Цирконий: производство в Русия

Цирконий в елементарната си форма е сребърен бял метал, характеризиращ се с такива характерни свойства като устойчивост на корозия и пластичност. В природата, това е доста често, но в същото време е много разпръснато. Големи находища от него не са намерени досега. Хората първи научили за възможността за съществуването на този метал през 1789 г. Тогава химикът М. Кларп случайно открил своя оксид по време на разследването на цирковия минерал. В чист вид този метал е получен едва през 1925 г. В съвременния свят цирконийът, чието производство се използва широко, се използва в различни индустрии. Разбира се, много от местните предприятия също участват в производството му.

Общо описание

Необичайни свойства са това, което се определя основно от индустриалната стойност на сравнително рядък метал, като цирконий. Производството му е от полза за националната икономика поради:

1. Висока степен на химическа устойчивост. Хлороводородната киселина на този метал не дава абсолютно никакво действие и със сярна реагира само при концентрация не по-ниска от 50% и температура над +100 градуса.

2. Способността да горят във въздуха практически без дим. Самозапалимият цирконий (фино диспергиран) може вече да е при температура 250 ° С.

3. Биологична инерция. Цирконий няма абсолютно никакво вредно въздействие върху човешкото или животинското тяло. Предимства, противно на общоприетото схващане, че той, за съжаление, също не може да донесе нищо.

Много търсено в индустрията е не само самият метал, но и неговите съединения. Например циркониевият минерал се отличава с много висока твърдост и приятен блясък на диамант. Поради това понякога се използва като евтин заместител на диаманти. Вярно е, че през последните години цирконът се използва все по-малко в бижутата. Понастоящем имитациите на диаманти често се правят от циркониев цирконий (кубичен цирконий).

Къде да използваме

Производството на цирконий в момента е една от най-важните сфери на металургичната индустрия. Въпреки че се използва в много области на икономиката (например за производството на медицински инструменти или пиротехнически устройства), по-често се използва все пак в водно охлаждане мощност реактори в атомните електроцентрали.

Суровини за производство

Масовата фракция на циркония в земната кора, поради липсата на съзнание, за съжаление все още не е установена. Според учените тя може да бъде 170-250 грама на тон. Всъщност самите минерали на цирконите в природата са много. В момента учените знаят за 40 от техните разновидности. Най-често обаче само следните суровини се използват за производството на цирконий:

• baddeleyite;

• eudialite;

• Циркони.

Големите количества циркони на планетата, както вече беше споменато, не съществуват. В Русия има само няколко малки находища на подобни минерали. Те се добиват и в страни като САЩ, Индия, Бразилия и Австралия. Най-разпространеният минерал от всички използвани за производство на цирконий е, разбира се, циркон (ZrSiO4). В повечето случаи в природата той е придружен от хафний.

Производство на цирконий в Русия: характеристики

В Руската федерация в момента се занимава с производство на този метал, единственото предприятие - механиката на Чепетски, разположена в Глазков (Удмуртиа). Първите магазини са построени в началото на Втората световна война. До 1942 г. инсталацията достига пълния си капацитет за проектиране. По това време най-вече се произвеждат касети. През 1946 г. предприятието е преквалифицирано в завод за производство на метален уран. По-късно (през 1957 г.) започва да се произвежда цирконий и след това свръхпроводящи метали, калций и титан. Днес това предприятие е част от TVEL Corporation, един от световните лидери в производството ядрено гориво. Инвестициите в производството на цирконий в CME от TVEL годишно възлизат на милиарди рубли. Днес това предприятие доставя цирконий на вътрешния и световния пазар:

• барове;

• барове;

• тръби;

• тел;

• листове;

• аксесоари за TVS и TVEL.

Също в машинния завод в Чепетск се произвеждат сувенири от този метал.

Обработка на суровини и подготовка на кисели разтвори

Цирконий, чието производство е сложен технологичен процес, металът е доста скъп. Производството започва с почистване, доставено от находища, руда. Обработката на суровини обикновено включва следните операции:

• обогатяване чрез гравитационен метод;

• пречистване на получения концентрат чрез електростатично и магнитно разделяне;

• 
  
  
  

  разлагане на концентрата чрез хлориране, сливане с каустик или калиев флуоросиликат, синтероване с вар;

• извличане с вода за отстраняване на силициевите съединения;

• разлагане на остатъка със сярна или солна киселина до получаване на сулфат или оксихлорид.

