Cirkonij: proizvodnja u Rusiji

Cirkonij u svom osnovnom obliku je srebrno-bijeli metal, karakteriziran takvim karakterističnim svojstvima kao otpornost na koroziju i plastičnost. U prirodi je prilično uobičajena, ali istodobno je vrlo raspršena. Do sada nisu pronađene velike naslage. Ljudi su prvi put naučili o mogućnosti postojanja tog metala 1789. godine. Zatim je kemičar M. Klaprot slučajno otkrio svoj oksid tijekom istrage cirkonskih minerala. U čistom obliku, ovaj metal je dobiven tek 1925. U suvremenom svijetu, cirkonij, čija se proizvodnja široko koristi, koristi se u različitim industrijama. Naravno, mnoga domaća poduzeća također su uključena u njegovu proizvodnju.

Opći opis

Neobična svojstva prvenstveno su određena industrijskom vrijednošću relativno rijetkog metala, kao što je cirkonij. Njegova je proizvodnja korisna za nacionalno gospodarstvo zbog:

1. Visoki stupanj kemijske otpornosti. Klorovodična kiselina na ovom metalu ne proizvodi nikakvo djelovanje, a sa sumpornim reagira samo pri koncentraciji ne manje od 50% i temperaturi iznad +100 stupnjeva.

2. Sposobnost spaljivanja u zraku gotovo bez dimova. Samozapaljiva cirkonija (fino raspršena) može već na temperaturi od 250 ° C.

3. Biološka inercija. Cirkonij nema apsolutno štetnog učinka na ljudsko ili životinjsko tijelo. Prednosti, suprotno popularnom uvjerenju, on, na žalost, također ne može donijeti bilo koji.

Vrlo zahtijevano u industriji nije samo stvarni metal, već i njegovi spojevi. Mineralna cirkonija, na primjer, razlikuje se od vrlo visoke tvrdoće i ugodnog dijamantnog sjaja. Stoga se ponekad koristi kao jeftina zamjena za dijamante. Istina, u posljednjih nekoliko godina cirkon je sve manje i manje korišten u nakitu. Trenutno, imitacije dijamanti su često izrađene od kubnog cirkonijeva oksida (kubni cirkonij).

Gdje koristiti

Proizvodnja cirkonija u ovom trenutku jedna je od najvažnijih sfera metalurške industrije. Iako se koristi u mnogim područjima gospodarstva (na primjer, za proizvodnju medicinskih instrumenata i pirotehničkih sredstava), češće se koristi sve isto u vodu hladi snage reaktora u nuklearnim elektranama.

Sirovine za proizvodnju

Nažalost, masena frakcija cirkonija u zemljinoj kore zbog svoje odsutnosti nije još uspostavljena. Prema znanstvenicima, to može biti 170-250 grama po toni. Zapravo, vrlo minerali zirka u prirodi postoje mnogi. Trenutno znanstvenici znaju oko 40 njihovih sorti. Međutim, najčešće se koriste samo sljedeće sirovine za proizvodnju cirkonija:

• baddeleyite;

• eudialite;

• Cirkon.

Veliki naslage cirkonata na planetu, kao što je već spomenuto, ne postoje. U Rusiji postoji samo nekoliko manjih naslaga sličnih minerala. Oni su također minirani u zemljama kao što su SAD, Indija, Brazil i Australija. Najčešći mineral svih koji se koriste za proizvodnju cirkonija je, naravno, cirkoni (ZrSiO4). U većini slučajeva u prirodi je u pratnji hafnija.

Proizvodnja cirkonij u Rusiji: značajke

U Ruskoj Federaciji, jedno poduzeće, Chepetsky Mechanical Plant, smješteno u Glazovu (Udmurtia), trenutno se bavi proizvodnjom ovog metala. Prve trgovine sagrađene su na početku Drugog svjetskog rata. Do 1942. postrojenje je dostiglo svoj puni dizajnerski kapacitet. U to su vrijeme uglavnom proizvedene patrone. Godine 1946. poduzeće je ponovno kvalificirano u tvornici za proizvodnju metalnog urana. Kasnije (1957.) počinju se proizvoditi cirkonij, a zatim supravodljivi metali, kalcij i titan. Danas je ovo poduzeće dio TVEL Corporation, jednog od vodećih svjetskih proizvođača nuklearno gorivo. Ulaganja u proizvodnju cirkonija na CME iz TVEL godišnje iznose milijarde rubalja. Danas ovo poduzeće opskrbljuje cirkonijev na domaćem i svjetskom tržištu:

• šipke;

• šipke;

• cijevi;

• žice;

• listova;

• pribor za TVS i TVEL.

Također u Chepetsk Mechanical Plant, izrađeni su suveniri izrađeni od ovog metala.

