Wat is zirkonium en waar wordt het gebruikt?

Het oudste metaal heeft unieke eigenschappen waar in verschillende levenssferen vraag naar is. Met de ontwikkeling van nieuwe productietechnologieën neemt de populariteit van zirkonium alleen maar toe. Historische gegevens, evenals de eigenschappen en samenstelling van een chemisch element, zullen helpen om dit raadsel te ontrafelen.

In de beroemde tabel van D.I. Mendelejev komt het atoomnummer van zirkonium overeen met 40, de aanduiding is Zr. Zirkonium behoort tot de 4e groep, staat in de 5e periode. De massa van het atoom is 91,22 g / mol. De straal van het atoom komt overeen met 160 picometer. In het centrum bevindt zich de kern, evenals neutronen en protonen. Er zijn 5 banen rond het atoom, die 40 elektronen bevatten. Natuurlijk materiaal is aanwezig in de vorm van oxiden, zouten of silicaten. Uiterlijk lijkt het metaal op staal. De samenstelling van het metalen element kan extra onzuiverheden bevatten, waardoor verschillende kleuren en tinten worden verkregen.

Zirkonium moet worden onderscheiden van zirkonium en kubisch zirkonium. Feit is dat zirkonium een ​​metaal is dat op staal lijkt. Zirkoon is een natuursteen die op goud lijkt. Het bevat zirkoniumatomen.

Volgens wetenschappers is zirkonium het oudste chemische bestanddeel, 3,5 miljard jaar geleden gevormd. De sporen ervan zijn gevonden in de diepste lagen van de aardkorst. Tijdens het bestuderen van het zirkoonmineraal kon een wetenschapper uit Duitsland Klaproth een onoplosbaar concentraat, zirkoniumdioxide, isoleren. Deze gebeurtenis vond plaats in 1789.

De Zweedse wetenschapper Berzelius kon in 1824 zirkonium isoleren als een vrij element. Een puur chemisch element werd pas in 1925 verkregen. De Nederlandse chemicus Anton Edurard van Arkel is hierin geslaagd. De oorsprong van de naam van het chemische element zelf is nog onbekend. Er is een mening dat de wortels in de Arabische taal moeten worden gevonden. Er is een standpunt dat de naam uit de Perzische taal kwam.

Metaal met een zilverachtige kleur heeft een goede ductiliteit. Zirkonium is bestand tegen corrosie, alkalische oplossingen, degradeert niet in een zure omgeving. Het kan gemakkelijk worden verwerkt door walsen, smeden of walsen. Buiten heeft het materiaal een onzichtbare coating die betrouwbaar beschermt tegen de effecten van gassen, stoom, water. Het element is bestand tegen de invloed van hoge temperatuurindicatoren, ammoniak, zuren, logen.

In poedervorm, zelfs bij normale kamertemperatuur, is een chemisch element explosief, het is licht ontvlambaar. Opgemerkt moet worden dat het element bruikbaar is als onzuiverheid. Het wordt toegevoegd aan de samenstelling van verschillende legeringen. Dit verhoogt de sterkte-eigenschappen, slijtvastheid van het resulterende materiaal. De toevoeging van onzuiverheden aan een chemisch element is echter onaanvaardbaar, omdat dit de eigenschappen ervan aanzienlijk schaadt.

• Bij een temperatuur van 20 C is de dichtheid van zirkonium 6,5 g / cm3.
• De sterkte is 175 MPa.
• De elasticiteitsindex is 96 MPa.
• Het smeltpunt is 1855 C.
• Het kookpunt is ongeveer 4350 C.
• De thermische geleidbaarheid is 300 K.
• Zirkonium magnetiseert bij verhitting.
• In zijn pure vorm is het element plastic. De toevoeging van onzuiverheden in de vorm van stikstof, zuurstof, waterstof, koolstof maakt het materiaal echter bros.
• Brinell-hardheid is 640-670 MN/m2. Deze indicator wordt sterk beïnvloed door de aanwezigheid van zuurstof. Hoe meer het is, hoe meer hardheid. Met een hoge hardheid kan zirkonium niet onder druk worden verwerkt. Interactie met zuurstof wordt veroorzaakt door een toename van temperatuurindicatoren.
• Zirkonium is stabiel in water bij temperaturen tot 300 C.
• De Vickers-hardheid varieert van 600 tot 1700 MPa.

