Zirkonium: výroba v Rusku

Zirkonium ve své základní formě je stříbrně bílý kov, vyznačující se takovými charakteristickými vlastnostmi jako je odolnost proti korozi a plasticitě. V přírodě je to docela běžné, ale zároveň je velmi rozptýlené. Velké ložiska nebyly dosud nalezeny. Lidé se poprvé dozvěděli o možnosti existence tohoto kovu v roce 1789. Poté chemik M. Klaprot náhodou objevil svůj oxid při vyšetřování minerálního zirkonu. V čisté podobě byl tento kov získán teprve v roce 1925. V moderním světě je zirkonium, jehož výroba je široce používána, používána v různých průmyslových odvětvích. Samozřejmě také mnoho domácích podniků se podílí na jeho výrobě.

Obecný popis

Neobvyklé vlastnosti jsou to, co je primárně určeno průmyslovou hodnotou relativně vzácného kovu, jako je zirkonium. Jeho výroba je přínosem pro národní ekonomiku díky:

1. Vysoký stupeň chemické odolnosti. Kyselina chlorovodíková na tomto kovu nemá absolutně žádný účinek a při reakci s kyselinou sírovou reaguje pouze při koncentraci nejméně 50% a teplotě vyšší než +100 ° C.

2. Schopnost spálit ve vzduchu prakticky bez kouře. Samozápalné zirkonium (jemně rozptýlené) již může mít teplotu 250 ° C.

3. Biologická setrvačnost. Zirkonium nemá absolutně žádný škodlivý účinek na lidské nebo zvířecí tělo. Výhody, na rozdíl od obecné víry, bohužel také nemůže přinést žádné.

Velmi žádoucí v průmyslu není jen samotný kov, ale jeho sloučeniny. Minerální zirkon, například, se vyznačuje velmi vysokou tvrdostí a příjemným diamantovým leskem. Proto je někdy používán jako levná náhrada diamantů. Je pravda, že v posledních letech byl zirkon používán méně a méně v špercích. V současné době jsou imitace diamantů často z kubické zirkonie (kubické zirkonie).

Kde používat

Výroba zirkonia je v současnosti jednou z nejdůležitějších oblastí metalurgického průmyslu. I když se používá v mnoha oblastech hospodářství (například pro výrobu lékařských nástrojů nebo pyrotechnických zařízení), častěji se používá všechny stejné ve vodou chlazených jaderných reaktorů jaderných elektráren.

Suroviny pro výrobu

Hmotnostní zlomek zirkonia v zemské kůře kvůli jeho absent-mindedness, bohužel ještě nebyl stanoven. Podle vědců může být 170-250 gramů na tunu. Ve skutečnosti jsou velmi minerály zirkonů v přírodě mnoho. V současné době vědci vědí o 40 odrůdách. Nicméně nejčastěji se používají pouze suroviny pro výrobu zirkonia:

• baddeleyite;

• eudialyte;

• zirkonia.

Velké ložiska zirkonů na planetě, jak již bylo zmíněno, neexistují. V Rusku je jen několik malých ložisek podobných minerálů. Vyrábějí se také v zemích, jako jsou USA, Indie, Brazílie a Austrálie. Nejvíce obyčejným minerálem ze zirkonia je samozřejmě zirkon (ZrSiO4). Ve většině případů je v přírodě doprovázena hafnium.

Výroba zirkonia v Rusku: vlastnosti

V Rusku, uvolnění tohoto kovu se v současné době zabývá v jednom podniku - Chepetsk Mechanical Plant, který se nachází v Glazov (Udmurtia). Jeho první obchody byly postaveny na počátku druhé světové války. Do roku 1942 rostlina dosáhla plné konstrukční kapacity. V té době se většinou vyráběly kazety. V roce 1946 byl podnik přehodnocen v továrně na výrobu kovového uranu. Později (v roce 1957) se zde vyrábělo zirkonium a poté supravodivé kovy, vápník a titan. Dnes je tento podnik součástí společnosti TVEL Corporation, jedné ze světových lídrů ve výrobě jaderné palivo. Investice do výroby zirkonia v CME od společnosti TVEL ročně činí miliardy rublů. Dnes tento podnik dodává zirkonium na domácí a světové trhy:

• Ingoty;

• tyče;

• potrubí;

• drát;

• listy;

• příslušenství pro TVS a TVEL.

Také v mechanice Chepetsk jsou vyráběny suvenýry vyrobené z tohoto kovu.

