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鋯（Zirconium）是一種(zhong)化學元素(su)，元素(su)符號Zr原子序數是40，單質是一種(zhong)高熔點(dian)金屬(shu)(shu)，呈淺灰(hui)色(se)。鋯的表面易形成(cheng)(cheng)一層氧化膜，具有光澤，故外觀(guan)與鋼(gang)相似。有耐腐蝕性，可溶于(yu)氫氟酸和(he)王水，高溫時，可與非(fei)金屬(shu)(shu)元素(su)和(he)許多金屬(shu)(shu)元素(su)反(fan)應，生(sheng)成(cheng)(cheng)固溶體。

研究歷史

發現歷史

含(han)鋯(gao)的(de)天然(ran)硅酸(suan)鹽(yan)ZrSiO4稱為(wei)(wei)鋯(gao)石（Zircon）或風信子石（hyacinth）廣泛分(fen)布于自(zi)(zi)(zi)然(ran)界(jie)中(zhong)，具有(you)從橙到紅的(de)各(ge)種美麗的(de)顏(yan)色，自(zi)(zi)(zi)古以來(lai)(lai)被認為(wei)(wei)是(shi)寶石，據說Zircon一(yi)(yi)詞(ci)來(lai)(lai)自(zi)(zi)(zi)阿(a)拉伯(bo)文(wen)Zarqūn，是(shi)朱砂，又說是(shi)來(lai)(lai)自(zi)(zi)(zi)波斯(si)(si)文(wen)Zargun，是(shi)金色，hyacinth則來(lai)(lai)自(zi)(zi)(zi)希臘文(wen)的(de)“百合花”一(yi)(yi)詞(ci)，印度洋(yang)中(zhong)的(de)島國斯(si)(si)里蘭(lan)卡盛產鋯(gao)石。包含(han)鋯(gao)的(de)寶石作為(wei)(wei)鋯(gao)石的(de)形(xing)式在古代就已知了。

1789年德國人M.H.Klaproth對(dui)鋯石進(jin)行研究時發(fa)現，將(jiang)它與(yu)氫氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鈉共(gong)熔，用鹽酸溶解冷卻物(wu)，在(zai)溶液中(zhong)添加碳酸鉀，沉淀(dian)(dian)，過濾并清洗沉淀(dian)(dian)物(wu)，再將(jiang)沉淀(dian)(dian)物(wu)與(yu)硫酸共(gong)煮，然后(hou)濾去(qu)硅的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，在(zai)濾液中(zhong)檢查鈣、鎂、鋁的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)，均未(wei)發(fa)現，在(zai)溶液中(zhong)添加碳酸鉀后(hou)出現沉淀(dian)(dian)，這個沉淀(dian)(dian)物(wu)不(bu)像氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)鋁那(nei)樣(yang)(yang)溶于(yu)堿液，也不(bu)像鎂的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)那(nei)樣(yang)(yang)和酸作用，Klaproth認(ren)為這個沉淀(dian)(dian)物(wu)和以前(qian)所(suo)知的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)(hua)物(wu)都不(bu)一(yi)樣(yang)(yang)，是(shi)由(you)Zirkonerde（鋯土，德文）構(gou)成的(de)(de)，不(bu)久，法(fa)國化(hua)(hua)(hua)學家de Morueau和Vauquelin兩(liang)人都證(zheng)實M.H.Klaproth的(de)(de)分析是(shi)正確(que)的(de)(de)，該元素拉丁(ding)名為Zirconium，符(fu)號認(ren)為Zr，中(zhong)國譯成鋯。

1808年，英國(guo)的(de)(de)H.Davy利(li)用電(dian)流分(fen)解(jie)鋯(gao)的(de)(de)化合物，沒有(you)成功，1824年瑞典的(de)(de)J.J.Berzelius首先用鉀還(huan)(huan)原K2ZrF6時制得(de)(de)金(jin)(jin)屬(shu)鋯(gao)，但不夠(gou)純(chun)，反應式為：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，該反應也可(ke)用Na作還(huan)(huan)原劑，直(zhi)到1914年，荷蘭一家金(jin)(jin)屬(shu)白熱電(dian)燈制造廠的(de)(de)兩(liang)位(wei)研究人(ren)員Lely和Ham bruger用無水四氯化鋯(gao)和過量金(jin)(jin)屬(shu)鈉同盛(sheng)入一空球中，利(li)用電(dian)流加熱500℃，取(qu)得(de)(de)了(le)純(chun)金(jin)(jin)屬(shu)鋯(gao)。

完全純凈的鋯(gao)(gao)在1925年(nian)才被荷(he)蘭化(hua)(hua)學家Anton Eduard van Arkel和(he)Jan Hendrik de Boer，由分解四(si)碘化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)（ZrI4）制取(qu)。鋯(gao)(gao)由鎂(mei)加熱四(si)氯化(hua)(hua)鋯(gao)(gao)來大量生產。

國內發展歷史

中國鋯業(ye)的(de)發展是艱苦和曲折(zhe)的(de)，但(dan)對世(shi)界(jie)鋯業(ye)的(de)發展作出了巨大的(de)貢獻。中國鋯業(ye)的(de)發展歷經下列幾個階段。

