Cos'è lo zirconio e dove viene utilizzato?

Il metallo più antico ha proprietà uniche che sono richieste in varie sfere della vita. Con lo sviluppo di nuove tecnologie di produzione, la popolarità dello zirconio sta solo aumentando. I dati storici, così come le proprietà e la composizione di un elemento chimico, aiuteranno a svelare questo enigma.

Nella famosa tabella di D.I. Mendeleev, il numero atomico dello zirconio corrisponde a 40, la sua designazione è Zr. Lo zirconio appartiene al 4° gruppo, sta nel 5° periodo. La massa dell'atomo è 91,22 g / mol. Il raggio dell'atomo corrisponde a 160 picometri. Al centro c'è il nucleo, oltre a neutroni e protoni. Ci sono 5 orbite attorno all'atomo, che contengono 40 elettroni. Il materiale naturale è presente sotto forma di ossidi, sali o silicati. Esternamente, il metallo sembra acciaio. La composizione dell'elemento metallico può includere impurità aggiuntive, a causa delle quali si ottengono diversi colori e sfumature.

Lo zirconio deve essere distinto dallo zirconio e dallo zirconio cubico. Il fatto è che lo zirconio è un metallo che assomiglia all'acciaio. Lo zircone è una pietra naturale che ricorda l'oro. Contiene atomi di zirconio.

Secondo gli scienziati, lo zirconio è il componente chimico più antico, formatosi 3,5 miliardi di anni fa. Le sue tracce sono state trovate negli strati più profondi della crosta terrestre. Nel processo di studio del minerale zircone, uno scienziato tedesco Klaproth è stato in grado di isolare un concentrato insolubile, il biossido di zirconio. Questo evento ha avuto luogo nel 1789.

Lo scienziato svedese Berzelius riuscì a isolare lo zirconio come elemento libero nel 1824. Un elemento chimico puro è stato ottenuto solo nel 1925. Il chimico olandese Anton Edurard van Arkel è riuscito a farlo. L'origine del nome dell'elemento chimico stesso è ancora sconosciuta. C'è un'opinione secondo cui le radici dovrebbero essere trovate nella lingua araba. C'è un punto di vista che il nome derivi dalla lingua persiana.

Il metallo con un colore argenteo ha una buona duttilità. Lo zirconio è resistente alla corrosione, alle soluzioni alcaline, non si degrada in un ambiente acido. Può essere facilmente lavorato mediante laminazione, forgiatura o laminazione. All'esterno, il materiale ha un rivestimento invisibile che protegge in modo affidabile dagli effetti di gas, vapore, acqua. L'elemento è resistente all'influenza di indicatori di alta temperatura, ammoniaca, acidi, alcali.

Allo stato polveroso, anche a temperatura ambiente normale, un elemento chimico è esplosivo, è altamente infiammabile. Va notato che l'elemento è utile come impurità. Viene aggiunto alla composizione di varie leghe. Ciò aumenta le caratteristiche di resistenza, resistenza all'usura del materiale risultante. Tuttavia, l'aggiunta di eventuali impurità a un elemento chimico è inaccettabile, poiché compromette significativamente le sue proprietà.

• A una temperatura di 20 C, la densità dello zirconio è di 6,5 g / cm3.
• La forza è di 175 MPa.
• L'indice di elasticità è 96 MPa.
• Il punto di fusione è 1855 C.
• Il punto di ebollizione è di circa 4350 C.
• La conducibilità termica è di 300 K.
• Lo zirconio magnetizza quando riscaldato.
• Nella sua forma pura, l'elemento è di plastica. Tuttavia, l'aggiunta di impurità sotto forma di azoto, ossigeno, idrogeno, carbonio rende il materiale fragile.
• La durezza Brinell è di 640-670 MN/m2. Questo indicatore è fortemente influenzato dalla presenza di ossigeno. Più è, più durezza. Con un'elevata durezza, lo zirconio non può essere lavorato a pressione. L'interazione con l'ossigeno è provocata da un aumento degli indicatori di temperatura.
• Lo zirconio è stabile in acqua a temperature fino a 300 C.
• La durezza Vickers varia da 600 a 1700 MPa.

