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鋯（Zirconium）是一種化學(xue)元素(su)(su)，元素(su)(su)符(fu)號(hao)Zr原子(zi)序數是40，單質是一種高熔點金屬，呈淺灰(hui)色。鋯的表(biao)面易形成一層氧(yang)化膜，具有光澤，故外觀與鋼(gang)相似。有耐腐蝕性，可溶于(yu)氫氟酸和王水，高溫時，可與非(fei)金屬元素(su)(su)和許多金屬元素(su)(su)反應，生成固溶體。

研究歷史

發現歷史

含(han)鋯(gao)的(de)(de)天(tian)然硅酸(suan)鹽(yan)ZrSiO4稱為鋯(gao)石(shi)（Zircon）或風信子石(shi)（hyacinth）廣(guang)泛分(fen)布(bu)于自(zi)(zi)(zi)(zi)然界中(zhong)，具有從(cong)橙(cheng)到紅的(de)(de)各種美麗的(de)(de)顏色(se)，自(zi)(zi)(zi)(zi)古(gu)以來(lai)被認為是(shi)(shi)寶(bao)石(shi)，據(ju)說Zircon一詞(ci)來(lai)自(zi)(zi)(zi)(zi)阿拉伯文(wen)(wen)(wen)Zarqūn，是(shi)(shi)朱砂(sha)，又說是(shi)(shi)來(lai)自(zi)(zi)(zi)(zi)波斯(si)文(wen)(wen)(wen)Zargun，是(shi)(shi)金色(se)，hyacinth則(ze)來(lai)自(zi)(zi)(zi)(zi)希臘(la)文(wen)(wen)(wen)的(de)(de)“百合花”一詞(ci)，印度洋中(zhong)的(de)(de)島國斯(si)里蘭卡盛產(chan)鋯(gao)石(shi)。包含(han)鋯(gao)的(de)(de)寶(bao)石(shi)作為鋯(gao)石(shi)的(de)(de)形式(shi)在古(gu)代就已(yi)知了。

1789年德國(guo)人(ren)M.H.Klaproth對鋯(gao)(gao)石進行研究時(shi)發現，將(jiang)它與(yu)氫氧(yang)化鈉共(gong)熔，用(yong)鹽酸(suan)(suan)溶(rong)解冷卻物，在溶(rong)液中(zhong)添加碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鉀(jia)，沉淀(dian)(dian)，過濾并清洗沉淀(dian)(dian)物，再(zai)將(jiang)沉淀(dian)(dian)物與(yu)硫酸(suan)(suan)共(gong)煮，然后(hou)濾去硅的氧(yang)化物，在濾液中(zhong)檢查鈣、鎂(mei)(mei)、鋁的氧(yang)化物，均未(wei)發現，在溶(rong)液中(zhong)添加碳(tan)(tan)酸(suan)(suan)鉀(jia)后(hou)出現沉淀(dian)(dian)，這個沉淀(dian)(dian)物不(bu)像氧(yang)化鋁那(nei)樣(yang)溶(rong)于堿液，也不(bu)像鎂(mei)(mei)的氧(yang)化物那(nei)樣(yang)和酸(suan)(suan)作用(yong)，Klaproth認為這個沉淀(dian)(dian)物和以前(qian)所知的氧(yang)化物都(dou)不(bu)一樣(yang)，是由Zirkonerde（鋯(gao)(gao)土，德文）構成的，不(bu)久，法國(guo)化學家de Morueau和Vauquelin兩人(ren)都(dou)證(zheng)實M.H.Klaproth的分析是正確的，該(gai)元素拉丁名為Zirconium，符號認為Zr，中(zhong)國(guo)譯成鋯(gao)(gao)。

1808年，英國的(de)H.Davy利(li)用(yong)電流分解鋯(gao)的(de)化(hua)合物，沒有成(cheng)功，1824年瑞典的(de)J.J.Berzelius首先(xian)用(yong)鉀(jia)還(huan)原K2ZrF6時制得金(jin)屬鋯(gao)，但不夠(gou)純(chun)，反(fan)應(ying)式為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該(gai)反(fan)應(ying)也可用(yong)Na作還(huan)原劑，直(zhi)到1914年，荷(he)蘭一家金(jin)屬白(bai)熱(re)電燈制造廠的(de)兩(liang)位研究人員Lely和Ham bruger用(yong)無(wu)水(shui)四(si)氯化(hua)鋯(gao)和過量金(jin)屬鈉同盛入一空球中，利(li)用(yong)電流加熱(re)500℃，取得了純(chun)金(jin)屬鋯(gao)。

完全純凈(jing)的鋯(gao)在1925年才(cai)被荷蘭(lan)化(hua)學家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分(fen)解四碘化(hua)鋯(gao)（ZrI4）制取。鋯(gao)由鎂加(jia)熱四氯(lv)化(hua)鋯(gao)來大量生產(chan)。