20世(shi)紀60年代，中國(guo)曾(ceng)經(jing)用(yong)碳氯化(hua)(hua)法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)過無鉿的核用(yong)金屬鋯(gao)，那時有(you)(you)上(shang)海紅色冶(ye)煉(lian)廠(chang)(chang)、901廠(chang)(chang)、錦州鐵(tie)合金廠(chang)(chang)；同時還有(you)(you)上(shang)海五一(yi)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)、北京有(you)(you)色金屬熔煉(lian)廠(chang)(chang)、水(shui)口山六廠(chang)(chang)和河南焦作(zuo)化(hua)(hua)工(gong)(gong)(gong)總(zong)廠(chang)(chang)，用(yong)硫(liu)酸法(fa)生(sheng)(sheng)產(chan)氧化(hua)(hua)鋯(gao)。由于我國(guo)核工(gong)(gong)(gong)業(ye)尚未發(fa)展，氧化(hua)(hua)鋯(gao)未能在工(gong)(gong)(gong)業(ye)上(shang)取得應用(yong)，生(sheng)(sheng)產(chan)技術、產(chan)品質量(liang)、環境污染等(deng)都存(cun)在嚴重問題，資金也(ye)比較困難，因此，這些工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)的規模(mo)一(yi)直未發(fa)展起來，大部分工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)停產(chan)、轉產(chan)、關閉，只(zhi)有(you)(you)少數(shu)工(gong)(gong)(gong)廠(chang)(chang)保留、待觀、試驗。

20世紀70年代(dai)中期，由于(yu)國外氧化(hua)(hua)鋯(gao)應用的(de)(de)(de)發展，影(ying)響了中國。特別是(shi)氧化(hua)(hua)鋯(gao)在衛(wei)生(sheng)陶瓷方面的(de)(de)(de)應用，促進了氧化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)發展。但(dan)由于(yu)原(yuan)有的(de)(de)(de)工(gong)藝(yi)技術落后、工(gong)藝(yi)流程過長、產(chan)品質量(liang)差、環境污染嚴(yan)重等，迫使人(ren)們進行氧化(hua)(hua)鋯(gao)生(sheng)產(chan)工(gong)藝(yi)的(de)(de)(de)改進研究，以后就(jiu)確立(li)了工(gong)業上應用的(de)(de)(de)NaOH燒結(jie)和HC1分解工(gong)藝(yi)生(sheng)產(chan)氧化(hua)(hua)鋯(gao)，并(bing)于(yu)1978年建立(li)第1家按NaOH燒結(jie)工(gong)藝(yi)生(sheng)產(chan)氧化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)工(gong)廠——宜興化(hua)(hua)工(gong)廠。與此同時(shi)，在湖州也建立(li)了一個小(xiao)型的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)廠。產(chan)品質量(liang)在當(dang)時(shi)(在國內)還(huan)是(shi)比較(jiao)好的(de)(de)(de)，但(dan)規模都比較(jiao)小(xiao)。因為當(dang)時(shi)在國內氧化(hua)(hua)鋯(gao)的(de)(de)(de)應用還(huan)是(shi)很(hen)陌(mo)生(sheng)的(de)(de)(de)，所(suo)以銷量(liang)不(bu)是(shi)很(hen)大(da)。

由于(yu)氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)的(de)(de)(de)生(sheng)產(chan)工(gong)藝復(fu)雜，環境污(wu)染(ran)嚴重，為了(le)保(bao)護本國(guo)(guo)(guo)(guo)的(de)(de)(de)利益(yi)，發(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)幾乎(hu)把這(zhe)(zhe)個低(di)利潤、高能耗(hao)、高污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)前期生(sheng)產(chan)工(gong)藝去掉(diao)，而保(bao)留高效(xiao)、無污(wu)染(ran)的(de)(de)(de)深加工(gong)工(gong)藝。因(yin)此發(fa)達國(guo)(guo)(guo)(guo)家(jia)氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)幾乎(hu)都停止生(sheng)產(chan)，從國(guo)(guo)(guo)(guo)外(wai)采購氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)原料，這(zhe)(zhe)樣就促(cu)進了(le)中國(guo)(guo)(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)業的(de)(de)(de)發(fa)展。隨(sui)著(zhu)1980年(nian)中國(guo)(guo)(guo)(guo)向世界市場(chang)開(kai)放，氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)開(kai)始(shi)出口(kou)，宜(yi)興化(hua)工(gong)廠規模得到迅(xun)猛發(fa)展。這(zhe)(zhe)也許是(shi)中國(guo)(guo)(guo)(guo)鋯(gao)(gao)工(gong)業發(fa)展的(de)(de)(de)轉折點。隨(sui)著(zhu)外(wai)貿的(de)(de)(de)擴大，鋯(gao)(gao)化(hua)學制品品種(zhong)增多，產(chan)量增大，企業效(xiao)益(yi)良好。由于(yu)利益(yi)驅動，這(zhe)(zhe)時在國(guo)(guo)(guo)(guo)內(nei)發(fa)展了(le)一批(pi)新的(de)(de)(de)企業，生(sheng)產(chan)能力(li)(li)有所增長，但生(sheng)產(chan)量跟不上生(sheng)產(chan)能力(li)(li)。

