关于锆的性质，用途，化学成分等？
锆 锆 拼音:gào 繁体字:锆
部首:钅,部外笔画:7,总笔画:12 繁体部首:金,部外笔画:7,总笔画:15
五笔86&98:QTFK 仓颉:XCHGR
笔顺编号:311153121251 四角号码:84761 UniCode:CJK 统一汉字 U+9506
基本字义
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● 锆
（锆）
gàoㄍㄠˋ
◎ 一种金属元素，应用于原子能工业和在高温高压下用作耐蚀化工材料等。
汉英互译
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◎ 锆
zirconium
English
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◎ zirconium
元素名称：锆
元素符号：Zr
元素英文名称：
元素类型：金属元素
原子体积:(立方厘米/摩尔)
4.1
元素在太阳中的含量:(ppm)
0.04
元素在海水中的含量:(ppm)
0.000009
地壳中含量：（ppm）
190
相对原子质量：91.22
原子序数：40
质子数：40
中子数：51
同位素:
摩尔质量：91
原子半径：
所属周期：5
所属族数：IVB
电子层排布： 2-8-18-10-2
氧化态：
Main Zr+4
Other Zr0, Zr+1, Zr+2, Zr+3
晶体结构：晶胞为六方晶胞。
晶胞参数：
a = 323.2 pm
b = 323.2 pm
c = 514.7 pm
α = 90°
β = 90°
γ = 120°
莫氏硬度：5
声音在其中的传播速率：（m/S）
3800
电离能 (kJ /mol)
M - M+ 660
M+ - M2+ 1267
M2+ - M3+ 2218
M3+ - M4+ 3313
M4+ - M5+ 7860
M5+ - M6+ 9500
M6+ - M7+ 11200
M7+ - M8+ 13800
M8+ - M9+ 15700
M9+ - M10+ 17500
常见化合价：+2,+3
单质：Zr
单质化学符号：Zr
颜色和状态：
密度：
熔点：
沸点：
发现人：克拉普罗德 发现年代：1789年
发现过程：
1789年，德国的克拉普罗德，在分析锡兰锆时，发现了锆土。
元素描述：
元素英文名称：Zirconium
相对原子质量：91.22
核内质子数：40
核外电子数：40
核电核数：40
质子质量：6.692E-26
质子相对质量：40.28
所属周期：5
所属族数：IVB
摩尔质量：91
氢化物：ZrH4
氧化物：ZrO2
最高价氧化物化学式：ZrO2
密度：6.49
熔点：1852.0
沸点：4377.0
外围电子排布：4d2 5s2
核外电子排布：2,8,18,10,2
颜色和状态：钢灰色金属
原子半径：2.16
常见化合价：+2,+3,+4
高熔点金属之一，呈浅灰色。密度6.49克/厘米3。熔点1852±2℃，沸点4377℃。化合价+2、+3和+4。第一电离能6.84电子伏特。锆的表面易形成一层氧化膜，具有光泽，故外观与钢相似。有耐腐蚀性，不溶于氢氟酸和王水；高温时，可与非金属元素和许多金属元素反应，生成固体溶液化合物。
元素来源：
四氧化锆用镁还原可制得。
元素用途：锆的热中子俘获截面小，有突出的核性能，是发展原子能工业不可缺少的材料，可作反应堆芯结构材料。锆粉在空气中易燃烧，可作引爆雷管及无烟火药。锆可用于优质钢脱氧去硫的添加剂，也是装甲钢、大炮用钢、不锈钢及耐热钢的组元。锆是镁合金的重要合金元素，能提高镁合抗拉强度和加工性能。锆还是铝镁合金的变质剂，能细化晶粒。二氧化锆和锆英石是耐火材料中最有价值的化合物。二氧化锆是新型陶瓷的主要材料，不可用作抗高温氧化的加热材料。二氧化锆可作耐酸搪瓷、玻璃的添加剂，能显著提高玻璃的弹性、化学稳定性及耐热性。锆英石的光反射性能强、热稳定性好，在陶瓷和玻璃中可作遮光剂使用。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氨等气体，是理想的吸气剂，如电子管中用锆粉作除气剂，用锆丝锆片作栅极支架、阳极支架等。
