Ширээн дээрх циркони. Циркон бугуйвч - металлын эдгээх хүч

Дараа нь 91.224 г / моль атомын масстай энэхүү химийн элемент нь Д.И. Менделеевийг 19-р зууны эхээр Шведийн химич Йенс Якоб Берзелиус олж авсан. ZrO2 ислийг үндэс болгон авсан бөгөөд үүнийг өөр нэг эрдэмтэн Мартин Генрих Клапротын Цейлоноос авчирсан эрдэнийн чулуунаас олжээ. Металл натрийн калийн фторзирконатад үзүүлэх нөлөө нь амжилттай болсон.

K2 + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Туршилтын үр дүн нь гялалзсан, мөнгөлөг цагаан металл, гайхалтай хуванцар, гэхдээ нэгэн зэрэг нэлээд нягт, цэвэр циркони үйлдвэрлэх явдал байв. Дараа нь Zr нь халуун, хүйтэн (хуурамчлах, өнхрөх, тамгалах) боловсруулахад төгс тохирсон боловч металл бус хольцыг хүлээн авч хамгийн сайн чанараа бараг бүрмөсөн алддаг нь тогтоогджээ.

Цирконийн физик шинж чанар

Цирконийн хоёр талст өөрчлөлтийг мэддэг:

• α-циркон - зургаан өнцөгт нягт савласан тор (a = 3.228Å; c = 5.120Å)
• β-циркон - куб бие төвтэй тор (a = 3.61Å)

α-хэлбэрээс β-хэлбэрийг олж авах нь металыг 862 ° C хүртэл халаах боломжтой.

Циркон нь дараахь физик шинж чанартай байдаг.

• цирконы нягт - 6.45 г / см3 (хэвийн нөхцөлд, өөрөөр хэлбэл 20 ° C-д)
• хайлах цэг - 1825°С
• буцлах температур 3580-3700°С
• хувийн дулаан багтаамж (25-100°С) – 0.291 кЖ/(кг К)
• дулаан дамжилтын илтгэлцүүр (50 ° С) - 20.96 Вт / (м К)
• шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент (20-400°С) – 6.9 10-6
• цахилгаан эсэргүүцэл (20 ° C) - 44.1 μk см

Устөрөгч, нүүрстөрөгч, азот эсвэл хүчилтөрөгчийн хольцтой металлын хэврэг чанар мэдэгдэхүйц нэмэгддэг. Цэвэр цирконид дараахь зүйлс орно.

• уян хатан байдлын модуль (20 ° С) - 97 Гн / м2 (9700 кгс / мм 2)
• суналтын бат бэх - 253 MN / м 2 (25.3 кгс / мм 2)
• Бринеллийн хатуулаг - 640-670 MN / м 2 (64-67 кгс / мм 2)

Цирконийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал

Зэврэлтээс хамгаалах чанар нь цирконы хувьд ихэвчлэн тэргүүн эгнээнд тавигддаг чанар юм. Энэ элемент нь шүлтлэг, азотын болон давсны хүчилд уусдаггүй. Энэ бол ямар ч олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй магнийн хайлшийг зэврэлтэнд тэсвэртэй болгодог маш сайн хайлшлагч элемент юм.

Зэврэлтээс хамгаалахаас гадна циркони нь хайлшийн бусад чанарыг эрс сайжруулж чаддаг: хатуулаг, нөлөөллийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлэх, зэс хайлш нь ихээхэн хатуурах үед цахилгаан дамжуулах чанарыг хадгалдаг. Магнийн хайлш дахь Zr-ийн аравны хэдхэн хувь нь түүний хүчийг хоёр дахин нэмэгдүүлдэг. Циркони агуулсан тохиолдолд гүйцэтгэлийг дарааллаар нь нэмэгдүүлдэг хөнгөн цагааны хайлшийн талаар бараг ижил зүйлийг хэлж болно.

Төмөрлөг дэх циркони

Циркон бол металлургийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг металл юм. Юуны өмнө үүнийг өндөр үр дүнтэй исэлдүүлэгч бодис болгон ашигладаг (эдгээр шинж чанаруудын хувьд Zr титан, манганаас илүү сайн болсон). Түүнчлэн циркони нь гангийн бат бөх чанарыг хадгалахад хувь нэмэр оруулж, өндөр цочролын ачаалалд тэсвэртэй болгодог. Эцэст нь Zr элемент нь хайлшаас хий, хүхрийг зайлуулдаг бөгөөд энэ нь металлын уян хатан чанарыг хадгалахад хувь нэмэр оруулдаг гэсэн үг юм.

Жишээ нь: цирконигүй металл хайлш нь 900 кг цохилтын ачааллыг тэсвэрлэдэг. Зөвхөн Zr-ийн 0.1% -ийг нэмснээр 1600 кг хүртэл нэмэгддэг.

Өнгөт металлургийн хувьд циркони нь хайлшийн элементийн үүрэг гүйцэтгэдэг бөгөөд хөнгөн цагааны хайлшийн халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлэхэд ашиглагддаг.

Манай гараг ашигт малтмал, тэр дундаа металлаар баялаг. Хамгийн түгээмэл зүйлүүдийн нэг бол циркони юм. Үүнийг дэлхийн аль ч булангаас олж болно. Энэ металл гэж юу вэ, түүний шинж чанар юу вэ, хаана ашигладаг вэ?

Химийн шинж чанар

Цирконийн энгийн бодис нь Д.И.Менделеевийн үечилсэн системийн тав дахь үеийн IV бүлгийн хажуугийн дэд бүлгийн элемент юм. Энэ нь атомын дугаарыг 40, атомын масс нь 91.224 юм. Энэ нь шаргал өнгөтэй, өвөрмөц гялалзсан ган саарал өнгөтэй металл юм. Цирконийн хаягдлыг дахин хайлуулах замаар гаргаж авдагмөн хүдрийн баяжмалаас, учир нь энэ нь дэлхийн царцдас дахь цэвэр хэлбэрээр байдаггүй.

байгалийн металл цирконихимийн байгалийн нэгдлүүдийн хэлбэрээр тархсан - 40 гаруй давс буюу исэл. 18-р зууны төгсгөлд Германы эрдэмтэн Клапрот гиацинтын чулуунаас цирконы ислийг ялгаж авчээ. Энэ нь энэ чулууны үнэт төрөл зүйлд хамаардаг. 20-р зууныг хүртэл металыг цэвэр хэлбэрээр нь олж авах боломжгүй байсан ч 20-иод онд эрдэмтэд амжилтанд хүрсэн.

Цэвэршүүлсэн хэлбэрээрээ алтыг ялгах олон шинж чанартай байдаг.

• хуванцар;
• уян хатан;
• зэврэлтээс хамгаалах;
• халуунд тэсвэртэй;
• парамагнит.

Металл хлоржуулсан болон далайн усанд өртөхөөс айдаггүй. Энэ нь бага, өндөр температурт өндөр чанараа алддаггүй. Аммиак, хүчил, шүлтлэгт тэсвэртэй. Энэ нь ихэвчлэн бусад металлын хайлшийг нэмэхэд ашиглагддаг бөгөөд энэ нь түүний үйлдвэрлэлийн чадварыг нэмэгдүүлж, шинж чанарыг нь бараг өвөрмөц болгодог. Энэ нэрээ Перс хэлний "царгун" (алтан чулуу) гэсэн үгнээс авсан.

Ихэнхдээ циркони байдаг цирконтой андуурдаг, энэ нь цирконы силикат юм. Металл өнгө нь өөрчлөгдөж, өнгө нь дараахь байж болно.

• ногоон;
• бор;
• хар;
• шар;
• заримдаа улаан.

Түүний өнгө нь найрлагыг бүрдүүлдэг хольцоос хамаарна. Чулууг өнгөөр ​​будаж буй хольцод ихэвчлэн кальци, зэс, төмөр, цайр, уран, стронций, титан ордог. Мөн газрын ховор элемент агуулдаг.

Байгальд байх

Цирконийн хүдрийн ордууд дэлхийн гүнд өргөн тархсан байдаг. Хадгаламжийг дараах хэлбэрээр хэд хэдэн хэлбэрээр харж болно.

• аморф исэл;
• давс;
• нэг талстууд.

Африкийн ордуудад 1 кг хүртэл жинтэй талстууд олддог. Ихэнх циркони (металл) нь Австрали, Энэтхэг, Өмнөд Африк, Бразил, Хойд Америкт төвлөрдөг. Эдгээр мужууд энэ металлын хамгийн том нөөцтэй. Сибирь, Урал дахь цирконы дэлхийн нөөцийн бараг 10% нь Орост байдаг. Ихэнх тохиолдолд хүдэрт энэ нь гафнитай хамт байдаг, учир нь энэ нь шинж чанараараа ойролцоо байдаг. Тэд тус бүр өөрийн гэсэн сэтгэл татам шинж чанартай боловч тэдгээрийг хослуулан ашиглах боломжгүй юм. Олон үе шаттай цэвэршүүлэх нь эдгээр хоёр элементийг салгах боломжийг олгодог боловч ийм үйлдвэрлэлийн процесс нь цирконийг ихээхэн үнэтэй болгодог.

Байгальд олддог том ногоон, тунгалаг циркон, гэхдээ тэдгээр нь цацрагийг ихэсгэхэд хүргэдэг. Ийм сорьцыг огтлох, гэрт хадгалах, их хэмжээгээр тээвэрлэх боломжгүй юм. Циркон нь дэлхий даяар металлын тархалтаар 12-р байр эзэлдэг. Энэ баримтыг үл харгалзан энэ нь ховор цацраг идэвхт элементүүдтэй харьцуулахад удаан хугацааны туршид тааламжгүй элемент байсан. Үүнийг дэлхий дээр тархсан олон нөөц байгаа боловч тийм ч том нөөц байдаггүйтэй холбон тайлбарлаж байна.

Циркон металлын хэрэглээ

Өвөрмөц шинж чанар, чанараас шалтгаалан энэ элементийг олон салбарт ашиглаж болно. Түүний орчин үеийн үйлдвэрлэлийн янз бүрийн салбарт хайлш хэлбэрээр ашиглагддаг:

• нисэх онгоцны барилга;
• цөмийн эрчим хүч;
• пуужин Шинжлэх ухаан;
• багаж хэрэгсэл;
• Цутгамал үйлдвэр;
• цэргийн үйлдвэрлэл;
• эмнэлгийн тоног төхөөрөмж.

Өндөр тогтвортой байдал нь титанаас ч давсан тул эмнэлгийн салбарт маш их алдартай болсон. Энэ нь протез хийх, мэс заслын багаж хэрэгсэл үйлдвэрлэхэд ашиглагддаг.

Металл циркониумыг үнэт эдлэл бүтээхэд эртнээс ашиглаж ирсэн. Энэ нь аноджуулсан металл учраас олон өнгийн сүүдэр авах чадвартай. Энэ нь үнэт эдлэлийн гоёл чимэглэлийг бий болгоход янз бүрийн уран сайхны санааг тусгах боломжийг үнэт эдлэлчид олгодог. Бүтээгдэхүүн нь гоёмсог, үзэсгэлэнтэй харагддаг тул дэлхийн үнэт эдлэлийн зах зээлд үнэлэгддэг.

Зэврэлтээс хамгаалах өндөр түвшний энэхүү хайлшлагч элемент нь олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй магнийн хайлшийг зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй болгоход тусалдаг. Энэ нь хайлшийн бат бөх чанарыг сайжруулж, нөлөөллийн эсэргүүцлийг нэмэгдүүлдэг. Зэстэй хайлшаар хүч чадлаас гадна цахилгаан дамжуулах чанарыг хадгалдаг. Хөнгөн цагааны хайлшийн хувьд энэ өвөрмөц элемент нь гүйцэтгэлийг ихээхэн сайжруулдаг.

Металлургийн үйлдвэрт өргөн хэрэглэгддэг элемент болон өндөр үр дүнтэй исэлдүүлэгчийн үүрэг гүйцэтгэдэг. Энэ чанар нь манган, титанаас хэд дахин өндөр байдаг. Циркон нь гангийн зэрэглэлийн бат бөх чанарыг сайжруулж, улмаар цохилтын ачаалалд илүү тэсвэртэй болоход тусалдаг. Энэ нь хайлшаас хүхэр, хий ялгаруулах замаар уян хатан чанарыг дэмждэг. Мөн өнгөт металлургийн хайлшийн элемент болон хөнгөн цагааны хайлшийн дулааны багтаамжийг нэмэгдүүлэхэд ашигладаг.