國內發展歷史

中(zhong)國(guo)鋯(gao)(gao)業的(de)發(fa)展是艱苦(ku)和曲折(zhe)的(de)，但對(dui)世(shi)界鋯(gao)(gao)業的(de)發(fa)展作出了巨大的(de)貢獻(xian)。中(zhong)國(guo)鋯(gao)(gao)業的(de)發(fa)展歷經(jing)下(xia)列幾個(ge)階段。

20世紀60年代，中國(guo)曾經用(yong)碳(tan)氯(lv)化(hua)(hua)法生(sheng)產(chan)過(guo)無鉿的(de)核用(yong)金(jin)(jin)屬(shu)鋯(gao)，那時(shi)有(you)上(shang)海紅色冶(ye)煉(lian)廠(chang)、901廠(chang)、錦(jin)州鐵(tie)合金(jin)(jin)廠(chang)；同時(shi)還有(you)上(shang)海五一(yi)化(hua)(hua)工(gong)(gong)廠(chang)、北(bei)京(jing)有(you)色金(jin)(jin)屬(shu)熔煉(lian)廠(chang)、水口山六廠(chang)和河南焦作化(hua)(hua)工(gong)(gong)總廠(chang)，用(yong)硫(liu)酸(suan)法生(sheng)產(chan)氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)。由于我(wo)國(guo)核工(gong)(gong)業尚未發展(zhan)，氧(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)未能在工(gong)(gong)業上(shang)取得(de)應用(yong)，生(sheng)產(chan)技術、產(chan)品質量、環境污染(ran)等都存(cun)在嚴重問題，資(zi)金(jin)(jin)也比(bi)較困難(nan)，因此，這(zhe)些工(gong)(gong)廠(chang)的(de)規(gui)模一(yi)直未發展(zhan)起來(lai)，大部分工(gong)(gong)廠(chang)停產(chan)、轉產(chan)、關閉，只有(you)少(shao)數工(gong)(gong)廠(chang)保留、待觀、試(shi)驗。

20世紀70年(nian)代中期，由于(yu)國(guo)外(wai)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯應(ying)用的(de)(de)發展，影響了中國(guo)。特(te)別是氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯在衛生(sheng)陶瓷方面(mian)的(de)(de)應(ying)用，促進了氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯的(de)(de)發展。但(dan)由于(yu)原(yuan)有的(de)(de)工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)技(ji)術落后(hou)、工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)流(liu)程過長、產品質(zhi)量(liang)差、環境(jing)污(wu)染嚴重等，迫(po)使(shi)人們進行(xing)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯生(sheng)產工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)的(de)(de)改進研究，以(yi)(yi)后(hou)就確立了工(gong)(gong)業(ye)上(shang)應(ying)用的(de)(de)NaOH燒結和HC1分解工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)生(sheng)產氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯，并(bing)于(yu)1978年(nian)建(jian)立第(di)1家按NaOH燒結工(gong)(gong)藝(yi)(yi)(yi)生(sheng)產氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯的(de)(de)工(gong)(gong)廠——宜興化(hua)工(gong)(gong)廠。與此(ci)同時，在湖州也建(jian)立了一個小型的(de)(de)生(sheng)產廠。產品質(zhi)量(liang)在當時(在國(guo)內(nei))還(huan)是比(bi)較好的(de)(de)，但(dan)規模都比(bi)較小。因為當時在國(guo)內(nei)氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯的(de)(de)應(ying)用還(huan)是很(hen)陌生(sheng)的(de)(de)，所以(yi)(yi)銷(xiao)量(liang)不是很(hen)大。

由(you)于(yu)氯(lv)(lv)氧化(hua)鋯(gao)的(de)(de)生(sheng)(sheng)產工(gong)藝(yi)(yi)復雜(za)，環(huan)境污(wu)(wu)染嚴重，為了保護本國(guo)(guo)的(de)(de)利(li)益(yi)，發達國(guo)(guo)家幾乎把(ba)這個低(di)利(li)潤、高能耗、高污(wu)(wu)染的(de)(de)前期生(sheng)(sheng)產工(gong)藝(yi)(yi)去(qu)掉，而保留高效、無污(wu)(wu)染的(de)(de)深加工(gong)工(gong)藝(yi)(yi)。因此發達國(guo)(guo)家氯(lv)(lv)氧化(hua)鋯(gao)幾乎都停止生(sheng)(sheng)產，從國(guo)(guo)外采購氯(lv)(lv)氧化(hua)鋯(gao)原料，這樣就促(cu)進了中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)工(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)發展。隨著(zhu)1980年中(zhong)國(guo)(guo)向(xiang)世界市場開放，氯(lv)(lv)氧化(hua)鋯(gao)開始出口，宜興化(hua)工(gong)廠(chang)規(gui)模得到迅(xun)猛發展。這也許(xu)是中(zhong)國(guo)(guo)鋯(gao)工(gong)業(ye)(ye)發展的(de)(de)轉折點。隨著(zhu)外貿的(de)(de)擴大，鋯(gao)化(hua)學制品品種增多，產量(liang)增大，企業(ye)(ye)效益(yi)良好。由(you)于(yu)利(li)益(yi)驅動，這時在國(guo)(guo)內發展了一批新(xin)的(de)(de)企業(ye)(ye)，生(sheng)(sheng)產能力(li)有所增長，但生(sheng)(sheng)產量(liang)跟(gen)不(bu)上生(sheng)(sheng)產能力(li)。