粉末状铁与硝酸锆混合，可作闪光粉。金属锆几乎全部用作核反应堆中铀燃料元件的包壳。也用来制造照相用的闪光灯，以及耐腐蚀的容器和管道，特别是能耐盐酸和硫酸。锆的化学药品可作聚合物的交联剂。
元素辅助资料：
含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石（zircon）或风信子石（hyacinth），广泛分布在自然界中。由于它们美丽的颜色，自古以来被称为宝石。化学家很早就对锆石进行了分析，认为是含有硅、铝、钙和铁的氧化物。1789年，德国化学家克拉普罗特发表研究来自斯里兰卡锆石的报告中提到他发现了一种未知的独特而简单物质的氧化物，并提议称之为Zirconerde（锆土——氧化锆）。不久，法国化学家德毛沃和沃克兰两人都证实克拉普罗特的分析是正确的。Zirconerde的存在被肯定，元素得到zirconnium的命名，元素符号为Zr。
克拉普罗特最初研究锆的硅酸盐实验操作一直到今天仍是工业上提取锆的基础。但一直到1914年，荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员列里和汉保格将四氯化锆和金属钠作用，取得纯金属锆。
锆一般被认为是稀有金属，其实它在地壳中的含量相当大，比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。
锆的产量：
锆产品的主要原料是锆英砂，全球90％的氧氯化锆(初级产品)的生产能力在中国。目前，国内锆的加工能力12万吨/年，实际产量在8万吨/年，85％以上出口，目前全球锆市场供不应求，目前锆的价格大约每吨12000元，而且价格仍在不断上涨。
金属锆的外表象钢，常温下表面被致密的氧化物层覆盖，但仍有金属光泽。粉状锆为暗灰色。金属锆的熔点为1852℃，密度6.49克／厘米3。其可塑性好，易于加工成板、丝等。锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体，可用作贮氢材料。锆的耐蚀性比钛好，接近铌、钽。锆与铪是化学性质历史学相似、又共生在一起的两个金属，且含有放射性物质。地壳中锆的含量居第20位，几乎与铬相等。目前，自然界中具有工业价值的含锆矿物，主要有锆英石及斜锆石。锆虽为稀有金属，但在地壳中含量却超过铜、锡、锌等。
氯氧化锆是生产其它锆制品如二氧化锆、碳酸锆、硫酸锆、复合氧化锆以及锆铪分离制备金属锆铪的主要原料，也可以用于纺织、皮革、橡胶添加剂、金属表面处理剂、涂料干燥剂、耐火材料、陶瓷、催化剂、防火剂等产品。氧氯化锆简介
锆[gào]砂亦称锆英砂、锆英石，是一种以锆的硅酸盐(ZrSiO4)为主要组成的矿物。纯净的锆英砂为无色透明晶体，常因产地不同、含杂质的种类与数量不同而染成黄、橙、红、褐等色，结晶构造属四方晶系，呈四方锥柱形，比重4.6～4.71，比重的变化有时与成分和蚀变状态有关锆英石解理不完全，均匀莫氏硬度为7～8级，折射率1.93－2.01，熔点随所含杂质的不同在2190~2420℃内波动。主要化学组成为ZrO2；SiO2，及少量Fe2O3、CaO、AI2O3等杂质。锆英砂的理论组成为ZrO2：67.1%；SiO2：32.9%。它是ZrO2-SiO2系唯一的化合物。但天然锆砂仅含约57~66%ZrO2。
锆英石是一种主要由火成岩形成时从岩浆中结晶出来的锆、硅和氧组成的矿物。锆英石也产于岩脉和变质岩中。它属四方晶系，常呈发育良好的锥状小四方柱体，也成不规则粒状。性脆，断口贝壳状。是优质的耐火材料。多与钛铁矿、金红石、独居石、磷钇矿等共生于海滨砂中，经水选、电选、磁选等选矿工艺分选后而得到。
锆英砂是最重要的含锆矿物，在锆矿物中分布最广、储量最大、类型最多，是一种以锆的硅酸盐为主要组成的矿物。锆英砂是制取锆、铪及多种锆制品的主要原料，具有熔点高、热导率低、线膨胀系数小等特点，广泛用于冶金、铸造等行业。
锆英砂（锆英石）极耐高温，其熔点达2750。并耐酸腐蚀。世界上有80%的直接用于铸造工业、陶瓷、玻璃工业以及制造耐火材料。少量的用于铁合金、医药、油漆、制革、磨料、化工及核工业。极少量的用于冶炼金属锆。
