)化合(he)物，沒有成(cheng)功，1824年瑞典的(de)J.J.Berzelius首先用(yong)鉀還原(yuan)K2ZrF6時制得(de)金(jin)屬(shu)鋯(gao)，但(dan)不夠(gou)純，反(fan)應式(shi)為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該反(fan)應也可(ke)用(yong)Na作還原(yuan)劑(ji)，直到1914年，荷蘭一家金(jin)屬(shu)白熱電(dian)燈(deng)制造廠的(de)兩位研究人(ren)員Lely和Ham bruger用(yong)無水四(si)氯化鋯(gao)和過(guo)量金(jin)屬(shu)鈉同盛入(ru)一空球中，利用(yong)電(dian)流加(jia)熱500℃，取得(de)了純金(jin)屬(shu)鋯(gao)。

完全(quan)純凈的鋯在1925年才(cai)被荷蘭(lan)化學家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分解四碘化鋯（ZrI4）制取(qu)。鋯由鎂加(jia)熱四氯化鋯來大量生產。

國內發展歷史

中國鋯業(ye)的發(fa)展(zhan)是艱苦和曲折(zhe)的，但對世界鋯業(ye)的發(fa)展(zhan)作出了(le)巨(ju)大的貢獻。中國鋯業(ye)的發(fa)展(zhan)歷經下列幾個階段。

20世(shi)紀60年代，中國曾經用(yong)(yong)碳氯(lv)化法生產過無鉿的核用(yong)(yong)金(jin)屬(shu)鋯，那時(shi)有(you)上海紅色(se)(se)冶(ye)煉廠(chang)(chang)(chang)(chang)、901廠(chang)(chang)(chang)(chang)、錦州鐵(tie)合金(jin)廠(chang)(chang)(chang)(chang)；同時(shi)還有(you)上海五一化工(gong)廠(chang)(chang)(chang)(chang)、北京(jing)有(you)色(se)(se)金(jin)屬(shu)熔煉廠(chang)(chang)(chang)(chang)、水(shui)口山六(liu)廠(chang)(chang)(chang)(chang)和河南焦作(zuo)化工(gong)總廠(chang)(chang)(chang)(chang)，用(yong)(yong)硫酸法生產氧化鋯。由于我國核工(gong)業(ye)尚未發(fa)展(zhan)，氧化鋯未能在工(gong)業(ye)上取得應用(yong)(yong)，生產技術、產品(pin)質量、環境污(wu)染等都存(cun)在嚴(yan)重問題，資金(jin)也比較困難，因此，這些(xie)工(gong)廠(chang)(chang)(chang)(chang)的規模一直未發(fa)展(zhan)起來，大部分工(gong)廠(chang)(chang)(chang)(chang)停(ting)產、轉產、關閉，只有(you)少數工(gong)廠(chang)(chang)(chang)(chang)保留、待觀、試驗。

20世紀70年(nian)代中(zhong)期，由(you)于(yu)國外(wai)氧化(hua)鋯(gao)(gao)應用(yong)的(de)(de)發展(zhan)，影響了(le)中(zhong)國。特別是(shi)氧化(hua)鋯(gao)(gao)在(zai)衛生(sheng)(sheng)陶瓷方面(mian)的(de)(de)應用(yong)，促進(jin)了(le)氧化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)發展(zhan)。但由(you)于(yu)原有的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)技術落后(hou)、工(gong)(gong)藝(yi)流程過長、產品質量(liang)差(cha)、環境污染嚴重等，迫使人(ren)們進(jin)行氧化(hua)鋯(gao)(gao)生(sheng)(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)的(de)(de)改進(jin)研(yan)究(jiu)，以(yi)后(hou)就(jiu)確立(li)了(le)工(gong)(gong)業上(shang)應用(yong)的(de)(de)NaOH燒結和HC1分解(jie)工(gong)(gong)藝(yi)生(sheng)(sheng)產氧化(hua)鋯(gao)(gao)，并于(yu)1978年(nian)建立(li)第(di)1家按NaOH燒結工(gong)(gong)藝(yi)生(sheng)(sheng)產氧化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)——宜(yi)興化(hua)工(gong)(gong)廠(chang)(chang)(chang)。與此同時(shi)，在(zai)湖州也建立(li)了(le)一個小(xiao)型的(de)(de)生(sheng)(sheng)產廠(chang)(chang)(chang)。產品質量(liang)在(zai)當(dang)時(shi)(在(zai)國內(nei))還是(shi)比較好(hao)的(de)(de)，但規模都比較小(xiao)。因為當(dang)時(shi)在(zai)國內(nei)氧化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)應用(yong)還是(shi)很陌生(sheng)(sheng)的(de)(de)，所以(yi)銷(xiao)量(liang)不是(shi)很大。

