鋯.鉿手冊

前言

鋯和鉿同是元素周期表中第四副族元素，它們具有很多相同的性能。它們首先是稀有高熔點金屬，鋯的熔點為1852℃，而鉿則高達2222℃。鋯和鉿的氧化物極為穩(wěn)定，不易與酸、堿反應，而且熔點高，揮發(fā)性低，白度好，在一定條件下，氧化鋯還具有導電的功能。由于鋯和鉿金屬表面易形成致密的連續(xù)氧化膜，因此，金屬鋯和鉿還具有很好的耐腐蝕性能，在大部分酸、堿、鹽浴中，可長期穩(wěn)定使用。金屬鋯的熱中子吸收截面很小，僅為0 18b，而鉿的熱中子截面很大，達105b。兩者之間相差500多倍。再考慮到鋯和鉿均具有很高的熔點和耐腐蝕性能，因此，鋯和鉿是很好的核材料。經過鋯鉿分離的核級金屬鋯大量用作核反應堆中的核燃料包殼，核級金屬鉿則用作核反應堆的控制組件。鋯和鉿的優(yōu)異性能，使鋯鉿具有廣泛的用途。作為氧化物及其衍生的化學鋯產品，被大量地用于陶瓷行業(yè)、耐火材料行業(yè)，化學行業(yè)、冶金行業(yè)、輕紡和化妝品行業(yè)、醫(yī)療行業(yè)、電子行業(yè)、工程陶瓷行業(yè)和人造寶石行業(yè)等。金屬鋯產品則大量地用于各種高溫合金、耐腐蝕設備、軍事工業(yè)等。隨著國民經濟的快速發(fā)展，中國對氧化鋯、化學鋯、金屬鋯和核級鋯、鉿的需求越來越大，中國的鋯、鉿工業(yè)也得到飛速的發(fā)展。2011年，中國對標準鋯英砂的需求約63萬噸，約占世界總需求的50%。生產了硅酸鋯約31 9萬噸，氯氧化鋯約22 3萬噸，電熔氧化鋯約5萬噸，金屬鋯（主要是工業(yè)級）約1160t，并已建成新型的核級金屬鋯、鉿生產線。中國已是鋯、鉿制品的生產大國。隨著中國社會的進步，隨著城市化和工業(yè)化的進一步發(fā)展，特別是隨著核電等高新技術的發(fā)展，我們有理由相信，中國對鋯、鉿制品的需求會進一步增長，中國鋯、鉿工業(yè)還有很大的發(fā)展空間。為了向全社會深入介紹中國的鋯、鉿工業(yè)，為了讓公眾更好地了解鋯和鉿的優(yōu)異性能，進一步推動鋯、鉿的應用，中國有色金屬工業(yè)協(xié)會鈦鋯鉿分會組織行業(yè)內有影響的企業(yè)和專家，共同編寫了本手冊。希望籍此讓鋯、鉿制品更好地貼近公眾，為社會的發(fā)展作出更大的貢獻。本書是中國第一本具有系統(tǒng)性、權威性和科學性的反應中國鋯、鉿工業(yè)全貌的手冊，概括了鋯和鉿應用、資源、鋯英砂的采選、硅酸鋯、電熔脫硅氧化鋯、化學鋯、現(xiàn)代陶瓷用二氧化鋯的制備工藝與裝備，鋯冶煉、鉿冶煉、鋯和鉿加工技術與裝備，產品標準和國內外重要企業(yè)等內容，適合每一位正在從事和將要從事鋯和鉿制品生產、科研、經營工作的人士閱讀，也可作為高等院校的教學參考書。鄒武裝2012年10月

內容概要

　　《鋯·鉿手冊》詳細介紹了鋯和鉿的礦產資源儲備與開采、鋯英砂的分選、氯氧化鋯制備與應用、碳酸鋯和硫酸鋯的制備和應用、海綿鋯和海綿鉿的制備與提純、鋯和鉿合金的金屬性質、鋯和鉿鑄錠和板帶材的生產與加工、鋯制設備的制造。同時，簡單介紹了國內外鋯、鉿生產企業(yè)的情況?！　　朵啞ゃx手冊》適宜從事鋯、鉿生產和應用的技術人員使用。