Эмийн шинж чанар

Физик-химийн онцгой шинж чанараас шалтгаалан циркониумыг анагаах ухаанд идэвхтэй ашиглаж ирсэн. Шүлтлэг, хүчиллэг, усан орчин, түүнчлэн аммиакийн нөлөөнд төвийг сахисан тул эмнэлгийн хэрэгсэл үйлдвэрлэх найрлагад нэмдэг. Тэр шархны хурдан эдгэрэлтийг идэвхжүүлж, нянгийн эсрэг үйлчилгээ үзүүлдэг. Эдгээр шинж чанаруудын улмаас шарханд идээ бээр үүсдэггүй, халдвар нь нэвчдэггүй.

Элемент нь харшил үүсгэдэггүй тул харшлын урвалыг хөнгөвчилдөг. Энэ нь цацрагийг дамжуулдаггүй бөгөөд маш сайн антисептик гэж тооцогддог. Анагаах ухаанд үүнийг оёдлын утас үйлдвэрлэхэд ашиглаж эхэлсэн. Металл нь маш уян хатан байдаг тул хугарлын үед ясны бүтцийг хадгалах боломжтой болгодог. Үүнээс болж яс нь хамтдаа хурдан ургадаг.

Энэ нь шүдний эмчилгээ, ортопедийн протезд идэвхтэй ашиглагддаг. Энэ нь биеийн эд эсийг цочроодоггүй, ямар ч орчинд төвийг сахисан байдаг. Олон төрлийн металлууд нь амны хөндийд харшлын урвал үүсгэдэг бөгөөд үүнийг цирконы талаар хэлэх боломжгүй юм. Онцлог шинж чанар, ховор шинж чанараараа эмнэлгийн багаж хэрэгсэл, суулгац үйлдвэрлэхэд зайлшгүй шаардлагатай болсон.

Энэ нь зарим хоолонд байдаг боловч хамгийн бага хэмжээгээр байдаг. Жишээлбэл, хурга, овъёос, будаа, пистачиос, буурцагт ургамал болон бусад хүнсний бүтээгдэхүүнд циркони агуулагддаг боловч эрүүл мэндэд сөрөг нөлөө үзүүлэхгүй.

Тийм гэж итгэдэг циркониум бүхий үнэт эдлэл нь биед эерэг нөлөө үзүүлдэг. Хэрэв чихээ цоолсны дараа тэр даруй цирконтой ээмэг зүүвэл шарх хурдан эдгэрнэ. Металл нь арьсны нөхцөл байдалд сайнаар нөлөөлдөг тул бугуйвч болон бусад бүтээгдэхүүнийг биед өмсөхийг зөвлөж байна. Энэ нь арьсны өвчин, артроз, артрит, цусны даралт ихсэх өвчнийг эдгээх нөлөөтэй. Ийм илрэлийг үл харгалзан албан ёсны анагаах ухаан ийм нотолгоог хараахан өгөөгүй байна.

Циркони (Zr) нь атомын дугаар 40, атомын жин нь 91.22 элемент юм. Энэ бол Дмитрий Иванович Менделеевийн химийн элементүүдийн үелэх системийн тав дахь үе болох дөрөвдүгээр бүлгийн хоёрдогч дэд бүлгийн элемент юм. Хэвийн нөхцөлд чөлөөт төлөвт байгаа циркони нь 6.45 г/см3 нягттай гялалзсан мөнгөн цагаан металл юм. Цэвэр, хольцгүй циркони нь маш уян хатан бөгөөд хүйтэн, халуунаар ажиллахад хялбар байдаг. Бусад олон металлын нэгэн адил түүний хөрш болох титан, циркони, металл бус хольц (ялангуяа хүчилтөрөгч) агуулсан, механик шинж чанарыг нь эрс доройтуулдаг. Жишээлбэл, цөмийн реакторыг найдвартай ажиллуулахын тулд бор, кадми болон бусад "аюултай" хольцыг задрах материалд нэг сая хувиас хэтрэхгүй хэмжээгээр агуулах шаардлагатай. Цөмийн реакторын хамгийн сайн бүтцийн материалын нэг болох цэвэр цирконид өөрийн гэсэн эрдэс бодис агуулаагүй, байгальд ихэвчлэн цирконийг дагалддаг гафни бага зэрэг ч гэсэн хольц байвал энэ зорилгод бүрэн тохиромжгүй болно.

Шинжлэх ухаан нь цирконы байгалийн таван изотопыг мэддэг: 90Zr (51.46%), 91Zr (11.23%), 92Zr (17.11%), 94Zr (17.4%), 96Zr (2.8%). Цирконийн хиймэл аргаар олж авсан цацраг идэвхт изотопуудаас хамгийн чухал нь 95Zr бөгөөд хагас задралын хугацаа 65 хоног байна. Энэ нь изотопын илрүүлэгчийн хэрэглээг олсон.

1789 онд Германы химич Мартин Хайнрих Клапрот цирконы эрдэсийн шинжилгээнээс цирконы давхар ислийг ялгаж авчээ. Нунтаг хэлбэрээр цирконийг нэлээд хожуу буюу 1824 онд Йенс Якоб Берзелиус, харин хуванцар цирконийг зөвхөн 1925 онд Голландын эрдэмтэн А.ван Аркел, И.де Бур нар цирконий иодидуудын дулааны диссоциацийн улмаас олж авчээ.

Металл цирконы хамгийн үнэ цэнэтэй шинж чанаруудын нэг нь янз бүрийн орчинд зэврэлтээс хамгаалах өндөр эсэргүүцэл юм. Жишээлбэл, энэ нь азотын болон давсны хүчил, шүлтлэгт уусдаггүй. Цирконтой ган хайлш хийх нь 40-р металлын энэ шинж чанарт суурилдаг. Тиймээс циркони нэмсэн олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй магнийн хайлш нь зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй болдог. Циркон нь титаны хүчлийн үйлчлэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. Нэмж дурдахад цирконий хайлштай ган нь өргөн температурын хязгаарт шаардлагатай бат бөх чанараа алддаггүй, цочролын ачааллыг сайн тэсвэрлэдэг. Хайлштай гангийн бат бөх чанарыг нэмэгдүүлдэг. Зэсэнд циркони нэмэх нь цахилгаан дамжуулах чанарыг бараг бууруулахгүйгээр түүний хүчийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг. Хэдэн хувийн цайр, аравны хэдхэн хувийг цирконий нэмсэн магнийн үндсэн дээр хийсэн хайлш нь цэвэр магниас хоёр дахин хүчтэй бөгөөд 200 хэмд хүчээ алддаггүй. Цирконийг хэрэглэх үед хөнгөн цагааны хайлшийн чанар эрс сайжирдаг. тэдгээрт нэмэгддэг.

Циркон нь удаан (дулааны) нейтроныг бараг барьж чаддаггүй. Энэ шинж чанар нь зэврэлт, түрэмгий орчинд тэсвэртэй, өндөр температурт механик хүч чадалтай бөгөөд түүн дээр суурилсан хайлшийг цөмийн эрчим хүчний реакторын дизайнд идэвхтэй ашигладаг.

Ган үйлдвэрлэхэд цирконы нэмэлтүүд нь хүчилтөрөгч, азот, хүхрийг зайлуулахад үйлчилдэг. Түүнчлэн циркониумыг зарим хуяг, зэвэрдэггүй, халуунд тэсвэртэй гангийн хайлшийн бүрэлдэхүүн хэсэг болгон ашигладаг.

Цирконийн ийм алдартай шинж чанар нь халсан төлөвт хийг идэвхтэй шингээх чадвартай тул түүний хэрэглээ нь металл нунтаг, түүнчлэн цахилгаан вакуум технологид суурилдаг. Тиймээс 300 ° C-ийн температурт циркони нь устөрөгчийг шингээж, 400 ° C ба түүнээс дээш температурт хүчилтөрөгч, азоттой харилцан үйлчилдэг.

Биологийн шинж чанар

Циркон нь хүний ​​биеийн амьдралд шууд чухал биологийн үүрэг гүйцэтгэдэггүй. Энэ нь биоэлемент биш, эсийн бүтцийн материалд ороогүй - энэ нь амин чухал микроэлемент биш юм. Энэ нь энэ металлын бүх шинж чанарын талаархи мэдлэг муутай холбоотой байж болох юм, учир нь жилээс жилд циркони нь энэ элементийн бие махбод, хүний ​​​​эрүүл мэндэд үзүүлэх нөлөөлөлтэй холбоотой илүү олон шинэ чанарыг илрүүлдэг.

Одоогийн байдлаар гэмтлийн болон эрүү нүүрний мэс заслын эмнэлгүүдэд ясны олон хугарлыг эмчлэхэд бэхэлгээний (суулгац) аргыг ашигладаг бөгөөд энэ нь ясны хэлтэрхийг хамгийн бага шилжилтийг оруулалгүйгээр бүрэн, нягт нямбай тогтоодог бөгөөд энэ нь хурдан хайлуулахад хувь нэмэр оруулдаг. ясны эд, мэс заслын дараах шархыг хурдан эдгээх.

Дэлхийн практикт имплант үйлдвэрлэгчид зэвэрдэггүй ган, титан хайлшийг хавтан, шураг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Манай улсад Е125, Е110 зэрэглэлийн цирконы хайлшаар хийсэн имплантуудыг гадаадын шилдэг дээжээс дутахааргүй бүтээж, эзэмшсэн. Эсрэгээр, цирконы хайлшаар хийсэн суулгацыг ашиглах нь хэд хэдэн давуу талтай: материалын зэврэлтээс хамгаалах өндөр эсэргүүцэл; биологийн маш сайн нийцтэй байдал (харшлын урвал, татгалзал байхгүй), үүнээс болж суулгацыг арилгахын тулд дахин мэс заслын оролцоо шаардлагагүй болно; цирконы хайлшийн өндөр бат бэх шинж чанар. Хайлшийн харьцангуй бага нягтрал нь суулгацын дизайныг хөнгөвчлөх боломжтой болгодог; Маш сайн уян хатан чанар нь суулгацыг ясны контур руу илүү нарийвчлалтай суулгах боломжийг олгодог.

Эрүү нүүрний мэс засал, мэдрэлийн мэс заслын багаж, суулгацын жагсаалт маш өргөн хүрээтэй байдаг: хорь гаруй төрлийн хавтан, үдээс, бэхэлгээний кортикал эрэг, цус тогтоогч хавчаар, өрөм, тэр ч байтугай тархины хагалгааны үед оёх утас!

40-р элемент нь хайлш шигээ эргэн тойрон дахь зөөлөн эд, ясыг цочроодоггүй, биологийн эд эстэй төгс зохицдог, мөн тэдэнд онцгой нөлөө үзүүлдэг. Циркон ээмэг зүүх нь алтан ээмэг зүүснээс 2-3 хоногийн өмнө цоолсны дараа чихний дэлбээний шархыг эдгээдэг болохыг эмч нар тогтоожээ. Нэмж дурдахад циркони эсвэл циркон ашиглан хийсэн үнэт эдлэлийг байнга өмсдөг хүмүүс ерөнхий байдал нь мэдэгдэхүйц сайжирч байгааг тэмдэглэжээ. Туршилтууд нь циркон бугуйвч, бүс, хавтангаар арьсны өвчнийг эмчлэхэд эерэг үр дүнг өгсөн: дерматит, нейродермит, хүүхдийн экзем, булчингийн тогтолцооны өвчин, нуруу, үе мөчний үрэвсэл, бодисын солилцооны гаралтай артроз, дээд ба доод мөчдийн хугарал болон бусад. өвчин. Өвчтөнүүдийн 90 гаруй хувьд эерэг нөлөө ажиглагдаж байна.

Судалгаанд хамрагдагсдын эрүүл тал нь бугуйвч зүүснээс ямар нэгэн сөрөг нөлөө үзүүлээгүй ч ерөнхийдөө эрүүл мэнд нь сайжирч байгааг тэмдэглэжээ.

Тиймээс энэ металл, түүний хайлш, эрдэс бодисоор хийсэн циркон бугуйвч болон бусад үнэт эдлэл нь бүх өвчнийг эмчлэх эм биш боловч хүний ​​​​биед тодорхой эдгээх нөлөөтэй гэж маргаж болно. Ямар ч тохиолдолд энэ нь ямар ч хор хөнөөл учруулахгүй.