到(dao)了20世紀90年代，南非、澳大利(li)亞的鋯英(ying)砂(sha)進(jin)入中國，鋯化(hua)學制(zhi)品的質量、工(gong)藝(yi)技(ji)術水(shui)平、回收率均(jun)有(you)所提高。同時，根據國外客商的要求，鋯化(hua)學制(zhi)品的種類也(ye)擴大了。在利(li)益的驅動下(xia)，生產(chan)(chan)廠(chang)家進(jin)一(yi)步增多(duo)，鋯英(ying)砂(sha)供應(ying)充足，原材料(liao)價(jia)(jia)格(ge)下(xia)降。氯氧化(hua)鋯出(chu)口量猛增，促進(jin)了中國鋯化(hua)學制(zhi)品工(gong)業的發(fa)展。但由(you)于(yu)(yu)信息交流不暢(chang)，企(qi)業間缺乏溝通，國內(nei)氯氧化(hua)鋯的生產(chan)(chan)廠(chang)家增加太多(duo)，企(qi)業相互競(jing)爭，相互壓(ya)價(jia)(jia)，價(jia)(jia)格(ge)下(xia)跌(die)。同時由(you)于(yu)(yu)產(chan)(chan)量猛增，技(ji)術和(he)檢測(ce)手(shou)段跟不上(shang)，產(chan)(chan)品質量下(xia)降，環境污染嚴重。不利(li)于(yu)(yu)我國鋯化(hua)學制(zhi)品的發(fa)展。這時期的產(chan)(chan)量約為20000t。

1990年(nian)以后(hou)，世界鋯化(hua)(hua)學(xue)(xue)制品市場擴大(da)(da)，鋯陶(tao)瓷(ci)顏料、釉料需求(qiu)量(liang)(liang)大(da)(da)增(zeng)。西方國家在中國建(jian)立了(le)許多(duo)生產陶(tao)瓷(ci)釉料的(de)(de)(de)合資企業，導(dao)致ZrO的(de)(de)(de)需求(qiu)量(liang)(liang)大(da)(da)幅增(zeng)加。這大(da)(da)大(da)(da)刺激中國鋯化(hua)(hua)學(xue)(xue)制品的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，新建(jian)工廠蜂擁而上，原有企業生產量(liang)(liang)連續增(zeng)產。在中國，第(di)1次(ci)出現了(le)鋯化(hua)(hua)學(xue)(xue)制品供大(da)(da)于求(qiu)的(de)(de)(de)現象，產量(liang)(liang)達到40000-45000t。價格(ge)下(xia)跌，企業效益明顯下(xia)降。最近幾年(nian)，中國鋯化(hua)(hua)學(xue)(xue)制品有了(le)更大(da)(da)的(de)(de)(de)發(fa)展(zhan)，但由于鋯英砂短缺。原材料的(de)(de)(de)漲價，企業之間(jian)的(de)(de)(de)競(jing)爭加劇，鋯化(hua)(hua)學(xue)(xue)制品的(de)(de)(de)價格(ge)偏(pian)低，庫存增(zeng)加，致使企業陷入困(kun)境，甚至出現嚴重虧(kui)損，小工廠瀕臨關閉。

中(zhong)國的鋯(gao)化學制品的產量(liang)大約在70000-75000t，庫存量(liang)在10000-15000t。資金積(ji)壓嚴重，有(you)些(xie)工(gong)廠(chang)停產，而有(you)些(xie)工(gong)廠(chang)在擴產。所以(yi)，中(zhong)國的鋯(gao)業發展不容樂觀。

物理性質

鋯，原子序數40，原子量91.224，為銀灰色金屬，外觀(guan)似鋼，有光澤，熔點1852°C，沸點4377°C，密度6.49克(ke)/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℃

密度 6.49g/cm3

原子量(liang) 91.224

體積 14.1cm3/mol

晶(jing)體結構：晶(jing)胞為密排六方晶(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)容易吸(xi)收氫(qing)、氮和(he)氧(yang)(yang)氣；鋯(gao)對氧(yang)(yang)的(de)親和(he)力很(hen)強(qiang)，1000°C氧(yang)(yang)氣溶于鋯(gao)中(zhong)能使其體(ti)(ti)積顯(xian)著增(zeng)加(jia)。鋯(gao)的(de)表面易形成一層氧(yang)(yang)化膜，具有光澤，故外觀與(yu)(yu)鋼相(xiang)似(si)。有耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)，但是溶于氫(qing)氟酸和(he)王(wang)水(shui)。高溫時，可與(yu)(yu)非金屬(shu)元(yuan)素和(he)許多金屬(shu)元(yuan)素反應(ying)，生(sheng)成固(gu)溶體(ti)(ti)。鋯(gao)的(de)可塑性(xing)好(hao)，易于加(jia)工成板、絲(si)等(deng)。鋯(gao)在(zai)加(jia)熱時能大量地吸(xi)收氧(yang)(yang)、氫(qing)、氮等(deng)氣體(ti)(ti)，可用作貯氫(qing)材(cai)料。鋯(gao)的(de)耐腐(fu)蝕(shi)性(xing)比(bi)鈦(tai)好(hao)，接近鈮、鉭。鋯(gao)與(yu)(yu)鉿是化學性(xing)質相(xiang)似(si)、又(you)共生(sheng)在(zai)一起的(de)兩(liang)個金屬(shu)，且(qie)含有放射性(xing)物質。

