Ce este zirconiul și unde se utilizează?

Cel mai vechi metal are proprietăți unice care sunt solicitate în diferite sfere ale vieții. Odată cu dezvoltarea noilor tehnologii de producție, popularitatea zirconiului este în creștere. Datele istorice, precum și proprietățile și compoziția unui element chimic, vor ajuta la dezlegarea acestei ghicitori.

În celebrul tabel al lui D.I. Mendeleev, numărul atomic al zirconiului corespunde cu 40, denumirea sa este Zr. Zirconiul aparține grupei a 4-a, se află în perioada a 5-a. Masa atomului este de 91,22 g/mol. Raza atomului corespunde la 160 picometri. În centru se află nucleul, precum și neutronii și protonii. În jurul atomului există 5 orbite, care conțin 40 de electroni. Materialul natural este prezent sub formă de oxizi, săruri sau silicați. În exterior, metalul arată ca oțel. Compoziția elementului metalic poate include impurități suplimentare, datorită cărora se obțin culori și nuanțe diferite.

Zirconiul ar trebui să fie distins de zircon și zirconiu cubic. Cert este că zirconiul este un metal care seamănă cu oțelul. Zirconul este o piatră naturală care seamănă cu aurul. Conține atomi de zirconiu.

Potrivit oamenilor de știință, zirconiul este cea mai veche componentă chimică, formată în urmă cu 3,5 miliarde de ani. Urmele sale au fost găsite în cele mai adânci straturi ale scoarței terestre. În procesul de studiu a mineralului zircon, un om de știință din Germania Klaproth a reușit să izoleze un concentrat insolubil, dioxidul de zirconiu. Acest eveniment a avut loc în 1789.

Omul de știință suedez Berzelius a reușit să izoleze zirconiul ca element liber în 1824. Un element chimic pur a fost obținut abia în 1925. Chimistul olandez Anton Edurard van Arkel a reușit să facă acest lucru. Originea numelui elementului chimic în sine este încă necunoscută. Există o părere că rădăcinile ar trebui să fie găsite în limba arabă. Există un punct de vedere că numele provine din limba persană.

Metalul cu o culoare argintie are o ductilitate bună. Zirconiul este rezistent la coroziune, soluțiile alcaline, nu se degradează într-un mediu acid. Poate fi prelucrat cu ușurință prin laminare, forjare sau laminare. În exterior, materialul are un strat invizibil care protejează în mod fiabil împotriva efectelor gazelor, aburului, apei. Elementul este rezistent la influența indicatorilor de temperatură ridicată, amoniac, acizi, alcalii.

În stare pulverulentă, chiar și la temperatura normală a camerei, un element chimic este exploziv, este foarte inflamabil. Trebuie remarcat faptul că elementul este util ca impuritate. Se adaugă la compoziția diferitelor aliaje. Acest lucru crește caracteristicile de rezistență, rezistența la uzură a materialului rezultat. Cu toate acestea, adăugarea oricăror impurități la un element chimic este inacceptabilă, deoarece îi afectează în mod semnificativ proprietățile.

• La o temperatură de 20 C, densitatea zirconiului este de 6,5 g/cm3.
• Puterea este de 175 MPa.
• Indicele de elasticitate este de 96 MPa.
• Punctul de topire este 1855 C.
• Punctul de fierbere este de aproximativ 4350 C.
• Conductivitatea termică este de 300 K.
• Zirconiul magnetizează când este încălzit.
• În forma sa pură, elementul este din plastic. Cu toate acestea, adăugarea de impurități sub formă de azot, oxigen, hidrogen, carbon face materialul fragil.
• Duritatea Brinell este de 640-670 MN/m2. Acest indicator este foarte influențat de prezența oxigenului. Cu cât este mai mult, cu atât mai multă duritate. Cu o duritate mare, zirconiul nu poate fi prelucrat prin presiune. Interacțiunea cu oxigenul este provocată de o creștere a indicatorilor de temperatură.
• Zirconiul este stabil în apă la temperaturi de până la 300 C.
• Duritatea Vickers variază de la 600 la 1700 MPa.