到了20世(shi)紀90年代，南非、澳大利亞的(de)(de)(de)鋯(gao)(gao)英砂進(jin)入中國，鋯(gao)(gao)化(hua)學制(zhi)品的(de)(de)(de)質量(liang)(liang)、工(gong)(gong)藝技(ji)術水平、回收率(lv)均(jun)有(you)所提高。同時(shi)，根據國外客(ke)商的(de)(de)(de)要求，鋯(gao)(gao)化(hua)學制(zhi)品的(de)(de)(de)種(zhong)類也(ye)擴大了。在利益(yi)的(de)(de)(de)驅動下(xia)(xia)，生(sheng)產廠(chang)(chang)家進(jin)一步(bu)增多(duo)，鋯(gao)(gao)英砂供應充(chong)足，原材料(liao)價格下(xia)(xia)降。氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)出口(kou)量(liang)(liang)猛增，促(cu)進(jin)了中國鋯(gao)(gao)化(hua)學制(zhi)品工(gong)(gong)業(ye)(ye)的(de)(de)(de)發(fa)展。但由于信息交流(liu)不暢(chang)，企業(ye)(ye)間缺乏溝(gou)通，國內氯氧化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)生(sheng)產廠(chang)(chang)家增加太多(duo)，企業(ye)(ye)相互競爭，相互壓(ya)價，價格下(xia)(xia)跌。同時(shi)由于產量(liang)(liang)猛增，技(ji)術和(he)檢測手段跟不上，產品質量(liang)(liang)下(xia)(xia)降，環境(jing)污染嚴重。不利于我國鋯(gao)(gao)化(hua)學制(zhi)品的(de)(de)(de)發(fa)展。這時(shi)期的(de)(de)(de)產量(liang)(liang)約為20000t。

1990年(nian)以后，世界鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)市場擴大(da)(da)(da)，鋯(gao)陶瓷顏料、釉料需(xu)求量(liang)大(da)(da)(da)增(zeng)。西(xi)方國(guo)家在中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)建(jian)立了(le)許(xu)多(duo)生(sheng)產陶瓷釉料的(de)合資企業(ye)(ye)，導(dao)致(zhi)ZrO的(de)需(xu)求量(liang)大(da)(da)(da)幅(fu)增(zeng)加。這大(da)(da)(da)大(da)(da)(da)刺激中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)發展，新(xin)建(jian)工廠蜂擁而上，原(yuan)(yuan)有(you)企業(ye)(ye)生(sheng)產量(liang)連(lian)續增(zeng)產。在中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)，第1次出現了(le)鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)供大(da)(da)(da)于求的(de)現象(xiang)，產量(liang)達到40000-45000t。價格下(xia)跌(die)，企業(ye)(ye)效益明顯下(xia)降。最近幾年(nian)，中(zhong)(zhong)(zhong)國(guo)鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)有(you)了(le)更(geng)大(da)(da)(da)的(de)發展，但由于鋯(gao)英砂短缺。原(yuan)(yuan)材料的(de)漲價，企業(ye)(ye)之間的(de)競爭(zheng)加劇，鋯(gao)化(hua)(hua)學制(zhi)(zhi)品(pin)(pin)的(de)價格偏(pian)低，庫存增(zeng)加，致(zhi)使企業(ye)(ye)陷入困境，甚至(zhi)出現嚴重虧損，小(xiao)工廠瀕臨關閉。

中(zhong)(zhong)國的(de)鋯化學制品的(de)產量大約在(zai)70000-75000t，庫存量在(zai)10000-15000t。資金積(ji)壓嚴重，有些(xie)工(gong)廠停產，而有些(xie)工(gong)廠在(zai)擴(kuo)產。所以，中(zhong)(zhong)國的(de)鋯業發展不容樂觀。

物理性質

鋯，原子序數(shu)40，原子量(liang)91.224，為銀(yin)灰色金屬，外觀似鋼，有光(guang)澤，熔點1852°C，沸點4377°C，密度6.49克/立(li)方厘(li)米(mi)。

