Što je cirkonij i gdje se koristi?

Najstariji metal ima jedinstvena svojstva koja su tražena u različitim sferama života. S razvojem novih proizvodnih tehnologija, popularnost cirkonija samo raste. Povijesni podaci, kao i svojstva i sastav kemijskog elementa, pomoći će u razotkrivanju ove zagonetke.

U poznatoj tablici D. I. Mendelejeva, atomski broj cirkonija odgovara 40, njegova oznaka je Zr. Cirkonij pripada 4. skupini, nalazi se u 5. razdoblju. Masa atoma je 91,22 g/mol. Polumjer atoma odgovara 160 pikometara. U središtu je jezgra, kao i neutroni i protoni. Oko atoma postoji 5 orbita koje sadrže 40 elektrona. Prirodni materijal je prisutan u obliku oksida, soli ili silikata. Izvana, metal izgleda kao čelik. Sastav metalnog elementa može uključivati ​​dodatne nečistoće, zbog kojih se dobivaju različite boje i nijanse.

Cirkonij treba razlikovati od cirkona i kubnog cirkonija. Činjenica je da je cirkonij metal koji podsjeća na čelik. Cirkon je prirodni kamen koji podsjeća na zlato. Sadrži atome cirkonija.

Prema znanstvenicima, cirkonij je najstarija kemijska komponenta, nastala prije 3,5 milijardi godina. Njegovi tragovi pronađeni su u najdubljim slojevima zemljine kore. U procesu proučavanja minerala cirkona, znanstvenik iz Njemačke Klaproth uspio je izolirati netopivi koncentrat, cirkonijev dioksid. Taj se događaj zbio 1789. godine.

Švedski znanstvenik Berzelius uspio je izolirati cirkonij kao slobodni element 1824. godine. Čisti kemijski element dobiven je tek 1925. godine. Nizozemski kemičar Anton Edurard van Arkel uspio je to učiniti. Podrijetlo naziva samog kemijskog elementa još uvijek nije poznato. Postoji mišljenje da korijene treba pronaći u arapskom jeziku. Postoji stajalište da je ime došlo iz perzijskog jezika.

Metal srebrne boje ima dobru duktilnost. Cirkonij je otporan na koroziju, alkalne otopine, ne razgrađuje se u kiseloj sredini. Lako se može obraditi valjanjem, kovanjem ili valjanjem. Izvana, materijal ima nevidljivu prevlaku koja pouzdano štiti od utjecaja plinova, pare, vode. Element je otporan na utjecaj indikatora visoke temperature, amonijaka, kiselina, lužina.

U praškastom stanju, čak i pri normalnoj sobnoj temperaturi, kemijski element je eksplozivan, vrlo je zapaljiv. Treba napomenuti da je element koristan kao nečistoća. Dodaje se u sastav raznih legura. To povećava karakteristike čvrstoće, otpornost na habanje rezultirajućeg materijala. Međutim, dodavanje bilo kakvih nečistoća u kemijski element je neprihvatljivo, jer značajno narušava njegova svojstva.

• Na temperaturi od 20 C, gustoća cirkonija je 6,5 g / cm3.
• Čvrstoća je 175 MPa.
• Indeks elastičnosti je 96 MPa.
• Talište je 1855 C.
• Vrelište je približno 4350 C.
• Toplinska vodljivost je 300 K.
• Cirkonij se magnetizira kada se zagrijava.
• U svom čistom obliku, element je plastičan. Međutim, dodavanje nečistoća u obliku dušika, kisika, vodika, ugljika čini materijal krhkim.
• Tvrdoća po Brinellu je 640-670 MN / m2. Na ovaj pokazatelj uvelike utječe prisutnost kisika. Što je više, to je veća tvrdoća. Uz visoku tvrdoću, cirkonij se ne može obraditi pritiskom. Interakcija s kisikom izazvana je povećanjem temperaturnih pokazatelja.
• Cirkonij je stabilan u vodi na temperaturama do 300 C.
• Tvrdoća po Vickersu kreće se od 600 do 1700 MPa.

• Cirkonij ima najviše oksidacijsko stanje, koje je +4. Niža stopa oksidacije može se naći u metalu u prisutnosti nečistoća u obliku klora i broma. Oksidacija se javlja na temperaturama od 200-400 C.
• Kada se element zagrije na 250 C i više, vodik se apsorbira, zbog čega nastaju hibridi s metalnim svojstvima.
• Interakcija s halogenima potiče stvaranje cirkonijevih halogenida.
• Oksidi nastaju na temperaturama od 500 C i više.
• Elektronegativnost je nula.
• Kovalentni polumjer je 145 pm.

Cirkonij se vadi iz koncentrata rude. Često se može naći u obliku oksida, silikata. U čistom kemijskom elementu, ne pojavljuje se u zemljinoj kori. U prirodi možete pronaći cirkon, baddeleit. Naslage kemijskog elementa rasute su po cijelom svijetu. Rijetke su velike naslage. Veliki broj ležišta rude nalazi se u Australiji, Brazilu, Indiji, Južnoj Africi. V Rusija se smatra bogatom rudnim rezervama u regijama Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod. Prvo mjesto po dostupnosti rezervi cirkonija zauzima poluotok Kola.