由于(yu)氯氧化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)生產(chan)(chan)工(gong)藝復雜，環境污染嚴重，為了保護本國(guo)的(de)利益(yi)，發(fa)(fa)達(da)國(guo)家(jia)幾乎(hu)把這個低利潤、高能(neng)(neng)耗、高污染的(de)前期(qi)生產(chan)(chan)工(gong)藝去(qu)掉，而(er)保留(liu)高效(xiao)、無污染的(de)深加工(gong)工(gong)藝。因此(ci)發(fa)(fa)達(da)國(guo)家(jia)氯氧化(hua)(hua)鋯(gao)幾乎(hu)都(dou)停止生產(chan)(chan)，從國(guo)外采購(gou)氯氧化(hua)(hua)鋯(gao)原料(liao)，這樣就促(cu)進了中(zhong)國(guo)鋯(gao)工(gong)業的(de)發(fa)(fa)展。隨著1980年中(zhong)國(guo)向世(shi)界市場開放，氯氧化(hua)(hua)鋯(gao)開始出口，宜興化(hua)(hua)工(gong)廠規模得到迅猛發(fa)(fa)展。這也許(xu)是中(zhong)國(guo)鋯(gao)工(gong)業發(fa)(fa)展的(de)轉折(zhe)點。隨著外貿的(de)擴大(da)，鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)品品種增(zeng)多，產(chan)(chan)量增(zeng)大(da)，企業效(xiao)益(yi)良好(hao)。由于(yu)利益(yi)驅動(dong)，這時在國(guo)內發(fa)(fa)展了一(yi)批(pi)新的(de)企業，生產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)有(you)所(suo)增(zeng)長(chang)，但生產(chan)(chan)量跟不上生產(chan)(chan)能(neng)(neng)力(li)。

到了20世(shi)紀90年代，南非、澳大利(li)亞的(de)鋯英(ying)砂進(jin)入中(zhong)國，鋯化(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)質量(liang)、工藝技術(shu)水平、回收(shou)率均有所提高。同(tong)時(shi)(shi)(shi)，根據國外客(ke)商的(de)要求，鋯化(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)種類(lei)也擴大了。在(zai)利(li)益(yi)的(de)驅動下(xia)，生(sheng)產廠家(jia)進(jin)一步增多(duo)，鋯英(ying)砂供應(ying)充足，原材(cai)料價(jia)格(ge)下(xia)降(jiang)(jiang)。氯氧(yang)化(hua)鋯出口量(liang)猛增，促(cu)進(jin)了中(zhong)國鋯化(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)工業(ye)的(de)發展。但(dan)由于信息交流不暢，企(qi)業(ye)間缺乏溝通，國內氯氧(yang)化(hua)鋯的(de)生(sheng)產廠家(jia)增加太多(duo)，企(qi)業(ye)相(xiang)互競(jing)爭，相(xiang)互壓(ya)價(jia)，價(jia)格(ge)下(xia)跌。同(tong)時(shi)(shi)(shi)由于產量(liang)猛增，技術(shu)和檢測(ce)手段(duan)跟不上(shang)，產品(pin)(pin)質量(liang)下(xia)降(jiang)(jiang)，環境污染嚴重。不利(li)于我國鋯化(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)發展。這時(shi)(shi)(shi)期(qi)的(de)產量(liang)約為20000t。