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 91.224

體積 14.1cm3/mol

晶(jing)體結構：晶(jing)胞為密(mi)排六(liu)方晶(jing)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)容(rong)易(yi)吸收氫(qing)、氮和(he)氧(yang)氣(qi)；鋯(gao)對氧(yang)的(de)(de)親(qin)和(he)力很強(qiang)，1000°C氧(yang)氣(qi)溶(rong)(rong)于鋯(gao)中(zhong)能(neng)使(shi)其體(ti)積顯著增加(jia)(jia)。鋯(gao)的(de)(de)表(biao)面(mian)易(yi)形成(cheng)一(yi)(yi)層氧(yang)化膜，具有光(guang)澤，故外觀與鋼相似。有耐腐蝕(shi)性(xing)，但是(shi)溶(rong)(rong)于氫(qing)氟酸和(he)王水。高溫時(shi)，可與非(fei)金(jin)屬(shu)元素和(he)許多金(jin)屬(shu)元素反(fan)應，生成(cheng)固溶(rong)(rong)體(ti)。鋯(gao)的(de)(de)可塑性(xing)好，易(yi)于加(jia)(jia)工成(cheng)板、絲等。鋯(gao)在(zai)加(jia)(jia)熱時(shi)能(neng)大量地吸收氧(yang)、氫(qing)、氮等氣(qi)體(ti)，可用作貯氫(qing)材料(liao)。鋯(gao)的(de)(de)耐腐蝕(shi)性(xing)比鈦(tai)好，接近鈮(ni)、鉭。鋯(gao)與鉿是(shi)化學性(xing)質相似、又(you)共生在(zai)一(yi)(yi)起的(de)(de)兩個金(jin)屬(shu)，且含有放射性(xing)物質。

CAS號 7440-67-7

所屬周期 5

所屬族數 ⅣB

電子層分(fen)布(bu) K-L-M-N-O

外圍電子層排布 4d25s2

核外電子(zi)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

氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)（ZrO?）是(shi)自然界的(de)(de)(de)礦物原(yuan)料，主要有(you)斜鋯(gao)(gao)石和鋯(gao)(gao)英石。鋯(gao)(gao)英石系火成巖深層礦物，顏(yan)色有(you)淡黃(huang)、棕黃(huang)、黃(huang)綠等，比重4.6-4.7，硬度(du)(du)(du)7.5，具有(you)強烈的(de)(de)(de)金(jin)屬光澤，可為陶(tao)瓷釉(you)用原(yuan)料。純的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)是(shi)一(yi)種高(gao)(gao)級耐(nai)(nai)火原(yuan)料，其熔融溫度(du)(du)(du)約為2900℃它可提高(gao)(gao)釉(you)的(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫粘度(du)(du)(du)和擴大粘度(du)(du)(du)變(bian)化(hua)(hua)(hua)的(de)(de)(de)溫度(du)(du)(du)范圍，有(you)較好的(de)(de)(de)熱穩(wen)定性(xing)，其含量為2%-3%時，能提高(gao)(gao)釉(you)的(de)(de)(de)抗龜裂性(xing)能。還(huan)因(yin)它的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學惰性(xing)大，故能提高(gao)(gao)釉(you)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)(hua)學穩(wen)定性(xing)和耐(nai)(nai)酸堿能力，還(huan)能起到(dao)乳濁劑的(de)(de)(de)作用。在建筑陶(tao)瓷釉(you)料中(zhong)多(duo)使(shi)用鋯(gao)(gao)英石，一(yi)般用量為8%-12%。并為“釉(you)下白(bai)”的(de)(de)(de)主要原(yuan)料，氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)為黃(huang)綠色顏(yan)料良好的(de)(de)(de)助色劑，若(ruo)想獲(huo)得較好的(de)(de)(de)釩鋯(gao)(gao)黃(huang)顏(yan)料必(bi)須選用質純的(de)(de)(de)氧化(hua)(hua)(hua)鋯(gao)(gao)。

1、由灼燒二氧化鋯水合(he)物或(huo)揮(hui)發性含氧酸鋯鹽所得的二氧化鋯為白色粉末，不溶于水。

2、經由輕(qing)度灼燒所(suo)得的(de)二氧(yang)化鋯，比較容易被無機酸溶解。

強(qiang)熱灼燒所得(de)的二氧(yang)化鋯只溶于濃硫酸(suan)和(he)氫(qing)氟(fu)酸(suan)，經(jing)過(guo)熔(rong)融重結晶的二氧(yang)化鋯只與氫(qing)氟(fu)酸(suan)作用。

3、二氧(yang)化鋯(gao)是一(yi)種(zhong)兩性氧(yang)化物(wu)，與堿共熔可形成鋯(gao)酸鹽，但鋯(gao)酸鹽遇(yu)水容(rong)易水解(jie)為ZrO2·xH2O而(er)沉淀。

4、二氧(yang)化(hua)鋯與碳(tan)和氯氣(qi)高(gao)溫(wen)反應(ying)，或者與四(si)氯化(hua)碳(tan)反應(ying)，生成(cheng)四(si)氯化(hua)鋯及二氯氧(yang)化(hua)鋯，水解又得到(dao)二氧(yang)化(hua)鋯。