書籍目錄

第一章概述 第一節(jié)鋯和鉿的發(fā)現(xiàn)歷史1 一、鋯的發(fā)現(xiàn)1 二、鉿的發(fā)現(xiàn)2 第二節(jié)鋯鉿產業(yè)的發(fā)展歷史3 一、鋯產業(yè)的發(fā)展歷史3 二、鉿產業(yè)的發(fā)展歷史6 第三節(jié)鋯鉿產業(yè)現(xiàn)狀6 一、世界鋯鉿產業(yè)現(xiàn)狀6 二、中國鋯鉿產業(yè)現(xiàn)狀9 三、鋯鉿產業(yè)發(fā)展的預期9 第四節(jié)鋯英砂采選和化學鋯產業(yè)發(fā)展概況10 一、鋯英砂采選產業(yè)發(fā)展概況10 二、其他含鋯化學制品的產業(yè)發(fā)展概況11 參考文獻12 第二章金屬鋯鉿的性質和用途 第一節(jié)金屬鋯的性質13 第二節(jié)金屬鉿的性質21 第三節(jié)金屬鋯的應用23 一、核級鋯的應用23 二、工業(yè)級金屬鋯的應用24 第四節(jié)金屬鉿的用途28 第五節(jié)含鋯、鉿化學制品應用概況29 參考文獻31 第三章鋯鉿的礦物和資源 第一節(jié)概述32 一、鋯和鉿的豐度32 二、鋯鉿礦物共生的地質特征32 第二節(jié)鋯、鉿礦物的地球化學和礦物成因33 一、內生作用的鋯、鉿礦物地球化學和礦物成因分類33 二、表生作用的鋯、鉿礦物的地球化學和礦物成因分類33 三、變質作用的鋯、鉿礦物地球化學參數(shù)和礦物成因分類34 四、中國鋯礦床的成因類型34 五、鋯、鉿礦物在巖石中的分布和礦物特性35 第三節(jié)鋯鉿的主要礦物和礦物特征36 一、鋯鉿的主要礦物36 二、主要鋯鉿礦物的特性36 第四節(jié)有工業(yè)開采價值的鋯礦物和性質42 一、鋯英石43 二、斜鋯礦44 三、鉿的礦物44 第五節(jié)世界鋯鉿礦物的儲量和分布45 一、世界鋯礦物的儲量和分布45 二、中國的鋯儲量及分布概況46 第六節(jié)世界和中國的鉿資源48 一、世界鉿資源概況48 二、中國鉿資源概況48 參考文獻49 第四章鋯英砂的采選生產和應用 第一節(jié)鋯英砂的采選和生產50 一、鋯鈦砂礦的特點和采選的基本原理50 二、鋯英砂的采選生產工藝52 三、鈦鋯砂礦采選生產的主要設備68 四、鈦鋯砂礦精選的產品和主要消耗69 五、鋯精礦的質量和標準69 六、全球鋯砂產量71 第二節(jié)鋯英砂的應用72 一、鋯英砂的應用領域72 二、鋯砂的應用領域和結構73 三、中國鋯英砂的來源和需求量73 四、鋯砂用量的預期75 五、鋯砂的主要生產廠商75 參考文獻77 第五章硅酸鋯和鋯英粉生產技術與設備 第一節(jié)硅酸鋯與鋯英粉78 一、硅酸鋯78 二、鋯英粉80 第二節(jié)國內外硅酸鋯與鋯英粉的生產與應用80 一、國內概況80 二、國外概況82 第三節(jié)硅酸鋯與鋯英粉的生產工藝與生產設備82 一、硅酸鋯82 二、鋯英粉90 第四節(jié)硅酸鋯與鋯英粉的清潔生產92 一、硅酸鋯的清潔生產92 二、鋯英粉的清潔生產93 第五節(jié)硅酸鋯和鋯英粉生產的主要技術經濟指標94 一、硅酸鋯生產的成本項目94 二、鋯英粉生產的物料成本組成項目95 參考文獻96 第六章鋯化學制品生產 第一節(jié)概述97 第二節(jié)氫氧化鈉燒結法制取氯氧化鋯99 一、氯氧化鋯制取工藝概述99 二、主要原材料100 三、燒結料的制備101 四、燒結料水洗除硅114 五、水洗料的處理118 六、鹽酸分解和結晶120 七、水溶、濃縮124 八、氯化水解法制備氯氧化鋯126 九、氯氧化鋯產品126 第三節(jié)用氯氧化鋯制取二氧化鋯129 一、基本原理129 二、工藝流程129 三、主要設備129 四、工藝技術條件130 五、近年產量、出口量、產品標準、產品分析實例130 六、用途簡介131 第四節(jié)用氯氧化鋯制備碳酸鋯131 一、基本原理131 二、工藝流程和創(chuàng)新成果131 三、工藝技術條件132 四、產品標準和產品分析實例132 五、碳酸鋯的應用實例133 六、近年產量和市場預期134 第五節(jié)用氯氧化鋯制備硫酸鋯134 一、基本原理134 二、工藝流程和創(chuàng)新成果136 三、工藝技術條件137 四、產品標準和產品分析實例139 五、硫酸鋯的應用139 第六節(jié)用氯氧化鋯制備硝酸鋯139 一、硝酸鋯制備工藝139 二、硝酸鋯的用途140 第七節(jié)物料綜合回收利用和“三廢”處理140 一、概述140 二、用硅渣制白炭黑140 