Zpracování surovin a příprava kyselých roztoků

Zirkonium, jehož výroba je složitý technologický proces, je kov drahý. Výroba začíná čistí, dodává se z ložisek, rudy. Zpracování surovin obvykle zahrnuje následující operace:

• obohacování gravitační metodou;

• čištění získaného koncentrátu elektrostatickou a magnetickou separací;

• rozklad koncentrátu chlorací, fúze s hydroxidem sodným nebo draselným fluorokřemičitým, sintrování s vápnem;

• vyluhování vodou za účelem odstranění sloučenin křemíku;

• rozklad zbytku kyselinou sírovou nebo kyselinou chlorovodíkovou za vzniku síranu nebo oxychloridu.

Spektrum fluorokřemičitanu se zahřívá okyselenou vodou. Po ochlazení výsledného roztoku se uvolní fluorozirkonát draselný.

Připojení

Dalším stupněm výroby zirkonu je příprava jeho sloučenin z kyselých roztoků. Pro tento účel lze použít následující technologie:

• krystalizace oxychloridu zirkonia odpařením roztoků kyseliny chlorovodíkové;

• hydrolytické srážení síranů;

• krystalizace síranu zirkoničitého.

Čištění od hafnia

Zirkonium, výrobní technologie v Rusku (jako ve skutečnosti všude ve světě), která je docela složitá, musí být od této nečistoty nutně oddělena. Pro čištění kovů z hafnia lze použít:

• frakční krystalizace K2ZrF6;

• extrakce rozpouštědly;

• selektivní redukci tetrachloridů (HfCl4 a ZrCl4).

Jak získat kov sám

Způsoby výroby zirkonia jsou různé. V průmyslu lze kov použít:

• ve formě prášku nebo houby;

• kompaktní tvarovatelná;

• vysoká čistota.

V první fázi dostávají podniky zirkonový prášek. Jeho výroba je technologicky relativně nekomplikovaná. Vyrábí se metodou kovově-tepelné redukce. Pro chloridy, hořčík nebo sodík se používá a oxid vápenatý pro oxidy. Elektrolytický prášek zirkonu se získává z chloridů alkalických kovů. Takto vyrobený materiál je obvykle komprimován. Dále se používá k výrobě temperovaného zirkonia v elektrických obloukových pecích. Ten je podroben tavením elektronového paprsku v konečné fázi. Výsledkem je zirkonium s vysokou čistotou. Používá se hlavně v jaderných reaktorech.

Zirkonium: výrobní technologie a rozsah použití

Jedná se o jednu z nejoblíbenějších sloučenin v průmyslu a národním hospodářství zirkonia. V přírodě se vyskytuje ve formě baddeleyitových minerálů. Je to zirkonia bílý krystalický prášek se šedým nebo žlutavým nádechem. Může být vyroben například metodou rafinace jodidu. Jako surovina se používají obvyklé kovové zirkonové hobliny. Použitelné při výrobě oxidu zirkoničitého keramiky (včetně v oblasti protetiky), osvětlovací zařízení, a žáruvzdorné materiály, v pechestroitelstve a t. D.

Zirkonové rezervy v Ruské federaci

Výroba zirkonia v Rusku je samozřejmě možná pouze díky přítomnosti jeho ložisek v zemi. Zásoby této skupiny rud v Rusku (ve srovnání se světovými) jsou poměrně velké. V současné době je v Rusku 11 takových vkladů. Největší je centrální, nacházející se v oblasti Tambov. Nejslibnější Pole v současné době patří Beshpagirskoe (Stavropol území), Kirsanov (Tambov region) a Horde (Novosibirsk). Předpokládá se, že dostupné zásoby zirkonu v Rusku jsou dostatečné pro splnění požadavků průmyslu země. Nejvíce technologicky výhodným místem je v současné době východní centrální depozit.

Statistiky

Takže tento postup pro jakýkoli stát, včetně Ruska, je velmi důležitý - výroba zirkonu. Technologie výroby je složitá, ale její uvolnění je v každém případě více než opodstatněné. V současné době je zirkonium jediným vzácným kovem, jehož výroba a spotřeba činí stovky tisíc tun. Rusko se ve svých rezervách řadí na čtvrté místo ve světě. Strukturálně i kvalitativně se surovinová základna zirkonia v naší zemi velmi liší od zahraniční. Více než 50% rudních rezerv této skupiny v Ruské federaci je spojeno s alkalickými žulami, 35% - se zirkonem-rutil-ilmenitem a 14% - s baddeleyitovými kaforiky. V zahraničí se téměř všechny rezervy těchto minerálů soustřeďují v pobřežních mořských zónách.

Namísto závěru

Zjistili jsme, jak se v Rusku vyrábí zirkonium. Na dnešním světovém trhu, bohužel, je zde ostrý deficit tohoto kovu. Proto není nutné spoléhat na dovoz Ruska. A proto musíte věnovat maximální pozornost rozvoji vlastních vkladů. Současně je třeba s cílem posílit surovinovou základnu zirkonia v Ruské federaci vyvinout nejúčinnější technologie pro použití extrahovaných surovin.