• Zirkonium heeft de hoogste oxidatietoestand, namelijk +4. Een lagere oxidatiesnelheid vindt men in het metaal in aanwezigheid van onzuiverheden in de vorm van chloor en broom. Oxidatie vindt plaats bij temperaturen van 200-400 C.
• Bij verhitting van het element tot 250 C en hoger wordt waterstof geabsorbeerd, waardoor hybriden met metallische eigenschappen ontstaan.
• Interactie met halogenen bevordert de vorming van zirkoniumhalogeniden.
• Oxiden worden gevormd bij temperaturen van 500 C en hoger.
• Elektronegativiteit is nul.
• De covalente straal is 145 pm.

Zirkonium wordt gewonnen uit ertsconcentraten. Het is vaak te vinden in de vorm van oxiden, silicaten. In een puur chemisch element komt het niet voor in de aardkorst. In de natuur vind je zirkoon, baddeleyiet. Afzettingen van een chemisch element zijn over de hele wereld verspreid. Grote deposito's zijn zeldzaam. Een groot aantal ertsafzettingen is te vinden in Australië, Brazilië, India, Zuid-Afrika. V Rusland wordt beschouwd als rijk aan ertsreserves in de regio's Moermansk, Tomsk, Tambov en Nizhny Novgorod. De eerste plaats in termen van de beschikbaarheid van zirkoniumreserves wordt ingenomen door het Kola-schiereiland.

Vaak is in het erts, samen met zirkonium, hafnium aanwezig, dat vergelijkbare eigenschappen heeft. Elk element heeft afzonderlijk waardevolle eigenschappen, maar de combinatie ervan is onaanvaardbaar, omdat het het natuurlijke materiaal ongeschikt maakt voor gebruik. Om het ene chemisch element van het andere te scheiden, wordt een meertraps zuiveringssysteem gebruikt. Dit verhoogt de kosten van de productie van zirkonium aanzienlijk. In de industrie worden zirkoniumdioxideconcentraten gebruikt, die worden verkregen door erts te verrijken.

Er zijn verschillende methoden voor het terugwinnen van metalen.

• Chloride. De methode van Krol is gebaseerd op de chlorering van zirkoniumdioxide. Verder wordt het gezuiverd en hersteld met magnesium. Het frequente gebruik van de methode is te wijten aan de relatief goedkope kosten. Er zijn 2 manieren van chloreren. Het directe proces wordt uitgevoerd bij temperaturen van 900 C tot 1000 C. De tweede methode bestaat uit chlorering van het oorspronkelijke mengsel bij temperaturen van 400 C tot 900 C.
• Fluoride. De methode omvat het sinteren van een geconcentreerd mengsel van zirkonium met kalium bij een temperatuur van 600 tot 700 C. Het resulterende concentraat wordt alkalisch gemaakt en gezuiverd. Vervolgens wordt elektrolyse van de smelt uitgevoerd en wordt de metaalcomponent geïsoleerd.
• Alkalisch. De methode is ontworpen om zirkoniumdioxide te isoleren. Om een ​​metaalelement te verkrijgen, wordt een fluoride- of chloridemethode uitgevoerd. Door het alkalisatieproces wordt het zirkonium omgezet in een oplosbare component. Dit gebeurt door sinteren met bijvoorbeeld een mengsel van calciumcarbonaat en calciumchloride bij temperaturen van 1000 tot 1300 C. Vervolgens wordt alkalisch gemaakt, gezuiverd, gehydrolyseerd en gecalcineerd. Zo wordt zirkonium verkregen onder laboratoriumomstandigheden. Uit het eindproduct worden staven gevormd die naar de productie worden gestuurd.

Afhankelijk van het toepassingsgebied kan het scheikundige element worden gepresenteerd als een harde legering met een zilvertint of in de vorm van een blauw poeder. Edelstenen die zijn gesynthetiseerd uit een chemisch element kunnen verschillende tinten hebben. De beschrijving van de kleur, de intensiteit ervan hangt af van de hoeveelheid en het type onzuiverheden, bijvoorbeeld cerium, titanium, erbium, chroom. Ook zirkoniumsilicaat, dat deel uitmaakt van zirkoon, wordt vertegenwoordigd door de volgende variëteiten.