三、含堿廢水制五水偏硅酸鈉143 四、釷、鈾的回收144 五、廢酸、廢水、廢氣的回收和處理145 參考文獻146 第七章二氧化鋯及現(xiàn)代陶瓷生產技術與裝備 第一節(jié)二氧化鋯的基本性質148 一、概述148 二、二氧化鋯的相結構變化和特征149 三、二氧化鋯復合體的固溶性能和穩(wěn)定化作用150 四、立方ZrO2的離子傳導性質151 五、二氧化鋯的分類和應用領域153 第二節(jié)制備二氧化鋯的主要原料和方法153 第三節(jié)納米二氧化鋯的性能、制備和生產工藝154 一、納米二氧化鋯粉體的性能154 二、納米二氧化鋯粉體的制備方法154 三、納米ZrO2粉體的制備方法155 第四節(jié)穩(wěn)定二氧化鋯的制備方法、基本原理和生產工藝162 一、概述162 二、共沉淀法制備穩(wěn)定ZrO2粉末162 三、非等溫合成草酸鹽法制備穩(wěn)定ZrO2（YPSZ）粉末164 四、溶膠凝膠法制備穩(wěn)定ZrO2（YSZ）粉末166 五、添加檸檬酸的溶膠凝膠法工藝制備8YSZ粉末168 六、噴霧熱分解制備穩(wěn)定ZrO2粉末168 七、用噴霧干燥噴霧熱分解制備穩(wěn)定ZrO2粉末170 八、水熱分解法制備穩(wěn)定ZrO2粉末173 九、用不同的方法制備的YSZ粉末的性能174 十、穩(wěn)定ZrO2粉末的制粒174 第五節(jié)穩(wěn)定二氧化鋯的性能和其在陶瓷材料中的應用178 一、二氧化鋯在陶瓷應用中的特性178 二、二氧化鋯陶瓷的力學性能179 三、氧化鋯在陶瓷材料中的應用187 四、氧化鋯基固體電解質材料190 五、氧化鋯陶瓷發(fā)熱體193 六、立方氧化鋯晶體寶石194 第六節(jié)氧化鋯陶瓷的成型技術和設備194 一、氧化鋯陶瓷的成型194 二、干壓成型195 三、等靜壓成型197 四、注漿成型197 五、熱壓鑄成型198 六、擠壓成型199 七、軋膜成型199 八、注射成型200 九、流延成型202 十、凝膠注模成型204 十一、快速無模成型技術205 十二、各種成型方法的比較208 十三、氧化鋯陶瓷的加工209 十四、二氧化鋯及現(xiàn)代陶瓷的發(fā)展趨勢210 參考文獻210 第八章電熔氧化鋯生產技術與裝備 第一節(jié)電熔氧化鋯生產技術發(fā)展概況212 第二節(jié)電熔氧化鋯產品種類、規(guī)格212 第三節(jié)生產工藝原理及條件213 一、電熔脫硅氧化鋯（脫硅鋯）213 二、穩(wěn)定型電熔氧化鋯215 第四節(jié)工藝設備和參數(shù)216 一、熔煉216 二、造粒和粉體加工216 第五節(jié)影響產品質量的主要技術條件220 第六節(jié)主要技術經濟指標221 第七節(jié)電熔鋯的主要應用范圍221 第八節(jié)電熔氧化鋯的市場分析222 第九節(jié)硅微粉（硅灰）的利用224 第十節(jié)電熔氧化鋯行業(yè)技術發(fā)展趨勢226 參考文獻227 第九章鋯冶煉 第一節(jié)概述228 一、鋯冶煉產品的分類與定義228 二、鋯冶煉工藝簡介229 第二節(jié)工業(yè)級海綿鋯的制備232 一、概述232 二、氯化法制取四氯化鋯232 三、二氧化鋯的氯化239 四、粗ZrCl4提純240 五、鎂熱還原法制取工業(yè)級海綿鋯250 六、工業(yè)級海綿鋯的產品質量263 第三節(jié)核級海綿鋯的制備264 一、鋯鉿分離264 二、鋯鉿分離方法比較291 三、核級ZrO2的質量291 四、核級ZrO2制備核級海綿鋯291 第四節(jié)鋯粉的生產工藝293 一、概述293 二、鈣（氫化鈣）還原制取鋯粉293 三、鈉還原鋯氟酸鉀制取鋯粉295 四、鋯氟酸鉀熔鹽體系電解制取鋯粉296 五、氫化法制取鋯粉300 第五節(jié)金屬鋯的提純301 一、電子束熔煉提純301 二、熔鹽電解精煉304 三、碘化提純306 參考文獻316 第十章鉿冶煉 第一節(jié)概述317 第二節(jié)鉿冶煉的工藝流程317 第三節(jié)鎂還原法制取海綿鉿318 第四節(jié)鉿的精制337 第五節(jié)鉿的熔煉343 第六節(jié)鉿的其他冶煉方法346 第七節(jié)鉿冶煉的環(huán)保347 參考文獻347 第十一章鋯及鋯合金與鉿及鉿合金加工技術、裝備與產品 第一節(jié)鋯及鋯合金加工技術概述348 第二節(jié)鋯及鋯合金鑄錠熔煉353 第三節(jié)鋯及鋯合金鑄件360 