Često je u rudi, uz cirkonij, prisutan i hafnij, koji ima slična svojstva. Svaki element pojedinačno ima vrijedne karakteristike, ali njihova kombinacija je neprihvatljiva, jer prirodni materijal čini neprikladnim za uporabu. Kako bi se odvojio jedan kemijski element od drugog, koristi se višestupanjski sustav pročišćavanja. To značajno povećava troškove proizvodnje cirkonija. U industriji se koriste koncentrati cirkonijevog dioksida koji se dobivaju obogaćivanjem rude.

Postoje različite metode oporavka metala.

• Klorid. Krolova metoda temelji se na kloriranju cirkonijevog dioksida. Nadalje, pročišćava se i obnavlja magnezijem. Česta uporaba metode je zbog njezine relativno jeftine cijene. Postoje 2 načina kloriranja. Izravni proces se provodi na temperaturama od 900 C do 1000 C. Druga metoda se sastoji u kloriranju početne smjese na temperaturama od 400 C do 900 C.
• Fluorid. Metoda uključuje sinteriranje koncentrirane smjese cirkonija s kalijem na temperaturi od 600 do 700 C. Dobiveni koncentrat se alkalizira i pročišćava. Zatim se provodi elektroliza taline i izolira se metalna komponenta.
• Alkalna. Metoda je osmišljena za izolaciju cirkonijevog dioksida. Za dobivanje metalnog elementa provodi se fluoridna ili kloridna metoda. Procesom alkalizacije cirkonij se pretvara u topljivu komponentu. To se radi npr. sinteriranjem s mješavinom kalcijevog karbonata i kalcijevog klorida na temperaturama od 1000 do 1300 C. Zatim se provodi alkalizacija, pročišćavanje, hidroliza i kalcinacija. Tako se u laboratorijskim uvjetima dobiva cirkonij. Od krajnjeg proizvoda formiraju se šipke koje se šalju u proizvodnju.

Ovisno o području primjene, kemijski element može biti predstavljen kao tvrda legura srebrne boje ili u obliku plavog praha. Dragulji sintetizirani iz kemijskog elementa mogu biti različitih nijansi. Opis boje, njezin intenzitet ovisi o količini i vrsti nečistoća, na primjer, cerij, titan, erbij, krom. Također, cirkonijev silikat, koji je dio cirkona, predstavljen je sljedećim sortama.

• Zumbul. Ima smeđu, crvenu ili ružičastu nijansu.
• Matarski dijamant. Prozirni kamen nema boju, kopa se na otoku Matari.
• Žargon. Razlikuje se u prisutnosti slamnate, zlatne nijanse.
• Starlit. Prozirni kamen plave boje.
• Malacon. Ima tamno smeđu boju.

Ovisno o vrsti, stanju kemijskog elementa, njegova je uporaba raširena u raznim sferama života.

• Metal se koristi u industrijske svrhe, u nakitu, u svakodnevnom životu.
• U industriji se često koriste cirkon, cirkonijev silikat, cirkonijev dioksid, baddeleit.
• U metalurškoj industriji, kemijski element se koristi za legiranje čelika. Dodaje se legurama radi poboljšanja kvalitete. Zahvaljujući cirkoniju povećava se čvrstoća i olakšava se proces rezanja.
• U proizvodnji pirotehničkih sredstava cirkonij se koristi u obliku praha. Kada smjesa izgori, nema dima, stoga se koristi za stvaranje vatrometa, pozdrava.
• U kemijskoj industriji cirkonij se koristi u proizvodnji keramike otporne na habanje.
• Metal se naširoko koristi u proizvodnji vojne opreme, na primjer, za proizvodnju daljinskih bombi, metaka, raketa s rasvjetom. Metalne legure sastavni su dio dizajna nuklearnih reaktora.
• Proizvodnja cakline, keramike, glazure također nije potpuna bez sudjelovanja cirkonija. U ovom slučaju koristi se cirkonijev oksid. Ne potamni, ima naočit izgled i poboljšava kvalitetu proizvoda.
• Metal se koristi u štavljenju kože. U ovom slučaju koriste se spojevi sa sulfatom.
• U inženjerskoj industriji metal se koristi u proizvodnji pumpi, zapornih ventila.
• Za razliku od olovnih pregača, čak i tanak metalni lim mnogo je učinkovitiji u zaštiti od prodora X-zraka.
• Zbog ljekovitosti metala koristi se u raznim područjima medicine.
• Komponente cirkonija ne izazivaju alergijsku reakciju, odbacivanje, otpornost na habanje, čvrstoću, plastičnost. Koriste se u traumatologiji u liječenju raznih prijeloma.
• Široka upotreba cirkonijevog dioksida u stomatologiji posljedica je odsutnosti iritantnog čimbenika kada je izložen mekim tkivima ili strukturi kostiju. Alati, zubni implantati, krunice, spajalice, ploče, stezaljke, šavovi su izrađeni od metala.
• Nakit od cirkonijevog dioksida i kubičnog cirkonija poznat je ne samo po svom izvrsnom izgledu, već i po blagotvornom djelovanju na cijelo tijelo.
• Stalno nošenje narukvica ili remena djeluje ljekovito na kožne bolesti poput ekcema, dermatitisa, psorijaze. Metal normalizira krvni tlak, daje energiju, ublažava nesanicu. Cirkonij pomaže poboljšanju stanja kod bolesti mišićno-koštanog sustava.
• Također, metal ima baktericidni učinak. Poznata je po svojoj sposobnosti da brzo zacjeljuje rane. Stavite li cirkonske naušnice odmah nakon probijanja ušnih resica, zacjeljivanje će biti brže.
• Postoji mišljenje da kemijski element ublažava bol, blagotvorno djeluje na kardiovaskularni sustav, poboljšava disanje, bori se protiv crijevnih infekcija, virusa, djeluje protiv raka.
• Kemijski element se aktivno koristi u litoterapiji u liječenju bolesti endokrinog sustava.