CAS號 7440-67-7

所屬周期 5

所屬族數 ⅣB

電(dian)子層分布 K-L-M-N-O

外(wai)圍電子層(ceng)排布(bu) 4d25s2

核外電子排布(bu) 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（ZrO?）是自(zi)然(ran)界的(de)(de)(de)礦物原料，主要(yao)有斜鋯石(shi)(shi)和鋯英石(shi)(shi)。鋯英石(shi)(shi)系火成巖深層礦物，顏色有淡黃、棕黃、黃綠等，比(bi)重4.6-4.7，硬度7.5，具(ju)有強烈的(de)(de)(de)金屬光澤(ze)，可為(wei)陶(tao)瓷(ci)釉用(yong)(yong)原料。純的(de)(de)(de)氧(yang)化鋯是一(yi)(yi)種(zhong)高(gao)級耐(nai)火原料，其(qi)熔融溫度約為(wei)2900℃它(ta)可提高(gao)釉的(de)(de)(de)高(gao)溫粘度和擴大粘度變(bian)化的(de)(de)(de)溫度范圍(wei)，有較(jiao)好的(de)(de)(de)熱(re)穩定性，其(qi)含量為(wei)2%-3%時，能(neng)提高(gao)釉的(de)(de)(de)抗龜裂(lie)性能(neng)。還因它(ta)的(de)(de)(de)化學惰(duo)性大，故能(neng)提高(gao)釉的(de)(de)(de)化學穩定性和耐(nai)酸堿能(neng)力，還能(neng)起到乳(ru)濁(zhuo)劑的(de)(de)(de)作用(yong)(yong)。在建(jian)筑陶(tao)瓷(ci)釉料中多使用(yong)(yong)鋯英石(shi)(shi)，一(yi)(yi)般用(yong)(yong)量為(wei)8%-12%。并(bing)為(wei)“釉下白(bai)”的(de)(de)(de)主要(yao)原料，氧(yang)化鋯為(wei)黃綠色顏料良好的(de)(de)(de)助色劑，若想獲(huo)得較(jiao)好的(de)(de)(de)釩鋯黃顏料必須選用(yong)(yong)質純的(de)(de)(de)氧(yang)化鋯。

1、由(you)灼燒二氧化(hua)鋯水(shui)合物(wu)或揮發性含氧酸鋯鹽所得的二氧化(hua)鋯為白色粉末，不(bu)溶于水(shui)。

2、經由輕(qing)度灼燒(shao)所得的二(er)氧化鋯(gao)，比較容易被無機酸溶解。

強熱灼燒所得的二氧化鋯只(zhi)溶于濃硫酸和氫(qing)氟酸，經過熔融重結晶(jing)的二氧化鋯只(zhi)與氫(qing)氟酸作(zuo)用。

3、二(er)氧化鋯(gao)是一(yi)種兩性(xing)氧化物，與堿共(gong)熔可形成鋯(gao)酸鹽(yan)，但鋯(gao)酸鹽(yan)遇水容易水解為ZrO2·xH2O而(er)沉淀。

4、二氧(yang)化(hua)鋯(gao)與碳和(he)氯氣高溫反(fan)應，或者與四氯化(hua)碳反(fan)應，生成(cheng)四氯化(hua)鋯(gao)及二氯氧(yang)化(hua)鋯(gao)，水解又得(de)到二氧(yang)化(hua)鋯(gao)。