5、它在電弧中(zhong)與碳作用生成碳化鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射率高(gao)，化(hua)學穩(wen)定性能(neng)，是一種優質、價廉的(de)(de)(de)(de)乳濁劑，被(bei)廣泛用于(yu)各種建(jian)筑陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、衛生陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、日用陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)、一級工藝品陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)等的(de)(de)(de)(de)生產(chan)中(zhong)(zhong)，在(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉料(liao)(liao)的(de)(de)(de)(de)加工生產(chan)中(zhong)(zhong)，使(shi)用范圍廣，應(ying)(ying)用量大(da)。硅(gui)酸(suan)鋯(gao)之所以在(zai)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)生產(chan)中(zhong)(zhong)得以廣泛應(ying)(ying)用，還因(yin)為其化(hua)學穩(wen)定性好(hao)，因(yin)而不受陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)燒成氣氛的(de)(de)(de)(de)影響，且能(neng)顯著改善陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)的(de)(de)(de)(de)坯釉結合性能(neng)，提(ti)高(gao)陶(tao)(tao)瓷(ci)(ci)釉面硬度。硅(gui)酸(suan)鋯(gao)也(ye)在(zai)電視(shi)行業(ye)的(de)(de)(de)(de)彩色顯像管、玻(bo)璃(li)行業(ye)的(de)(de)(de)(de)乳化(hua)玻(bo)璃(li)、搪瓷(ci)(ci)釉料(liao)(liao)生產(chan)中(zhong)(zhong)得到了進一步的(de)(de)(de)(de)應(ying)(ying)用。硅(gui)酸(suan)鋯(gao)的(de)(de)(de)(de)熔點高(gao)：2500攝氏度，所以在(zai)耐火材料(liao)(liao)、玻(bo)璃(li)窯爐鋯(gao)搗打料(liao)(liao)、澆(jiao)注料(liao)(liao)、噴涂料(liao)(liao)中(zhong)(zhong)也(ye)被(bei)廣泛應(ying)(ying)用。

鋯指數

鋯(gao)(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)是后(hou)處理工藝(yi)中(zhong)用來(lai)(lai)衡量(liang)溶(rong)劑(ji)(ji)降解程(cheng)度(du)的(de)(de)指(zhi)(zhi)標。95Zr是一(yi)種(zhong)重要的(de)(de)裂片，降解后(hou)的(de)(de)溶(rong)劑(ji)(ji)對(dui)95Zr具有(you)高選(xuan)擇(ze)性(xing)的(de)(de)保留作用，鋯(gao)(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)越(yue)大，溶(rong)劑(ji)(ji)降解越(yue)嚴重。鋯(gao)(gao)(gao)指(zhi)(zhi)數(shu)（Z值）的(de)(de)測(ce)量(liang)方(fang)法是：反萃后(hou)有(you)機(ji)相(xiang)(xiang)經氫氧化鈉(na)、水(shui)和硝酸洗(xi)滌后(hou)，用示(shi)蹤量(liang)95Zr水(shui)相(xiang)(xiang)與之平衡，用3mol/L硝酸洗(xi)有(you)機(ji)相(xiang)(xiang)3次，除去(qu)TBP萃取(qu)的(de)(de)95Zr。測(ce)定溶(rong)劑(ji)(ji)相(xiang)(xiang)中(zhong)被(bei)保留的(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)量(liang)，每109L溶(rong)劑(ji)(ji)保留的(de)(de)95Zr的(de)(de)摩爾(er)數(shu)為(wei)溶(rong)劑(ji)(ji)的(de)(de)Z值。由(you)于(yu)鋯(gao)(gao)(gao)在水(shui)溶(rong)液中(zhong)行(xing)為(wei)復雜，隨測(ce)量(liang)條件不同，Z值會不同，因而常用不穩定系數(shu)來(lai)(lai)表征溶(rong)劑(ji)(ji)的(de)(de)穩定性(xing)。

同位素

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

同位素 豐度 半衰(shuai)期(qi) 衰(shuai)變模式 衰(shuai)變能量 衰(shuai)變產物

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩定

Zr-91 11.22% 穩(wen)定

Zr-92 17.15% 穩(wen)定

Zr-93 人造(zao) 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(gao)的含量(liang)居第(di)19位，幾乎與鉻(ge)相(xiang)等(deng)。自然界(jie)(jie)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)具有(you)工業價值(zhi)的含鋯(gao)礦物，主(zhu)要有(you)鋯(gao)英石及(ji)斜鋯(gao)石。世界(jie)(jie)鋯(gao)資源主(zhu)要賦(fu)存(cun)于(yu)海(hai)濱砂(sha)礦礦床(chuang)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)，只有(you)少部(bu)分賦(fu)于(yu)積礦砂(sha)和(he)原(yuan)生礦中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)。世界(jie)(jie)鋯(gao)英砂(sha)儲(chu)量(liang)約4000萬(wan)噸(dun)，其中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)85%分布在澳大利亞(ya)、南非、美國、印度和(he)前蘇聯。我國鋯(gao)礦儲(chu)量(liang)居世界(jie)(jie)第(di)九位，總(zong)儲(chu)量(liang)為200余萬(wan)噸(dun)，主(zhu)要集(ji)中(zhong)(zhong)(zhong)(zhong)在廣東、海(hai)南、廣西和(he)四川，而云(yun)南主(zhu)要是巖礦，其它(ta)如湖南、湖北、安徽、福建(jian)、江(jiang)西、遼寧等(deng)，也有(you)一(yi)些鋯(gao)資源。