Дундад зууны үеийн үнэт эдлэлчид "төгс бус очир алмааз" гэж нэрлэгддэг үнэт эдлэлийг ихэвчлэн ашигладаг байсан. Эдгээр "алмазууд" нь жинхэнэ эрдэнийн чулуунаас бага зэрэг ялгаатай байсан - арай зөөлөн, бага зэрэг үүлэрхэг байсан нь зүсэгдсэн чулууг алмаз шиг гялалзуулж, гялалзуулахыг зөвшөөрдөггүй байв. Эдгээр чулуунууд нь илүү тодорхой нэртэй байсан: Матара алмазууд - олборлосон газрын дагуу - Шри Ланкийн арлын Матаре (Маттураи) талбай. Jargon эсвэл Ceylon Jargon - Шар, сүрэл шар, утаатай цирконууд. Тэднийг мөн сиамын алмаз гэж нэрлэдэг. Starlite эсвэл starlight - байгалийн тэнгэрийн цэнхэр өнгөтэй циркон эсвэл термохимийн боловсруулалтын дараа олж авсан. Гиацинт - тунгалаг зөгийн бал шар, улаан хүрэн, улаан хүрэн, улаан, ягаан циркон. Энэхүү чулууны өнгө нь гиацинттай төстэй юм - эртний Грекийн домог ёсоор салхины бурхан Зефирт алагдсан Аполлоны дуртай үзэсгэлэнтэй залуу Гиацинтын биеэс (эсвэл цус) Аполло ургуулсан цэцэг юм.

Мэдээжийн хэрэг, дундад зууны үеийн гар урчууд цирконы эрдэс болох цирконы дан талстуудтай ажиллаж байгаагаа мэддэггүй байв.

Циркон нь маш жижиг дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлолтой. Тиймээс гафни агуулаагүй металл циркони, түүний хайлшийг цөмийн эрчим хүчний үйлдвэрт түлшний элемент, түлшний угсралт, цөмийн реакторын бусад загварыг үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Ийнхүү Америкийн анхны цөмийн шумбагч онгоц болох "Наутилус"-д бүхэлдээ цирконоор хийсэн реактор суурилуулжээ. Хожим нь реакторын цөмийн суурин хэсгүүд биш харин циркониумаас түлшний элемент (TVEL) бүрээс хийх нь илүү ашигтай болох нь тогтоогдсон.

Ган хайлш хийх явцад циркониумын нэмэлтүүд нь хайлшийн бат бэхийн шинж чанарыг нэмэгдүүлдэг. Тиймээс цирконитой хайлшгүй гангийн прототипүүд нь нэг тонноос бага ачааллын дор устдаг, ижил найрлагатай ган, гэхдээ зөвхөн 0.1% цирконий нэмснээр нэг хагас тонноос илүү ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай!

"Реакторын цэвэр байдал" гэж нэрлэгддэг цирконы техникийн үзүүлэлтүүд нь түүний дотор 0.02% -иас ихгүй гафни агуулагдахыг зөвшөөрдөг. Гэхдээ цирконы мөнхийн хамтрагч ийм гомеопатик тун ч цирконы нейтроны тунгалаг байдлыг мэдэгдэхүйц бууруулдаг - зургаа, хагас дахин!

Цирконийн давхар исэл нь маш сонирхолтой шинж чанартай: өндөр халдаг, маш эрчимтэй гэрэл ялгаруулдаг тул гэрэлтүүлгийн технологид ашиглаж болно. Цирконийн давхар ислийн энэ шинж чанарыг Германы алдарт физикч Вальтер Херман Нернст анх олж мэдсэн. Энэхүү ер бусын үзэгдлийн үндсэн дээр физикч дэнлүү зохион бүтээж, хожим нь "Нернст ламп" гэж нэрлэсэн бөгөөд улайсдаг саваа нь цирконы давхар ислээр хийгдсэн байдаг.

Цирконийн тетрахлорид маш сонирхолтой хэрэглээг олсон. Энэ бодисын хавтангийн цахилгаан дамжуулах чанар нь түүнд нөлөөлж буй даралтаас хамаарч өөр өөр байдаг. Бүх нийтийн даралт хэмжигчийг ажиллуулах нь энэ зарчим дээр суурилдаг - даралтыг хэмждэг төхөөрөмж. Даралтын хамгийн бага өөрчлөлтөөр төхөөрөмжийн хэлхээний гүйдлийн хүч мөн өөрчлөгддөг бөгөөд масштабыг даралтын нэгжээр тохируулдаг. Ийм манометр нь даралтын өөрчлөлтөд маш мэдрэмтгий байдаг тул атмосферийн зуун мянгаас хэдэн мянган атмосфер хүртэлх даралтыг тодорхойлоход ашиглаж болно!

Борооны цув нь ус зэвүүн шинж чанараараа даавууг шингээх тусгай эмульсийн нэг хэсэг болох цирконы давстай холбоотой. Цирконийн давсыг мөн өнгөт хэвлэлийн бэх, тусгай лак, хуванцар үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Цирконийн нэгдлүүдийг катализаторын хувьд өндөр октантай моторын түлш үйлдвэрлэхэд ашигладаг. Энэ элементийн сульфатын нэгдлүүд нь маш сайн идээлэх шинж чанараараа алдартай.

Өгүүллэг

Үнэн хэрэгтээ цирконий хүн төрөлхтөнд алдаршсан түүх нэлээд эртний юм - тэр ч байтугай Иудей дэх Ромын хаанчлалын үед ч дээд санваартнууд үнэт эдлэлдээ гиацинт өмсдөг байсан - цирконы гол эрдэс болох цирконы талстууд. Өөр өөр орны дундад зууны үеийн үнэт эдлэлүүд ихэвчлэн эдгээр талстаар бүтээгдэхүүнээ чимэглэдэг байв. Циркон бүхий үнэт эдлэл нь 15-16-р зуун, 19-р зууны 30-аад оны үед Энэтхэгт онцгой алдартай болсон.

Циркон агуулсан энэхүү ашигт малтмалыг Цейлон арал дээр олборлож, улмаар худалдаачид үүнийг олон улс оронд ихээр экспортолжээ. Эдгээр талстууд нь олон янзын, маш үзэсгэлэнтэй өнгөөрөө маш их алдартай болсон: тунгалаг өнгөгүй, цайвар шар хүрэн, саарал-ногоон болж, цус-улаан хүртэл. Улаан цирконыг үнэт эдлэлчид гиацинт гэж нэрлэдэг байсан (хуучин нэр нь перадол) бөгөөд үүнийг химийн найрлагатай төстэй топаз эсвэл бадмаараг сортуудын нэг гэж үздэг. Зөвхөн 18-р зууны төгсгөлд гиацинт орчин үеийн нэрээ хүлээн авсан - циркон Zr; эрдэс судлаач Вернер түүнд ийм нэрийг өгсөн.

Цейлоноос ирсэн эдгээр цирконуудын нэг нь Берлиний Шинжлэх ухааны академийн гишүүн М.Г.Клапротын гарт унасан юм. 1789 онд тэрээр өөрийн арга барилаар эрдэнийн судалгаа хийж, мөн онд шинжилгээний үр дүнг нийтлүүлсэн байна. Клапрот "циркон шороо" гэж нэрлэсэн бодисыг олж авсан. Тэрээр тусгай мөнгөн тигелд циркон нунтагыг идэмхий шүлттэй хайлуулж, дараа нь хайлшийг хүхрийн хүчилд уусгав. Цаашилбал, химич уусмалаас цахиурын хүчил, төмрийг тусгаарлаж, давсны талстыг олж авсны дараа тэдгээрээс оксид (ижил шороо) гаргаж авсан бөгөөд үүнийг "циркон" (Цирконерде) гэж нэрлэсэн.

Ийм нэрээр Клапрот Персийн дараах ойлголтуудыг үгүйсгэсэн байх магадлалтай: "зар" ("хаан") - алт ба "буу" ("буу") - өнгө, өөрөөр хэлбэл "алтан өнгөтэй". Дараахь дүгнэлтээс харахад химичийн гарт байсан ашигт малтмал алтан хүрэн өнгөтэй байсан гэж таамаглаж болно. Нэрний гарал үүслийн талаархи өөр нэг таамаглал нь араб хэлний "заркун" - циннабар, ашигт малтмал гэсэн үг дээр суурилдаг. Таны харж байгаагаар үгс нь маш төстэй бөгөөд энэ нь металын нэр нь тэдний утгаас үүдэлтэй гэсэн үг юм.

Оросын эх сурвалжид нэрс нь хоорондоо төстэй боловч бага зэрэг ялгаатай байдаг. Тиймээс Шерер (1808) металыг "циркон" гэж нэрлэдэг байсан бол Захаров (1810) ижил томъёог баримталдаг, Двигубский (1824) илүү анхных юм - "циркон газрын суурь" эсвэл "циркон", Страхов (1825) металыг " циркон".

Цирконийн (II) оксидыг Гитон де Морово зөвхөн Францаас олдсон гиацинтаас тусгаарласан.

Металл цирконыг (маш их хэмжээний хольцтой) анх 1824 онд Ж.Ж.Берзелиус калийн фтор-цирконатыг металл натритай бууруулснаар гаргаж авчээ.

K2 + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Үүний үр дүнд мөнгөлөг саарал өнгөтэй металл гарч ирэн маш хэврэг байсан тул ажиллах боломжгүй байв. Үүний шалтгаан нь хольцын агууламж өндөр байсан. Үүний үр дүнд энэ элементийг ашиглаагүй. Удаан хугацааны турш янз бүрийн орны эрдэмтэд металлын цэвэр байдлын асуудлыг шийдэх гэж оролдсон. Зөвхөн 1914 онд л харьцангуй цэвэр циркони олж авах боломжтой болсон бөгөөд зэстэй ижил аргаар боловсруулах боломжтой (хуурамч, цувисан, цувисан) металыг зөвхөн 1925 онд Голландын химич Ван Аркел, де Бур нар тусгаарлаж чадсан юм. . Тэд дэгдэмхий нэгдэл (тэдгээрийн тохиолдолд циркониум тетраиодид ZrI4) вакуум дахь дулааны задралд өртдөг гэсэн шинэ "буулгах" аргыг ашиглан электролизийн уламжлалт бөгөөд өргөн хэрэглэгддэг аргаас татгалзав. халуун вольфрамын судал дээр цэвэр металлыг .

Байгальд байх

Циркон бол нэлээд түгээмэл элемент юм: дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж жингийн 0.025% байдаг. Металлуудын дунд тархалтын хувьд арван хоёрдугаарт ордог. Гэсэн хэдий ч циркони нь маш их тархсан байдаг бөгөөд түүний мэдэгдэхүйц хуримтлал нь ховор байдаг. Тиймээс үндсэн чулуулагт түүний агууламж 1.3.10-2% -иас хэтрэхгүй; боржин чулуу, элсэрхэг, шаварлаг хөрсөнд энэ элемент илүү түгээмэл байдаг - 2 10-2%, харин циркони нь шүлтлэг чулуулагт хамгийн түгээмэл байдаг - 5 10-2% нь дэлхийн царцдас дахь дундаж агууламжаас ч өндөр байдаг. . Ихэнхдээ энэ нь янз бүрийн химийн нэгдлүүдийн хэлбэрээр олддог бөгөөд энэ нь эргээд литосферт тохиолддог, учир нь циркони нь литофилийн элемент юм. Байгалийн хувьд түүний нэгдлүүдийг зөвхөн исэл ба силикат хэлбэрээр хүчилтөрөгчөөр мэддэг. Циркони нь ул мөр элемент боловч циркони нь исэл эсвэл давс хэлбэрээр агуулагддаг 40 орчим эрдэс бодис байдаг. Чулуулагт ийм тархалт, том орд байхгүй тул цирконийг жинхэнэ ховор металлаас хамаагүй бага ашигладаг. Энэ металл нь сул усны шилжин суурьшдаг - далайн усан дахь цирконы агууламж 0.00005 мг / л-ээс ихгүй байна. Биологийн орчинд энэ нь бас түгээмэл биш юм.

Циркон ZrSiO4 нь байгальд голчлон тархсан бөгөөд 67.1% ZrO2, бадделейит ZrO2 ба төрөл бүрийн нийлмэл эрдэс бодисууд: еудиалит (Na,Ca)6ZrOH(Si3O9)2(OH,Cl)2 гэх мэт.

Циркон бол гиацинт, азорит, ауэрбахит, энгехардит болон бусад нэрээр нэрлэгддэг эртний үеэс мэдэгдэж байсан цирконы хамгийн түгээмэл эрдэс юм. Циркон бол бүх төрлийн чулуулагт агуулагддаг тусгаарлагдсан силикат боловч боржин чулуу, сиенитийн хамгийн онцлог шинж юм. Ашигт малтмал нь сайн тогтсон талстууд бөгөөд гадаад төрх нь үүсэх нөхцлөөс хамааран өөр өөр байдаг тул боржин ба боржин пегматитуудад урт призматик шинж чанартай талстууд, шүлтлэг ба метасоматик чулуулагт дипирамид хэлбэртэй байдаг. Та мөн "ихэр", "тахир ихэр", радиаль цацраг, боодолтой төстэй өсөлтийг олж болно.