5、它(ta)在電弧中(zhong)與碳(tan)作用生成碳(tan)化(hua)鋯。

硅酸鋯

ZrSiO4，折射率高，化學穩(wen)定性(xing)能(neng)，是(shi)一(yi)種優質、價廉(lian)的(de)乳(ru)濁劑，被廣(guang)(guang)泛用(yong)于各種建(jian)筑陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)、衛生陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)、日用(yong)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)、一(yi)級(ji)工藝品陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)等的(de)生產(chan)中(zhong)，在(zai)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)料的(de)加工生產(chan)中(zhong)，使用(yong)范圍廣(guang)(guang)，應用(yong)量大。硅酸鋯(gao)之所(suo)以(yi)(yi)在(zai)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)生產(chan)中(zhong)得以(yi)(yi)廣(guang)(guang)泛應用(yong)，還(huan)因為其化學穩(wen)定性(xing)好，因而(er)不受(shou)陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)燒成(cheng)氣氛(fen)的(de)影響，且能(neng)顯著改(gai)善陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)的(de)坯釉(you)(you)結合(he)性(xing)能(neng)，提高陶(tao)瓷(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)面硬度。硅酸鋯(gao)也(ye)(ye)在(zai)電視(shi)行(xing)業的(de)彩(cai)色顯像管、玻(bo)璃行(xing)業的(de)乳(ru)化玻(bo)璃、搪瓷(ci)(ci)(ci)釉(you)(you)料生產(chan)中(zhong)得到了進一(yi)步的(de)應用(yong)。硅酸鋯(gao)的(de)熔點高：2500攝氏(shi)度，所(suo)以(yi)(yi)在(zai)耐(nai)火材(cai)料、玻(bo)璃窯(yao)爐鋯(gao)搗打料、澆(jiao)注(zhu)料、噴(pen)涂料中(zhong)也(ye)(ye)被廣(guang)(guang)泛應用(yong)。

鋯指數

鋯(gao)指數(shu)是(shi)后(hou)處理(li)工藝中(zhong)用(yong)(yong)來衡量溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)降解(jie)程度的(de)指標(biao)。95Zr是(shi)一種重要的(de)裂(lie)片，降解(jie)后(hou)的(de)溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)對95Zr具有高選擇性(xing)的(de)保(bao)留作用(yong)(yong)，鋯(gao)指數(shu)越(yue)大(da)，溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)降解(jie)越(yue)嚴重。鋯(gao)指數(shu)（Z值(zhi)）的(de)測量方法是(shi)：反萃后(hou)有機相(xiang)經氫氧化鈉(na)、水和硝酸(suan)洗(xi)滌(di)后(hou)，用(yong)(yong)示蹤量95Zr水相(xiang)與之(zhi)平衡，用(yong)(yong)3mol/L硝酸(suan)洗(xi)有機相(xiang)3次(ci)，除去(qu)TBP萃取的(de)95Zr。測定溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)相(xiang)中(zhong)被保(bao)留的(de)鋯(gao)量，每109L溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)保(bao)留的(de)95Zr的(de)摩爾數(shu)為溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)的(de)Z值(zhi)。由(you)于鋯(gao)在水溶(rong)液中(zhong)行為復雜，隨測量條件不(bu)同，Z值(zhi)會不(bu)同，因(yin)而常(chang)用(yong)(yong)不(bu)穩定系(xi)數(shu)來表征溶(rong)劑(ji)(ji)(ji)的(de)穩定性(xing)。

同位素

天然(ran)鋯(gao)(gao)(gao)(gao)有6種穩定同位素(su)：鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-90、鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-91、鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-92、鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-94、鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-96，其中鋯(gao)(gao)(gao)(gao)-90含量最(zui)大。

同位(wei)素 豐度 半衰(shuai)(shuai)期 衰(shuai)(shuai)變模式 衰(shuai)(shuai)變能量 衰(shuai)(shuai)變產物(wu)

（MeV）

Zr-90 51.45% 穩定(ding)

Zr-91 11.22% 穩定(ding)

Zr-92 17.15% 穩定

Zr-93 人造 1.53×106年(nian) β衰變 0.091 Nb-93

Zr-94 17.38% 穩(wen)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(gao)的含(han)量居(ju)第19位，幾乎(hu)與鉻相等。自(zi)然(ran)界(jie)中(zhong)具有(you)工(gong)業價值的含(han)鋯(gao)礦(kuang)物，主(zhu)要有(you)鋯(gao)英石及斜(xie)鋯(gao)石。世界(jie)鋯(gao)資(zi)源主(zhu)要賦(fu)存于(yu)海濱砂(sha)礦(kuang)礦(kuang)床中(zhong)，只(zhi)有(you)少部分賦(fu)于(yu)積礦(kuang)砂(sha)和原生礦(kuang)中(zhong)。世界(jie)鋯(gao)英砂(sha)儲(chu)量約4000萬(wan)噸，其中(zhong)85%分布在澳大利亞(ya)、南(nan)(nan)非(fei)、美國、印度和前(qian)蘇聯。我國鋯(gao)礦(kuang)儲(chu)量居(ju)世界(jie)第九位，總儲(chu)量為200余萬(wan)噸，主(zhu)要集(ji)中(zhong)在廣東、海南(nan)(nan)、廣西和四川，而云南(nan)(nan)主(zhu)要是巖礦(kuang)，其它(ta)如湖南(nan)(nan)、湖北、安徽、福(fu)建、江西、遼寧等，也有(you)一些(xie)鋯(gao)資(zi)源。

