Zirconiu: producție în Rusia

Zirconiul în forma sa elementară este un metal alb-argintiu, caracterizat de proprietăți caracteristice, cum ar fi rezistența la coroziune și plasticitate. În natură, este destul de comună, dar în același timp este foarte împrăștiată. Nu s-au găsit până în prezent depozite mari ale acestuia. Oamenii au invatat prima data despre posibilitatea existentei acestui metal in 1789. Apoi, chimistul M. Klaprot si-a descoperit accidental oxidul in timpul cercetarii mineralelor de zircon. În formă pură, acest metal a fost obținut abia în 1925. În lumea modernă, zirconiul, a cărui producție este larg utilizată, este folosită într-o varietate de industrii. Desigur, multe întreprinderi autohtone sunt implicate și în producția sa.

Descrierea generală

Proprietățile neobișnuite sunt cele determinate în primul rând de valoarea industrială a unui metal relativ rare, cum ar fi zirconiul. Producția sa este benefică pentru economia națională datorită:

1. Grad ridicat de rezistență chimică. Acidul clorhidric pe acest metal nu produce absolut nicio acțiune, iar cu acidul sulfuric reacționează numai la concentrația sa de nu mai puțin de 50% și temperatura peste +100 de grade.

2. Abilitatea de a arde în aer cu practic fără fum. Zirconiul cu auto-aprindere (fin dispersat) poate fi deja la o temperatură de 250 ° C.

3. Inerția biologică. Zirconiul nu are absolut nici un efect nociv asupra corpului uman sau animal. Avantaje, spre deosebire de credința populară, el, din păcate, de asemenea, nu poate aduce nici unul.

Foarte cerut în industrie nu este numai metalul propriu-zis, ci compușii săi. Mineritul zircon, de exemplu, se distinge printr-o duritate foarte mare și o strălucire plăcută cu diamante. Prin urmare, este uneori folosit ca un înlocuitor ieftin pentru diamante. Este adevărat, în ultimii ani zirconul a fost folosit din ce în ce mai puțin în bijuterii. În prezent, diamantele imitative sunt adesea fabricate din zirconiu cubic (zirconiu cubic).

Unde se utilizează

Producția de zirconiu în prezent este una dintre cele mai importante sfere ale industriei metalurgice. Deși este utilizat în multe domenii ale economiei (de exemplu, pentru fabricarea de instrumente medicale sau dispozitive pirotehnice), mai des este folosit la fel în reactoarele de putere răcite cu apă la centralele nucleare.

Materii prime pentru productie

Fracția de masă a zirconiului din scoarța pământului datorată absenței sale, din păcate, nu a fost încă stabilită. Potrivit oamenilor de știință, acesta poate fi de 170-250 de grame pe tonă. De fapt, chiar mineralele zirconilor din natură sunt multe. În prezent, oamenii de știință cunosc aproximativ 40 de soiuri. Cu toate acestea, cel mai adesea pentru producerea de zirconiu sunt utilizate numai următoarele materii prime:

• baddeleite;

• eudialite;

• Zircon.

Depozitele mari de zirconi de pe planetă, așa cum am menționat deja, nu există. În Rusia există doar câteva depozite mici de minerale similare. Acestea sunt, de asemenea, exploatate în țări precum SUA, India, Brazilia și Australia. Cel mai des folosit mineral pentru a produce zirconiu este, desigur, zirconul (ZrSiO4). În majoritatea cazurilor în natură este însoțită de hafniu.

Producția de zirconiu în Rusia: caracteristici

În Federația Rusă, o singură întreprindere, Uzina mecanică din Chepetsky, situată în Glazov (Udmurtia), este implicată în prezent în producția acestui metal. Primele sale magazine au fost construite la începutul celui de-al doilea război mondial. În 1942, instalația a atins capacitatea de proiectare completă. În acel moment, cartușele au fost produse aici mai ales. În 1946, întreprinderea a fost recalificată într-o fabrică pentru producția de uraniu metalic. Mai târziu (în 1957) au început să fie produse aici zirconiu și apoi metale superconductoare, calciu și titan. Astăzi, această întreprindere face parte din TVEL Corporation, unul dintre liderii mondiali în producție combustibil nuclear. Investițiile în producția de zirconiu la CME de la TVEL se ridică anual la miliarde de ruble. Astăzi această întreprindere furnizează zirconiu pe piețele interne și mondiale:

• bare;

• bare;

• conducte;

• sârmă;

• foi;

• accesorii pentru TVS și TVEL.

De asemenea, la uzina mecanică din Chepetsk, sunt fabricate suveniruri din acest metal.