Ихэнхдээ талстууд харьцангуй бага байдаг (хэдхэн миллиметр), гэхдээ хэдэн арван эсвэл бүр хэдэн зуун каратын жинтэй үл хамаарах зүйлүүд байдаг. Хойд Каролина мужийн Хиндерсон мужаас хэдэн см урт цирконы талст олджээ. Мадагаскарт хэдэн кг жинтэй олдворууд ховор биш юм. Америкийн Нэгдсэн Улсад Смитсоны хүрээлэнд Шри Ланкийн арлаас авчирсан хэд хэдэн циркон хадгалагддаг. Тэдгээр нь өнгө, жингээр ялгаатай: хамгийн том циркон - бор нь 118.1 карат жинтэй; шар хүрэн 97.6; шар 23.5, өнгөгүй 23.9. Тэнд та Бирм, Тайландын том талстуудыг харж болно. Лондонгийн геологийн музей, Нью-Йорк дахь Америкийн байгалийн түүхийн музей, Торонто дахь Канадын музей зэрэг томоохон цирконуудын баялаг цуглуулгаар сайрхаж болно. Уралаас олон том, маш үзэсгэлэнтэй цирконуудыг олборлосон.

Циркон нь ихэвчлэн олон төрлийн хольц агуулдаг: төмөр, хөнгөн цагаан, газрын ховор металл, гафни, бериллий, уран болон бусад. Үүнтэй холбогдуулан эрдэмтэд цирконы хэд хэдэн сортыг ялгаж үздэг: малакон, цитролит, алвит, аршиновит болон бусад.

Бадделейит эрдэс нь цирконоос ялгаатай нь харьцангуй саяхан буюу 1892 онд Бразилд нээгдсэн. Энэ ашигт малтмалын гол орд болох Посос де Калдас мөн тэнд байрладаг. Энэ ордын зарим олдвор нь ердөө л гайхалтай юм - чулуунаас гаргаж авсан бадделейит блокуудын нэг нь 30 тонн жинтэй! Гол мөрөн, горхины эрэг дагуу бадделейит нь 7.5 мм хүртэл диаметртэй аллювийн хайрга хэлбэрээр үүсдэг бөгөөд энэ нь 90 гаруй хувь цирконы давхар ислийг агуулдаг. Гадаад төрхөөрөө энэ хайргыг нутгийн уурхайчид "фавас" гэж хочилдог байсан бөгөөд энэ нь португал хэлээр "буурцаг" (фава) гэсэн утгатай.

Өргөдөл

Цирконийн хэрэглээний талбарууд ба түүнийг агуулсан ашигт малтмал нь маш олон янз байдаг бөгөөд тэдгээр нь өндөр технологийн үйлдвэрүүдтэй холбоотой бөгөөд нэгэн зэрэг өргөн хэрэглээний бараа бүтээгдэхүүний үйлдвэрлэлтэй холбоотой байдаг.

Цирконийн анхны хэрэглэгч нь металлурги байсан - эхлээд хар, дараа нь өнгөт. Энэ нь дөчин элементийн хэд хэдэн шинж чанартай холбоотой юм. Хүчилтөрөгч, азот, хүхэр, фосфортой маш их холбоотой байдаг тул төмөр, цахиур эсвэл хөнгөн цагаан, цахиуртай цирконий хайлшийг ган исэлдүүлэгч, цэвэрлэгч болгон ашигладаг.

Цирконийг хайлшийн элемент болгон өргөнөөр ашигладаг, учир нь үүнийг бусад металлд нэмэх нь халуунд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй, бусад олон шинж чанарыг өгдөг. Шинээр олж авсан шинж чанараас гадна циркони бүхий хайлш нь механик бат бөх чанарыг нэмэгдүүлж, ашиглалтын хугацааг уртасгаж, янз бүрийн салбарт ашиглах боломжийг өргөжүүлдэг. Ийм хайлш, тэдгээрийн хэрэглээний талбаруудын цөөн хэдэн жишээг өгөх нь зүйтэй.

20% хүртэл Zr агуулсан ферроциркони (цирконийн төмөртэй хайлш) нь металлургийн салбарт гангийн исэлдүүлэгч, хийгүйжүүлэгч болгон ашигладаг. Төмрийн хайлш дээр циркони нэмэх нь цахиурыг оруулахтай ижил нөлөө үзүүлдэг болохыг химич, металлургийн эрдэмтэд олж мэдсэн: зэвэрдэггүй, халуунд тэсвэртэй гангийн чанар сайжирч, гангийн механик бат бэх, гагнах чадвар нэмэгддэг.

Төмрийн металлургид өргөн хэрэглэгддэг өөр нэг цирконы хайлш нь ферроцирконийн хамт цахиуртай хайлш юм. Энэхүү хайлш нь ганг хийгүйжүүлэхэд ашиглагддаг, учир нь циркони нь эрч хүчтэй исэлдүүлэгч, цэвэршүүлэх нэмэлт бодис тул түүнийг нэвтрүүлэх нь металлын ислийг хурдан бууруулж, азотыг зайлуулдаг.

Ашиглалтын явцад халдаг цахилгаан тоног төхөөрөмжийн дамжуулагч хэсгүүдийг үйлдвэрлэхэд зэс-цирконийн хайлшийг ашигладаг. Цирконийг нэвтрүүлэх нь зэсийн өндөр цахилгаан дамжуулах чанарт бараг ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй боловч хайлшийн хүч чадал, халуунд тэсвэртэй байдлыг ихээхэн нэмэгдүүлдэг.

Циркони бүхий магнийн хайлш нь механик болон физикийн шинж чанартай бөгөөд бүтцийн хувьд хамгийн тохиромжтой гэж тооцогддог.

Циркони (3% Zr хүртэл) бүхий хөнгөн цагааны хайлш нь зэврэлтэнд тэсвэртэй тул тэдгээрийг катодын вакуум хоолойн сүлжээнд ашигладаг.

Гафниумаас цэвэршүүлсэн циркони нь цөмийн реакторын бүтцийн материалын хувьд хамгийн чухал ач холбогдолтой болсон. Механик хүч чадал, өндөр хайлах цэг, бага үр дүнтэй дулааны нейтрон шингээх хөндлөн огтлолтой хослуулсан зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь сүүлийн үед түлшний элементүүдийг (RE) бүрэхийн тулд циркониумыг өргөнөөр ашиглах боломжтой болсон.

Дулааны тэлэлтийн бага, жигд коэффициент, зэврэлтэнд тэсвэртэй, түүнчлэн механик хүч чадал, химийн эсэргүүцэл өндөр зэрэг нь циркониумыг өндөр чанартай химийн тоног төхөөрөмж, эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, имплант, мэдрэлийн мэс заслын утас үйлдвэрлэхэд ашиглахад хүргэсэн.

Циркон агуулсан материалаар хийсэн өндөр давтамжийн төхөөрөмжийн тусгаарлагч нь эрчим хүчний алдагдлыг эрс багасгадаг.

Нунтаг цирконийг голчлон бамбар, тэсэлгээний төхөөрөмж, гал хамгаалагч, алсын бөмбөг үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Гэсэн хэдий ч олборлосон цирконы түүхий эдүүдийн ихэнхийг (ойролцоогоор 90%) 66% хүртэл цирконы давхар исэл (ZrO2) агуулсан циркон хэлбэрээр эрдэс хэлбэрээр ашигладаг. Өндөр хайлах цэг (2700 ° C-аас дээш), дулааны тэлэлтийн бага коэффициент, химийн довтолгоонд тэсвэртэй - ZrO2 нь олон төрлийн салбарт өргөн хэрэглэгддэг болсон. Энэ нь дулааны хамгаалалтын бүрээс, галд тэсвэртэй бүтээгдэхүүн, хатуу электролит, халуунд тэсвэртэй паалан, галд тэсвэртэй шил, төрөл бүрийн керамик эдлэл, керамик пигмент, катализатор, зүсэх хэрэгсэл болон зүлгүүрийн материал, хиймэл эрдэнийн чулуу үйлдвэрлэхэд өргөн хэрэглэгддэг. Сүүлийн 10 жилд электроникийн болон компьютерийн технологи, түүнчлэн харилцаа холбооны төрөл бүрийн хэрэгсэл хурдацтай хөгжихийн хэрээр цирконы давхар ислийг шилэн кабель болон электроникийн салбарт ашигладаг керамик эдлэлийн үйлдвэрлэлд өргөнөөр ашиглаж эхэлжээ.

Өндөр хатуулагтай тул циркониум карбид ZrC нь нунтаглах материал болгон ашигладаг бөгөөд шил зүсэх үед алмазыг орлуулахад ашигладаг.

Үйлдвэрлэл

Металл цирконий үйлдвэрийн үйлдвэрлэлийн гол түүхий эдийн эх үүсвэр нь эрдэс циркон ZrSiO4 юм.

Металл цирконийг олж авах үндсэн аргуудыг гурван бүлэгт хувааж болно: 1) нөхөн сэргээх арга; 2) дулааны диссоциацийн арга, 3) электролитийн арга.

Юуны өмнө цирконы хүдэр баяжуулах үе шатыг дамждаг бөгөөд үүнд гравитацийн аргыг баяжмалыг электростатик болон соронзон аргаар ялгах замаар цэвэршүүлдэг. Металл цирконийг түүний нэгдлүүдээс гаргаж авдаг бөгөөд үүнийг баяжмалыг задлах замаар олж авдаг. Энэ тохиолдолд дараах сонголтууд боломжтой.

a) 1100 хэмээс дээш температурт CaCl2 нэмсэн шохой эсвэл кальцийн карбонатаар шингэлэх:

ZrSiO4 + ZCaO = CaZrO3 + Ca2SiO4

б) 1000 хэмээс дээш температурт содыг шингэлэх эсвэл идэмхий натритай холих (температур нь 500 хэмээс дээш байх ёстой):

ZrSiO4 + 2Na2CO3 = Na2ZrO3 + Na2SiO3 + 2CO2

Шүлтлэг нээлхийнээр үүссэн хайлш эсвэл агломераас эхлээд цахиурын нэгдлүүдийг ус эсвэл шингэрүүлсэн давсны хүчилээр уусгах замаар зайлуулж, дараа нь үлдэгдэл нь давсны эсвэл хүхрийн хүчлээр задардаг. Үр дүн нь оксихлорид ба сульфатууд юм.

в) 1000 ° C-ийн температурт калийн фторсиликатаар шингэлэх:

ZrSiO4 + K2SiF6 = K2ZrF6 + 2SiO2

Үүссэн фтороцирконатын бялууг халааж, хүчиллэгжүүлсэн усаар угааж, калийн флюорозирконат нь ус руу орж, уусмалыг хөргөхөд ихэнх хэсэг нь (75-90%) ялгардаг.

г) 1000 ° C-ийн температурт нүүрсээр хлоржуулах, харин 1700-аас 1800 ° C-ийн температурт урьдчилсан карбиджилт хийх боломжтой бөгөөд энэ нь цахиурын ихэнх хэсгийг өндөр дэгдэмхий исэл (SiO) хэлбэрээр зайлуулах зориулалттай. Үүний үр дүнд цирконы хлорид ZrCl4 гарч ирдэг бөгөөд энэ нь сублиматжуулж, бэхжүүлдэг.

Цирконийн нэгдлүүдийг үүссэн хүчиллэг уусмалаас дараахь аргаар тусгаарлана.

a) хүхрийн хүчил эсвэл давсны хүчлийн уусмалаас үндсэн цирконы сульфат xZrO2.ySO3 zH2O-ийн гидролизийн тунадасжилт;

б) давсны хүчлийн уусмалыг ууршуулах явцад циркони оксихлоридын ZrOCl2 8H2O талсжих;

в) төвлөрсөн хүхрийн хүчил нэмэх эсвэл хүхрийн хүчлийн уусмалыг ууршуулах замаар цирконы сульфат Zr(SO4)2-ийг талсжуулах. Сульфат ба хлоридын кальцижуулалтын үр дүнд ZrO2-ийг олж авна.

Баяжмалаас гаргаж авсан цирконы бүх нэгдлүүд үргэлж гафни агуулдаг. Үүнээс цирконийг цэвэрлэх нь нэлээд хөдөлмөр, үнэтэй үйл явц юм. Цирконийг K2ZrF6-ийн фракцийн талсжилт, хүчиллэг уусмалаас органик уусгагчаар (жишээлбэл, трибутил фосфат) гаргаж авах, ион солилцох арга, тетрахлоридыг (ZrCl4 ба HfCl4) сонгомол бууруулах замаар тогтмол хамтрагчаас нь салгадаг.