1990年以后，世(shi)界鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品市場(chang)擴大(da)，鋯(gao)(gao)(gao)陶瓷顏料(liao)、釉料(liao)需(xu)求(qiu)(qiu)量大(da)增(zeng)。西方國(guo)(guo)家在中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)建立了(le)許多生產陶瓷釉料(liao)的(de)合資(zi)企業(ye)，導(dao)致ZrO的(de)需(xu)求(qiu)(qiu)量大(da)幅增(zeng)加(jia)。這(zhe)大(da)大(da)刺激(ji)中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品的(de)發展，新(xin)建工(gong)(gong)廠蜂擁而上，原有企業(ye)生產量連續增(zeng)產。在中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)，第1次出(chu)現(xian)了(le)鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品供大(da)于(yu)(yu)求(qiu)(qiu)的(de)現(xian)象，產量達到40000-45000t。價格下(xia)跌，企業(ye)效益明(ming)顯下(xia)降(jiang)。最近幾年，中(zhong)(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品有了(le)更大(da)的(de)發展，但(dan)由(you)于(yu)(yu)鋯(gao)(gao)(gao)英砂短(duan)缺。原材(cai)料(liao)的(de)漲價，企業(ye)之間的(de)競(jing)爭加(jia)劇(ju)，鋯(gao)(gao)(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品的(de)價格偏低(di)，庫存增(zeng)加(jia)，致使企業(ye)陷入困境，甚(shen)至出(chu)現(xian)嚴重虧(kui)損，小工(gong)(gong)廠瀕(bin)臨(lin)關(guan)閉。

中國的鋯化學制品(pin)的產(chan)量大約(yue)在70000-75000t，庫(ku)存量在10000-15000t。資金積壓嚴(yan)重，有些工廠停產(chan)，而有些工廠在擴(kuo)產(chan)。所以，中國的鋯業發展(zhan)不容樂觀。

物理性質

鋯，原子序(xu)數40，原子量91.224，為銀灰色金屬，外觀(guan)似鋼，有光澤，熔點1852°C，沸(fei)點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(mi)度 6.49g/cm3

原子量(liang) 91.224

體(ti)積 14.1cm3/mol

晶體結構：晶胞(bao)為密(mi)排(pai)六(liu)方晶胞(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)(gao)(gao)容易吸收氫、氮和(he)氧(yang)(yang)氣；鋯(gao)(gao)(gao)(gao)對氧(yang)(yang)的親和(he)力很(hen)強，1000°C氧(yang)(yang)氣溶于(yu)(yu)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)中能使(shi)其體(ti)積(ji)顯著增加。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)的表面易形成一層氧(yang)(yang)化膜，具(ju)有(you)光(guang)澤(ze)，故外(wai)觀(guan)與鋼相似(si)。有(you)耐腐(fu)蝕性(xing)，但(dan)是溶于(yu)(yu)氫氟酸和(he)王水。高溫時，可與非金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su)(su)和(he)許多金(jin)(jin)屬元(yuan)素(su)(su)反應，生(sheng)(sheng)成固溶體(ti)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)的可塑性(xing)好，易于(yu)(yu)加工成板、絲等。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)在(zai)加熱時能大量地吸收氧(yang)(yang)、氫、氮等氣體(ti)，可用作貯氫材料。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)的耐腐(fu)蝕性(xing)比鈦(tai)好，接近鈮、鉭。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)與鉿是化學(xue)性(xing)質相似(si)、又(you)共生(sheng)(sheng)在(zai)一起(qi)的兩個金(jin)(jin)屬，且(qie)含(han)有(you)放射性(xing)物質。

CAS號 7440-67-7

所屬周期 5

所屬族數 ⅣB

電子層(ceng)分布(bu) K-L-M-N-O

外(wai)圍電子層排布 4d25s2

核(he)外電子排布 2，8，18，10，2

氧化態 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(yang)化鋯(gao)(gao)(gao)（ZrO?）是自(zi)然界的(de)(de)礦(kuang)物原(yuan)(yuan)料(liao)，主要有(you)斜鋯(gao)(gao)(gao)石和鋯(gao)(gao)(gao)英(ying)石。鋯(gao)(gao)(gao)英(ying)石系火(huo)成(cheng)巖深層礦(kuang)物，顏(yan)色(se)有(you)淡黃(huang)、棕黃(huang)、黃(huang)綠等，比(bi)重4.6-4.7，硬(ying)度7.5，具有(you)強烈的(de)(de)金(jin)屬光(guang)澤，可為(wei)陶瓷釉(you)用(yong)原(yuan)(yuan)料(liao)。純的(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)(gao)(gao)是一種(zhong)高級耐(nai)火(huo)原(yuan)(yuan)料(liao)，其熔融(rong)溫度約為(wei)2900℃它(ta)可提高釉(you)的(de)(de)高溫粘(zhan)度和擴大粘(zhan)度變(bian)化的(de)(de)溫度范圍，有(you)較好(hao)的(de)(de)熱穩定性(xing)(xing)，其含(han)量為(wei)2%-3%時，能(neng)(neng)提高釉(you)的(de)(de)抗龜裂性(xing)(xing)能(neng)(neng)。還因它(ta)的(de)(de)化學惰(duo)性(xing)(xing)大，故(gu)能(neng)(neng)提高釉(you)的(de)(de)化學穩定性(xing)(xing)和耐(nai)酸堿能(neng)(neng)力，還能(neng)(neng)起到乳濁(zhuo)劑的(de)(de)作用(yong)。在建(jian)筑(zhu)陶瓷釉(you)料(liao)中多使用(yong)鋯(gao)(gao)(gao)英(ying)石，一般用(yong)量為(wei)8%-12%。并為(wei)“釉(you)下(xia)白”的(de)(de)主要原(yuan)(yuan)料(liao)，氧(yang)化鋯(gao)(gao)(gao)為(wei)黃(huang)綠色(se)顏(yan)料(liao)良好(hao)的(de)(de)助色(se)劑，若想獲得較好(hao)的(de)(de)釩鋯(gao)(gao)(gao)黃(huang)顏(yan)料(liao)必(bi)須選用(yong)質純的(de)(de)氧(yang)化鋯(gao)(gao)(gao)。

