Цирконій: виробництво в росії

Цирконій в елементарному вигляді являє собою сріблясто-білий метал, що відрізняється такими характерними властивостями, як стійкість до корозії і пластичність. У природі він досить-таки поширений, але при цьому і дуже неуважний. Великих його покладів досі знайдено не було. Вперше про можливість існування цього металу люди дізналися в 1789 р Тоді хімік М. Клапрот під час дослідження мінералу циркону випадково відкрив його оксид. У чистому вигляді цей метал був отриманий тільки в 1925 р У сучасному світі цирконій, виробництво якого широко поширене, застосовується в самих різних сферах промисловості. Звичайно ж, займаються його випуском і багато вітчизняних підприємств.

Загальний опис

Незвичайні властивості - це те, чим насамперед визначається промислова цінність такого відносно рідкісного металу, як цирконій. Виробництво його вигідно для народного господарства завдяки:

  1. Високого ступеня хімічної стійкості. Соляна кислота на цей метал не робить зовсім ніякого дії, а з сірчаної він реагує тільки при її концентрації не менше ніж в 50% і температурі понад +100 градусів.

  2. Здібності горіти на повітрі практично без виділення диму. Самозайматися цирконій (мелкодісперсіонние) може вже при температурі в 250 С.

  3. Біологічної інертності. Цирконій не робить абсолютно ніякого шкідливого впливу на організм людини або тварин. Користі, всупереч поширеній думці, він, на жаль, також ніякої принести не може.

цирконій виробництво

Дуже затребуваними в промисловості є не тільки власне сам цей метал, але і його сполуки. Мінерал циркон, наприклад, відрізняється дуже високою твердістю і приємним алмазним блиском. Тому його іноді використовують в якості дешевого замінника діамантів. Правда, останнім часом в ювелірній справі циркон застосовується все рідше. В даний час імітацію діамантів частіше виготовляють з фіаніту (штучний діоксид цирконію).

де використовується

Виробництво цирконію на даний момент - одна з найважливіших сфер металургійної промисловості. Хоча використовується він у багатьох галузях народного господарства (наприклад, для виготовлення медичних інструментів або піротехнічних пристроїв), найчастіше його застосовують все ж в водоохолоджуючих енергетичних реакторах на АЕС.

Відео: Виготовлення зубної коронки з оксиду цирконію

Сировина для виробництва

Масова частка цирконію в земній корі через його неуважність, на жаль, до сих пір не встановлена. За оцінками вчених вона може становити 170-250 грам на тонну. Власне ж самих мінералів цирконів в природі існує безліч. На даний момент вченим відомо близько 40-ка їх різновидів. Однак найчастіше використовується все ж лише наступне сировину для виробництва цирконію:

  • бадделеіт-

  • евдіаліт-

  • циркон.

виробництво цирконію

Великих покладів цирконів на планеті, як уже згадувалося, не існує. У Росії є лише кілька невеликих родовищ подібних мінералів. Також вони видобуваються в таких країнах, як США, Індія, Бразилія і Австралія. Найпоширенішим мінералом з усіх використовуваних для отримання цирконію є, звичайно ж, циркон (ZrSiO4). У більшості випадків в природі йому супроводжує гафній.

Виробництво цирконію в Росії: особливості

У РФ випуском цього металу на даний момент займається одне єдине підприємство - Чепецький механічний завод, розташований в м Глазове (Удмуртія). Перші його цеху були побудовані на початку ВВВ. До 1942 року завод вийшов на повну проектну потужність. У той час тут випускалися в основному патрони. У 1946 р підприємство було перекваліфіковано в завод з виробництва металевого урану. Пізніше (в 1957 р) тут почали випускати цирконій, а потім надпровідні метали, кальцій і титан. Сьогодні це підприємство є частиною корпорації ТВЕЛ, одного зі світових лідерів з випуску ядерного палива. Інвестиції у виробництво цирконію на ЧМЗ з боку ТВЕЛ щорічно складають мільярди рублів. Сьогодні це підприємство постачає на вітчизняний і світовий ринки цирконієві:

  • сліткі-

  • пруткі-

  • труби-

  • проволоку-

  • лісти-

  • комплектуючі для ТВС і ТВЕЛ.

Також на Чепецькому механічному заводі виготовляють сувеніри з цього металу.

виробництво цирконію в росії

Обробка сировини і отримання кислих розчинів

Цирконій, виробництво якого - складний технологічний процес, метал досить-таки дорогий. Виготовлення його починається з очищення, доставленої з родовищ, руди. Обробка сировини зазвичай включає в себе наступні операції:

  • збагачення гравітаційним методом-

  • очистку отриманого концентрату електростатичного та магнітної сепараціей-

  • розкладання концентрату шляхом хлорування, сплави з їдким натром або фторосілікатним калієм, спіканням з ізвестью-

  • вилуговування водою з метою видалення сполук кремнія-

    Відео: Найнебезпечніше «Калібру»: Гіперзвукова ракета «Циркон»

  • розкладання залишку сірчаної або соляної кислотою для отримання сульфату або оксихлорида.