Голландын эрдэмтэн ван Аркел, де Боер нарын боловсруулсан "бүтээн босгох" арга бий. Энэ нь дэгдэмхий нэгдэл (циркони тетраиодид ZrI4) вакуумд дулааны задралд орж, халуун вольфрамын судал дээр цэвэр металл хуримтлагддагтай холбоотой юм. Өнгөрсөн зууны 20-аад онд энэ аргыг өргөн хэрэглэж байсан боловч энэ аргаар олж авсан цирконы өндөр өртөг нь түүний хамрах хүрээг эрс хязгаарласан. Тиймээс цирконийг олж авах шинэ, хямд аргыг боловсруулах шаардлагатай байв. Ийм байдлаар сайжруулсан Krol арга болсон. Энэхүү үйлдвэрлэлийн схем нь үндсэн хоёр үе шатыг агуулдаг: цирконы давхар ислийг хлоржуулж, үүссэн цирконы тетрахлоридыг хайлсан металлын давхарга дор металл магнийн аргаар багасгадаг. Эцсийн бүтээгдэхүүн болох циркониум хөвөнг саваа болгон хайлуулж, хэрэглэгчдэд энэ хэлбэрээр илгээдэг.

Физик шинж чанарууд

Бидний мэдэж байгаагаар циркониумыг 1824 онд Шведийн химич Йенс Берзелиус чөлөөт металл хэлбэрээр нь тусгаарлаж байжээ. Олон арван жилийн турш өндөр цэвэршилттэй элементийг олж авах боломжгүй байсан тул энэ металлын физик шинж чанарыг судлах боломжгүй байв. Зөвхөн 20-р зууны дунд үед эрдэмтэд цирконийг хольцгүй гаргаж авч чадсан. Цирконий дотор заримдаа маш их хэмжээгээр гафни байдаг нь энэ металлын байнгын хамтрагч бөгөөд цирконитой төстэй химийн шинж чанараас шалтгаалан урьд өмнө анзаарагдаагүй байв.

Цэвэр циркони нь ердийн металлын дүр төрхтэй байдаг - гялалзсан мөнгөн саарал өнгөтэй, ганг санагдуулам, гэхдээ түүнээс илүү бат бөх, уян хатан чанараараа ялгаатай. Түүнээс гадна сүүлийн чанар нь металлургийнхны тэмдэглэснээр цирконид агуулагдах хүчилтөрөгчийн хэмжээнээс шууд хамаардаг. Тиймээс, хэрэв хайлсан шингэн цирконид 0.7% -иас дээш хүчилтөрөгч орвол цирконид хүчилтөрөгчийн хатуу уусмал үүссэний улмаас метал нь хэврэг болно, шинж чанар нь цэвэр металлын шинж чанараас эрс ялгаатай. Азот, нүүрстөрөгч, устөрөгчийн хольцоор ижил нөлөө үзүүлдэг. 200С-ийн цэвэр цирконы нягт 6.45 г/см3, Бринеллийн хатуулаг 640-670 Мн/м2 буюу 64-67 кгс/мм2 байна. Цирконийн хатуулгийг нэмэгдүүлж, хэврэг байдлыг нь бууруулдаг хольц (ялангуяа хүчилтөрөгч) байгаа нь хатуулагт ихээхэн нөлөөлдөг. Тиймээс, хүчилтөрөгчийн агууламж 0.2% -иас их байдаг тул циркони нь хүйтэн даралтаар ажиллахад тохиромжгүй байдаг. Цирконийн суналтын бат бэх нь 253 MN/m2 буюу 25.3 кгс/мм2, уян хатан байдлын модуль 20°С = 97 Гн/м2 буюу 9700 кгс/мм2 байна.

Циркон бол өндөр температурт металл юм: өндөр цэвэршилттэй цирконий хайлах цэг ( хайлах) нь 1845 ° C, буцлах температур (tbail) 3580-3700 ° C. Цирконийн давхар исэл ZrO2 нь байгальд хамгийн галд тэсвэртэй бодисуудын нэг юм. Энэ нь 2680 хэмд хайлдаг! Металл ба түүний давхар ислийн ийм шинж чанар нь тэдгээрийг металлургийн салбарт ашиглахад хүргэсэн: халуунд тэсвэртэй, халуунд тэсвэртэй ганг циркониумаар хайлуулж, ZrO2-ийг галд тэсвэртэй материал үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Цирконийн дээрх дулааны шинж чанарт дараахь зүйлийг нэмэх шаардлагатай: 25-100 ° C температурын хязгаарт хувийн дулааны багтаамж = 0.291 кЖ/(кг∙К) буюу 0.0693 кал/(г∙°С); дулаан дамжилтын илтгэлцүүр 50 ° С = 20.96 Вт / (м ∙ К) эсвэл 0.050 кал / (см с ∙ ° С); 20-400 ° С температурт шугаман тэлэлтийн температурын коэффициент = 6.9∙10-6. Хэт дамжуулалтын төлөв рүү шилжих температур 0.7К байна.

Металл циркони нь хоёр аллотроп өөрчлөлтөөр тодорхойлогддог: зургаан өнцөгт бүтэцтэй, 863 ° C-аас доош температурт тогтвортой байдаг α-модификац, орон зайн төвтэй шоо хэлбэртэй тортой β-модификац нь түүнээс дээш температурт тогтвортой байдаг. 863 ° C. Тиймээс α-өөрчлөлтийн шилжилтийн β -өөрчлөлт нь энэ хилийн температурт 863 ° C-д тохиолддог. Үүнээс гадна хөнгөн цагаан, хар тугалга, цагаан тугалга, кадми зэрэг нэмэлтүүд нь нэг төлөвөөс нөгөөд шилжих температурыг нэмэгдүүлж, төмөр, хром, никель, молибден, зэс, титан болон бусад зарим металлын нэмэлтүүд буурдаг.

Өндөр цэвэршилттэй цирконы цахилгаан эсэргүүцэл 20°С = 44.1 микромм∙см. Циркон нь парамагнит шинж чанартай тул металыг халаах үед түүний өвөрмөц соронзон мэдрэмж нэмэгддэг. Тиймээс -73 ° C-ийн температурт цирконы өвөрмөц соронзон мэдрэмж 1.28 ° C, 327 ° C - 1.41 ° C байна.

Цэвэр цирконы хамгийн үнэ цэнэтэй шинж чанар нь түүний жижиг дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлол (0.18 амбаар) юм. Энэ нь бусад металлаас хамаагүй бага - төмөр (2.53 амбаар), никель (4.60 амбаар) эсвэл зэс (3.69 амбаар). Хэдийгээр олон хямд металлууд ижил дарааллын хөндлөн огтлолтой байдаг: цагаан тугалганы хувьд 0.65 амбаар, хөнгөн цагааны хувьд 0.22 амбаар, магнийн хувьд үүнээс ч бага - ердөө 0.06 амбаар. Гэсэн хэдий ч жагсаасан бүх металлууд нь циркониас ялгаатай нь хайлдаг, халуунд тэсвэртэй байдаггүй. Тиймээс энэ металлыг реактор барихад бүтцийн материал болгон ашигладаг.

Химийн шинж чанар

Цирконийн хамгийн гайхамшигтай шинж чанаруудын нэг нь олон түрэмгий орчинд зэврэлтээс хамгаалах өндөр эсэргүүцэл юм. Зэврэлтийг эсэргүүцэх чадвараараа циркони нь ниоби, титан зэрэг тэсвэртэй металлуудаас давж гардаг. Хэвийн нөхцөлд циркони нь агаар мандлын хий, усны хувьд идэвхгүй бөгөөд давсны болон хүхрийн (50% хүртэл концентраци) хүчилтэй урвалд ордоггүй. Туршилтын явцад зэвэрдэггүй ган нь 60 хэмд таван хувийн давсны хүчилд жилд 2.6 миллиметр, титан 1 мм орчим, цирконид 1000 дахин бага алддаг болохыг тогтоожээ. Циркон нь шүлтэнд хамгийн их эсэргүүцэлтэй байдаг бөгөөд энэ нь аммиак агуулсан шүлтэнд тэсвэртэй цорын ганц металл юм. Түрэмгий орчинд тэсвэртэй байдлын хувьд циркони нь зэврэлтээс хамгаалах хамгийн хүчирхэг тэмцэгчдийн нэг болох танталаас ч доогуур байдаг.

Ийм эсэргүүцлийг цирконы химийн шинж чанар, эс тэгвээс түүний гадаргуу дээр хамгаалалтын ислийн хальс үүссэнээр хялбархан тайлбарлаж, металыг цаашид устгахаас хамгаалдаг. Цирконийг бүрэн исэлдүүлэхийн тулд түүнийг 700 хэм хүртэл халаах шаардлагатай бөгөөд зөвхөн дараа нь хальс нь хэсэгчлэн устаж, металлд хэсэгчлэн уусна. Энэ нь 700 хэмийн температур нь 40-р элементийн химийн эсэргүүцэл дуусах хязгаар юм. Гэхдээ энэ хязгаараас өмнө циркони 300 хэм ба түүнээс дээш температурт халаахад илүү идэвхтэй урвалд орж эхэлдэг. хүчилтөрөгч болон агаар мандлын бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй. Үүний үр дүнд усны уураар давхар исэл ба гидрид, нүүрстөрөгчийн давхар исэл - карбид ба давхар исэл, азотоор - цирконий нитрид үүсдэг. Ижил температур хүртэл циркони нь оксидын хальсаар найдвартай хамгаалагдсан бөгөөд энэ нь цирконы химийн өндөр эсэргүүцлийг баталгаажуулдаг.

Гэсэн хэдий ч циркони нь хүчилтэй харилцан үйлчилдэг тул анионы цогцолбор үүсэх боломжтой бол энэ нь тохиолддог. Тиймээс 100 ° C-аас дээш температурт энэ нь азотын болон фторын хүчил ба усан региагийн холимогтой харилцан үйлчилдэг.

3Zr + 4HNO3 + 18HF = 3H2 + 4NO + 8H2O

3Zr + 4HNO3 + 18HCl = 3H2 + 4NO + 8H2O

Энэ нь фтор ба халуун төвлөрсөн (50% -иас дээш) хүхрийн хүчилд уусдаг.

Zr + 6HF = H2 + 2H2

Циркон нь хусуур эсвэл нунтаг хэлбэрээр агаарт тэс өөр байдлаар ажилладаг. Компакт металл циркониас ялгаатай нь эдгээр пироморф бодисууд нь өрөөний температурт агаарт аяндаа гал авалцдаг. Ийм процесс нь экзотермик бөгөөд их хэмжээний дулаан ялгарах үед тохиолддог. Агаартай холилдсон тоос шиг циркони нь тэсрэх чадвартай.

Цирконийн устай харилцан үйлчлэл нь бас ер бусын юм. Устай харьцдаг ихэнх металууд нь гальваник зэврэлтэнд өртдөг бөгөөд энэ нь катионууд нь ус руу шилждэг. Циркон нь устай харилцан үйлчилдэг хүчилтөрөгчтэй урвалд ордог тул уусдаггүй хамгаалалтын хальсаар бүрхэгдсэн байдаг. Тиймээс түүний хамгаалалтын хальсны шинж чанараас шалтгаалан циркони нь усны зэврэлтээс хамгаалагдсан байдаг.

Халах үед циркони нь хийтэй харилцан үйлчилж эхэлдэг. Тиймээс 800 хэмээс дээш температурт авсаархан циркони нь хүчилтөрөгчийг идэвхтэй шингээж эхэлдэг.

Циркон нь 700-800°С-ийн температурт азоттой харилцан үйлчилж, нитрид: ZrN үүсэж эхэлдэг.

300°С-ээс дээш температурт циркони нь устөрөгчийг шингээж, хатуу уусмал үүсгэж, ZrH, ZrH2 гидрид үүсгэдэг. Вакуум дахь 1200-1300 градусын температурт гидридүүд задарч, бүх устөрөгчийг металлаас зайлуулж болно.

Халах үед циркони нь металл бустай урвалд орж эхэлдэг. 900 хэмээс дээш температурт нүүрстөрөгчтэй харилцан үйлчлэлцэх нь ZrC карбид үүсэх үед үүсдэг. Циркони нь хлор, иод, бромтой аль хэдийн 200 ° C-т урвалд орж, илүү өндөр галоген ZrX4 (энд X нь галоген) үүсгэдэг. Фтортой харилцан үйлчлэл нь ердийн температурт явагддаг.