1、由灼燒二氧(yang)(yang)化鋯(gao)水合物或揮發性含氧(yang)(yang)酸鋯(gao)鹽所得的二氧(yang)(yang)化鋯(gao)為白色(se)粉末，不溶于(yu)水。

2、經由輕度灼(zhuo)燒所得的二氧化鋯，比較容易被無(wu)機酸溶解(jie)。

強(qiang)熱灼燒所得的(de)二氧(yang)化(hua)鋯(gao)只(zhi)溶于(yu)濃硫酸(suan)和氫氟酸(suan)，經過熔(rong)融重結晶(jing)的(de)二氧(yang)化(hua)鋯(gao)只(zhi)與氫氟酸(suan)作(zuo)用(yong)。

3、二氧化(hua)鋯是一種兩性(xing)氧化(hua)物，與堿共熔可形成(cheng)鋯酸(suan)鹽，但鋯酸(suan)鹽遇水容易(yi)水解為ZrO2·xH2O而(er)沉(chen)淀。

4、二(er)氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)與碳和氯氣高溫反應，或者與四氯化(hua)碳反應，生成四氯化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)及二(er)氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)，水解又得(de)到二(er)氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)。

5、它在電弧中與碳作用(yong)生(sheng)成(cheng)碳化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射率高，化學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)能(neng)，是一(yi)種(zhong)優(you)質、價(jia)廉的(de)(de)乳濁劑，被廣(guang)泛用于各種(zhong)建(jian)筑陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)、衛生(sheng)(sheng)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)、日用陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)、一(yi)級(ji)工(gong)藝品陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)等的(de)(de)生(sheng)(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)，在陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)料(liao)(liao)的(de)(de)加工(gong)生(sheng)(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)，使用范圍廣(guang)，應用量(liang)大。硅酸鋯(gao)(gao)之所以在陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)生(sheng)(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)得以廣(guang)泛應用，還因為(wei)其化學(xue)穩(wen)定(ding)性(xing)好(hao)，因而(er)不受(shou)陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)燒(shao)成氣氛的(de)(de)影響，且能(neng)顯著改(gai)善陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)的(de)(de)坯釉(you)(you)結(jie)合性(xing)能(neng)，提高陶(tao)(tao)(tao)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)面硬度(du)。硅酸鋯(gao)(gao)也在電視行(xing)業的(de)(de)彩色顯像管、玻(bo)(bo)璃行(xing)業的(de)(de)乳化玻(bo)(bo)璃、搪(tang)瓷(ci)(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)料(liao)(liao)生(sheng)(sheng)產中(zhong)(zhong)(zhong)得到了進一(yi)步(bu)的(de)(de)應用。硅酸鋯(gao)(gao)的(de)(de)熔(rong)點高：2500攝氏度(du)，所以在耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)、玻(bo)(bo)璃窯爐鋯(gao)(gao)搗打料(liao)(liao)、澆注料(liao)(liao)、噴涂料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)(zhong)也被廣(guang)泛應用。