• Lo zirconio ha il più alto stato di ossidazione, che è +4. Un tasso di ossidazione inferiore si riscontra nel metallo in presenza di impurezze sotto forma di cloro e bromo. L'ossidazione avviene a temperature di 200-400 C.
• Quando l'elemento viene riscaldato a 250 °C e oltre, l'idrogeno viene assorbito, a seguito del quale si formano ibridi con proprietà metalliche.
• L'interazione con gli alogeni favorisce la formazione degli alogenuri di zirconio.
• Gli ossidi si formano a temperature di 500 C e oltre.
• L'elettronegatività è zero.
• Il raggio covalente è 145 pm.

Lo zirconio viene estratto dai concentrati di minerale. Si trova spesso sotto forma di ossidi, silicati. In un elemento chimico puro, non si trova nella crosta terrestre. In natura, puoi trovare zircone, baddeleyite. I depositi di un elemento chimico sono sparsi in tutto il mondo. I grandi depositi sono rari. Un gran numero di giacimenti minerari si trova in Australia, Brasile, India, Sud Africa. V La Russia è considerata ricca di riserve di minerali nelle regioni di Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod. Il primo posto in termini di disponibilità di riserve di zirconio è occupato dalla penisola di Kola.

Spesso, nel minerale, insieme allo zirconio, è presente l'afnio, che ha proprietà simili. Ogni elemento singolarmente ha caratteristiche di pregio, ma la loro combinazione è inaccettabile, in quanto rende il materiale naturale inadatto all'uso. Per separare un elemento chimico da un altro, viene utilizzato un sistema di purificazione a più stadi. Ciò aumenta significativamente il costo della produzione di zirconio. Nell'industria vengono utilizzati concentrati di biossido di zirconio, che si ottengono arricchendo il minerale.

Esistono vari metodi di recupero dei metalli.

• Cloruro. Il metodo di Krol si basa sulla clorazione del biossido di zirconio. Inoltre, viene eseguita la pulizia, il restauro con l'aiuto del magnesio. L'uso frequente del metodo è dovuto al suo costo relativamente economico. Ci sono 2 modi di clorazione. Il processo diretto viene effettuato a temperature da 900 C a 1000 C. Il secondo metodo consiste nella clorazione della miscela iniziale a temperature da 400 C a 900 C.
• Fluoruro. Il metodo prevede la sinterizzazione di una miscela concentrata di zirconio con potassio a una temperatura compresa tra 600 e 700 C. Il concentrato risultante viene alcalinizzato e purificato. Quindi viene eseguita l'elettrolisi della massa fusa e il componente metallico viene isolato.
• Alcalino. Il metodo è progettato per isolare il biossido di zirconio. Per ottenere un elemento metallico, viene eseguito un metodo al fluoro o al cloruro. Attraverso il processo di alcalinizzazione, lo zirconio viene convertito in un componente solubile. Ciò avviene mediante sinterizzazione, ad esempio, con una miscela di carbonato di calcio e cloruro di calcio a temperature da 1000 a 1300 C. Quindi vengono eseguite alcalinizzazione, purificazione, idrolisi e calcinazione. Pertanto, lo zirconio si ottiene in condizioni di laboratorio. Dal prodotto finale si formano le barre che vengono inviate alla produzione.

A seconda del campo di applicazione, l'elemento chimico può essere presentato come una lega dura con una sfumatura argentea o sotto forma di polvere blu. Le gemme sintetizzate da un elemento chimico possono essere di diverse tonalità. La descrizione del colore, la sua intensità dipende dalla quantità e dal tipo di impurità, ad esempio cerio, titanio, erbio, cromo. Inoltre, il silicato di zirconio, che fa parte dello zircone, è rappresentato dalle seguenti varietà.