Үелэх системийн дөч дэх элементийг 1783 онд Герман гаралтай химич М.Г. Клапротом. Цирконийг хольцоос цэвэршүүлсэн металлыг зөвхөн 20-р зууны эхээр олж авсан. Тэр мөчөөс хойш бараг 100 жил өнгөрсөн ч энэ металл нь нэрний гарал үүсэл, хүний ​​​​эрүүл мэндэд үзүүлэх нөлөөлөл хүртэл хэд хэдэн эргэлзээтэй хэвээр байна. Яагаад 1 граммынх нь үнэ хэдэн арван жил өсөөд байгаа юм.

Байгальд байх

Циркон нь байгальд зөвхөн исэл ба силикат хэлбэрээр байдаг. Тэдгээрийн дотроос циркон, эвдиалит, бадделейит зэрэг нь голчлон ялгагдана. Орд дахь металл үргэлж гафни дагалддаг гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Энэ нь металлын ижил төстэй болор тортой холбоотой юм.

Цирконийн эрдсийн гол хувь нь литосферт байрладаг. Дэлхийн царцдасын нэг тоннд дунджаар 210 грамм циркон байдаг. Цирконийн нэгдлүүд далайн усанд бас байдаг. Гэхдээ энд түүний концентраци хамаагүй бага бөгөөд 1000 литр тутамд 0.05 мг байна.

Цирконийн ордын тоогоор тэргүүлэгч нь Австрали (циркон), Өмнөд Африк (бадделейит) бөгөөд АНУ, Бразил, Энэтхэгээс арай бага юм. Орос улс дэлхийн нөөцийн 10 хувийг бүрдүүлдэг.

Баримт

Эхлээд циркониумыг исэлдлээс "өсөлт" аргаар тусгаарлаж байсан. Халуун вольфрамын утаснууд дээр цирконий туузыг суурилуулсан. 2000 ºС-ээс дээш температурын нөлөөн дор циркони металл халаагчийн гадаргуу дээр наалдаж, нэгдлийн үлдсэн бүрэлдэхүүн хэсгүүд шатсан.

Энэ арга нь их хэмжээний цахилгаан шаардсан бөгөөд удалгүй илүү хэмнэлттэй Кроллын аргыг боловсруулсан. Үүний мөн чанар нь цирконы давхар ислийг урьдчилан хлоржуулах, дараа нь магнийн бууралтад оршдог. Гэхдээ цирконийг олж авах аргын хөгжил үүгээр зогссонгүй. Хэсэг хугацааны дараа оксидуудаас цирконийг илүү хямд шүлтлэг ба фтороор ангижруулах аргыг үйлдвэрлэлд ашиглаж эхэлсэн.

Циркони e110 найрлага

Циркони иодид

Өндөр уян хатан, бага бат бэх шинж чанартай. Металлын иодтой нэгдэл үүсгэх чадварт үндэслэн иодидын аргаар гаргаж авдаг. Үүний зэрэгцээ хортой хольцыг амархан ялгаж, цэвэр металлыг олж авдаг. Саваа нь иодид цирконоор хийгдсэн байдаг.

Үнэ

Цирконийг дэлхийн зах зээлд нийлүүлдэг гол нийлүүлэгчид нь Австрали, Өмнөд Африк юм. Сүүлийн үед циркон болон циркониумын ашигт малтмалын экспортын давуу тал нь Өмнөд Африкийн Бүгд Найрамдах Улс руу чиглэж байна. Гол хэрэглэгчид нь Европын холбоо (Итали, Франц, Герман), Хятад, Япон юм. Цирконыг голчлон ферро хайлш хэлбэрээр худалдаалдаг.

Сүүлийн 10 жилийн хугацаанд циркони металлын эрэлт жилд дунджаар 5.2%-иар өссөн байна. Энэ хугацаанд үйлдвэрлэлийн хүчин чадал 2% -иас бага зэрэг өсч чадсан. Үүний үр дүнд дэлхийн зах зээл дээр цирконы байнгын хомсдол үүссэн нь түүний үнэ цэнийг нэмэгдүүлэх урьдчилсан нөхцөл болсон юм.

Энэ металлын эрэлт өсөх хоёр үндсэн шалтгаан бий.

• Дэлхий дахинд цөмийн үйлдвэрлэлийн цар хүрээг өргөжүүлэх.
• Керамик үйлдвэрлэлд циркониумыг идэвхтэй ашиглах.

Түүнчлэн Австралид бадделейит олборлолт зогссон нь цирконы үнийн өсөлтөд хэсэгчлэн нөлөөлсөн гэж зарим шинжээчид үзэж байна.

Оросын хоёрдогч металлын зах зээл дээр цирконы үнэ нэг кг тутамд 450-7500 рубль хооронд хэлбэлздэг. Металл цэвэр байх тусам үнэ нь өндөр болно.

Өргөдөл

Дээрх шинж чанарууд нь циркониумыг янз бүрийн салбарт өргөнөөр ашиглах боломжийг олгодог. Дараахь газрууд энд байна.

• Цахилгааны инженерчлэлд ниобий бүхий цирконы хайлшийг супер дамжуулагч болгон ашигладаг. 100 кА\см2 хүртэлх ачааллыг тэсвэрлэдэг. Хэт дамжуулагчийн горимд шилжих цэг нь 4.2 К. Мөн радио төхөөрөмжид хий ялгаруулах хийг шингээхийн тулд электрон хавтанг циркониар бүрсэн байдаг. Рентген хоолойд зориулсан цирконы цацрагийн шүүлтүүр нь өндөр монохром утгаар тодорхойлогддог.
• Цөмийн эрчим хүчний салбарт түлшний саваа (цөмийн хуваагдал, дулааны үйлдвэрлэл шууд явагддаг бүсүүд) болон термоядролын реакторын бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн материал болгон ашигладаг.
• Металлурги нь цирконийг хайлшийн элемент болгон ашигладаг. Энэ металл нь энэ үзүүлэлтээрээ манган, цахиурын аль алиныг нь давж, хүчтэй исэлдүүлэгч бодис юм. Бүтцийн металлд (ган 45, 30KhGSA) зөвхөн 0.5% циркони нэмэх нь тэдний хүчийг 1.5-1.8 дахин нэмэгдүүлдэг. Энэ нь огтлох үйл явцын урсгалыг сайжруулдаг. Циркон бол корунд керамикийн гол бүрэлдэхүүн хэсэг юм. Шамоттай харьцуулахад ашиглалтын хугацаа нь 3-4 дахин их байдаг. Энэхүү галд тэсвэртэй материалыг ган зуухны тигель, тэвш үйлдвэрлэхэд ашигладаг.
• Механик инженерчлэлд металыг түрэмгий орчинд ажилладаг насос, хоолойн холбох хэрэгсэл зэрэг бүтээгдэхүүний материал болгон ашигладаг.
• Пиротехникийн салбарт циркони металлыг мэндчилгээ, салют хийхэд ашигладаг. Энэ нь шаталтын явцад утаа гарахгүй, мөн их хэмжээний гэрлийн энерги ялгардагтай холбоотой юм.
• Химийн үйлдвэрт цирконыг керметийн түүхий эд болгон ашигладаг - элэгдэлд тэсвэртэй, хүчилд тэсвэртэй керамик-металл бүрээс.
• Оптикийн хувьд фианитыг идэвхтэй ашигладаг - скандий болон бусад ховор металлын нэмэлтүүд бүхий боловсруулсан циркон. Фианитууд нь хугарлын нэлээд өнцөгтэй байдаг бөгөөд энэ нь тэдгээрийг линз үйлдвэрлэх материал болгон ашиглах боломжийг олгодог. Үнэт эдлэлийн хувьд куб цирконийг алмаазыг синтетик орлуулагч гэж нэрлэдэг.
• Цэргийн үйлдвэрт циркониум нь сум, бамбарыг дүүргэгч болдог.

Физик ба химийн шинж чанар

Циркон бол мөнгө шиг харагддаг металл юм. Түүний нягт нь 6506 кг / м3 байна. Хайлах цэг - 1855.3 ºС. Тусгай дулааны багтаамж нь 0.3 кДж / кг С-ийн дотор хэлбэлздэг. Энэ металл нь өндөр дулаан дамжуулалттай байдаггүй. Түүний утга нь 21 Вт/м С түвшинд байгаа нь титанаас 1.9 дахин бага байна. Цирконийн цахилгаан эсэргүүцэл нь 41-60 мкОм см бөгөөд метал дахь хүчилтөрөгч, азотын хэмжээнээс шууд хамаардаг.

Циркон нь хамгийн бага хөндлөн дулааны нейтрон барих хурдтай (0.181 амбаар) юм. Энэ параметрийн дагуу одоо мэдэгдэж байгаа металлуудаас зөвхөн магни (0.060 амбаар) -аар дамждаг.

Циркон нь төмөр шиг парамагнит шинж чанартай байдаг. Температур нэмэгдэх тусам соронзон орны мэдрэмтгий байдал нэмэгддэг.

Цэвэр циркони нь өндөр механик шинж чанартай байдаггүй. Түүний хатуулаг нь Викерсийн хэмжүүрээр 70 орчим нэгж юм. Суналтын бат бэх нь 175 МПа бөгөөд энэ нь энгийн чанарын нүүрстөрөгчийн гангаас бараг 2.5 дахин бага юм. Гарцын хүч 55 МПа. Циркон нь 96 МПа уян хатан модультай хуванцар металлуудын нэг юм.

Дээрх бүх механик шинж чанарууд нь нөхцөлт байдаг, учир нь. Цирконийн найрлага дахь хольц нэмэгдэхийн хэрээр тэдгээрийн үнэ цэнэ эрс өөрчлөгддөг.

Тиймээс хүчилтөрөгчийн агууламж (0.4% хүртэл) нэмэгдэх нь цирконы уян хатан чанарыг бууруулж, хуурамчаар үйлдэх, тамгалах бүрэн боломжгүй болно. Устөрөгчийн найрлагыг 0.001% хүртэл нэмэгдүүлэх нь цирконы хэврэг байдлыг бараг 2 дахин нэмэгдүүлдэг.

Циркон нь ус болон ихэнх шүлт, хүчилд тэсвэртэй. Гэхдээ механик шинж чанаруудын нэгэн адил зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь нүүрстөрөгч, титан, хөнгөн цагаан зэрэг элементүүдтэй металлын бохирдлоос шууд хамаардаг. Металл нь хүхрийн болон давсны хүчлийн 50% -ийн уусмалаар химийн урвалд ордоггүй. Энэ нь зөвхөн 95 ºС-ээс дээш температурт азотын хүчилтэй урвалд ордог. Энэ бол шүлтэнд тэсвэртэй цорын ганц металл бөгөөд түүний найрлагад аммиак байдаг. Тэмдэглэгээ 780 ºС хүрэхэд цирконид хүчилтөрөгчийг идэвхтэй шингээж эхэлдэг. Азотын хувьд эдгээр үйл явц удаан боловч температур нь бага байдаг. Зөвхөн 600 ºС.

Энэ тал дээр хамгийн идэвхтэй хий бол устөрөгч юм. Металл руу гүн нэвтрэх нь аль хэдийн 145 ºС-аас эхэлдэг бөгөөд ийм их хэмжээний дулаан ялгардаг тул цирконы хэмжээ нэмэгддэг. Циркон тоос нь агаарт өөрөө шатах боломжтой тул онцгой шатамхай байдаг. Энэ үйл явц нь буцаах боломжтой гэдгийг тэмдэглэх нь зүйтэй. Устөрөгчийг бүрэн зайлуулах ажлыг тусгай төхөөрөмж дээр 800 ºС температурт гүйцэтгэдэг.

Эмийн шинж чанар

Химийн элемент учраас хүний ​​биед ямар ч нөлөө үзүүлэхгүй. Харин ч биологийн хувьд хамгийн идэвхгүй материалуудын нэг юм. Энэ үзүүлэлтээр циркони нь титан, зэвэрдэггүй ган зэрэг металлуудаас түрүүлж байна. 90-ээд оны сүүлээр идэвхтэй сурталчилж байсан алдартай циркон бугуйвчнууд бодит практикт өөрсдийгөө харуулаагүй. Эмнэлгийн мэргэжилтнүүд тэдгээрийг хэрэглэснээр сайн сайхан байдал нь плацебо нөлөөний үр дагавар гэдгийг нотолсон.

Нөгөө талаар циркон ээмэг зүүх нь чих цоолсны дараа шархыг хурдан эдгээхэд хувь нэмэр оруулдаг нь мэдэгдэж байна.