鋯指數

鋯(gao)指(zhi)數是后(hou)(hou)處理工藝中(zhong)用(yong)(yong)來衡量溶(rong)劑(ji)降解(jie)程度的(de)(de)指(zhi)標。95Zr是一種重(zhong)要的(de)(de)裂片，降解(jie)后(hou)(hou)的(de)(de)溶(rong)劑(ji)對95Zr具(ju)有(you)高(gao)選擇性(xing)的(de)(de)保(bao)留(liu)作用(yong)(yong)，鋯(gao)指(zhi)數越大，溶(rong)劑(ji)降解(jie)越嚴重(zhong)。鋯(gao)指(zhi)數（Z值(zhi)）的(de)(de)測量方法是：反萃后(hou)(hou)有(you)機相(xiang)(xiang)經氫氧化(hua)鈉、水和硝酸洗滌后(hou)(hou)，用(yong)(yong)示(shi)蹤量95Zr水相(xiang)(xiang)與之平衡，用(yong)(yong)3mol/L硝酸洗有(you)機相(xiang)(xiang)3次，除去TBP萃取的(de)(de)95Zr。測定溶(rong)劑(ji)相(xiang)(xiang)中(zhong)被保(bao)留(liu)的(de)(de)鋯(gao)量，每109L溶(rong)劑(ji)保(bao)留(liu)的(de)(de)95Zr的(de)(de)摩(mo)爾數為溶(rong)劑(ji)的(de)(de)Z值(zhi)。由于鋯(gao)在水溶(rong)液中(zhong)行為復雜，隨測量條件不同(tong)，Z值(zhi)會不同(tong)，因而常用(yong)(yong)不穩定系數來表征溶(rong)劑(ji)的(de)(de)穩定性(xing)。

同位素

天然鋯(gao)有6種穩定同位(wei)素：鋯(gao)-90、鋯(gao)-91、鋯(gao)-92、鋯(gao)-94、鋯(gao)-96，其(qi)中鋯(gao)-90含量最(zui)大。

同(tong)位素 豐度 半衰期 衰變模式 衰變能(neng)量 衰變產物(wu)

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩(wen)定(ding)

Zr-91 11.22% 穩(wen)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

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

含量分布

地殼中鋯(gao)的含量(liang)居第(di)(di)19位，幾乎與(yu)鉻相等(deng)。自然(ran)界(jie)中具有(you)工(gong)業(ye)價值的含鋯(gao)礦物，主(zhu)要(yao)有(you)鋯(gao)英石及斜鋯(gao)石。世界(jie)鋯(gao)資源主(zhu)要(yao)賦存于(yu)海(hai)濱砂礦礦床中，只(zhi)有(you)少(shao)部分(fen)賦于(yu)積礦砂和原生礦中。世界(jie)鋯(gao)英砂儲(chu)(chu)量(liang)約4000萬(wan)噸，其(qi)(qi)中85%分(fen)布在(zai)澳大利(li)亞(ya)、南(nan)(nan)非(fei)、美(mei)國、印度(du)和前蘇(su)聯。我國鋯(gao)礦儲(chu)(chu)量(liang)居世界(jie)第(di)(di)九位，總儲(chu)(chu)量(liang)為200余萬(wan)噸，主(zhu)要(yao)集中在(zai)廣(guang)東(dong)、海(hai)南(nan)(nan)、廣(guang)西和四川，而云南(nan)(nan)主(zhu)要(yao)是巖礦，其(qi)(qi)它如湖南(nan)(nan)、湖北、安徽、福建、江西、遼(liao)寧等(deng)，也(ye)有(you)一(yi)些鋯(gao)資源。

元(yuan)素在太陽中的含量(liang)（ppm） 0.04

元素在海水中的含(han)量（ppm） 0.000009

地殼中含量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)(gao)和鋰及鈦一樣能強烈地吸(xi)收(shou)氮、氫(qing)、氧等(deng)氣體。當(dang)溫度超過攝氏(shi)九百度，鋯(gao)(gao)能猛烈地吸(xi)收(shou)氮氣；在(zai)攝氏(shi)二百度的(de)條件下，一百克金屬鋯(gao)(gao)能夠吸(xi)收(shou)八百一十七升氫(qing)氣，相當(dang)于鐵的(de)八十多萬倍。鋯(gao)(gao)的(de)這種特性已被廣泛利用(yong)，比(bi)如在(zai)電真(zhen)(zhen)空(kong)工業(ye)中，人們廣泛利用(yong)鋯(gao)(gao)粉涂(tu)在(zai)電真(zhen)(zhen)空(kong)元(yuan)件和儀表(biao)的(de)陽極(ji)和其他受(shou)熱部件的(de)表(biao)面上，吸(xi)收(shou)真(zhen)(zhen)空(kong)管(guan)中的(de)殘余氣體，制成高度真(zhen)(zhen)空(kong)的(de)電子管(guan)和其他電真(zhen)(zhen)空(kong)儀表(biao)，從而提(ti)高它們的(de)質量，延長它們的(de)使用(yong)時間。