元素在(zai)太(tai)陽中的含量（ppm） 0.04

元(yuan)素在海水中的含量（ppm） 0.000009

地殼中含量（ppm） 190

用途

工業用途

吸氣劑

鋯(gao)和(he)(he)鋰(li)及鈦一(yi)樣能(neng)強烈(lie)地(di)吸收(shou)氮、氫、氧等(deng)氣體(ti)。當溫度(du)超過攝氏九百(bai)度(du)，鋯(gao)能(neng)猛烈(lie)地(di)吸收(shou)氮氣；在攝氏二百(bai)度(du)的(de)(de)條(tiao)件下(xia)，一(yi)百(bai)克金屬鋯(gao)能(neng)夠(gou)吸收(shou)八百(bai)一(yi)十(shi)七升(sheng)氫氣，相(xiang)當于鐵(tie)的(de)(de)八十(shi)多萬倍。鋯(gao)的(de)(de)這種特性已被廣(guang)泛利用(yong)，比如在電真(zhen)空(kong)(kong)(kong)工業中，人們廣(guang)泛利用(yong)鋯(gao)粉(fen)涂在電真(zhen)空(kong)(kong)(kong)元件和(he)(he)儀(yi)表的(de)(de)陽極和(he)(he)其(qi)他(ta)受熱部件的(de)(de)表面上(shang)，吸收(shou)真(zhen)空(kong)(kong)(kong)管中的(de)(de)殘余氣體(ti)，制(zhi)成高度(du)真(zhen)空(kong)(kong)(kong)的(de)(de)電子管和(he)(he)其(qi)他(ta)電真(zhen)空(kong)(kong)(kong)儀(yi)表，從而(er)提高它(ta)們的(de)(de)質量，延長(chang)它(ta)們的(de)(de)使用(yong)時間。

冶金作用

鋯還可以用做冶金工業的(de)(de)(de)“維生素”，發(fa)揮它強(qiang)(qiang)有力的(de)(de)(de)脫氧、除氮、去硫的(de)(de)(de)作用。鋼里只要加進(jin)千分之一的(de)(de)(de)鋯，硬度和強(qiang)(qiang)度就會驚人(ren)地提高(gao)(gao)(gao)；含鋯的(de)(de)(de)裝甲(jia)鋼、不(bu)銹鋼和耐熱鋼等，是制造(zao)裝甲(jia)車、坦(tan)克、大炮和防彈(dan)板等國防武器的(de)(de)(de)重(zhong)要材料。把鋯摻進(jin)銅里，抽成銅線，導(dao)電能力并(bing)不(bu)減(jian)弱，而熔點卻大大提高(gao)(gao)(gao)，用做高(gao)(gao)(gao)壓(ya)電線非常合適。含鋯的(de)(de)(de)鋅鎂合金，又輕又耐高(gao)(gao)(gao)溫，強(qiang)(qiang)度是普通(tong)鎂合金的(de)(de)(de)兩倍，可用到噴氣發(fa)動(dong)機構件的(de)(de)(de)制造(zao)上。

另(ling)外，鋯粉(fen)的特點是著火點低(di)和燃燒(shao)速(su)度快，可以用做(zuo)起爆雷管的起爆藥，這(zhe)種高級雷管甚(shen)至在水下也能(neng)夠爆炸。鋯粉(fen)再加上氧化(hua)劑。這(zhe)好(hao)(hao)比(bi)火上加油，燃燒(shao)起來強(qiang)光眩目，是制造曳光彈和照明彈的好(hao)(hao)材料(liao)。

鋯合金

鋯(gao)合(he)金(jin)(jin)以鋯(gao)為基體(ti)加入其他元素而構成的(de)(de)(de)(de)(de)(de)有(you)色合(he)金(jin)(jin)。主要(yao)合(he)金(jin)(jin)元素有(you)錫、鈮、鐵等。鋯(gao)合(he)金(jin)(jin)在(zai)300～400℃的(de)(de)(de)(de)(de)(de)高溫高壓水(shui)和蒸(zheng)汽中有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)耐蝕性能、適中的(de)(de)(de)(de)(de)(de)力學性能、較低的(de)(de)(de)(de)(de)(de)原子熱中子吸收截面，對(dui)核燃(ran)料有(you)良好的(de)(de)(de)(de)(de)(de)相容性，多(duo)用(yong)作水(shui)冷核反(fan)應堆(dui)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)堆(dui)芯結構材料。此外，鋯(gao)對(dui)多(duo)種酸、堿和鹽有(you)優良的(de)(de)(de)(de)(de)(de)抗蝕性，與氧、氮等氣體(ti)有(you)強烈的(de)(de)(de)(de)(de)(de)親和力，因此鋯(gao)合(he)金(jin)(jin)也用(yong)于(yu)制(zhi)造耐蝕部件和制(zhi)藥(yao)機(ji)械(xie)部件，在(zai)電真空(kong)和燈泡工業(ye)中被廣泛用(yong)作非蒸(zheng)散型消(xiao)氣劑。

