Cirkonij: proizvodnja v Rusiji

Cirkonij v svoji osnovni obliki je srebrno bela kovina, za katero so značilne tako značilne lastnosti kot odpornost na korozijo in plastičnost. V naravi je precej pogosta, vendar je hkrati zelo raztresena. Do sedaj ni bilo najdenih velikih nanosov. Ljudje so se najprej naučili o možnosti obstoja te kovine leta 1789. Potem je kemik M. Klaprot po naključju odkril svoj oksid med preiskavo cirkonijevega minerala. V čisti obliki je bila ta kovina dosežena šele leta 1925. V sodobnem svetu se cirkonij, katerega proizvodnja se pogosto uporablja, uporablja v različnih panogah. Seveda v svojo proizvodnjo sodelujejo tudi številna domača podjetja.

Splošni opis

Nenavadne lastnosti so tisto, kar v prvi vrsti določa industrijska vrednost relativno redke kovine, kot je cirkonij. Njegova proizvodnja je koristna za nacionalno gospodarstvo zaradi:

1. Visoka stopnja kemične odpornosti. Klorovodikovo kislino na kovino ne povzroča absolutno nobenega učinka, in reagira z žvepleno samo takrat, ko je njegova koncentracija ni manjša od 50% in pri temperaturi nad 100 stopinj.

2. Sposobnost opeklin v zraku s skoraj brez dima. Samosprožujoč cirkonij (fino dispergiran) lahko že pri temperaturi 250 ° C.

3. Biološka vztrajnost. Cirkonij absolutno nima škodljivega učinka na človeško ali živalsko telo. Prednosti, v nasprotju s splošnim prepričanjem, žal tudi ne more prinesti nobenega.

Zelo zahtevano v industriji ni samo dejanska kovina, temveč njegove spojine. Na primer, cirkonijev mineral se odlikuje po zelo visoki trdoti in prijetnem diamantnem sijaju. Zato se včasih uporablja kot poceni nadomestek za diamante. Res je, v zadnjih letih je bil cirkon manj in manj nakit. Trenutno imitacije diamantov so pogosto narejene iz kubičnega cirkonija (kubični cirkonij).

Kje uporabiti

Proizvodnja cirkonija v tem trenutku je ena najpomembnejših področij metalurške industrije. Čeprav se uporablja na številnih področjih nacionalnega gospodarstva (na primer za izdelavo medicinskih instrumentov ali pirotehničnih naprav), se najpogosteje uporablja v vodno hlajenih reaktorjih na jedrskih elektrarnah.

Surovine za proizvodnjo

Masni delež cirkonija v zemeljski skorji zaradi svoje odsotnosti, na žalost, še ni bil ugotovljen. Po mnenju znanstvenikov je lahko 170-250 gramov na tono. Pravzaprav je zelo veliko mineralov cirkonov v naravi. Trenutno znanstveniki poznajo približno 40 svojih sort. Vendar pa se za proizvodnjo cirkonija najpogosteje uporabljajo le naslednje surovine:

• baddeleyite;

• eudialyte;

• cirkonija.

Velike usedline cirkonov na planetu, kot je bilo že omenjeno, ne obstaja. V Rusiji je le nekaj majhnih depozitov podobnih mineralov. Minirane so tudi v državah, kot so ZDA, Indija, Brazilija in Avstralija. Najpogostejši mineral vseh, ki se uporabljajo za proizvodnjo cirkonija, je seveda cirkon (ZrSiO4). V večini primerov v naravi spremlja hafnij.

Proizvodnja cirkonija v Rusiji: značilnosti

V Ruski federaciji se trenutno ukvarja s proizvodnjo tega kovinskega enotnega podjetja, Mehiške tovarne Chepetsky, ki se nahaja v Glazovu (Udmurtija). Njegove prve trgovine so bile zgrajene na začetku druge svetovne vojne. Do leta 1942 je tovarna dosegla svojo polno zmogljivost. V tem času so bili vložki večinoma proizvedeni. Leta 1946 se je podjetje ponovno usposobilo v tovarni za proizvodnjo kovinskega urana. Kasneje (leta 1957) je začel proizvajati cirkonij, nato pa superprevodne kovine, kalcij in titan. Danes je to podjetje del TVEL Corporation, enega vodilnih svetovnih proizvajalcev jedrsko gorivo. Naložbe v proizvodnjo cirkonija pri CME od TVEL letno znašajo milijarde rubljev. Danes to podjetje dobavlja cirkonij na domači in svetovni trg:

• Ingoti;

• palice;

• cevi;

• žica;

• listi;

• dodatki za TVS in TVEL.

Tudi v kovinski tovarni Chepetsk so izdelani spominki iz te kovine.