• Hyacint. Heeft een bruine, rode of roze tint.
• Matarskiy diamant. De transparante steen heeft geen kleur, hij wordt gewonnen op het eiland Matara.
• Jargon. Verschilt in de aanwezigheid van een rietje, gouden tint.
• Sterrenlicht. Een transparante steen met een blauwe tint.
• Malacon. Heeft een donkerbruine kleur.

Afhankelijk van het type, de toestand van een chemisch element, is het gebruik ervan wijdverbreid in verschillende levenssferen.

• Het metaal wordt gebruikt voor industriële doeleinden, in sieraden, in het dagelijks leven.
• In de industrie worden vaak zirkoon, zirkoniumsilicaat, zirkoniumdioxide en baddeleyiet gebruikt.
• In de metallurgische industrie wordt het chemische element gebruikt voor het legeren van staal. Het wordt toegevoegd aan legeringen om de kwaliteit te verbeteren. Dankzij zirkonium neemt de sterkte toe en wordt het snijproces vergemakkelijkt.
• Bij de vervaardiging van pyrotechniek wordt zirkonium gebruikt in de vorm van een poeder. Wanneer het mengsel brandt, is er geen rook, daarom wordt het gebruikt om vuurwerk te maken, groeten.
• In de chemische industrie wordt zirkonium gebruikt bij de vervaardiging van slijtvaste keramiek.
• Het metaal wordt veel gebruikt bij de productie van militair materieel, bijvoorbeeld voor de vervaardiging van afstandsbommen, kogels, raketten met verlichting. Metaallegeringen vormen een integraal onderdeel van het ontwerpen van kernreactoren.
• De productie van email, keramiek, glazuur is ook niet compleet zonder de deelname van zirkonium. In dit geval wordt zirkoniumoxide gebruikt. Het wordt niet donkerder, ziet er representatief uit en verbetert de productkwaliteit.
• Het metaal wordt gebruikt bij het looien van leer. In dit geval worden verbindingen met sulfaat gebruikt.
• In de technische industrie wordt metaal gebruikt bij de vervaardiging van pompen, afsluiters.
• In tegenstelling tot loden schorten, is zelfs een dunne plaat metaal veel effectiever in het beschermen tegen het binnendringen van röntgenstralen.
• Vanwege de helende eigenschappen van het metaal wordt het op verschillende gebieden van de geneeskunde gebruikt.
• Zirkoniumcomponenten veroorzaken geen allergische reactie, afstoting, slijtvastheid, sterkte, plasticiteit. Ze worden in de traumatologie gebruikt om verschillende fracturen te behandelen.
• Het wijdverbreide gebruik van zirkoniumdioxide in de tandheelkunde is te wijten aan de afwezigheid van een irriterende factor bij blootstelling aan zachte weefsels of botstructuur. Gereedschappen, tandheelkundige implantaten, kronen, nietjes, platen, klemmen, hechtingen zijn gemaakt van metaal.
• Sieraden gemaakt van zirkoniumdioxide en kubieke zirkonium zijn niet alleen beroemd om hun prachtige uiterlijk, maar ook om hun gunstige effect op het hele lichaam.
• Het constant dragen van armbanden of riemen heeft een helende werking bij huidziekten zoals eczeem, dermatitis, psoriasis. Metaal normaliseert de bloeddruk, geeft energie, verlicht slapeloosheid. Zirkonium helpt de conditie bij aandoeningen van het bewegingsapparaat te verbeteren.
• Ook heeft het metaal een bacteriedodende werking. Het staat bekend om zijn vermogen om wonden snel te genezen. Als je oorbellen van zirkonium direct na het piercen van je oorlellen omdoet, gaat de genezing sneller.
• Er is een mening dat het chemische element pijn verlicht, een gunstig effect heeft op het cardiovasculaire systeem, de ademhaling verbetert, darminfecties, virussen bestrijdt en een kankerbestrijdende werking heeft.
• Het chemische element wordt actief gebruikt in lithotherapie bij de behandeling van ziekten van het endocriene systeem.

Er is een mening dat er, afhankelijk van de kleurenschaal, een ander effect op het lichaam is.