工業規模生產的(de)(de)鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)有鋯(gao)(gao)(gao)錫系和鋯(gao)(gao)(gao)鈮系兩類。前者(zhe)合(he)金(jin)(jin)(jin)牌號有Zr-2、Zr-4，后者(zhe)的(de)(de)典型代(dai)表是Zr-2.5Nb。在(zai)鋯(gao)(gao)(gao)錫系合(he)金(jin)(jin)(jin)中，合(he)金(jin)(jin)(jin)元素(su)錫、鐵、鉻、鎳可(ke)提高材(cai)(cai)料的(de)(de)強(qiang)度、耐(nai)(nai)蝕性(xing)和耐(nai)(nai)蝕膜的(de)(de)導熱性(xing)，降低表面(mian)狀(zhuang)態對腐蝕的(de)(de)敏感(gan)性(xing)。通常Zr-2合(he)金(jin)(jin)(jin)用于沸水堆，Zr-4合(he)金(jin)(jin)(jin)用于壓水堆。在(zai)鋯(gao)(gao)(gao)鈮系合(he)金(jin)(jin)(jin)中，鈮的(de)(de)添加(jia)(jia)(jia)量達到使用溫度下鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)晶體結構(gou)的(de)(de)固(gu)溶極(ji)限時(shi)，合(he)金(jin)(jin)(jin)的(de)(de)耐(nai)(nai)蝕性(xing)最(zui)好。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)有同(tong)質異(yi)晶轉變，高溫下的(de)(de)晶體結構(gou)為(wei)體心立方，低溫下為(wei)密排(pai)六(liu)方。鋯(gao)(gao)(gao)合(he)金(jin)(jin)(jin)塑(su)性(xing)好，可(ke)通過(guo)塑(su)性(xing)加(jia)(jia)(jia)工制成管材(cai)(cai)、板材(cai)(cai)、棒材(cai)(cai)和絲材(cai)(cai)；其焊接性(xing)也好，可(ke)用以進行焊接加(jia)(jia)(jia)工。

鋯(gao)(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)熱(re)中(zhong)子俘獲(huo)截面小，有突(tu)出的(de)(de)(de)(de)核(he)性(xing)(xing)能(neng)，是(shi)發展原子能(neng)工業不可(ke)缺少的(de)(de)(de)(de)材料，可(ke)作(zuo)反(fan)應堆(dui)芯(xin)結構材料。鋯(gao)(gao)(gao)粉在(zai)空氣(qi)中(zhong)易燃燒，可(ke)作(zuo)引爆雷管及無(wu)煙火(huo)藥。鋯(gao)(gao)(gao)可(ke)用(yong)(yong)(yong)于優(you)質鋼脫氧(yang)(yang)(yang)(yang)去(qu)硫的(de)(de)(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)，也(ye)是(shi)裝甲鋼、大(da)炮(pao)用(yong)(yong)(yong)鋼、不銹鋼及耐(nai)熱(re)鋼的(de)(de)(de)(de)組元。鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)鎂(mei)合(he)金的(de)(de)(de)(de)重(zhong)要(yao)合(he)金元素，能(neng)提高(gao)鎂(mei)合(he)抗(kang)拉強(qiang)(qiang)度和(he)加(jia)(jia)工性(xing)(xing)能(neng)。鋯(gao)(gao)(gao)還(huan)是(shi)鋁鎂(mei)合(he)金的(de)(de)(de)(de)變質劑(ji)(ji)(ji)，能(neng)細化(hua)晶粒。二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)和(he)鋯(gao)(gao)(gao)英石是(shi)耐(nai)火(huo)材料中(zhong)最(zui)有價(jia)值(zhi)的(de)(de)(de)(de)化(hua)合(he)物。二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)是(shi)新型陶(tao)瓷(ci)的(de)(de)(de)(de)主要(yao)材料，不可(ke)用(yong)(yong)(yong)作(zuo)抗(kang)高(gao)溫氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)的(de)(de)(de)(de)加(jia)(jia)熱(re)材料。二氧(yang)(yang)(yang)(yang)化(hua)鋯(gao)(gao)(gao)可(ke)作(zuo)耐(nai)酸搪瓷(ci)、玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)添(tian)加(jia)(jia)劑(ji)(ji)(ji)，能(neng)顯(xian)著(zhu)提高(gao)玻璃(li)(li)的(de)(de)(de)(de)彈性(xing)(xing)、化(hua)學穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)及耐(nai)熱(re)性(xing)(xing)。鋯(gao)(gao)(gao)英石的(de)(de)(de)(de)光反(fan)射性(xing)(xing)能(neng)強(qiang)(qiang)、熱(re)穩(wen)定(ding)性(xing)(xing)好，在(zai)陶(tao)瓷(ci)和(he)玻璃(li)(li)中(zhong)可(ke)作(zuo)遮光劑(ji)(ji)(ji)使用(yong)(yong)(yong)。鋯(gao)(gao)(gao)在(zai)加(jia)(jia)熱(re)時能(neng)大(da)量地(di)吸收(shou)氧(yang)(yang)(yang)(yang)、氫、氨(an)等(deng)(deng)氣(qi)體，是(shi)理想的(de)(de)(de)(de)吸氣(qi)劑(ji)(ji)(ji)，如(ru)電子管中(zhong)用(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)(gao)粉作(zuo)除氣(qi)劑(ji)(ji)(ji)，用(yong)(yong)(yong)鋯(gao)(gao)(gao)絲(si)鋯(gao)(gao)(gao)片(pian)作(zuo)柵極(ji)支架(jia)、陽極(ji)支架(jia)等(deng)(deng)。