Predelava surovin in priprava kislih raztopin

Cirkonij, katerega proizvodnja je zapleten tehnološki proces, je kovina precej draga. Proizvodnja se začne s čiščenjem, dostavljeno iz depozitov, rude. Predelava surovin običajno vključuje naslednje postopke:

• obogatitev po gravitacijski metodi;

• čiščenje pridobljenega koncentrata z elektrostatično in magnetno ločitvijo;

• 
  
  
  
  

  razgradnja koncentrata s kloriranjem, fuzija s kavstično sode ali fluorosilikatnim kalijem, sintranje z apnom;

• izpiranje z vodo za odstranjevanje silicija;

• razkroj ostankov z žveplovo ali klorovodikovo kislino, da se proizvede sulfat ali oksiklorid.

Fluorosilikatni spekter se s segrevanjem obdela z zakisano vodo. Po ohlajanju nastale raztopine se sprosti kalijev fluorosirconat.

Povezave

Naslednja stopnja pri proizvodnji cirkonija je priprava njegovih spojin iz kisle raztopine. Za to lahko uporabite naslednje tehnologije:

• kristalizacija cirkonijevega oksiklorida z izhlapevanjem raztopin klorovodikove kisline;

• hidrolitično obarjanje sulfatov;

• kristalizacija cirkonijevega sulfata.

Čiščenje iz hafnija

Cirkonij, tehnologija proizvodnje v Rusiji (pravzaprav povsod na svetu), ki je precej zapletena, mora biti iz te nečistoče nujno ločena. Za čiščenje kovin iz hafnija lahko uporabite naslednje:

• delna kristalizacija K2ZrF6;

• ekstrakcija s topili;

• selektivno zmanjšanje tetrakloridov (HfCl4 in ZrCl4).

Kako priti do kovin

Metode za proizvodnjo cirkonija so različne. V industriji se lahko uporablja kovina:

• v obliki praška ali gobice;

• kompaktna voljna;

• visoka čistost.

V prvi fazi podjetja prejmejo cirkonijev prah. Proizvodnja je tehnološko relativno nezapletena. Izdelan je po metodi redukcije kovin in toplote. Za kloride se uporablja magnezij ali natrij in kalcijev hidrid za okside. Elektrolitski prah cirkonija dobimo iz alkalijskih kovinskih kloridov. Tako proizvedeni material je običajno stisnjen. Nadalje se uporablja za proizvodnjo voljnega cirkonija v električnih obločnih pečeh. Slednji se v končni fazi podvrže taljenju elektronskega žarka. Rezultat je cirkonij z visoko čistostjo. Uporablja se predvsem v jedrskih reaktorjih.

Cirkonija: tehnologijo proizvodnje in obseg uporabe

To je ena izmed najbolj priljubljenih spojin v industriji in nacionalnem gospodarstvu cirkonija. V naravi se pojavlja v obliki baddeleyitovega minerala. To je a cirkonija beli kristalni prašek s sivim ali rumenkastim odtenkom. Lahko ga proizvedemo, na primer, z metodo rafiniranja jodida. Kot surovina se uporabljajo običajni kovinski cirkonijev ostružki. Cirkonijev dioksid se uporablja pri izdelavi keramike (tudi na področju protetike), razsvetljave in ognjevzdržnih materialov, v gradbeništvu in tako naprej.

Cirkonove rezerve v Ruski federaciji

Proizvodnja cirkonija v Rusiji je seveda mogoča samo zaradi prisotnosti njenih depozitov v državi. Rezerve te skupine rud v Rusiji (v primerjavi s svetovnimi) so precej velike. Trenutno je v Rusiji 11 takšnih vlog. Največja je centralna, ki se nahaja v regiji Tambov. Najbolj obetavna področja trenutno vključujejo Beshpagir (Stavropol Territory), Kirsanov (Tambovska regija) in Ordynskoye (Novosibirsk). Menijo, da so razpoložljive zaloge cirona v Rusiji dovolj, da izpolnjujejo zahteve industrije v državi. Najbolj tehnološko ugodna lokacija je trenutno vzhodni centralni depozit.

Statistika

Tako je ta postopek za katero koli državo, vključno z Rusijo, zelo pomemben - proizvodnja cirkonija. Tehnologija proizvodnje je zapletena, vendar je njegovo sproščanje v vsakem primeru več kot upravičeno. Trenutno je cirkonij edina redka kovina, katere proizvodnja in poraba znaša več sto tisoč ton. Rusija se uvršča na četrto mesto v svojih rezervah. Strukturno in kvalitativno se surovinska osnova cirkonija v naši državi močno razlikuje od tujega. Več kot 50% rudnih zalog te skupine v Ruski federaciji je povezanih z alkalnimi granitami, 35% z rastlinami cirkon-rutil-ilmenit in 14% z baddeleyitnimi kameritami. V tujini so skoraj vse rezerve takih mineralov koncentrirane v obalno-morskih območjih.

Namesto sklepanja

Tako smo ugotovili, kako se cirkonij proizvaja v Rusiji. Na svetovnem trgu danes, na žalost, obstaja precej oster primanjkljaj tega kovine. Zato ni treba računati na ruski uvoz. In posledično, morate posvetiti največjo pozornost razvoju svojih vlog. Istočasno je treba za okrepitev surovinske osnove cirkonija v Ruski federaciji razviti tudi najučinkovitejše tehnologije za izkoriščanje pridobljenih surovin.