Obrada sirovina i priprema kiselih otopina

Cirkonij, čija je proizvodnja složen tehnološki proces, metal je prilično skup. Proizvodnja počinje s čišćenjem, isporučenom iz depozita, rude. Obrada sirovina obično uključuje sljedeće radnje:

• obogaćivanje metodom gravitacije;

• 
  
  
  

  pročišćavanje dobivenog koncentrata elektrostatičkim i magnetskim odvajanjem;

• razlaganje koncentrata kloriranjem, spajanje s kaustičnom sode ili fluorosilikat kalij, sinteriranje vapnom;

• ispiranje vodom kako bi se uklonili spojevi silicija;

• razgradnja ostatka sumpornom ili klorovodičnom kiselinom kako bi se proizveo sulfat ili oksiklorid.

Fluorosilikatni spektar tretira se zakiseljenom vodom uz zagrijavanje. Nakon hlađenja nastale otopine, kalijev fluorozirkonat se oslobađa.

veze

Sljedeća faza proizvodnje cirkonija je priprema njegovih spojeva iz kiselih otopina. Sljedeće se tehnologije mogu koristiti za to:

• kristalizacija cirkonijevog oksiklorida isparavanjem otopina kloridne kiseline;

• hidrolitička taloženja sulfata;

• kristalizacija cirkonij sulfata.

Čišćenje od hafnija

Cirkonij, tehnologija proizvodnje u Rusiji (kao, doista, svugdje u svijetu) koja je prilično složena, od ove nečistoće mora nužno biti odvojena. Za čišćenje metala iz hafnija mogu se koristiti:

• frakcijska kristalizacija K2ZrF6;

• ekstrakcija s otapalima;

• selektivno smanjenje tetraklorida (HfCl4 i ZrCl4).

Kako dobiti sam metala

Metode za proizvodnju cirkonija su različite. U industriji se metal može koristiti:

• u obliku praha ili spužve;

• kompaktni kolebljiv;

• visoka čistoća.

U prvoj fazi poduzeća dobivaju cirkonijev prah. Proizvodnja je tehnološki relativno nekomplicirana. Izrađuje se metodom redukcije metala. Za kloride se koristi magnezij ili natrij i kalcij hidrid za okside. Elektrolitički cirkonijev prah dobiva se iz klorida alkalijskih metala. Tako proizvedeni materijal je obično komprimiran. Nadalje, koristi se za proizvodnju kovanog cirkonija u električnim luknim pećima. Potonji se podvrgava otapanju elektronskog snopa u završnoj fazi. Rezultat je cirkonijev visoki čistoći. Koristi se uglavnom u nuklearnim reaktorima.

Cirkonij: proizvodnu tehnologiju i opseg uporabe

To je jedan od najpopularnijih spojeva u industriji i nacionalnoj ekonomiji cirkonij. U prirodi se pojavljuje u obliku baddeleititnog minerala. To je a cirkonij bijeli kristalni prah s sivim ili žućkastim tonovima. Može se proizvesti, na primjer, metodom rafiniranja jodida. Kao sirovina koriste se uobičajene metalne cirkonijeve strugotine. Cirkonijev dioksid koristi se u proizvodnji keramike (uključujući i na području protetike), rasvjetnih tijela i vatrostalnih materijala, u gradnji i tako dalje.

Zirkon rezerve u Ruskoj Federaciji

Proizvodnja cirkonij u Rusiji je moguće, naravno, samo zahvaljujući prisutnosti svojih depozita u zemlji. Rezerve ove skupine ruda u Rusiji (u usporedbi s onim svjetskim) su prilično velike. Trenutno u Rusiji ima 11 takvih depozita. Najveći je Središnji, smješten u regiji Tambov. Najzaslužnija polja u ovom trenutku su Beshpagir (Stavropol Territory), Kirsanov (Tambovska regija) i Ordynskoye (Novosibirsk). Vjeruje se da su raspoložive zirconske rezerve u Rusiji sasvim dovoljne da zadovolje zahtjeve industrije zemlje. Najnovija tehnološki povoljna lokacija trenutačno je istočni depozit.

statistika

Dakle, ovaj postupak za bilo koju državu, uključujući Rusiju, vrlo je važan - proizvodnja cirkonija. Tehnologija proizvodnje je složena, ali njegovo oslobađanje je u svakom slučaju više nego opravdano. U ovom trenutku, cirkonij je samo rijetki metali, proizvodnje i potrošnje količine koje stotine tisuća tona. Rusija je četvrta na svijetu u svojim rezervama. Strukturna i kvalitativni resursi baza cirkonija u našoj zemlji je vrlo različita od inozemstva. Više od 50% rude u skupine povezane s RF alkalnim granita, 35% - s rutilnom-cirkonija i ilmenita placers 14% - s baddeleyite kamaforitami. U inozemstvu, gotovo sve rezerve takvih minerala koncentrirane su u obalnim i morskim zonama.

Umjesto zaključivanja

Tako smo saznali kako se proizvodi cirkonij u Rusiji. Na današnjem svjetskom tržištu, nažalost, postoji dosta oštar manjak tog metala. Stoga ne treba računati na uvoz Rusije. I posljedično, morate maksimalno paziti na razvoj vlastitih depozita. Istodobno, kako bi se jačao sirovina bazu cirkonija u Ruskoj Federaciji, također je potrebno razviti najučinkovitije tehnologije za korištenje ekstrahiranih sirovina.