Что известно про металлический цирконий?

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.

циркон
Желтый циркон

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.

Йенс Якоб Берцелиус
Йенс Якоб Берцелиус впервые выделил чистый цирконий

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.

Россия, обладает десятью процентами мировых запасов ZrSiO4, занимая третье место после Австралии и Южной Африки.

Основные площадки добычи металла циркония:

  1. Ковдорский горно-обогатительный комбинат в Мурманске.
  2. Туганскоеместорождение циркон-ильменитовых песков, Томская область.
  3. Месторождение «Центральное» в Рассказовском районе Тамбовской области.
  4. Лукояновское месторождение, находящееся в 180 км к югу от Нижнего Новгорода.
  5. Катугинское, Читинская область.
  6. Улуг-Танзекское месторождение, Республика Тыва.
  7. 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.

цирконий
Слиток циркония

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.

кубический цирконий
Ювелирный кубический цирконий

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.

браслет
Лечебный циркониевый браслет

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:

  1. Эффективный против рака.
  2. Успокаивающее средство для снятия боли.
  3. Восстанавливает больные клетки или клетки, пораженные вирусом.
  4. Останавливает острые кишечные инфекции.
  5. Сексуальный стимулятор.
  6. Регулирует возбудимость сердечной мышцы, разрыхляет клеточные мышцы, снижает сократимость сердечной мышцы, что провоцирует аритмию.
  7. Уменьшает судороги и волдыри.
  8. Облегчает болезненные менструации.
  9. Он снимает спазм дыхательных путей и снижает отделение слизи во время приступов астмы.
  10. Лучшее, надежное и безопасное средства от аллергии.
  11. Циркон будет эффективен при заболеваниях легких: бронхит, сильная простуда.
серьги
Серьги с цирконом

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.

ОСТАВЬТЕ КОММЕНТАРИЙ

Please enter your comment!
Please enter your name here