• Voor verkoudheid wordt het aanbevolen om black metal te gebruiken.
• Als je een slechte eetlust hebt, zal een element met een rode tint helpen.
• Bruin wordt gebruikt om het lichaam te reinigen.
• Transparante mineralen of blauwe stenen helpen de stofwisseling te herstellen.

Servies is gemaakt van zirkonium, bijvoorbeeld mokken, lepels, glazen en ander keukengerei. Ook wordt het metaal gebruikt in optica, die is ontworpen om onder extreme omstandigheden te werken, bijvoorbeeld bij hoge temperaturen of scherpe veranderingen daarin. Cubic zirconia hebben een grote brekingshoek, dit wordt gebruikt bij de vervaardiging van lenzen. Afzonderlijk moet melding worden gemaakt van het gebruik van metaal in sieraden. In de oudheid werd zirkoon een "imperfecte diamant" genoemd omdat hun glans na het snijden meer vervaagd was dan natuursteen.

het zou genoteerd moeten worden dat kleine steentjes worden gebruikt voor sieraden, omdat ze veiliger zijn in termen van stralingsstraling. Ze zijn zwak gekleurd en hebben weinig transparantie. Grote stenen worden gekenmerkt door overmatige radioactiviteit. Ze zijn ondoorzichtig en fel gekleurd. Dergelijke stenen kunnen niet thuis worden bewaard, gesneden of vervoerd. Zirkonium wordt gebruikt bij de vervaardiging van ringen, oorbellen, tiara's, hangers, hangers. Maak vaak metalen inzetstukken in producten, sproeien.

Door de juiste verzorging en opslag blijven de sieraden intact. Reiniging wordt aanbevolen met een doek gedrenkt in een sopje. Vervolgens wordt het product onder water gewassen, drooggeveegd, gepolijst met flanel. Stenen kun je het beste gescheiden houden van andere sieraden. Dit voorkomt mechanische schade.

Om u niet te vergissen in de authenticiteit van het product, dient u op de volgende punten te letten.

• Brekingsstructuur van lichtstralen. Het moet veelzijdig zijn.
• De aanwezigheid van een metaalglans. Het wordt gekenmerkt door zijn uniformiteit.
• De aanwezigheid van gelige vlekken.

In de middeleeuwen maakten Spaanse juweliers unieke sieraden van zirkoon, dat zeer radioactief was. Qua uiterlijk leken ze erg op edelstenen. Het dragen van dergelijke sieraden was extreem gevaarlijk. Zelfs in de oudheid werd opgemerkt dat het langdurig dragen van grote donkergekleurde stenen leidde tot de dreigende dood van hun eigenaar. De hyacint is vernoemd naar de bloem. Volgens de mythologie groeide Apollo een bloem uit het bloed van een jonge man genaamd Hyacinth, van wie Apollo veel hield.

Door de schittering, de aanwezigheid van verschillende kleuren, kan de steen gemakkelijk worden verward met diamant, saffier, toermalijn of topaas. Dit werd vaak gebruikt door fraudeurs, die sieraden doorgaven als sieraden. De inwoners van Azië verafgoodden de steen en gaven hem magische eigenschappen. Voor hen was hij een talisman. Er werden amuletten en hangers van gemaakt.

In India was de steen begiftigd met het vermogen om de zon en de maan te beheersen. Men geloofde dat de talisman wetenschappers, zakenmensen, zwervers en ook geliefden in het bedrijfsleven helpt. Astrologen besteedden ook aandacht aan de unieke eigenschappen van de steen. Naar hun mening, zirkonium is geschikt voor Ram, Steenbokken, Waterman. Het dragen ervan moet worden beperkt of zelfs helemaal worden vermeden door Stier, Weegschaal, Boogschutter, Kreeft.

Dus, gele of blauwe mineralen met een metaalachtige gloed zijn ideaal voor Waterman. Het dragen van het product draagt ​​bij aan de ontwikkeling van intuïtie, analytische vaardigheden en het ontstaan ​​van een voortreffelijke smaak. Maar voor Steenbokken is een blauwgekleurde steen geschikt, die wordt aanbevolen om aan de linkerkant te dragen. Dit versterkt de magische verbinding. Stro of rode stenen zijn meer geschikt voor Ram. Het dragen van het product draagt ​​bij aan de ontwikkeling van magische vermogens, oplettendheid, voorzichtigheid.