元素在(zai)太陽(yang)中的含量（ppm） 0.04

元素在海水中(zhong)的含量(liang)（ppm） 0.000009

地(di)殼(ke)中含量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)和鋰及鈦一樣能(neng)強烈地吸(xi)(xi)收(shou)氮、氫(qing)(qing)、氧等(deng)氣(qi)體(ti)。當(dang)溫度(du)(du)(du)超過攝氏九(jiu)百度(du)(du)(du)，鋯(gao)能(neng)猛烈地吸(xi)(xi)收(shou)氮氣(qi)；在(zai)(zai)攝氏二百度(du)(du)(du)的(de)條件下，一百克(ke)金屬鋯(gao)能(neng)夠吸(xi)(xi)收(shou)八百一十(shi)七升氫(qing)(qing)氣(qi)，相(xiang)當(dang)于鐵(tie)的(de)八十(shi)多萬倍(bei)。鋯(gao)的(de)這種特性已被(bei)廣(guang)泛利用(yong)(yong)，比(bi)如在(zai)(zai)電(dian)真(zhen)(zhen)空(kong)工(gong)業中(zhong)(zhong)，人們(men)廣(guang)泛利用(yong)(yong)鋯(gao)粉(fen)涂在(zai)(zai)電(dian)真(zhen)(zhen)空(kong)元件和儀(yi)表的(de)陽極(ji)和其(qi)他(ta)受熱(re)部(bu)件的(de)表面上，吸(xi)(xi)收(shou)真(zhen)(zhen)空(kong)管中(zhong)(zhong)的(de)殘(can)余(yu)氣(qi)體(ti)，制成高度(du)(du)(du)真(zhen)(zhen)空(kong)的(de)電(dian)子(zi)管和其(qi)他(ta)電(dian)真(zhen)(zhen)空(kong)儀(yi)表，從(cong)而提(ti)高它(ta)們(men)的(de)質(zhi)量，延長它(ta)們(men)的(de)使(shi)用(yong)(yong)時間。

冶金作用

鋯(gao)(gao)還可(ke)(ke)以(yi)用(yong)(yong)做冶金(jin)工業的(de)“維生素”，發揮(hui)它(ta)強有力的(de)脫氧(yang)、除氮、去硫的(de)作用(yong)(yong)。鋼里只要加進千分(fen)之一的(de)鋯(gao)(gao)，硬度和(he)(he)強度就會驚人地(di)提(ti)高(gao)；含鋯(gao)(gao)的(de)裝甲(jia)鋼、不銹(xiu)鋼和(he)(he)耐熱鋼等，是(shi)制造裝甲(jia)車、坦克(ke)、大炮和(he)(he)防彈板等國防武器的(de)重(zhong)要材料。把鋯(gao)(gao)摻進銅里，抽成銅線，導電能力并(bing)不減弱，而(er)熔點卻大大提(ti)高(gao)，用(yong)(yong)做高(gao)壓電線非常合適。含鋯(gao)(gao)的(de)鋅(xin)鎂(mei)合金(jin)，又輕又耐高(gao)溫，強度是(shi)普通鎂(mei)合金(jin)的(de)兩倍，可(ke)(ke)用(yong)(yong)到噴氣發動機構(gou)件(jian)的(de)制造上(shang)。

另外(wai)，鋯粉(fen)的特點是著火(huo)點低和燃(ran)燒(shao)速度快，可以用做起(qi)爆雷管的起(qi)爆藥，這(zhe)(zhe)種(zhong)高級雷管甚至在水下(xia)也能(neng)夠爆炸。鋯粉(fen)再加上氧化劑。這(zhe)(zhe)好比火(huo)上加油，燃(ran)燒(shao)起(qi)來強(qiang)光眩目，是制造曳光彈和照明彈的好材(cai)料(liao)。