第四節(jié)鋯及鋯合金鍛造363 第五節(jié)鋯及鋯合金管材367 一、管材擠壓367 二、管材軋制373 三、管材拉伸375 四、鋯及鋯合金管材試驗和檢驗375 第六節(jié)鋯及鋯合金棒材377 第七節(jié)鋯及鋯合金板、帶、箔材381 第八節(jié)鋯復合材料385 第九節(jié)鋯及鋯合金殘料回收388 第十節(jié)鋯及鋯合金生產的輔助工序390 第十一節(jié)鉿及鉿合金加工396 參考文獻400 第十二章鋯質設備制造與應用 第一節(jié)鋯制設備設計401 第二節(jié)強度計算401 第三節(jié)結構設計403 一、鋯容器的設計特點403 二、全厚度鋯容器的設計404 三、鋯襯里容器的設計407 四、鋯復合板容器的設計409 五、鋯換熱器的設計411 第四節(jié)鋯制設備制造的主要工序與方法418 一、備料、劃線、下料418 二、機械加工418 三、變形加工421 四、鋯及鋯合金的焊接426 第五節(jié)鋯制設備的試驗與檢驗437 一、外觀檢驗437 二、表面檢驗437 三、無損檢測437 四、耐壓試驗438 五、鐵污染試驗440 六、熱氣循環(huán)試驗440 第十三章含鋯廢料的綜合回收利用 第一節(jié)含鋯廢料綜合回收利用的目的和意義442 第二節(jié)含鋯廢料的種類、來源和形態(tài)概況442 一、含鋯廢料的種類，來源形態(tài)和存量442 二、含鋯廢料的鋯含量和存量概況442 第三節(jié)用化學法從含鋯廢料回收ZrO2的工藝和設備444 一、從人工合成寶石及復合ZrO2廢料中綜合回收ZrO2和Y2O3的工藝444 二、從人工合成寶石廢料回收ZrO2和Y2O3的主要設備和技術指標446 三、從含鋯耐火物料中回收ZrO2的工藝447 第四節(jié)用電熔法從含鋯廢料回收ZrO2的工藝和設備449 一、人工合成寶石廢料及復合氧化鋯廢料電熔法綜合回收利用的工藝和設備449 二、廢棄含鋯耐火物料電熔法綜合回收利用的工藝和設備450 第五節(jié)回收成本分析452 一、含鋯廢料化學法回收ZrO2的產品成本分析452 二、含鋯廢料電熔法回收利用的成本分析452 參考文獻452 第十四章資本運作 第一節(jié)資本運作概論453 第二節(jié)資本運作案例459 第三節(jié)國內鋯行業(yè)資本運作的啟示464 第十五章鋯鉿行業(yè)標準 第一節(jié)化學鋯鉿標準466 第二節(jié)金屬鋯標準470 第三節(jié)金屬鉿的標準486 第四節(jié)鋯粉的相關標準487 第十六章中國主要生產商 第一節(jié)寶鈦集團有限公司489 第二節(jié)國核寶鈦鋯業(yè)股份公司495 第三節(jié)廣東東方鋯業(yè)科技股份有限公司499 第四節(jié)浙江鋯谷科技有限公司501 第五節(jié)海南文盛新材料科技有限公司506 第六節(jié)江西晶安高科技股份有限公司507 第七節(jié)淄博廣通化工有限責任公司511 第八節(jié)鄭州振中電熔新材料有限公司513 第九節(jié)江蘇脒諾甫納米材料有限公司515 第十節(jié)東營瑞海新材料有限公司516 第十一節(jié)耐弛爾新材料（營口）有限公司517 第十二節(jié)三祥新材股份有限公司519 第十三節(jié)營口阿斯創(chuàng)礦產資源有限公司522 第十四節(jié)河南佰利聯(lián)化學股份有限公司524 第十五節(jié)中國龍新能源控股有限公司528 第十六節(jié)南京寶泰特種材料股份有限公司531 第十七節(jié)福建遠光鋯業(yè)有限公司537 第十八節(jié)山東金太陽鋯業(yè)有限公司537 第十九節(jié)淄博永邦鋯業(yè)有限公司539 第二十節(jié)兆泰集團（福建）有限公司540 第十七章國外主要鋯制品生產商 第一節(jié)澳大利亞艾璐卡資源有限公司543 第二節(jié)美國特諾公司543 第三節(jié)南非理查得灣礦業(yè)有限公司544 第四節(jié)意大利比托西公司544 第五節(jié)安達科陶瓷有限公司545 第六節(jié)圣戈班西普公司545 第七節(jié)旭硝子工業(yè)陶瓷有限公司546 第八節(jié)美國ATI華昌公司547 第九節(jié)法國賽佐司公司547 第十節(jié)西屋電氣公司548 第十一節(jié)日本第一稀有元素化學工業(yè)株式會社549 第十二節(jié)日本京瓷公司549 第十三節(jié)日本東曹株式會社550

