Цирконий — это минерал, образованный циркониевым кремнеземом, кристаллы которого являются частью драгоценных камней. Иногда они бывают бесцветными, а иногда меняются от золотистого до красного с коричневым, зеленым, синим и черным оттенками. Циркон — это природный камень, который используют в качестве дешевой замены алмазу. Долгое время его называли «Матура бриллиант», по названию острова в Шри-Ланка. Он не очень устойчив к давлению, поэтому имеет проблемы при закрепке в ювелирных изделиях. Не нужно путать циркон с кубическим цирконием (диоксид циркония), который является искусственным и более прочным камнем. Он используется для замены бриллиантов с более дешевой стоимостью, несмотря на его богатство и красоту.
Общие сведения и свойства циркония
Циркон — один из старейших драгоценных камней, насчитывающий 4,4 миллиарда лет. Он бывает разных цветов, в том числе широко популярный синий декабрьский камень. Химическая формула — ZrSiO 4, а название произошло от арабского слова Zarqun или «cinabre» — красный.
Zr — это 40-й элемент Таблицы Д.И.Менделеева с символом Zr, что означает, что он имеет 40 протонов в своем ядре. Он расположен в периоде 5 и группе 4, что определяет его свойства. Это ковкий металл сероватого цвета, может хорошо изгибаться и иметь форму. Он также пластичный, что означает, что его можно втягивать в провода.
Хотя Zr долгое время встречался в драгоценных камнях, но только в 1824 году несколько грамм успешно выделил
химик из Швеции Йонс Берцелиус, хотя они были не слишком чистыми. Чистый элемент был выделен только в 1925 году, химиками Антоном Эдуардом ван Аркель и Яном Хендриком де Бур из Голландии при разложении тетраиодида Zr. Теперь его выделяют путем взаимодействия Mg с тетрахлоридом циркония при нагревании.
Месторождения и добыча
Металлический Zr получают промышленным способом, сначала превращая циркон в хлорид циркония, а затем восстанавливая хлорид магнием. Мировые ресурсы циркония связаны с ресурсами циркона и бадделеита, хотя есть еще 30 признанных минеральных типов, которые в большей или меньшей степени содержат Zr. Основным экономическим источником циркония является циркониевый силикатный минерал циркон (ZrSiO4), который обнаружен в месторождениях: Индия, США, Австралия, Южная Африка, Россия, Камбоджа, Шри-Ланка, Таиланд, Мьянма, Нигерия, Танзания, Бирма, Бразилия, Корея, Мадагаскар, Мозамбик, Вьетнам. Выявленные мировые ресурсы циркона превышают 60 млн тонн.
Ведущими компаниями-производителями циркона были Iluka, Ричардс-Бей (Южная Африка) и Tronox Ltd. Китай был ведущей страной-потребителем, кроме провинции Хайнань является главным регионом по производству ZrSiO4 в Китае.
Основные площадки добычи металла циркония:
- Ковдорский горно-обогатительный комбинат в Мурманске.
- Туганскоеместорождение циркон-ильменитовых песков, Томская область.
- Месторождение «Центральное» в Рассказовском районе Тамбовской области.
- Лукояновское месторождение, находящееся в 180 км к югу от Нижнего Новгорода.
- Катугинское, Читинская область.
- Улуг-Танзекское месторождение, Республика Тыва.
- Огромные запасы расположены в горном массиве Хибинские Тундры в центре Кольского полуострова.
Ожидается, что в течение прогнозируемого периода 2019-2024 годов на рынке циркония будет наблюдаться значительный рост в 6,25%. В связи с постоянным ростом числа литейных, огнеупорных предприятий и атомных электростанций в Азиатско-Тихоокеанском регионе.
Область применения
Zr не поглощает нейтроны, что делает его идеальным материалом для использования на атомных электростанциях. Практически более 90% циркония используется именно на АЭС. Ядерные реакторы технологически имеют более 100 000 метров труб из циркониевого сплава. С ниобием Zr является сверхпроводящим при низких температурах и используется для разработки сверхпроводящих магнитов.
Металлический Zr защищен тонким оксидным слоем, что делает его особенно коррозионностойким против кислот, щелочей и морской воды. По этой причине он широко используется в химической промышленности.
Оксид циркония (IV) применяется в сверхпрочной керамике для изготовления тиглей, выдерживающих тепловые удары, футеровки печей, литейного кирпича, абразивных материалов, а также в стекольной и керамической промышленности. Он настолько силен, что из него теоретически можно изготовить даже ножницы и ножи. Он также используется в косметике, антиперспирантах, упаковке пищевых продуктов и для изготовления микроволновых фильтров.
Циркон в смеси с ванадием или празеодимом образует новые характеристики — синие и желтые пигменты для глазурования керамики. Zr не имеет известной биологической роли и обладает низкой токсичностью.