鋯合金

鋯(gao)(gao)合金(jin)(jin)以鋯(gao)(gao)為基體加(jia)入其(qi)他元素(su)而(er)構成的(de)有(you)色合金(jin)(jin)。主要合金(jin)(jin)元素(su)有(you)錫、鈮、鐵等(deng)。鋯(gao)(gao)合金(jin)(jin)在(zai)300～400℃的(de)高溫高壓水和(he)蒸汽中(zhong)(zhong)有(you)良(liang)好的(de)耐蝕性能、適中(zhong)(zhong)的(de)力學性能、較低的(de)原子熱中(zhong)(zhong)子吸收截(jie)面，對核燃料有(you)良(liang)好的(de)相容性，多用作水冷(leng)核反應堆(dui)的(de)堆(dui)芯(xin)結構材料。此外，鋯(gao)(gao)對多種酸、堿和(he)鹽(yan)有(you)優良(liang)的(de)抗蝕性，與氧、氮等(deng)氣體有(you)強烈(lie)的(de)親和(he)力，因此鋯(gao)(gao)合金(jin)(jin)也(ye)用于制(zhi)造耐蝕部(bu)件(jian)和(he)制(zhi)藥機械部(bu)件(jian)，在(zai)電真(zhen)空和(he)燈泡工業中(zhong)(zhong)被(bei)廣泛用作非蒸散型消氣劑。

工業規模生產的(de)(de)(de)(de)鋯(gao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)有鋯(gao)錫系和(he)鋯(gao)鈮系兩類。前者合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)牌號有Zr-2、Zr-4，后者的(de)(de)(de)(de)典型(xing)代表是Zr-2.5Nb。在鋯(gao)錫系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)元(yuan)素錫、鐵、鉻、鎳可(ke)提高材(cai)料的(de)(de)(de)(de)強度、耐(nai)(nai)蝕性和(he)耐(nai)(nai)蝕膜(mo)的(de)(de)(de)(de)導熱性，降(jiang)低(di)表面狀態對腐蝕的(de)(de)(de)(de)敏感性。通常Zr-2合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用(yong)(yong)于沸水(shui)堆，Zr-4合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)用(yong)(yong)于壓水(shui)堆。在鋯(gao)鈮系合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)中(zhong)(zhong)，鈮的(de)(de)(de)(de)添加(jia)量(liang)達到使用(yong)(yong)溫度下鋯(gao)的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結構的(de)(de)(de)(de)固(gu)溶極限(xian)時，合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性最好。鋯(gao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)有同質異晶轉(zhuan)變(bian)，高溫下的(de)(de)(de)(de)晶體(ti)結構為(wei)體(ti)心立方(fang)，低(di)溫下為(wei)密排六方(fang)。鋯(gao)合(he)(he)(he)金(jin)(jin)(jin)塑性好，可(ke)通過塑性加(jia)工制成管(guan)材(cai)、板材(cai)、棒材(cai)和(he)絲材(cai)；其焊接性也好，可(ke)用(yong)(yong)以進行焊接加(jia)工。

鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)熱中(zhong)(zhong)子俘獲截面(mian)小，有突出(chu)的(de)(de)(de)核性(xing)(xing)(xing)能(neng)，是發展原子能(neng)工業不(bu)(bu)可(ke)缺少(shao)的(de)(de)(de)材料(liao)，可(ke)作(zuo)反應堆(dui)芯結構材料(liao)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)粉(fen)在(zai)空氣中(zhong)(zhong)易燃燒，可(ke)作(zuo)引爆雷管及(ji)無煙火藥。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)用于(yu)優質鋼(gang)(gang)脫氧(yang)(yang)去硫的(de)(de)(de)添加(jia)劑(ji)，也是裝甲鋼(gang)(gang)、大(da)炮用鋼(gang)(gang)、不(bu)(bu)銹鋼(gang)(gang)及(ji)耐熱鋼(gang)(gang)的(de)(de)(de)組元。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)是鎂合金(jin)的(de)(de)(de)重要合金(jin)元素(su)，能(neng)提高(gao)鎂合抗拉強度和(he)加(jia)工性(xing)(xing)(xing)能(neng)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)還是鋁鎂合金(jin)的(de)(de)(de)變(bian)質劑(ji)，能(neng)細化(hua)(hua)晶粒(li)。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)和(he)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)英石是耐火材料(liao)中(zhong)(zhong)最有價值(zhi)的(de)(de)(de)化(hua)(hua)合物。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)是新型陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)主要材料(liao)，不(bu)(bu)可(ke)用作(zuo)抗高(gao)溫(wen)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)的(de)(de)(de)加(jia)熱材料(liao)。二氧(yang)(yang)化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)可(ke)作(zuo)耐酸搪(tang)瓷(ci)、玻璃的(de)(de)(de)添加(jia)劑(ji)，能(neng)顯著提高(gao)玻璃的(de)(de)(de)彈(dan)性(xing)(xing)(xing)、化(hua)(hua)學穩定性(xing)(xing)(xing)及(ji)耐熱性(xing)(xing)(xing)。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)英石的(de)(de)(de)光(guang)反射性(xing)(xing)(xing)能(neng)強、熱穩定性(xing)(xing)(xing)好(hao)，在(zai)陶(tao)瓷(ci)和(he)玻璃中(zhong)(zhong)可(ke)作(zuo)遮(zhe)光(guang)劑(ji)使用。鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)在(zai)加(jia)熱時能(neng)大(da)量地(di)吸(xi)收(shou)氧(yang)(yang)、氫(qing)、氨等(deng)氣體，是理想(xiang)的(de)(de)(de)吸(xi)氣劑(ji)，如電子管中(zhong)(zhong)用鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)粉(fen)作(zuo)除(chu)氣劑(ji)，用鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)絲鋯(gao)(gao)(gao)(gao)(gao)片作(zuo)柵極支(zhi)架、陽極支(zhi)架等(deng)。