Prelucrarea materiilor prime și prepararea soluțiilor acide

Zirconiu, a cărui producție este un proces tehnologic complex, metalul este destul de scump. Fabricație începe cu curățare, livrată din depozite, minereu. Prelucrarea materiilor prime include, de obicei, următoarele operațiuni:

• îmbogățirea prin metoda gravitației;

• purificarea concentratului obținut prin separare electrostatică și magnetică;

• 
  
  
  

  descompunerea concentratului prin clorurare, fuziune cu sodă caustică sau potasiu fluorosilicat, sinterizare cu var;

• spălarea cu apă pentru îndepărtarea compușilor de siliciu;

• descompunerea reziduului cu acid sulfuric sau acid clorhidric pentru a produce sulfat sau oxiclorură.

Spectrul fluorosilicat este tratat cu apă acidă cu încălzire. După răcirea soluției rezultate, se eliberează fluorozirconat de potasiu.

conexiuni

Următoarea etapă în producerea de zirconiu este prepararea compușilor săi din soluții acide. Pentru aceasta pot fi utilizate următoarele tehnologii:

• cristalizarea oxiclorurii de zirconiu prin evaporarea soluțiilor de acid clorhidric;

• precipitarea hidrolitică a sulfatilor;

• cristalizarea sulfatului de zirconiu.

Curățarea din hafniu

Zirconiu, tehnologia de producție în Rusia (ca într-adevăr, peste tot în lume), care este destul de complexă, din această impuritate trebuie separată neapărat. Pentru curățarea metalelor din hafniu se pot folosi următoarele:

• cristalizarea fracționată a K2ZrF6;

• extracția cu solvenți;

• reducerea selectivă a tetraclorurilor (HfCl4 și ZrCl4).

Cum se obține metalul în sine

Metodele de producere a zirconiului sunt diferite. În industrie, metalul poate fi utilizat:

• sub formă de pulbere sau burete;

• compact maleabil;

• mare puritate.

În prima etapă, întreprinderile primesc praf de zirconiu. Producerea acestuia este relativ necomplicată din punct de vedere tehnologic. Se face prin metoda de reducere termică metalică. Pentru cloruri se utilizează magneziu sau sodiu și hidrura de calciu pentru oxizi. Praful de zirconiu electrolitic este obținut din cloruri de metale alcaline. Materialul astfel produs este de obicei comprimat. Mai mult, este utilizat pentru a produce zirconiu maleabil în cuptoare cu arc electric. Acesta din urmă este supus la topirea fasciculului de electroni în etapa finală. Rezultatul este zirconiu de înaltă puritate. Se utilizează în principal în reactoarele nucleare.

Zirconia: tehnologia de producție și domeniul de utilizare

Acesta este unul dintre cei mai populari compuși din industrie și economia națională a zirconiului. În natură, apare sub forma mineralelor baddeleyite. Este a oxid de zirconiu pudră cristalină albă cu o tentă gri sau gălbuie. Acesta poate fi produs, de exemplu, prin metoda rafinării iodurilor. În același timp, ca și materia primă utilizată de chips-uri de zirconiu convenționale, din metal. Aplicabil în fabricarea ceramicii de zirconiu (inclusiv în domeniul protetică), dispozitive de iluminat și, în refractare pechestroitelstve și t. D.

Rezervoare de zircon în Federația Rusă

producția de zirconiu în Rusia este posibil, desigur, numai datorită prezenței pe teritoriul său a depozitelor sale. Minereul de rezervă acest grup în Rusia (în comparație cu nivel mondial) este suficient de mare. În prezent, există 11 astfel de depozite în Rusia. Cea mai mare este Centralul, situat în regiunea Tambov. Cele mai promițătoare domenii includ în prezent Beshpagirskoe (Teritoriul Stavropol), Kirsanov (regiunea Tambov) și Hoardei (Novosibirsk). Se crede că rezervele disponibile în Rusia zirconiul suficient pentru a satisface nevoile industriei țării. Cel mai avansat site tehnologic este în prezent Depozitul Central Estic.

statistică

Astfel, această procedură pentru orice țară, inclusiv în Rusia, este foarte important - producția de zirconiu. Tehnologia de fabricație este complexă, dar eliberarea sa - este, în orice caz, mai mult decât justificată. În acest moment, zirconiu este doar rare volume de metale, de producție și de consum care sute de mii de tone. Rusia ocupă locul patru în lume în rezervele sale. bază structurală și calitativă a resurselor de zirconiu în țara noastră este foarte diferită din străinătate. Mai mult de 50% din minereu în grupul asociat cu graniturile alcaline RF, 35% - cu rutil-zircon și ilmenit Placers 14% - de la kamaforitami baddeleite. În străinătate, aproape toate stocurile de astfel de minerale sunt concentrate în zonele marine de coastă.

În loc să încheiem

Astfel, am aflat cum se produce zirconiul în Rusia. Pe piața mondială de astăzi, din păcate, există un deficit destul de mare al acestui metal. Prin urmare, nu este necesar să ne bazăm pe importul Rusiei. Și, prin urmare, trebuie să acordați o atenție maximă dezvoltării depozitelor proprii. În același timp, pentru a consolida baza de materii prime de zirconiu în Federația Rusă, este de asemenea necesar să se dezvolte cele mai eficiente tehnologii pentru utilizarea materiilor prime extrase.