• Giacinto. Ha una tinta marrone, rossa o rosa.
• Diamante Matarskiy. La pietra trasparente non ha colore, è estratta nell'isola di Matara.
• Gergo. Differisce in presenza di una tonalità paglierina e dorata.
• Stellato. Una pietra trasparente con una sfumatura blu.
• Malacon. Ha un colore marrone scuro.

A seconda del tipo, stato di un elemento chimico, il suo uso è diffuso in vari ambiti della vita.

• Il metallo è utilizzato per scopi industriali, in gioielleria, nella vita di tutti i giorni.
• Nell'industria vengono spesso utilizzati zircone, silicato di zirconio, biossido di zirconio, baddeleyite.
• Nell'industria metallurgica, l'elemento chimico viene utilizzato per legare gli acciai. Viene aggiunto alle leghe per migliorarne la qualità. Grazie allo zirconio, la resistenza aumenta e il processo di taglio è facilitato.
• Nella produzione di articoli pirotecnici, lo zirconio viene utilizzato sotto forma di polvere. Quando la miscela brucia, non c'è fumo, quindi viene utilizzata per creare fuochi d'artificio, saluti.
• Nell'industria chimica, lo zirconio viene utilizzato nella produzione di ceramiche resistenti all'usura.
• Il metallo è ampiamente utilizzato nella produzione di attrezzature militari, ad esempio per la fabbricazione di bombe a distanza, proiettili, razzi con illuminazione. Le leghe metalliche sono parte integrante dei progetti dei reattori nucleari.
• Anche la produzione di smalto, ceramica, smalto non è completa senza la partecipazione dello zirconio. In questo caso, viene utilizzato l'ossido di zirconio. Non si scurisce, ha un aspetto presentabile e migliora la qualità del prodotto.
• Il metallo è utilizzato nella concia delle pelli. In questo caso vengono utilizzati composti con solfato.
• Nell'industria metalmeccanica, il metallo viene utilizzato nella produzione di pompe, valvole di intercettazione.
• A differenza dei grembiuli di piombo, anche un sottile foglio di metallo è molto più efficace nel proteggere dalla penetrazione dei raggi X.
• A causa delle proprietà curative del metallo, viene utilizzato in vari campi della medicina.
• I componenti in zirconio non causano reazioni allergiche, rigetto, resistenza all'usura, resistenza, plasticità. Sono utilizzati in traumatologia nel trattamento di varie fratture.
• L'uso diffuso del biossido di zirconio in odontoiatria è dovuto all'assenza di un fattore irritante quando esposto ai tessuti molli o alla struttura ossea. Strumenti, impianti dentali, corone, punti metallici, placche, morsetti, suture sono realizzati in metallo.
• I gioielli in biossido di zirconio e zirconio cubico sono famosi non solo per il loro aspetto raffinato, ma anche per il loro effetto benefico su tutto il corpo.
• L'uso costante di braccialetti o cinture ha un effetto curativo per malattie della pelle come eczema, dermatiti, psoriasi. Il metallo normalizza la pressione sanguigna, dà energia, allevia l'insonnia. Lo zirconio aiuta a migliorare le condizioni nelle malattie dell'apparato muscolo-scheletrico.
• Inoltre, il metallo ha un effetto battericida. È noto per la sua capacità di guarire rapidamente le ferite. Se indossi orecchini di zirconio subito dopo aver forato i lobi, la guarigione sarà più rapida.
• C'è un'opinione secondo cui l'elemento chimico allevia il dolore, ha un effetto benefico sul sistema cardiovascolare, migliora la respirazione, combatte le infezioni intestinali, i virus e ha un effetto antitumorale.
• L'elemento chimico è attivamente utilizzato nella litoterapia nel trattamento delle malattie del sistema endocrino.

C'è un'opinione secondo cui, a seconda della scala dei colori, c'è un effetto diverso sul corpo.