粉末狀鐵與硝酸(suan)鋯(gao)混合，可作閃光(guang)粉。金屬鋯(gao)幾乎全部用(yong)作核(he)反應堆中鈾燃料元(yuan)件的(de)(de)(de)包殼。也用(yong)來制造照相(xiang)用(yong)的(de)(de)(de)閃光(guang)燈，以及耐腐蝕的(de)(de)(de)容器和(he)管道，特(te)別是能耐鹽酸(suan)和(he)硫(liu)酸(suan)。鋯(gao)的(de)(de)(de)化學藥品可作聚合物(wu)的(de)(de)(de)交(jiao)聯劑(ji)。

軍事用途

從軍(jun)工(gong)上來看，鋼(gang)里只(zhi)要加進千(qian)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(xiu)鋼(gang)和(he)耐熱鋼(gang)等是(shi)制造(zao)裝甲車(che)、坦克、大炮和(he)防(fang)彈(dan)板等武器的(de)重要材料。

從原子能和核(he)能上(shang)來看，鋯(gao)(gao)(gao)有(you)突出的(de)(de)核(he)能性，是(shi)發(fa)展(zhan)原子能工業不可缺少的(de)(de)材料，中(zhong)國的(de)(de)大(da)型核(he)電站(zhan)普遍都用(yong)鋯(gao)(gao)(gao)材，如果(guo)用(yong)核(he)動力(li)發(fa)電，每一(yi)百(bai)萬千瓦的(de)(de)發(fa)電能力(li)，一(yi)年就要消耗掉20到(dao)25噸(dun)金屬鋯(gao)(gao)(gao)。一(yi)艘三萬馬力(li)的(de)(de)核(he)潛艇所(suo)用(yong)的(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)合金作核(he)燃料的(de)(de)包套和壓(ya)力(li)管，使用(yong)量即可達20至30噸(dun)。

鋯(gao)(gao)(gao)是一種稀有金(jin)屬，具(ju)有驚人的(de)(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕性能、極(ji)高(gao)的(de)(de)(de)(de)熔點、超高(gao)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度和(he)強(qiang)度等特性，被廣泛用在航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天、軍(jun)工、核反(fan)應、原子能領域。“神六”上使用的(de)(de)(de)(de)抗腐(fu)蝕性、耐(nai)高(gao)的(de)(de)(de)(de)鈦產品，其抗腐(fu)蝕性能遠不(bu)如鋯(gao)(gao)(gao)，其熔點1600度左右，而鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)熔點則在1800度以(yi)上，二氧化鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)熔點更(geng)是高(gao)達(da)2700度以(yi)上，所以(yi)鋯(gao)(gao)(gao)作為航(hang)(hang)空(kong)航(hang)(hang)天材料，其各方面的(de)(de)(de)(de)性能大大優(you)越于鈦。

泄漏應急處理

隔離泄漏污染區(qu)，限(xian)制(zhi)出入(ru)。切(qie)斷火(huo)源(yuan)。建議應急處理人員戴自給式(shi)呼吸器(qi)，穿消防防護(hu)服(fu)。

小(xiao)量泄漏：使用無火(huo)花工具收集于干燥、潔凈、有蓋的容器(qi)中。轉移回收。

大量泄漏(lou)：用塑料布、帆(fan)布覆(fu)蓋，減少飛散。使(shi)用無火花(hua)工具收(shou)集轉移回(hui)收(shou)。

防護措施

呼吸(xi)系統防(fang)護：空氣(qi)中粉塵濃度超標時，佩戴自吸(xi)過濾式防(fang)塵口罩。

眼(yan)睛防護：空(kong)氣中粉塵濃(nong)度(du)超標時(shi)，戴化學安全防護眼(yan)鏡。

身體防護：穿一般作業防護服。

手防護(hu)：戴防化學品(pin)手套。

儲存運輸

儲(chu)存時常以不少于25%的水潤(run)濕、鈍化。儲(chu)存于陰涼、通風(feng)的庫房。遠離火種(zhong)、熱源。包(bao)裝(zhuang)密封(feng)。應與酸類等分開存放，切忌混儲(chu)。采用防爆型照明、通風(feng)設(she)施。禁(jin)止(zhi)使用易產(chan)生火花的機械設(she)備和(he)工具(ju)。儲(chu)區應備有合適的材料收容泄漏物。在運輸過程中(zhong)要防雨淋、防震。裝(zhuang)卸(xie)時要小(xiao)心輕放，防止(zhi)碰(peng)撞和(he)滾(gun)動，防止(zhi)機械損(sun)傷。