Флуоросиликатният спектър се обработва с подкислена вода с нагряване. След охлаждане на получения разтвор се освобождава калиев флуорозирконат.

връзки

Следващият етап в производството на цирконий е получаването на неговите съединения от кисели разтвори. За тази цел могат да се използват следните технологии:

• кристализация на циркониев оксихлорид чрез изпаряване на разтвори на солна киселина;

• хидролитично утаяване на сулфати;

• кристализация на циркониев сулфат.

Почистване от хафний

Цирконий, технологията на производство в Русия (както всъщност навсякъде по света), която е доста сложна, от тази нечистота трябва да бъде разделена задължително. За почистване на метал от хафний може да се използва:

• фракционна кристализация на K2ZrF6;

• екстракция с разтворители;

• селективна редукция на тетрахлориди (HfCl4 и ZrCl4).

Как да получите самия метал

Методите за производство на цирконий са различни. В индустрията може да се използва метал:

• под формата на прах или гъба;

• компактен ковък;

• висока чистота.

На първия етап предприятията получават циркониев прах. Производството му е технологично относително неусложнено. Извършва се чрез метода на металотермично редуциране. При хлориди се използва магнезий или натрий и калциев хидрид за оксиди. Електролитен циркониев прах се получава от хлориди на алкални метали. Така произвежданият материал обикновено се компресира. Освен това се използва за производство на ковък цирконий в електрически дъгови пещи. Последният се подлага на топене на електронен лъч в последния етап. Резултатът е цирконий с висока чистота. Използва се основно в ядрени реактори.

Цирконий: технология на производство и обхват на използване

Това е едно от най-популярните съединения в промишлеността и националната икономика на циркония. В природата това се случва под формата на минерални баделелити. Това е цирконий бял кристален прах със сив или жълтеникав оттенък. Тя може да бъде произведена, например, чрез метода на йодидно рафиниране. Като суровина се използват обичайните метални циркониеви стружки. Приложимо в производството на циркониевите керамика (включително в областта на протези), осветителни устройства, и огнеупорни материали, в pechestroitelstve и т. D.

Резервите на Циркон в Руската федерация

Производството на цирконий в Русия е възможно, разбира се, само благодарение на наличието на своите депозити в страната. Резервите на тази група руди в Русия (в сравнение със световните) са доста големи. Понастоящем има 11 такива депозити в Русия. Най-големият е Централният, разположен в района на Тамбов. Най-обещаващите области понастоящем включват Beshpagirskoe (Ставропол територия), Kirsanov (област Тамбов) и Ордата (Новосибирск). Смята се, че наличните запаси от циркон в Русия са достатъчни, за да отговорят на нуждите на индустрията на страната. Най-технологично благоприятният обект в момента е Източният централен депозит.

статистика

По този начин, тази процедура за всяка държава, включително Русия, е много важно - производството на цирконий. Технологията на производство е сложна, но нейното освобождаване във всеки случай е повече от оправдано. В момента цирконий е единственият редък метал, чието производство и потребление възлиза на стотици хиляди тона. Русия е на четвърто място в света в резервите си. Структурно и качествено базата от циркониум на суровината в нашата страна се различава значително от чуждестранната. Повече от 50% от руда в групата, свързана с алкални гранити RF, 35% - с рутил-циркон и илменит разсипи 14% - от baddeleyite kamaforitami. В чужбина почти всички резерви на такива минерали са съсредоточени в крайбрежните морски зони.

Вместо да приключи

По този начин разбрахме как се произвежда цирконий в Русия. На световния пазар днес, за съжаление, има доста рязък дефицит на този метал. Следователно не е необходимо да се разчита на вноса на Русия. И следователно, трябва да обърнете максимално внимание на развитието на собствените си депозити. В същото време, за да се укрепи зърнената база на цирконий в Руската федерация, също е необходимо да се разработят най-ефективните технологии за използване на добитите суровини.