含ZrO265～66%的锆英石砂因其耐熔性(熔点2500℃以上)而直接用作铸造厂铁金属的铸型材料。锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性，而且较其他普通耐熔材料有较强的化学稳定性，因此优质锆英石和其他各种粘合剂一起有良好的粘结性而用于铸造业。锆英石砂也用作玻璃窑的砖块。而锆英石砂和锆英石粉与其他耐熔材料混合还有其他用途。
锆英砂（锆英石）用于耐火材料（称锆质耐火材料，如锆刚玉砖，锆质耐火纤维），铸造行业铸型用砂（精密铸件型砂），精密搪瓷器具，此外也用于玻璃、金属（海绵锆）以及锆化合物（二氧化锆、氯氧化锆、锆酸钠、氟锆酸钾、硫酸锆等）的生产中。可制作玻璃窑的锆英石砖，盛钢桶用锆英石砖、捣打料和浇注料；添加到其它材料中可改善其性能，如合成堇青石中添加锆英砂，可拓宽堇青石的烧结范围，而又不影响其热震稳定性；在高铝砖中添加锆英砂，制造抗剥落高铝砖，热震稳定性大大提高；还可用于提取ZrO2。锆英砂可做铸造用优质原砂，锆英砂粉是铸造用涂料主要成分。玻璃面板用锆英粉是作为添加剂改善其折射率，用量不大。
所以 可以作为玻璃的一种原料 ，生产过程中也需要
1.氯氧化锆热解法：锆英石与烧碱在650℃熔融，热水浸出熔融体，硅呈硅酸钠形态与锆酸钠分离。再用硫酸处理，得硫酸锆溶液，进一步除杂质后加氨水，沉淀出氢氧化锆。加盐酸溶解氢氧化锆，得到氯氧化锆，经蒸发浓缩、冷却结晶、粉碎、焙烧，即得二氧化锆成品；另外，还可以将易提纯的锆化合物热分解或氧化分解，以制备高纯氧化锆。
2.胶体法：在氧化锆溶液中，加入二氧化硅溶胶配成胶体溶液，经喷吹、拉丝法成型，经干燥后烧结成纤维。
3.挤压法：将氧化锆溶胶或氧化锆粒子和增稠剂制成坯，利用液压或利用螺旋绞刀的推进作用将坯料从机型口挤出并成细丝，再经烧结固化即成纤维。该法制得的纤维较粗，纤维的强度也较低。
4.浸渍法：先将黏胶丝或整个织物长时间浸泡在氢氧化锆溶液中，使黏胶纤维溶胀，然后经热解、煅烧即得到具有一定拉伸强度的氧化锆纤维。
5.水解法：以氧氯化锆为原料水解制备高纯超细二氧化锆，将0.2~0.3 mol/L的高纯氧氯化锆溶液加去离子水水解，并长时间煮沸氧氯化锆溶液，使水解生成的氯化氢不断蒸发除去，水解反应在沸腾下进行50 h以上，再过滤，用去离子水洗、干燥、煅烧粉碎，制得产品。
6.高温水解法：将1 mol/L的高纯氧氯化锆溶液喷入温度为1000 ℃的分解炉中，微小的氧氯化锆液滴先是水分蒸发，然后水解生成二氧化锆。分解后的二氧化锆经旋风分离器收集，再经酸洗、水洗、烘干，得产品。
7.溶胶-凝胶法：在锆醇[ZrO(C3H7)4]中加入醇和水，再加入催化剂，经充分混合后，开始分解，放置使其胶化及成黏稠液体，选择适当黏度，进行干燥再加热至500~1000 ℃，高温度纤维化烧成即得产品。
8.醇盐水解法：以四氯化锆、氨和丙醇为原料制备高纯超细二氧化锆，在苯溶剂存在下将高纯四氯化锆和丙醇、氨于5 ℃反应制得锆醇盐，经过滤分离除去氯化铵，再加水水解沉淀、过滤，不小于100 ℃干燥、煅烧、粉碎得产品，水解条件直接影响产品粒径、形状和凝聚状况。该法可制得粒子大小和形状均匀、结构相单一的ZrO2。
9.将氧氯化锆（ZrCl2O·8H2O）用盐酸或甲醇重结晶，经高温煅烧，制得成品。
10.将四烷氧基锆蒸馏提纯，其蒸气在350~500 ℃分解，得成品。
11.将四氯化锆蒸馏提纯，其蒸气与过量氧气在1200 ℃反应，得二氧化锆。 工业用耐火材料的稳定氧化锆，大多数用电熔法制取。在锆英石电熔过程中加入碳及稳定剂氧化钙，在除硅的同时，氧化锆和氧化钙作用生成固溶体，再经粉碎和整粒处理，即可制得稳定氧化锆。精细陶瓷所用的稳定和部分稳定氧化锆一般采用湿法制取。目前最成熟和常用的是中和沉淀法，其制取工艺见图。将提纯过的氯氧化锆用纯水溶解，过滤除去不溶物，调整溶液中的锆浓度，并加入需要量的氯化钇溶液（或其他稀土金属或碱土金属的氯化物溶液）后，加氨水中和沉淀。沉淀物用热水洗涤后，再经过滤、干燥和煅烧。煅烧产品经粉碎等处理便可获得超微细的稳定氧化锆粉末。
部分稳定氧化锆是控制加入稳定剂的量，使其不足以达到完全稳定而制得的。部分稳定氧化锆具有高强度和抗热震性能，在结构陶瓷中有着相当广泛的用途。 下图为制取二氧化锆流程
参考资料：http://b2b.hc360.com/ceramic/product-detail-15/026-1017115-product.htm
钛铁矿 [简明汉英词典]
ilmenite
锆 [简明汉英词典]
zirconium