1789 онд Берлиний Шинжлэх Ухааны Академийн гишүүн Мартин Генрих Клапрот Цейлоны эргээс авчирсан үнэт чулууны шинжилгээний үр дүнг нийтэлжээ. Энэхүү шинжилгээний явцад нэг бодисыг тусгаарласан бөгөөд Клапрот үүнийг циркон дэлхий гэж нэрлэжээ. Энэ нэрний гарал үүслийг янз бүрээр тайлбарладаг. Зарим нь араб хэлний "заркун" гэдэг үгнээс гаралтай бөгөөд ашигт малтмал гэсэн утгатай, зарим нь "циркон" гэдэг үг нь Персийн "хаан" - алт, "буу" - өнгө гэсэн хоёр үгнээс гаралтай гэж үздэг. олон төрлийн циркон - гиацинт).

Цирконийг хэрхэн олж авсан, олж авсан

Клапротын тусгаарласан бодис нь шинэ элемент биш, харин шинэ элементийн исэл байсан бөгөөд дараа нь хүснэгтэд Д.И. Менделеевийн дөчин эс. Орчин үеийн тэмдэглэгээг ашиглан Клапротын олж авсан бодисын томъёог дараах байдлаар бичнэ: ZrO 2.

Клапротын туршилтаас хойш 35 жилийн дараа Шведийн нэрт химич Йенс Якоб Берзелиус металл циркони гаргаж чадсан байна. Берзелиус калийн фторцирконатыг натрийн металлаар багасгасан.

K 2 + 4Na → Zr + 2KF + 2NaF

Мөнгөлөг саарал металл авсан.

Энэ урвалын үр дүнд үүссэн циркони нь их хэмжээний хольц агуулагддаг тул хэврэг байв. Металл нь боловсруулалт хийх боломжгүй байсан бөгөөд практик хэрэглээг олж чадаагүй юм. Гэхдээ бусад олон металлын нэгэн адил цэвэршүүлсэн циркони нь нэлээд хуванцар байх болно гэж таамаглаж болно.

XIX болон XX зууны эхэн үед. Олон эрдэмтэд цэвэр циркони авахыг оролдсон боловч бүх оролдлого нь удаан хугацаанд бүтэлгүйтсэн. Туршилтанд хамрагдсан алюминотермик арга нь тус болсонгүй, зохиогчид түүний давсны уусмалаас металл циркони авахыг эрэлхийлсэн туршилтууд зорилгодоо хүргэсэнгүй. Сүүлийнх нь юуны түрүүнд цирконы хүчилтөрөгчтэй химийн өндөр хамааралтайгаар тайлбарлагддаг.

Давсны уусмалаас электролизийн аргаар аливаа металлыг олж авахын тулд энэ металл нь нэг атомын ион үүсгэх ёстой. Гэхдээ циркони нь ийм ион үүсгэдэггүй. Жишээлбэл, цирконы сульфат Zr(SO 4) 2 нь зөвхөн төвлөрсөн хүхрийн хүчилд байдаг бөгөөд шингэрүүлсэн үед гидролиз ба нийлмэл формацийн урвал эхэлдэг. Эцсийн эцэст энэ нь дараах байдалтай байна.

Zr(SO 4) 2 + H 2 O → (ZrO)SO 4 + H 2 SO 4.

Усан уусмалд циркони хлорид нь мөн гидролиз болдог.

ZrCl 4 + H 2 O → ZrOCl 2 + 2HCl.

Зарим судлаачид уусмалыг электролизээр цирконийг олж авч чадсан гэж үздэг байсан ч электродууд дээр хуримтлагдсан бүтээгдэхүүний дүр төрх нь тэднийг төөрөгдүүлсэн. Зарим тохиолдолд эдгээр нь үнэхээр металл байсан, гэхдээ циркони биш, харин никель эсвэл зэс, тэдгээрийн хольц нь цирконы түүхий эдэд агуулагддаг; бусад нь металл шиг харагддаг цирконы гидроксид.

Зөвхөн манай зууны 20-иод онд (Берзелиус цирконы анхны дээжийг хүлээн авснаас хойш 100 жилийн дараа!) Энэ металлыг олж авах анхны үйлдвэрлэлийн аргыг боловсруулсан.

Энэ бол Голландын эрдэмтэн ван Аркел, де Боер нарын боловсруулсан "буулгах" арга юм. Үүний мөн чанар нь дэгдэмхий нэгдэл (энэ тохиолдолд циркони тетраиодид ZrI 4) вакуумд дулааны задралд орж, халуун вольфрамын судал дээр цэвэр металл хуримтлагддагт оршино.

Ийм аргаар металл цирконийг гаргаж авсан бөгөөд үүнийг хуурамчаар үйлдэх, өнхрөх, өнхрөх зэрэг нь зэс шиг амархан боловсруулж болно.

Дараа нь металлургичид цирконы хуванцар шинж чанар нь хүчилтөрөгчийн агууламжаас ихээхэн хамаардаг болохыг олж мэдсэн. Хэрэв 0.7% -иас дээш хүчилтөрөгч хайлсан цирконид нэвчсэн бол цирконид хүчилтөрөгчийн хатуу уусмал үүссэний улмаас метал нь хэврэг болно, шинж чанар нь цэвэр металлынхаас эрс ялгаатай.

Бүтээх арга нь эхлээд зарим нэг алдартай болсон боловч энэ аргаар олж авсан цирконы өндөр өртөг нь түүний хамрах хүрээг эрс хязгаарласан. Цирконийн шинж чанар нь сонирхолтой болж хувирав. (Тэдний талаар доор дэлгэрэнгүй.) Цирконийг олж авах шинэ, хямд аргыг боловсруулах шаардлагатай байна. Кроллын сайжруулсан арга нь ийм арга болжээ.

Croll арга нь өргөтгөлийн аргын хагас зардлаар циркони авах боломжтой болгодог. Энэхүү үйлдвэрлэлийн схем нь үндсэн хоёр үе шатыг агуулдаг: цирконы давхар ислийг хлоржуулж, үүссэн цирконы тетрахлоридыг хайлсан металлын давхарга дор металл магнийн аргаар багасгадаг. Эцсийн бүтээгдэхүүн болох циркониум хөвөнг саваа болгон хайлуулж, энэ хэлбэрээр хэрэглэгчдэд илгээдэг.

Цирконийн давхар исэл

Эрдэмтэд металл цирконийг олж авах арга хайж байх хооронд эмч нар түүний зарим нэгдлүүдийг, тэр дундаа цирконыг аль хэдийн ашиглаж эхэлжээ. Цирконийн давхар ислийн шинж чанар нь түүнийг хэрхэн олж авахаас ихээхэн хамаардаг. Зарим дулааны тогтворгүй цирконы давсыг шохойжуулах явцад үүссэн ZrO 2 нь усанд уусдаггүй. Сул шохойжсон давхар исэл нь хүчилд сайн уусдаг боловч хүчтэй шохойжсоноор гидрофтороос бусад эрдэс хүчилд уусдаггүй.

Өөр нэг сонирхолтой шинж чанар: өндөр халсан циркон нь маш эрчимтэй гэрэл ялгаруулдаг тул гэрэлтүүлгийн технологид ашиглаж болно. Германы нэрт эрдэмтэн Вальтер Херман Нернст энэ өмчийн давуу талыг ашигласан. Nernst чийдэн дэх улайсдаг саваа нь ZrO 2-ээр хийгдсэн. Цирконийн давхар исэл улайсдаг нь заримдаа лабораторийн туршилтанд гэрлийн эх үүсвэр болдог.

Аж үйлдвэрт силикат үйлдвэрлэл, металлургийн салбарт цирконы давхар ислийг анхлан ашигласан. Манай зууны эхэн үед циркон галд тэсвэртэй материалууд хийгдсэн бөгөөд энэ нь ердийнхөөс гурав дахин урт байдаг. ZrO 2-ийн нэмэлтийг агуулсан галд тэсвэртэй материал нь зуухны засваргүйгээр 1200 ган хайлуулах боломжийг олгодог. Маш их байна.

Циркон тоосго нь металл хөнгөнцагаан хайлуулахад шамотыг (шавар эсвэл каолин дээр суурилсан өргөн хэрэглэгддэг галд тэсвэртэй материал) орлуулсан бөгөөд яагаад гэдгийг эндээс харж болно. Chamotte нь хөнгөн цагааны хайлшаар хийгдсэн бөгөөд түүний гадаргуу дээр шаар хуримтлагддаг бөгөөд үүнийг үе үе цэвэрлэж байх ёстой. Мөн циркон тоосго нь хайлсан хөнгөн цагаанаар нордоггүй. Энэ нь циркон доторлогоотой зуухыг арван сарын турш тасралтгүй ажиллуулах боломжийг олгодог.

Цирконыг их хэмжээгээр керамик, шаазан, шил үйлдвэрлэхэд ашигладаг.

Циркония шаардлагатай салбаруудын жагсаалтыг цааш үргэлжлүүлж болно. Гэхдээ удаан хугацаанд олж авах боломжгүй металл цирконид ямар ач холбогдолтой болохыг харцгаая.

Циркон ба металлурги

Металл цирконы хамгийн анхны хэрэглэгч нь хар металлурги байв. Циркон нь сайн исэлдүүлэгч болох нь батлагдсан. Исэлдүүлэх үйл ажиллагааны хувьд энэ нь манган, титанаас ч давж гардаг. Үүний зэрэгцээ циркони нь ган дахь хий, хүхрийн агууламжийг бууруулдаг бөгөөд энэ нь түүнийг уян хатан чанар багатай болгодог.

Цирконтой хайлштай ган нь өргөн температурт шаардлагатай бат бөх чанараа алддаггүй, цочролын ачааллыг сайн тэсвэрлэдэг. Тиймээс хуягны хавтан үйлдвэрлэхэд ашигладаг ган дээр циркони нэмдэг. Энэ нь цирконы нэмэлтүүд нь гангийн бат бөх байдалд эерэгээр нөлөөлдөг гэдгийг харгалзан үзсэн байх. Хэрэв цирконий хайлшгүй гангийн дээж 900 кг ачааны дор нурж унах юм бол ижил жортой, гэхдээ зөвхөн 0.1% циркони нэмсэн ган нь 1600 кг ачааллыг тэсвэрлэх чадвартай.

Мөн өнгөт металлурги нь цирконийг их хэмжээгээр хэрэглэдэг. Энд түүний үйлдэл маш олон янз байдаг. Цирконийн бага зэргийн нэмэлтүүд нь хөнгөн цагааны хайлшийн халуунд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлж, циркони нэмсэн олон бүрэлдэхүүн хэсэгтэй магнийн хайлш нь зэврэлтэнд илүү тэсвэртэй болдог. Циркон нь титаны хүчлийн үйлчлэлд тэсвэртэй байдлыг нэмэгдүүлдэг. 100°С-т 5%-ийн давсны хүчилд 14% Zr агуулсан титан хайлшийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь цэвэр титанаас 70 дахин (!) их байдаг. Үгүй бол циркони нь молибденд нөлөөлдөг. 5% цирконий нэмснээр галд тэсвэртэй боловч зөөлөн металлын хатуулаг хоёр дахин нэмэгддэг.

Металл цирконийг хэрэглэх бусад талбарууд байдаг. Зэврэлтэнд тэсвэртэй, харьцангуй дусаах чадвар нь түүнийг олон салбарт ашиглах боломжийг олгосон. Хиймэл утас, халуун холбох хэрэгсэл, лабораторийн болон эмнэлгийн тоног төхөөрөмж, катализатор үйлдвэрлэх зориулалттай ээрэх төхөөрөмж - энэ нь металл циркониумаас хийсэн бүтээгдэхүүний бүрэн жагсаалт биш юм.

Гэсэн хэдий ч металлурги, машин үйлдвэрлэл нь энэ металлын гол хэрэглэгч биш байв. Цөмийн эрчим хүч үйлдвэрлэхэд асар их хэмжээний циркони шаардлагатай байв.

"Реакторын зэрэглэлийн" цирконы асуудал

Циркон нь цөмийн технологид шууд орж ирээгүй. Энэ салбарт ашиг тустай болохын тулд метал нь тодорхой шинж чанартай байх ёстой. (Ялангуяа энэ нь реакторыг барихад бүтцийн материал гэж үздэг бол.) Эдгээр шинж чанаруудын гол нь жижиг дулааны нейтрон барих хөндлөн огтлол юм. Зарчмын хувьд энэ шинж чанарыг материалын нейтроныг барьж авах, шингээх, улмаар гинжин урвалын тархалтаас урьдчилан сэргийлэх чадвар гэж тодорхойлж болно.

Нейтрон барих хөндлөн огтлолыг амбаарт хэмждэг. Энэ утга их байх тусам материал нь илүү их нейтроныг шингээж, гинжин урвал үүсэхээс сэргийлдэг. Мэдээжийн хэрэг, реакторын урвалын бүсэд хамгийн бага барих хөндлөн огтлолтой материалыг сонгодог.