冶金作用

鋯(gao)(gao)還(huan)可以用(yong)做冶(ye)金工業的(de)(de)(de)“維生素”，發揮它強(qiang)有力的(de)(de)(de)脫氧、除氮、去硫(liu)的(de)(de)(de)作用(yong)。鋼里只要加進(jin)千分之一的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)，硬度和強(qiang)度就會(hui)驚人地提高；含鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)裝甲鋼、不(bu)(bu)銹鋼和耐熱鋼等，是制(zhi)造(zao)裝甲車、坦克、大(da)炮和防彈板等國(guo)防武器的(de)(de)(de)重要材料。把鋯(gao)(gao)摻進(jin)銅里，抽(chou)成(cheng)銅線，導電能力并不(bu)(bu)減弱(ruo)，而(er)熔(rong)點卻大(da)大(da)提高，用(yong)做高壓電線非常合適。含鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)鋅鎂合金，又輕又耐高溫，強(qiang)度是普通鎂合金的(de)(de)(de)兩倍，可用(yong)到噴氣(qi)發動(dong)機(ji)構(gou)件的(de)(de)(de)制(zhi)造(zao)上。

另外(wai)，鋯粉(fen)(fen)的(de)特點是著火點低和(he)(he)燃(ran)燒(shao)速(su)度快，可(ke)以用做起爆(bao)雷管的(de)起爆(bao)藥，這種高級雷管甚至(zhi)在(zai)水下也能夠(gou)爆(bao)炸。鋯粉(fen)(fen)再加(jia)(jia)上氧化劑(ji)。這好比火上加(jia)(jia)油(you)，燃(ran)燒(shao)起來強(qiang)光(guang)眩目，是制造曳光(guang)彈和(he)(he)照(zhao)明彈的(de)好材料。

鋯合金

鋯(gao)合(he)(he)金以(yi)鋯(gao)為基體加入其他(ta)元素(su)而構成的(de)有(you)色合(he)(he)金。主(zhu)要合(he)(he)金元素(su)有(you)錫、鈮、鐵等。鋯(gao)合(he)(he)金在300～400℃的(de)高溫高壓(ya)水和(he)蒸(zheng)汽中(zhong)有(you)良(liang)好(hao)的(de)耐蝕(shi)性(xing)能、適中(zhong)的(de)力學性(xing)能、較低的(de)原(yuan)子熱中(zhong)子吸收截面，對(dui)核(he)(he)燃料(liao)有(you)良(liang)好(hao)的(de)相容性(xing)，多用作水冷核(he)(he)反(fan)應(ying)堆的(de)堆芯結構材料(liao)。此外，鋯(gao)對(dui)多種酸、堿和(he)鹽有(you)優(you)良(liang)的(de)抗蝕(shi)性(xing)，與氧、氮等氣(qi)體有(you)強烈的(de)親(qin)和(he)力，因此鋯(gao)合(he)(he)金也用于制造耐蝕(shi)部件和(he)制藥機械部件，在電真空和(he)燈泡(pao)工業中(zhong)被廣(guang)泛用作非蒸(zheng)散型消氣(qi)劑。

工業規模生產的(de)(de)(de)鋯(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有鋯(gao)錫系(xi)和鋯(gao)鈮系(xi)兩類。前者合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)牌號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)(de)(de)典型代表是(shi)Zr-2.5Nb。在鋯(gao)錫系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)，合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)元素錫、鐵、鉻、鎳可提高材(cai)料(liao)的(de)(de)(de)強度、耐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)和耐蝕膜的(de)(de)(de)導熱性(xing)(xing)(xing)(xing)，降低表面(mian)狀態(tai)對腐(fu)蝕的(de)(de)(de)敏感性(xing)(xing)(xing)(xing)。通常Zr-2合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)用(yong)(yong)于(yu)沸水(shui)(shui)堆，Zr-4合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)用(yong)(yong)于(yu)壓水(shui)(shui)堆。在鋯(gao)鈮系(xi)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)，鈮的(de)(de)(de)添(tian)加(jia)量達到使用(yong)(yong)溫度下鋯(gao)的(de)(de)(de)晶(jing)體結構(gou)的(de)(de)(de)固溶極限時，合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)耐蝕性(xing)(xing)(xing)(xing)最好(hao)。鋯(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)有同(tong)質異晶(jing)轉變，高溫下的(de)(de)(de)晶(jing)體結構(gou)為(wei)體心立方，低溫下為(wei)密排六(liu)方。鋯(gao)合(he)(he)金(jin)(jin)(jin)(jin)(jin)塑性(xing)(xing)(xing)(xing)好(hao)，可通過塑性(xing)(xing)(xing)(xing)加(jia)工制(zhi)成管(guan)材(cai)、板材(cai)、棒材(cai)和絲(si)材(cai)；其(qi)焊接(jie)(jie)性(xing)(xing)(xing)(xing)也好(hao)，可用(yong)(yong)以進(jin)行焊接(jie)(jie)加(jia)工。

鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)(de)熱(re)中子(zi)俘獲截面小，有突出(chu)的(de)(de)(de)(de)(de)核性(xing)能(neng)，是(shi)發展(zhan)原子(zi)能(neng)工業不(bu)可(ke)缺少的(de)(de)(de)(de)(de)材料(liao)(liao)(liao)，可(ke)作(zuo)反應堆芯(xin)結(jie)構(gou)材料(liao)(liao)(liao)。鋯(gao)(gao)(gao)粉在空氣(qi)中易(yi)燃(ran)燒，可(ke)作(zuo)引爆雷管及(ji)(ji)無煙火(huo)藥。鋯(gao)(gao)(gao)可(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)于優(you)質(zhi)鋼(gang)脫氧(yang)(yang)去(qu)硫(liu)的(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)(jia)劑(ji)，也是(shi)裝甲鋼(gang)、大炮用(yong)(yong)(yong)(yong)鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)及(ji)(ji)耐(nai)熱(re)鋼(gang)的(de)(de)(de)(de)(de)組元(yuan)。鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)鎂合金的(de)(de)(de)(de)(de)重要合金元(yuan)素，能(neng)提高(gao)鎂合抗(kang)(kang)拉強(qiang)度(du)和加(jia)(jia)工性(xing)能(neng)。鋯(gao)(gao)(gao)還是(shi)鋁鎂合金的(de)(de)(de)(de)(de)變質(zhi)劑(ji)，能(neng)細化(hua)(hua)(hua)晶粒。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)和鋯(gao)(gao)(gao)英石是(shi)耐(nai)火(huo)材料(liao)(liao)(liao)中最有價值的(de)(de)(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)合物。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)新型陶瓷的(de)(de)(de)(de)(de)主要材料(liao)(liao)(liao)，不(bu)可(ke)用(yong)(yong)(yong)(yong)作(zuo)抗(kang)(kang)高(gao)溫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)材料(liao)(liao)(liao)。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)可(ke)作(zuo)耐(nai)酸搪瓷、玻璃的(de)(de)(de)(de)(de)添加(jia)(jia)劑(ji)，能(neng)顯著提高(gao)玻璃的(de)(de)(de)(de)(de)彈性(xing)、化(hua)(hua)(hua)學(xue)穩定性(xing)及(ji)(ji)耐(nai)熱(re)性(xing)。鋯(gao)(gao)(gao)英石的(de)(de)(de)(de)(de)光反射性(xing)能(neng)強(qiang)、熱(re)穩定性(xing)好(hao)，在陶瓷和玻璃中可(ke)作(zuo)遮光劑(ji)使用(yong)(yong)(yong)(yong)。鋯(gao)(gao)(gao)在加(jia)(jia)熱(re)時(shi)能(neng)大量地吸收氧(yang)(yang)、氫(qing)、氨等氣(qi)體，是(shi)理(li)想的(de)(de)(de)(de)(de)吸氣(qi)劑(ji)，如電子(zi)管中用(yong)(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)(gao)粉作(zuo)除氣(qi)劑(ji)，用(yong)(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)(gao)絲(si)鋯(gao)(gao)(gao)片作(zuo)柵極(ji)支架(jia)(jia)、陽極(ji)支架(jia)(jia)等。

粉(fen)末狀鐵與硝酸(suan)鋯混合(he)，可作閃(shan)(shan)光粉(fen)。金屬鋯幾乎全部用(yong)作核(he)反應堆(dui)中(zhong)鈾(you)燃料元件(jian)的(de)包(bao)殼。也用(yong)來制造照相用(yong)的(de)閃(shan)(shan)光燈，以及耐腐(fu)蝕的(de)容器和(he)管道，特別是(shi)能耐鹽酸(suan)和(he)硫(liu)酸(suan)。鋯的(de)化學藥(yao)品(pin)可作聚(ju)合(he)物的(de)交聯劑。