• Zirconiul are cea mai mare stare de oxidare, care este +4. O rată de oxidare mai mică poate fi găsită în metal în prezența impurităților sub formă de clor și brom. Oxidarea are loc la temperaturi de 200-400 C.
• Când elementul este încălzit la 250 C și peste, hidrogenul este absorbit, în urma căruia se formează hibrizi cu proprietăți metalice.
• Interacțiunea cu halogenii favorizează formarea de halogenuri de zirconiu.
• Oxizii se formează la temperaturi de 500 C și peste.
• Electronegativitatea este zero.
• Raza covalentă este de 145 pm.

Zirconiul este extras din concentrate de minereu. Acesta poate fi adesea găsit sub formă de oxizi, silicați. Într-un element chimic pur, nu apare în scoarța terestră. În natură, puteți găsi zircon, baddeleyit. Depozitele unui element chimic sunt împrăștiate în întreaga lume. Depozitele mari sunt rare. Un număr mare de zăcăminte de minereu se găsesc în Australia, Brazilia, India, Africa de Sud. V Rusia este considerată bogată în rezerve de minereu în regiunile Murmansk, Tomsk, Tambov, Nijni Novgorod. Primul loc în ceea ce privește disponibilitatea rezervelor de zirconiu este ocupat de Peninsula Kola.

Adesea, în minereu, alături de zirconiu, este prezent hafniul, care are proprietăți similare. Fiecare element individual are caracteristici valoroase, dar combinația lor este inacceptabilă, deoarece face ca materialul natural să nu fie adecvat pentru utilizare. Pentru a separa un element chimic de altul, se folosește un sistem de purificare în mai multe etape. Acest lucru crește semnificativ costul producției de zirconiu. În industrie se folosesc concentrate de dioxid de zirconiu, care se obțin prin îmbogățirea minereului.

Există diferite metode de recuperare a metalelor.

• Clorură. Metoda lui Krol se bazează pe clorurarea dioxidului de zirconiu. În plus, se efectuează curățarea, restaurarea cu ajutorul magneziului. Utilizarea frecventă a metodei se datorează costului său relativ ieftin. Există 2 moduri de clorinare. Procesul direct se realizează la temperaturi de la 900 C la 1000 C. A doua metodă constă în clorurarea amestecului inițial la temperaturi de la 400 C la 900 C.
• fluor. Metoda presupune sinterizarea unui amestec concentrat de zirconiu cu potasiu la o temperatură de 600 până la 700 C. Concentratul rezultat este alcalinizat și purificat. Apoi se efectuează electroliza topiturii și se izolează componenta metalică.
• Alcalin. Metoda este concepută pentru a izola dioxidul de zirconiu. Pentru a obține un element metalic, se efectuează o metodă cu fluor sau clorură. Prin procesul de alcalinizare, zirconiul este transformat într-o componentă solubilă. Acest lucru se face prin sinterizare, de exemplu, cu un amestec de carbonat de calciu și clorură de calciu la temperaturi de la 1000 la 1300 C. Apoi se efectuează alcalinizarea, purificarea, hidroliza și calcinarea. Astfel, zirconiul se obține în condiții de laborator. Din produsul final se formează tije, care sunt trimise în producție.

In functie de domeniul de aplicare, elementul chimic poate fi prezentat sub forma unui aliaj dur cu nuanta argintie sau sub forma unei pulberi albastre. Pietrele prețioase sintetizate dintr-un element chimic pot fi de diferite nuanțe. Descrierea culorii, intensitatea acesteia depinde de cantitatea și tipul de impurități, de exemplu, ceriu, titan, erbiu, crom. De asemenea, silicatul de zirconiu, care face parte din zircon, este reprezentat de următoarele soiuri.

