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      鋯材702鋯材705

      時間:2016-10-11 點擊次數:2356

      鋯的應用領域非常廣泛,主要以硅酸鋯、氧化鋯的形式應用于陶瓷、耐火材料等領域,僅有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯(或稱海綿鋯)的形式,再進一步加工成各種鋯合金,應用于核燃料組件或者普通工業領域:如化工設備。本文著重介紹金屬鋯(或稱海綿鋯)及下游鋯合金材的制造及應用情況。


      一、鋯的簡介

           鋯(Zirconium)的元素符號Zr,位于化學元素周期表中IV-B族,它的原子序數是40,是一種銀白色的過渡金屬。鋯的表面易形成一層氧化膜,具有光澤,故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性,但是溶于氫氟酸和王水;高溫時,可與非金屬元素和許多金屬元素反應,生成固體溶液化合物。鋯的可塑性好,易于加工成板、絲等。鋯在加熱時能大量地吸收氧、氫、氮等氣體,可用作貯氫材料;鋯的耐蝕性比鈦好,接近鈮、鉭。
           鋯主要以礦物形式存在于自然界,鋯在地殼中鋯的含量居第20位,比常見的金屬銅、鉛、鎳、鋅多,卻被稱為“稀有金屬”,是因為制取工藝較為復雜,不易被經濟地提取。另外,在已發現的40多種鋯鉿礦床中,具有工業開采價值的只有10種左右,用于工業生產的僅有鋯英石和斜鋯石兩種。


      二、鋯資源儲量豐富、供應集中

           據美國地質調查局(USGS)統計,全球鋯儲量51百萬噸、基礎儲量77萬噸(以ZrO2計),其中澳大利亞和南非擁有世界上大的鋯英砂儲量,儲量占比分別占44.6%和25.0%,基礎儲量占比45.45%、18.18%。我國資源儲量相對比較缺乏,儲量和基礎儲量進展世界的0.98%和4.81%。

       

          鋯英砂主要產地集中于澳大利亞、南非Richards Bay Deposit 地區、美國佛羅里達以及非洲的莫桑比克和亞洲的印度尼西亞、越南、印度等。目前世界年產鋯英砂在125-130萬噸之間。澳大利亞是世界*大鋯英砂生產國,目前占世界市場份額總量1/3 以上。南非是世界第二大鋯英砂生產國,產量僅次于澳大利亞,目前占世界市場份額總量約1/3。





           鋯英砂產地主要分布在海南的文昌和萬寧、廣東的湛江,年產量約為2萬噸。加工粗砂的能力為4-5萬噸。國內只有海南文昌的鋯英砂精礦的品質好,萬寧和湛江主要生產普通鋯英砂。從地區消費結構來看,國內和歐洲是主要的鋯消費地區,各占約30%。



      三、鋯應用領域廣泛、金屬鋯僅占3%-4%左右

           國內鋯英砂是生產鋯制品的初原料,可用于生產硅酸鋯和氯氧化鋯,而氯氧化鋯是生產碳酸鋯、硫酸鋯、二氧化鋯、復合氧化鋯、金屬鋯等鋯制品的主要原料,復合氧化鋯則是生產氧化鋯結構陶瓷的主要原材料。



           國內鋯的應用領域非常廣泛,主要以硅酸鋯、氧化鋯的形式應用于陶瓷、耐火材料等領域,這部分的應用占鋯消費的90%以上。另外,由于金屬鋯具有優異的核性能,它的熱中子吸收截面小,僅為0.18×l0-28。鋯及其合金的一個重要用途就是作為核動力反應堆的燃料包覆材料和其他結構材料。因此,鋯及鋯金的研究與發展是與核工業的發展密切相關聯的,初是用于核動力艦船,后來則大力發展原子能發電站。鋯是一種活性金屬,對氧有很高的親合力,這就導致在室溫的空氣中會形成保護氧化膜,這層保護氧化膜使得鋯及其合金具有優良的抗腐蝕性能。具有優異耐蝕性的鋯對很多腐蝕介質有很強的抗力,同時又具有良好的力學和傳熱性能,以及顯著的成本優勢,使它成為當今石油化工領域優異的耐蝕結構材料。工業鋯產品廣泛用于各類耐蝕工藝設備中,主要應用包括壓力容器、熱交換器、管道、槽、軸、攪拌器及其它機械設備以及閥、泵、噴霧器、托盤、除霧器和塔襯料等。
           據統計,僅有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯(或稱海綿鋯)的形式,再進一步加工成各種鋯合金,應用于核燃料組件或者普通工業領域。從加工難易程度、工藝水平、科技含量等方面而言,金屬鋯制品處于產業鏈。鋯制品的應用領域如下表所示。

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