軍事用途

從(cong)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(ren)地提高。含鋯的(de)裝(zhuang)甲鋼(gang)、大炮鍛件鋼(gang)、不(bu)銹鋼(gang)和(he)耐熱(re)鋼(gang)等是制造裝(zhuang)甲車(che)、坦克、大炮和(he)防彈板等武器的(de)重要(yao)材料。

從原(yuan)子(zi)能和(he)核(he)(he)能上來看，鋯有(you)突出的(de)(de)(de)核(he)(he)能性，是發(fa)展原(yuan)子(zi)能工業不可缺少的(de)(de)(de)材料，中國(guo)的(de)(de)(de)大型核(he)(he)電站普遍都用鋯材，如果(guo)用核(he)(he)動力(li)發(fa)電，每(mei)一百萬千瓦的(de)(de)(de)發(fa)電能力(li)，一年就要(yao)消耗(hao)掉20到25噸金(jin)屬鋯。一艘三(san)萬馬力(li)的(de)(de)(de)核(he)(he)潛(qian)艇所用的(de)(de)(de)鋯合(he)金(jin)作核(he)(he)燃料的(de)(de)(de)包套和(he)壓力(li)管(guan)，使用量(liang)即可達20至(zhi)30噸。

鋯(gao)是(shi)一種(zhong)稀有金屬，具有驚人的(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)、極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔點、超(chao)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度和(he)強度等特性(xing)(xing)，被廣泛用在(zai)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)、軍工(gong)、核(he)反(fan)應、原子能(neng)(neng)領域。“神六”上使用的(de)(de)(de)抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)(xing)、耐(nai)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)鈦產品，其抗(kang)腐蝕(shi)性(xing)(xing)能(neng)(neng)遠(yuan)不如鋯(gao)，其熔點1600度左右(you)，而鋯(gao)的(de)(de)(de)熔點則在(zai)1800度以(yi)(yi)上，二氧化鋯(gao)的(de)(de)(de)熔點更(geng)是(shi)高(gao)(gao)達2700度以(yi)(yi)上，所以(yi)(yi)鋯(gao)作為(wei)航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天(tian)材(cai)料，其各方面的(de)(de)(de)性(xing)(xing)能(neng)(neng)大(da)(da)大(da)(da)優越于(yu)鈦。

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區，限制出(chu)入。切斷火源。建(jian)議應急處理(li)人員(yuan)戴(dai)自給(gei)式(shi)呼吸器，穿消防防護服。

小量泄漏(lou)：使用無火花工(gong)具(ju)收(shou)(shou)集于(yu)干燥、潔(jie)凈、有蓋的容器中。轉移回收(shou)(shou)。

大量泄漏：用塑(su)料布、帆布覆蓋，減少飛散。使用無火花工具收(shou)集(ji)轉移(yi)回(hui)收(shou)。

防護措施

呼吸系統防護：空氣中粉塵濃度超標時(shi)，佩(pei)戴自吸過濾式防塵口罩。

眼(yan)(yan)睛防護(hu)：空(kong)氣中粉塵濃度超(chao)標時(shi)，戴化學安(an)全防護(hu)眼(yan)(yan)鏡。

身體防護：穿一般(ban)作(zuo)業防護服。

手防(fang)護：戴防(fang)化(hua)學品手套。

儲存運輸

儲(chu)存(cun)時常以不少于25%的水潤濕、鈍化。儲(chu)存(cun)于陰涼、通風(feng)的庫房。遠離(li)火種、熱源。包裝密封。應與酸類等分開存(cun)放，切忌混儲(chu)。采用(yong)防(fang)(fang)爆型照(zhao)明、通風(feng)設施。禁止(zhi)使用(yong)易產生火花的機(ji)械設備(bei)和工(gong)具(ju)。儲(chu)區應備(bei)有(you)合適的材料(liao)收容泄漏物。在運輸(shu)過程中要防(fang)(fang)雨(yu)淋、防(fang)(fang)震。裝卸時要小(xiao)心輕(qing)放，防(fang)(fang)止(zhi)碰撞(zhuang)和滾(gun)動，防(fang)(fang)止(zhi)機(ji)械損傷。