Циркониевый минерал циркон и его особенности
Zircon представляет собой силикат циркония ZrSiO 4 и известен, как драгоценный минерал из-за высокой дисперсии и блеска субадамантина. До появления современной синтетики драгоценных камней бесцветный циркон использовался в качестве алмазного имитатора из-за своих алмазоподобных оптических свойств. Кубический цирконий — это не синтетический циркон, а оксид циркония (ZrO 2). Почти весь циркон содержит следовые количества U, Th и Pb. Естественный радиоактивный распад урана и тория в цирконе повреждает кристаллическую решетку, иногда до такой степени, что кристаллы становятся практически аморфными, и приводит к атомному структурному состоянию, которое называется «метамикт». Такое повреждение может сделать кристаллы темнее и мутнее, а также измерить оптические и физические свойства.
Gem zircon практически не встречается в пегматитах или бедных кварцем щелочных интрузивных породах, например, сиенитах. Драгоценные камни в Таиланде являются наиболее важным коммерческим источником, за которым следует добыча драгоценных камней в Мьянме и Шри-Ланке.
Циркон ювелирного качества обычно коричневого цвета, но известны природные голубые, апельсиновые, зеленые, желтые и бесцветные камни. Цвет является продуктом центров окраски и следовых количеств Fe. Практически любой цвет радуги можно получить путем термической обработки коричневого циркона. «Электрические» голубые камни являются наиболее ценными, высшее качество со стоимостью около $ 200/карат, за которыми следуют красный, оранжевый и желтый.
«Коммерческий» блюз значительно меньшей ценой около 35 долларов за карат для камней 2-3 карата. Камни смешанного оттенка стоят значительно меньше чистых цветов. Чистые камни размером более десяти каратов встречаются редко. Известно, что некоторые глубокие небесно-голубые обработанные камни выцветают при длительном воздействии солнечного света.
Лечебные свойства циркония
Zr и его соли обычно имеют низкую системную токсичность. Расчетное диетическое потребление составляет около 50 мкг. Большинство проходит через кишечник без адсорбции, а то, что адсорбируется, имеет тенденцию накапливаться в скелете немного больше, чем в ткани. Цирконий 95 является одним из радионуклидов, участвующих в атмосферных испытаниях ядерного оружия. Это один из долгоживущих радионуклидов и повышает риск развития рака в течение десятилетий и веков.
Тем не менее, сам Zr не представляет опасность для окружающей среды. В то время как водные растения имеют быстрое поглощение растворимого циркония, наземные растения имеют небольшую тенденцию к его адсорбции, и действительно, 70% протестированных растений вообще не обнаруживали присутствия циркония.
Целебные свойства циркона:
- Эффективный против рака.
- Успокаивающее средство для снятия боли.
- Восстанавливает больные клетки или клетки, пораженные вирусом.
- Останавливает острые кишечные инфекции.
- Сексуальный стимулятор.
- Регулирует возбудимость сердечной мышцы, разрыхляет клеточные мышцы, снижает сократимость сердечной мышцы, что провоцирует аритмию.
- Уменьшает судороги и волдыри.
- Облегчает болезненные менструации.
- Он снимает спазм дыхательных путей и снижает отделение слизи во время приступов астмы.
- Лучшее, надежное и безопасное средства от аллергии.
- Циркон будет эффективен при заболеваниях легких: бронхит, сильная простуда.
Цирконий в ювелирных украшениях
Zr широко применяется в ювелирных изделиях, как заменитель бриллианта. Кубический цирконий является диоксидом циркония в кубической кристаллической форме металла, который не встречается в природе, его получают с помощью синтеза. Полученный камень твердый, имеет размер 8,5 по шкале минеральной твердости Монса, оптически безупречный и бесцветный. Однако он может быть цветным, что делает его популярным как драгоценный камень, а также как суррогат алмаза в ювелирных изделиях.
Кубический диоксид циркония имеет почти такие же свойства, что и алмаз, с точки зрения блеска, преломления и долговечности, и даже самый опытный ювелир может испытать трудности с определением циркониевых камней. Различают камни только при помощи теста на теплопроводность, кубический диоксид циркония является плохим проводником, в то время как алмаз — очень хороший.
Камень может стать частью самого изысканного украшения и в отличие от драгоценных алмазов, он идеально подходит для повседневного использования благодаря своей долговечности. Кристаллы кубического циркония получают путем плавления порошкообразного циркония и диоксида циркония вместе и нагревания их до 4,982oF.
Цену циркониевого проката можно уточнить в прайсе по Москве — от 2 000 до 4 000 руб./кг. Кубический цирконий покупают оптовыми партиями, от ста штук по цене от 2800 рублей за комплект.
Как вам статья?