章節(jié)摘錄

版權頁：   插圖：   （2）粗選 粗選的目的是將人選礦石利用礦物密度不同進行分離，丟棄低密度脈石和礦物尾礦，獲得重礦物含量達90％左右的粗精礦，作為精選廠原料。粗選廠一般與采礦作業(yè)合為一體，組成采選廠。為適應砂礦床特征，一般粗選廠均為移動式，移動方式有水上浮船及陸地軌道、履帶、托板及定期拆遷等方式。粗選一般選用處理量大，回收率高及便于移動式選廠應用的設備，較普遍的是圓錐選礦機及螺旋選礦機并可采用搖床。上述設備有單一使用的，也有配合使用的，單一圓錐選礦機主要用于規(guī)模大或原礦中重礦物含量高的粗選廠；多數(shù)采用以圓錐選礦機粗選，螺旋選礦機再精選。一些規(guī)模較小的選礦廠，往往采用單一的螺旋選礦機粗選。 （3）精選 精選的目的是將粗精礦中有回收價值的礦物元素進行有效分離回收，達到精礦質量要求，使之成為商品。精選廠建為固定式。精選作業(yè)分為干法作業(yè)及濕法作業(yè)，以干法作業(yè)為主。根據粗精礦的性質，在精選工藝的前段有時采用部分濕法作業(yè)。 精選廠的濕法作業(yè)可采用搖床或螺旋選礦機重選，進一步丟棄殘存在粗精礦中的密度小的脈石礦物，并具有清洗作用。也可采用濕式磁選法預先選出部分易選鈦精礦，減少人選礦量。也可用氫氧化鈉、鹽酸、稀氫氟酸、焦亞硫酸氫鈉等藥劑進行高濃度攪拌，達到清除礦物表面污染，提高精選效果的目的，但采用浮選法進行鋯英石、獨居石產品的精選已很少使用。 干式精選是按產品中各礦物間的磁性、導電性、密度等差異進行分選。依粗精礦組成及性質而異，于選工藝流程的結構變化較大，對于礦物組成比較復雜，綜合回收礦物種類較多的粗精礦的干選，作業(yè)較多，流程結構變化也多，對于礦物組成簡單的粗精礦，干選流程較簡單。 磁選是采用不同類型及場強的磁選機，對比磁化系數(shù)不同的礦物進行分選。常用的磁選設備有盤式（單盤、雙盤、三盤）、交叉帶式、提式、對極式等磁選機，在于選流程中通常是首先采用弱磁選分出強磁性礦物——磁鐵礦，然后采用中磁場選出大部分磁性較強又比較易選的鈦鐵礦產品。強磁選則用于部分磁性較弱的鈦鐵礦及獨居石與非磁性礦物，如鋯英石、金紅石、白鈦石等的分離。

編輯推薦

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