• Zambilă. Are o nuanță maro, roșu sau roz.
• diamant Matarskiy. Piatra transparentă nu are culoare, este extrasă pe insula Matara.
• Jargon. Diferă în prezența unei nuanțe de pai, auriu.
• Înstelat. O piatră transparentă cu o tentă albastră.
• Malacon. Are o culoare maro închis.

În funcție de tipul, starea unui element chimic, utilizarea sa este răspândită în diverse sfere ale vieții.

• Metalul este folosit în scopuri industriale, în bijuterii, în viața de zi cu zi.
• În industrie, se folosesc adesea zircon, silicat de zirconiu, dioxid de zirconiu, baddeleyit.
• În industria metalurgică, elementul chimic este utilizat pentru alierea oțelurilor. Se adaugă aliajelor pentru a îmbunătăți calitatea. Datorită zirconiului, rezistența crește, iar procesul de tăiere este facilitat.
• La fabricarea pirotehnicii, zirconiul este folosit sub formă de pulbere. Când amestecul arde, nu există fum, prin urmare este folosit pentru a crea artificii, saluturi.
• În industria chimică, zirconiul este utilizat la fabricarea ceramicii rezistente la uzură.
• Metalul este utilizat pe scară largă în producția de echipamente militare, de exemplu, pentru fabricarea de bombe la distanță, gloanțe, rachete cu iluminare. Aliajele metalice fac parte integrantă din proiectarea reactorului nuclear.
• De asemenea, producția de email, ceramică, glazură nu este completă fără participarea zirconiului. În acest caz, se utilizează oxid de zirconiu. Nu se întunecă, are un aspect prezentabil și îmbunătățește calitatea produsului.
• Metalul este folosit la tăbăcirea pielii. În acest caz, se folosesc compuși cu sulfat.
• În industria ingineriei, metalul este folosit la fabricarea pompelor, supapelor de închidere.
• Spre deosebire de șorțurile din plumb, chiar și o foaie de metal subțire este mult mai eficientă în protejarea împotriva pătrunderii razelor X.
• Datorită proprietăților vindecătoare ale metalului, acesta este utilizat în diverse domenii ale medicinei.
• Componentele de zirconiu nu provoacă o reacție alergică, respingere, rezistență la uzură, rezistență, plasticitate. Sunt utilizate în traumatologie în tratamentul diferitelor fracturi.
• Utilizarea pe scară largă a dioxidului de zirconiu în stomatologie se datorează absenței unui factor iritant atunci când este expus țesuturilor moi sau structurii osoase. Instrumentele, implanturile dentare, coroanele, capsele, plăcile, clemele, suturile sunt realizate din metal.
• Bijuteriile din dioxid de zirconiu și zirconiu cubic sunt renumite nu numai pentru aspectul său rafinat, ci și pentru efectul său benefic asupra întregului organism.
• Purtarea constantă a brățărilor sau curelelor are un efect de vindecare pentru bolile de piele precum eczeme, dermatite, psoriazis. Metalul normalizează tensiunea arterială, energizează, ameliorează insomnia. Zirconiul ajută la îmbunătățirea stării în bolile sistemului musculo-scheletic.
• De asemenea, metalul are un efect bactericid. Este cunoscut pentru capacitatea sa de a vindeca rapid rănile. Dacă îți pui cercei cu zirconiu imediat după ce ți-ai străpuns lobul urechii, vindecarea va fi mai rapidă.
• Există o părere că elementul chimic ameliorează durerea, are un efect benefic asupra sistemului cardiovascular, îmbunătățește respirația, combate infecțiile intestinale, virusurile și are efect anticancerigen.
• Elementul chimic este utilizat în mod activ în litoterapie în tratamentul bolilor sistemului endocrin.

Există o părere că, în funcție de scara de culori, există un efect diferit asupra corpului.

• Pentru raceli se recomanda folosirea metalului negru.
• Dacă ai poftă slabă, un element cu o tentă roșie te va ajuta.
• Maro este folosit pentru a curăța corpul.
• Mineralele transparente sau pietrele albastre ajută la restabilirea metabolismului.