• Per il raffreddore, si consiglia di utilizzare il metallo nero.
• Se hai scarso appetito, un elemento con una sfumatura rossa ti aiuterà.
• Il marrone è usato per purificare il corpo.
• Minerali trasparenti o pietre blu aiutano a ripristinare il metabolismo.

Le stoviglie sono realizzate in zirconio, ad esempio tazze, cucchiai, bicchieri e altri utensili. Inoltre, il metallo viene utilizzato nell'ottica, progettata per funzionare in condizioni estreme, ad esempio ad alte temperature o brusche variazioni al suo interno. La zirconia cubica ha un ampio angolo di rifrazione, questo viene utilizzato nella produzione di lenti. Separatamente, si dovrebbe menzionare l'uso del metallo in gioielleria. Anticamente lo zircone era chiamato "diamante imperfetto" perché dopo essere stato tagliato, la loro lucentezza era più sbiadita rispetto alle pietre naturali.

Si dovrebbe notare che le piccole pietre sono utilizzate per i gioielli, poiché sono più sicure in termini di radiazioni. Sono debolmente colorati e hanno poca trasparenza. Le pietre di grandi dimensioni sono caratterizzate da un'eccessiva radioattività. Sono opachi e dai colori vivaci. Tali pietre non possono essere conservate a casa, tagliate o trasportate. Lo zirconio è utilizzato nella fabbricazione di anelli, orecchini, diademi, pendenti, pendenti. Spesso realizzano inserti metallici in prodotti, spruzzando.

Una cura e una conservazione adeguate manterranno intatti i gioielli. Si consiglia la pulizia con un panno imbevuto di acqua saponata. Quindi il prodotto viene lavato sott'acqua, asciugato, lucidato con flanella. Le pietre sono meglio tenute separate dagli altri gioielli. Ciò eviterà danni meccanici.

Per non essere confusi nell'autenticità del prodotto, è necessario prestare attenzione ai seguenti punti.

• Struttura di rifrazione dei raggi luminosi. Dovrebbe essere multiforme.
• La presenza di una lucentezza metallica. Si caratterizza per la sua uniformità.
• La presenza di macchie giallastre.

In epoca medievale, i gioiellieri spagnoli realizzavano gioielli unici in zircone, che era altamente radioattivo. In apparenza, assomigliavano molto alle pietre preziose. Indossare tali gioielli era estremamente pericoloso. Anche nei tempi antichi, è stato notato che l'uso a lungo termine di grandi pietre di colore scuro portava alla morte imminente del loro proprietario. Il giacinto prende il nome dal fiore. Secondo la mitologia, Apollo fece crescere un fiore dal sangue di un giovane di nome Giacinto, che Apollo amava molto.

Per la brillantezza, la presenza di diversi colori, la pietra potrebbe essere facilmente confusa con diamante, zaffiro, tormalina o topazio. Questo era spesso usato dai truffatori, spacciando gioielli come gioielli. Gli abitanti dell'Asia idolatrarono la pietra e la dotarono di proprietà magiche. Per loro era un talismano. Da esso sono stati ricavati amuleti e ciondoli.

In India, la pietra era dotata della capacità di controllare il sole, la luna. Si credeva che il talismano aiutasse scienziati, uomini d'affari, vagabondi e anche amanti degli affari. Gli astrologi hanno anche prestato attenzione alle proprietà uniche della pietra. Secondo loro, lo zirconio è adatto per Ariete, Capricorno, Acquario. Il suo uso dovrebbe essere limitato, o addirittura evitato del tutto, da Toro, Bilancia, Sagittario, Cancro.

Così, i minerali gialli o blu con un bagliore metallico sono ideali per l'Acquario. Indossare il prodotto contribuisce allo sviluppo dell'intuizione, delle capacità analitiche e dell'emergere di un gusto squisito. Ma per i Capricorno è adatta una pietra di colore blu, che si consiglia di indossare sul lato sinistro. Questo migliora la connessione magica. Paglia o pietre rosse sono più adatte per l'Ariete. Indossare il prodotto contribuisce allo sviluppo di abilità magiche, attenzione, cautela.