粉末狀鐵與(yu)硝酸鋯混合，可作閃(shan)光(guang)(guang)粉。金屬鋯幾(ji)乎全(quan)部用作核(he)反應堆(dui)中鈾燃(ran)料元件(jian)的(de)包殼。也用來制(zhi)造照相用的(de)閃(shan)光(guang)(guang)燈，以及耐腐蝕的(de)容(rong)器和(he)管道，特別是能(neng)耐鹽酸和(he)硫酸。鋯的(de)化學藥品可作聚合物的(de)交聯劑。

軍事用途

從軍工上來看，鋼(gang)里只要(yao)加進千分之一的鋯，硬度(du)和(he)強度(du)就會驚人地(di)提高。含鋯的裝甲(jia)鋼(gang)、大炮鍛件(jian)鋼(gang)、不銹鋼(gang)和(he)耐熱鋼(gang)等是制造裝甲(jia)車、坦克、大炮和(he)防(fang)彈(dan)板(ban)等武(wu)器的重要(yao)材料(liao)。

從原(yuan)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)和核(he)(he)(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)上(shang)來看(kan)，鋯有突出的(de)核(he)(he)(he)能(neng)(neng)(neng)(neng)性(xing)，是發展原(yuan)子(zi)能(neng)(neng)(neng)(neng)工業不可(ke)缺少(shao)的(de)材料(liao)，中國的(de)大型核(he)(he)(he)電(dian)站普遍都用鋯材，如果用核(he)(he)(he)動力發電(dian)，每一百萬千瓦(wa)的(de)發電(dian)能(neng)(neng)(neng)(neng)力，一年就要消耗掉(diao)20到25噸金(jin)屬鋯。一艘三萬馬力的(de)核(he)(he)(he)潛(qian)艇(ting)所用的(de)鋯合金(jin)作(zuo)核(he)(he)(he)燃料(liao)的(de)包套(tao)和壓力管，使用量即可(ke)達(da)20至30噸。

鋯是(shi)一種(zhong)稀有金(jin)屬，具有驚人的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕性能(neng)、極高(gao)(gao)的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)、超高(gao)(gao)的(de)(de)(de)硬度(du)和強度(du)等特性，被廣泛(fan)用在航(hang)空航(hang)天、軍工(gong)、核反應、原子(zi)能(neng)領域。“神六”上使用的(de)(de)(de)抗(kang)腐(fu)蝕性、耐(nai)高(gao)(gao)的(de)(de)(de)鈦產品，其(qi)(qi)抗(kang)腐(fu)蝕性能(neng)遠不如鋯，其(qi)(qi)熔(rong)(rong)點(dian)1600度(du)左右，而(er)鋯的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)則在1800度(du)以上，二氧化鋯的(de)(de)(de)熔(rong)(rong)點(dian)更是(shi)高(gao)(gao)達2700度(du)以上，所以鋯作(zuo)為航(hang)空航(hang)天材料，其(qi)(qi)各方面(mian)的(de)(de)(de)性能(neng)大大優越于鈦。

泄漏應急處理

隔離泄漏污(wu)染區，限(xian)制出入。切斷火源。建議應急處理人(ren)員戴自給式呼吸(xi)器，穿消防(fang)防(fang)護服(fu)。

小量泄漏：使用無火花工具收集于干燥、潔(jie)凈、有(you)蓋的(de)容器中。轉移(yi)回收。

大量泄(xie)漏：用塑料(liao)布、帆布覆蓋，減少飛散。使用無火花(hua)工具(ju)收(shou)集轉移回(hui)收(shou)。

防護措施

呼吸(xi)系(xi)統防護：空氣中粉(fen)塵濃度超(chao)標(biao)時，佩(pei)戴自吸(xi)過濾(lv)式防塵口罩。

眼(yan)睛(jing)防護：空氣(qi)中粉(fen)塵濃度(du)超標時，戴化學安全防護眼(yan)鏡。

身體(ti)防護：穿(chuan)一般作業防護服。

手防護：戴防化學(xue)品手套。

儲存運輸

儲(chu)存(cun)(cun)時常(chang)以不少(shao)于25%的(de)水潤濕(shi)、鈍化。儲(chu)存(cun)(cun)于陰涼(liang)、通風的(de)庫房。遠離火(huo)種(zhong)、熱(re)源。包裝(zhuang)(zhuang)密(mi)封。應(ying)與酸類等分開(kai)存(cun)(cun)放(fang)，切忌混儲(chu)。采用防(fang)爆(bao)型照明、通風設(she)施。禁止(zhi)使用易產生火(huo)花(hua)的(de)機械(xie)設(she)備和工具(ju)。儲(chu)區應(ying)備有合適的(de)材料(liao)收容泄漏物。在運輸過程中(zhong)要防(fang)雨淋(lin)、防(fang)震。裝(zhuang)(zhuang)卸時要小(xiao)心(xin)輕放(fang)，防(fang)止(zhi)碰撞(zhuang)和滾(gun)動(dong)，防(fang)止(zhi)機械(xie)損傷。