Фторсілікатний спік обробляють підкисленою водою з нагріванням. Після охолодження отриманого розчину виділяється фторцірконата калію.

способи виробництва цирконію

з`єднання

Наступним етапом виробництва цирконію є отримання його з`єднань з кислих розчинів. Для цього можна застосовувати такі технології:

  • кристалізація оксихлорида цирконію шляхом випарювання солянокислих растворов-

    Відео: Як роблять ядерне паливо (Перший канал)

  • гидролитическое осадження сульфатов-

  • кристалізація сульфату цирконію.

діоксид цирконію технологія виробництва

Очищення від гафнію

Цирконій, технологія виробництва в Росії (як, втім, і скрізь у світі) якого досить-таки складна, від цієї домішки повинен бути відділений обов`язково. Для очищення металу від гафнію можуть застосовуватися:

  • фракційна кристалізація K2ZrF6-

  • екстракція растворітелямі-

  • виборче відновлення тетрахлориду (HfCl4 і ZrCl4).

Як отримують сам метал

Способи виробництва цирконію бувають різними. У промисловості може використовуватися метал:

  • у вигляді порошку або губки

  • компактний ковкій-

  • високого ступеня чистоти.

На першому етапі на підприємствах отримують порошковий цирконій. Виробництво його технологічно відносно нескладне. Виготовляють його методом металотермічних відновлення. Для хлоридів при цьому використовують магній або натрій, а для оксидів - гідрид кальцію. Електролітичний порошковий цирконій отримують з хлоридів лужних металів. Виготовлений таким чином матеріал зазвичай спресовується. Далі його використовують для отримання в електродугових печах ковкого цирконію. Останній на заключному етапі піддається електронно-променевій плавці. В результаті виходить цирконій високого ступеня чистоти. Застосовують його в основному в ядерних реакторах.

як виробляють цирконій в росії

Діоксид цирконію: технологія виробництва і сфера використання

Це одне з найбільш затребуваних в промисловості і народному господарстві з`єднань цирконію. У природі воно зустрічається у вигляді мінералу бадделеіта. Являє собою діоксид цирконію білий кристалічний порошок з сірим або жовтуватим відтінком. Виготовлятися він може, наприклад, за методикою йодідного рафінування. При цьому в якості сировини використовується звичайна металева цирконієва стружка. Застосовується діоксид цирконію при виготовленні кераміки (в тому числі і в сфері протезування), освітлювальних приладів і вогнетривів, в печестроітельстве і т. Д.

Запаси цирконів в РФ

Виробництво цирконію в Росії можливо, звичайно ж, тільки завдяки наявності на території країни його родовищ. Запаси руд цієї групи в РФ (в порівнянні з загальносвітовими) досить великі. На даний момент в Росії є 11 таких родовищ. Найбільшим розсипних є Центральне, що знаходиться в Тамбовській області. До найбільш перспективних родовищ на даний момент відносяться Бешпагірское (Ставропольський край), Кірсановського (Тамбовська область) і Ординське (Новосибірськ). Вважається, що наявних в Росії запасів цирконів цілком достатньо для задоволення запитів промисловості країни. Найбільш сприятливим в технологічному відношенні ділянкою є на даний момент Східний Центрального родовища.

Статистичні данні

Таким чином, процедура ця для будь-якої держави, в тому числі і для Росії, дуже важлива - виробництво цирконію. Технологія виготовлення його складна, але випуск його - справа в будь-якому випадку більш ніж виправдане. На даний момент цирконій є єдиним рідкісним металом, обсяги виробництва і споживання якого обчислюються сотнями тисяч тонн. Росія за його запасами займає четверте місце в світі. Структурно і якісно сировинна база цирконію в нашій країні сильно відрізняється від зарубіжної. Більше 50% запасів руд цієї групи в РФ пов`язане з лужними гранітами, 35% - з циркон-рутил-ільменітових розсипами і 14% - з бадделеїтові камафорітамі. За кордоном же майже всі запаси подібних мінералів сконцентровані в прибережно-морських зонах.

цирконій технологія виробництва в росії

замість висновку

Таким чином, ми з`ясували, як виробляють цирконій в Росії. На загальносвітовому ринку сьогодні, на жаль, спостерігається досить-таки гострий дефіцит цього металу. Тому розраховувати на його імпорт Росії не доводиться. А отже, потрібно приділяти максимум уваги розвитку власних родовищ. При цьому з метою зміцнення сировинної бази цирконію в РФ коштує також зайнятися розробкою максимально ефективних технологій використання сировини, що видобувається.

Поділися в соц мережах:
Оцініть статтю:


Відгуки та коментарі

Залиш коментар
Увага, тільки СЬОГОДНІ!
Схожі повідомлення
» » » Цирконій: виробництво в росії