Vesela este făcută din zirconiu, de exemplu, căni, linguri, pahare și alte ustensile. De asemenea, metalul este folosit în optică, care este proiectat să funcționeze în condiții extreme, de exemplu, la temperaturi ridicate sau schimbări bruște ale acestuia. Zirconia cubică are un unghi mare de refracție, acesta fiind utilizat la fabricarea lentilelor. Separat, trebuie menționată utilizarea metalului în bijuterii. În antichitate, zirconul era numit „diamant imperfect” deoarece după tăiere, strălucirea lor era mai estompată decât pietrele naturale.

Trebuie remarcat faptul că pietrele mici sunt folosite pentru bijuterii, deoarece sunt mai sigure în ceea ce privește radiația. Sunt slab colorate și au puțină transparență. Pietrele mari se caracterizează prin radioactivitate excesivă. Sunt opace și viu colorate. Astfel de pietre nu pot fi depozitate acasă, tăiate sau transportate. Zirconiul este folosit la fabricarea de inele, cercei, diademe, pandantive, pandantive. Adesea, faceți inserții metalice în produse, pulverizare.

Îngrijirea și depozitarea corespunzătoare vor păstra bijuteriile intacte. Se recomandă curățarea cu o cârpă înmuiată în apă cu săpun. Apoi produsul este spălat sub apă, șters uscat, lustruit cu flanel. Pietrele sunt cel mai bine păstrate separat de alte bijuterii. Acest lucru va evita deteriorarea mecanică.

Pentru a nu fi greșit în ceea ce privește autenticitatea produsului, ar trebui să acordați atenție următoarelor puncte.

• Structura de refracție a razelor de lumină. Ar trebui să aibă mai multe fațete.
• Prezența unui luciu metalic. Se caracterizează prin uniformitatea sa.
• Prezența petelor gălbui.

În epoca medievală, bijutierii spanioli făceau bijuterii unice din zircon, care era foarte radioactiv. În aparență, semănau foarte mult cu pietre prețioase. Purtarea unor astfel de bijuterii era extrem de periculoasă. Chiar și în cele mai vechi timpuri, sa observat că purtarea pe termen lung a pietrelor mari de culoare închisă a dus la moartea iminentă a proprietarului lor. Zambila a fost numita dupa floare. Potrivit mitologiei, Apollo a crescut o floare din sângele unui tânăr pe nume Hyacinth, pe care Apollo îl iubea foarte mult.

Datorită strălucirii, prezenței diferitelor culori, piatra poate fi ușor confundată cu diamantul, safirul, turmalina sau topazul. Acesta a fost adesea folosit de fraudatori, trecând bijuteriile drept bijuterii. Locuitorii Asiei au idolatrizat piatra și au înzestrat-o cu proprietăți magice. Pentru ei, el era un talisman. Din el s-au făcut amulete și pandantive.

În India, piatra a fost înzestrată cu capacitatea de a controla soarele, luna. Se credea că talismanul ajută oamenii de știință, oamenii de afaceri, rătăcitorii și, de asemenea, iubitorii de afaceri. De asemenea, astrologii au acordat atenție proprietăților unice ale pietrei. În opinia lor, zirconiul este potrivit pentru Berbec, Capricorn, Vărsător. Purtarea lui ar trebui să fie limitată, sau chiar evitată cu totul de Taur, Balanță, Săgetător, Rac.

Asa de, mineralele galbene sau albastre cu o strălucire metalică sunt ideale pentru Vărsător. Purtarea produsului contribuie la dezvoltarea intuiției, a abilităților analitice și la apariția unui gust rafinat. Dar pentru Capricorn este potrivită o piatră de culoare albastră, care se recomandă să fie purtată pe partea stângă. Acest lucru sporește conexiunea magică. Paiele sau pietrele roșii sunt mai potrivite pentru Berbec. Purtarea produsului contribuie la dezvoltarea abilităților magice, atenție, prudență.