Postoji mišljenje da, ovisno o ljestvici boja, postoji različit učinak na tijelo.

• Kod prehlade preporuča se korištenje crnog metala.
• Ako imate loš apetit, element s crvenom nijansom će vam pomoći.
• Smeđa se koristi za čišćenje organizma.
• Prozirni minerali ili plavo kamenje pomažu u obnavljanju metabolizma.

Posuđe je izrađeno od cirkonija, na primjer, šalice, žlice, čaše i drugi pribor. Također, metal se koristi u optici, koja je dizajnirana za rad u ekstremnim uvjetima, na primjer, pri visokim temperaturama ili oštrim promjenama u njemu. Kubični cirkonij ima veliki kut loma, što se koristi u proizvodnji leća. Zasebno treba spomenuti korištenje metala u nakitu. U davna vremena, cirkon se nazivao "nesavršenim dijamantom" jer je nakon rezanja njihov sjaj bio više izblijedjel od prirodnog kamenja.

Treba napomenuti da sitno kamenje se koristi za nakit, jer je sigurnije u smislu zračenja zračenja. Slabo su obojeni i imaju malu prozirnost. Veliko kamenje karakterizira prekomjerna radioaktivnost. Neprozirne su i jarke boje. Takvo kamenje se ne može čuvati kod kuće, rezati ili transportirati. Cirkonij se koristi u proizvodnji prstenja, naušnica, tijara, privjesaka, privjesaka. Često napravite metalne umetke u proizvode, prskanje.

Pravilna njega i pohrana održat će nakit netaknutim. Preporuča se čišćenje krpom namočenom u sapunicu. Zatim se proizvod ispere pod vodom, osuši, polira flanelom. Kamenje je najbolje čuvati odvojeno od ostalog nakita. To će izbjeći mehanička oštećenja.

Kako ne biste pogriješili u autentičnosti proizvoda, obratite pozornost na sljedeće točke.

• Refrakcijska struktura svjetlosnih zraka. Trebalo bi biti višestruko.
• Prisutnost metalnog sjaja. Karakterizira ga ujednačenost.
• Prisutnost žućkastih mrlja.

U srednjem vijeku španjolski draguljari izrađivali su unikatni nakit od cirkona, koji je bio vrlo radioaktivan. Izgledom su jako nalikovali na drago kamenje. Nošenje takvog nakita bilo je iznimno opasno. Još u davna vremena zabilježeno je da je dugotrajno nošenje velikog kamenja tamne boje dovelo do neposredne smrti njihovog vlasnika. Zumbul je dobio ime po cvijetu. Prema mitologiji, Apolon je izrastao cvijet iz krvi mladića po imenu Hyacinth, kojeg je Apolon jako volio.

Zbog sjaja, prisutnosti različitih boja, kamen se lako može zamijeniti s dijamantom, safirom, turmalinom ili topazom. To su često koristili prevaranti, izdavajući nakit kao nakit. Stanovnici Azije idolizirali su kamen i obdarili ga čarobnim svojstvima. Za njih je on bio talisman. Od njega su se izrađivali amuleti i privjesci.

U Indiji je kamen bio obdaren sposobnošću kontrole sunca, mjeseca. Vjerovalo se da talisman pomaže znanstvenicima, poslovnim ljudima, lutalicama, ali i ljubavnicima u poslu. Astrolozi su također obratili pažnju na jedinstvena svojstva kamena. po njihovom mišljenju, cirkonij je pogodan za Ovnove, Jarce, Vodenjake. Bik, Vaga, Strijelac, Rak bik, Vaga, Strijelac, Rak trebao bi ograničiti, ili čak potpuno izbjegavati njegovo nošenje.

Tako, za Vodenjake idealni su žuti ili plavi minerali s metalnim sjajem. Nošenje proizvoda doprinosi razvoju intuicije, analitičkih sposobnosti i nastanku izvrsnog okusa. Ali za Jarce je prikladan kamen plave boje, koji se preporučuje nositi na lijevoj strani. To pojačava magičnu vezu. Ovnu je prikladnije slamnato ili crveno kamenje. Nošenje proizvoda pridonosi razvoju čarobnih sposobnosti, pažnje, opreza.