Цэвэр металл цирконы хувьд энэ утга нь 0.18 амбаар байна. Олон хямд металлууд ижил дарааллын хөндлөн огтлолтой байдаг: жишээлбэл, цагаан тугалга нь 0.65 амбаар, хөнгөн цагаан нь 0.22 амбаар, магни нь ердөө 0.06 амбаартай байдаг. Гэхдээ цагаан тугалга, магни, хөнгөн цагаан хоёулаа хайлдаг, халуунд тэсвэртэй байдаг; циркониум зөвхөн 1860°С-т хайлдаг.

Цорын ганц хязгаарлалт нь 40-р элементийн нэлээд өндөр үнэ байсан юм шиг санагдаж байсан (хэдийгээр энэ салбарт мөнгө зарцуулах шаардлагагүй) боловч өөр нэг хүндрэл гарч ирэв.

Дэлхийн царцдас дахь циркони нь үргэлж гафни дагалддаг. Жишээлбэл, цирконы хүдэрт түүний агууламж ихэвчлэн 0.5-2.0% байдаг. Цирконийн химийн аналог (үелэх системд гафни нь цирконигийн дор шууд байрладаг) дулааны нейтроныг циркониас 500 дахин эрчимтэй барьж авдаг. Гафнигийн бага зэргийн хольц ч гэсэн урвалын явцад хүчтэй нөлөөлдөг. Жишээлбэл, 1.5% гафнигийн хольц нь циркониумыг авах хөндлөн огтлолыг 20 дахин нэмэгдүүлдэг.

Энэхүү техник нь циркони ба гафниумыг бүрэн салгах асуудалтай тулгарсан. Хэрэв хоёр металлын бие даасан шинж чанар нь маш их сонирхол татахуйц байвал тэдгээрийн хосолсон байдал нь материалыг цөмийн технологид туйлын тохиромжгүй болгодог.

Гафни ба циркониумыг салгах асуудал маш хэцүү болсон - атомын бүтцийн хэт ижил төстэй байдлаас шалтгаалан тэдгээрийн химийн шинж чанар нь бараг ижил байна. Тэдгээрийг салгахын тулд олон үе шаттай нарийн төвөгтэй цэвэршүүлэлтийг ашигладаг: ионы солилцоо, олон хур тунадас, олборлолт.

Эдгээр бүх үйл ажиллагаа нь цирконы өртөгийг ихээхэн нэмэгдүүлдэг бөгөөд энэ нь аль хэдийн үнэтэй байдаг: уян хатан металл (99.7% Zr) нь баяжмалаас хэд дахин илүү үнэтэй байдаг. Циркони ба гафниумыг эдийн засгийн хувьд салгах асуудал шийдэгдээгүй хэвээр байна.

Гэсэн хэдий ч циркони нь "атомын" металл болжээ.

Энэ нь ялангуяа ийм баримтаар нотлогдож байна. Америкийн анхны цөмийн шумбагч онгоц "Наутилус" цирконы реактороор тоноглогдсон байв. Хожим нь реакторын цөмийн суурин хэсгүүдээс илүү циркониумаас түлшний эсийн бүрхүүл хийх нь илүү ашигтай болох нь тогтоогдсон.

Гэсэн хэдий ч энэ металлын үйлдвэрлэл жилээс жилд нэмэгдэж байгаа бөгөөд энэ өсөлтийн хурд нь ер бусын өндөр байна. 1949-1959 он хүртэл арван жилийн хугацаанд дэлхийн цирконы үйлдвэрлэл 100 дахин нэмэгдсэнийг хэлэхэд хангалттай! Америкийн мэдээллээр 1975 онд дэлхийн цирконы үйлдвэрлэл 3000 орчим тонн байжээ.

Циркон, агаар, ус

Өмнөх бүлгүүдэд 40-р элементийн химийн шинж чанарын талаар бараг юу ч хэлээгүй. Үүний гол шалтгаан нь металлын элементүүдийн тухай олон нийтлэл, нэг сэдэвт зохиолыг давтах дургүй байдаг. Циркон бол хамгийн ердийн металл бөгөөд түүний бүлэг (болон дэд бүлэг) болон түүний үеийн шинж чанарын төлөөлөгч юм. Энэ нь нэлээд өндөр химийн идэвхжилээр тодорхойлогддог боловч далд хэлбэрээр байдаг.

Энэхүү нууцлалын шалтгаан, цирконий ус, агаарын бүрэлдэхүүн хэсгүүдийн хамаарлыг илүү нарийвчлан авч үзэх хэрэгтэй.

Компакт металл циркони нь гантай маш төстэй харагддаг. Энэ нь химийн идэвхээ ямар ч байдлаар харуулдаггүй бөгөөд хэвийн нөхцөлд агаар мандлын хийтэй харьцуулахад маш идэвхгүй байдаг. Цирконийн илэрхий химийн идэвхгүй байдлыг нэлээд уламжлалт байдлаар тайлбарладаг: түүний гадаргуу дээр металыг цаашдын исэлдэлтээс хамгаалдаг үл үзэгдэх ислийн хальс үргэлж байдаг. Цирконийг бүрэн исэлдүүлэхийн тулд температурыг 700 ° C хүртэл нэмэгдүүлэх шаардлагатай. Зөвхөн дараа нь оксидын хальс нь хэсэгчлэн устгагдаж, металлд хэсэгчлэн уусна.

Тиймээс, 700 ° C нь цирконы химийн эсэргүүцэл дуусдаг температурын хязгаар юм. Харамсалтай нь энэ тоо хэт өөдрөг байна. 300 хэмд циркони нь хүчилтөрөгч болон агаар мандлын бусад бүрэлдэхүүн хэсгүүдтэй илүү идэвхтэй харилцан үйлчилж эхэлдэг: усны уур (диоксид ба гидрид үүсгэдэг), нүүрстөрөгчийн давхар исэл (карбид ба давхар исэл үүсгэдэг), азот (урвалын бүтээгдэхүүн нь цирконий нитрид). Гэхдээ 300 хэмээс доош температурт оксидын хальс нь цирконы химийн өндөр эсэргүүцлийг баталгаажуулдаг найдвартай бамбай юм.

Компакт металл цирконоос ялгаатай нь түүний нунтаг болон хусуур нь агаарт ажилладаг. Эдгээр нь өрөөний температурт ч гэсэн агаарт амархан гал авалцдаг пирофор бодис юм. Энэ нь маш их дулаан ялгаруулдаг. Агаартай холилдсон цирконы тоос бүр тэсрэх аюултай.

Цирконийн устай харьцах нь сонирхолтой юм. Металлын устай харилцан үйлчлэх тодорхой шинж тэмдгүүд удаан хугацаанд харагдахгүй байна. Гэхдээ усаар норгосон цирконы гадаргуу дээр металлын хувьд тийм ч ердийн бус процесс явагддаг. Мэдэгдэж байгаагаар усны нөлөөн дор олон металлууд гальваник зэврэлтэнд өртдөг бөгөөд энэ нь катионууд нь ус руу шилжихээс бүрддэг. Циркон нь мөн усны нөлөөн дор исэлдэж, хамгаалалтын хальсаар хучигдсан байдаг бөгөөд энэ нь усанд уусдаггүй бөгөөд металлын цаашдын исэлдэлтээс сэргийлдэг.

Цирконийн ионуудыг ус болгон хувиргах хамгийн хялбар арга бол түүний зарим давсыг уусгах явдал юм. Усан уусмал дахь тетравалент циркони ионы химийн үйлдэл нь маш нарийн төвөгтэй байдаг. Энэ нь усан уусмал дахь химийн олон хүчин зүйл, процессоос хамаардаг.

Zr +4 ион "цэвэр хэлбэрээр" байх магадлал багатай. Удаан хугацааны туршид цирконий нь цирконилийн ион ZrO +2 хэлбэрээр усан уусмалд байдаг гэж үздэг. Сүүлд хийгдсэн судалгаанууд бодит байдал дээр цирконилийн ионуудаас гадна уусмал нь гидрат болон гидролизийн аль алинд нь олон тооны өөр өөр нарийн төвөгтэй цирконы ионуудыг агуулдаг болохыг харуулсан. Тэдний ерөнхий товчилсон томъёо (4 х–м)+ .

Уусмал дахь цирконы ийм нарийн төвөгтэй байдлыг энэ элементийн химийн өндөр идэвхжилтэй холбон тайлбарладаг. Бэлтгэх циркони (ZrO 2-аас цэвэршүүлсэн) нь энгийн бөгөөд нарийн төвөгтэй нэгдлүүдийг үүсгэдэг олон урвалд ордог. Цирконийн химийн идэвхжил нэмэгдсэний "нууц" нь түүний электрон бүрхүүлийн бүтцэд оршдог. Цирконийн атомууд нь өөрсөддөө аль болох олон ионуудыг хавсаргах хандлагатай байдаг; Хэрэв уусмал дахь ийм ионууд хангалтгүй бол цирконы ионууд хоорондоо нэгдэж, полимержилт үүсдэг. Энэ тохиолдолд цирконы химийн идэвхжил алдагддаг; полимержүүлсэн цирконы ионуудын реактив чанар нь полимержүүлээгүй ионуудаас хамаагүй бага байдаг. Полимержих явцад уусмалын идэвхжил бүхэлдээ буурдаг.

Энэ бол ерөнхийдөө бидний цаг үеийн чухал металлуудын нэг болох 40-р элемент болох циркониумын "айлчлалын хуудас" юм.

"Төгс бус очир алмааз"

Дундад зууны үед төгс бус очир алмаазаар хийсэн үнэт эдлэлийг сайн мэддэг байсан. Тэдний төгс бус байдал нь энгийн алмаазаас бага хатуулаг, зүссэний дараа өнгө нь арай муу тоглодог байсан. Тэд бас өөр нэртэй байсан - Матара (олборлосон газрын дагуу - Матаре, Цейлон арлын бүс нутаг). Дундад зууны үеийн үнэт эдлэлчид өөрсдийн хэрэглэж байсан үнэт эрдэс нь цирконы гол эрдэс болох цирконы дан талст гэдгийг мэддэггүй байв. Циркон нь өнгөгүй, цус улаан хүртэл янз бүрийн өнгөтэй байдаг. Үнэт эдлэлчид улаан үнэт циркон гиацинт гэж нэрлэдэг. Гиацинт нь маш удаан хугацаанд мэдэгдэж байсан. Библийн уламжлал ёсоор эртний дээд санваартнууд цээжиндээ 12 үнэт чулуу өмсдөг байсан бөгөөд тэдгээрийн дотор гиацинт байдаг.

Энэ нь ховор уу?

Циркон нь төрөл бүрийн химийн нэгдлүүд хэлбэрээр байгальд өргөн тархсан байдаг. Дэлхийн царцдас дахь түүний агууламж нэлээд өндөр - 0.025%, тархалтын хувьд металлын дунд арван хоёрдугаарт ордог. Гэсэн хэдий ч циркониум нь жинхэнэ ховор металлуудаас хамаагүй бага алдартай. Энэ нь дэлхийн царцдас дахь цирконигийн хэт тархалт, түүний байгалийн нэгдлүүдийн томоохон орд байхгүйгээс болсон юм.

Байгалийн цирконы нэгдлүүд

Дөч гаруй нь мэдэгдэж байна. Циркон нь тэдгээрийн дотор исэл эсвэл давс хэлбэрээр байдаг. Цирконийн давхар исэл, бадделейит ZrO 2, цирконы силикат, циркон ZrSiO 4 зэрэг нь үйлдвэрлэлийн хамгийн чухал ач холбогдолтой юм. Циркон ба бадделейитийн хайгуулын хамгийн хүчирхэг орд нь АНУ, Австрали, Бразилд байдаг. Энэтхэг, Баруун Африк.

ЗХУ нь Украйн, Урал, Сибирийн янз бүрийн бүс нутагт байрладаг цирконы түүхий эдийн ихээхэн нөөцтэй.

PbZrO 3 - пьезоэлектрик

Пьезокристалууд нь олон радио инженерийн төхөөрөмжүүдэд шаардлагатай байдаг: давтамж тогтворжуулагч, хэт авианы чичиргээ үүсгэгч болон бусад. Заримдаа тэд өндөр температурт ажиллах шаардлагатай болдог. Хар тугалганы цирконатын талстууд нь 300 ° C хүртэл температурт пьезоэлектрик шинж чанараа бараг өөрчилдөггүй.

Циркон ба тархи

Цирконийн зэврэлтэнд тэсвэртэй байдал нь түүнийг мэдрэлийн мэс засалд ашиглах боломжийг олгосон. Цирконийн хайлшаар цус тогтоогч хавчаар, мэс заслын багаж хэрэгсэл, заримдаа бүр тархины мэс заслын үед оёдлын утас хийхэд ашигладаг.