锆

锆（gao），英文名字是Zirconium，是一种化学元素，它的化学符号是Zr，它的原子序数是40，是一种高熔点金属，呈浅灰色。密度6.49克/立方厘米。熔点1852±2.001℃，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，可溶于氢氟酸和王水，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。词条详细介绍了锆的发现历史、发展历史、物理化学性质、制取方法、含量分布、用途、安全措施等等。

锆的发现历史

含锆的天然硅酸盐ZrSiO4称为锆石 [1]  （Zircon）或风信子石（hyacinth）广泛分布于自然界中，具有从橙到红的各种美丽的颜色，自古以来被认为是宝石，据说Zircon一词来自阿拉伯文Zarqūn，是朱砂，又说是来自波斯文Zargun，是金色，hyacinth则来自希腊文的“百合花”一词，印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。包含锆的宝石作为锆石的形式在古代就已知了。

1789年德国人M.H.Klaproth对锆石进行研究时发现，将它与氢氧化钠共熔，用盐酸溶解冷却物，在溶液中添加碳酸钾，沉淀，过滤并清洗沉淀物，再将沉淀物与硫酸共煮，然后滤去硅的氧化物，在滤液中检查钙、镁、铝的氧化物，均未发现，在溶液中添加碳酸钾后出现沉淀，这个沉淀物不像氧化铝那样溶于碱液，也不像镁的氧化物那样和酸作用，Klaproth认为这个沉淀物和以前所知的氧化物都不一样，是由Zirkonerde（锆土，德文）构成的，不久，法国化学家de Morueau和Vauquelin两人都证实M.H.Klaproth的分析是正确的，该元素拉丁名为Zirconium，符号认为Zr，中国译成锆。

1808年，英国的H.Davy利用电流分解锆的化合物，没有成功，1824年瑞典的J.J.Berzelius首先用钾还原K2ZrF6时制得金属锆，但不够纯，反应式为：K2ZrF6+4K=Zr+6KF，该反应也可用Na作还原剂，直到1914年，荷兰一家金属白热电灯制造厂的两位研究人员Lely和Ham bruger用无水四氯化锆和过量金属钠同盛入一空球中，利用电流加热500℃，取得了纯金属锆。

完全纯净的锆在1925年才被荷兰化学家Anton Eduard van Arkel和Jan Hendrik de Boer，由分解四碘化锆（ZrI4）制取。现在这种金属由镁加热四氯化锆来大量生产。

锆的国内发展

中国锆业的发展是艰苦和曲折的，但对世界锆业的发展作出了巨大的贡献。中国锆业的发展历经下列几个阶段  。

20世纪60年代，中国曾经用碳氯化法生产过无铪的核用金属锆，那时有上海红色冶炼厂、901厂、锦州铁合金厂；同时还有上海五一化工厂、北京有色金属熔炼厂、水口山六厂和河南焦作化工总厂，用硫酸法生产氧化锆。由于我国核工业尚未发展，氧化锆未能在工业上取得应用，生产技术、产品质量、环境污染等都存在严重问题，资金也比较困难，因此，这些工厂的规模一直未发展起来，大部分工厂停产、转产、关闭，只有少数工厂保留、待观、试验。

20世纪70年代中期，由于国外氧化锆应用的发展，影响了中国。特别是氧化锆在卫生陶瓷方面的应用，促进了氧化锆的发展。但由于原有的工艺技术落后、工艺流程过长、产品质量差、环境污染严重等，迫使人们进行氧化锆生产工艺的改进研究，以后就确立了现在工业上应用的NaOH烧结和HC1分解工艺生产氧化锆，并于1978年建立第1家按NaOH烧结工艺生产氧化锆的工厂——宜兴化工厂。与此同时，在湖州也建立了一个小型的生产厂。产品质量在当时(在国内)还是比较好的，但规模都比较小。因为当时在国内氧化锆的应用还是很陌生的，所以销量不是很大。

由于氯氧化锆的生产工艺复杂，环境污染严重，为了保护本国的利益，发达国家几乎把这个低利润、高能耗、高污染的前期生产工艺去掉，而保留高效、无污染的深加工工艺。因此发达国家氯氧化锆几乎都停止生产，从国外采购氯氧化锆原料，这样就促进了中国锆工业的发展。随着1980年中国向世界市场开放，氯氧化锆开始出口，宜兴化工厂规模得到迅猛发展。这也许是中国锆工业发展的转折点。随着外贸的扩大，锆化学制品品种增多，产量增大，企业效益良好。由于利益驱动，这时在国内发展了一批新的企业，生产能力有所增长，但生产量跟不上生产能力。

到了20世纪90年代 ，南非、澳大利亚的锆英砂进入中国，锆化学制品的质量、工艺技术水平、回收率均有所提高。同时，根据国外客商的要求，锆化学制品的种类也扩大了。在利益的驱动下，生产厂家进～步增多，锆英砂供应充足，原材料价格下降。氯氧化锆出口量猛增，促进了中国锆化学制品工业的发展。但由于信息交流不畅，企业间缺乏沟通，国内氯氧化锆的生产厂家增加太多，企业相互竞争，相互压价，价格下跌。同时由于产量猛增，技术和检测手段跟不上，产品质量下降，环境污染严重。不利于我国锆化学制品的发展。这时期的产量约为20000t。

1990年以后，世界锆化学制品市场扩大，锆陶瓷颜料、釉料需求量大增。西方国家在中国建立了许多生产陶瓷釉料的合资企业，导致ZrO 的需求量大幅增加。这大大刺激中国锆化学制品的发展，新建工厂蜂拥而上，原有企业生产量连续增产O在中国，第1次出现了锆化学制品供大于求的现象，产量达到40 000-45 000 t。价格下跌，企业效益明显下降。最近几年，中国锆化学制品有了更大的发展，但由于锆英砂短缺。原材料的涨价，企业之间的竞争加剧，锆化学制品的价格偏低，库存增加，致使企业陷入困境，甚至出现严重亏损，小工厂濒临关闭。

目前，中国的锆化学制品的产量大约在70 000-75 000 t，库存量在10 000 15 000 t。资金积压严重，有些工厂停产，而有些工厂在扩产。所以，目前中国的锆业发展不容乐观

锆的含量分布

地壳中锆的含量居第19位，几乎与铬相等。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。世界锆资源主要赋存于海滨砂矿矿床中，只有少部分赋于积矿砂和原生矿中。世界锆英砂储量约4000万吨，其中85%分布在澳大利亚、南非、美国、印度和前苏联。我国锆矿储量居世界第九位，总储量为200 余万吨，主要集中在广东、海南、广西和四川，而云南主要是岩矿，其它如湖南、湖北、安徽、福建、江西、辽宁等，也有一些锆资源。

锆的储存运输

储存时常以不少于25%的水润湿、钝化。储存于阴凉、通风的库房。远离火种、热源。包装密封。应与酸类等分开存放，切忌混储。采用防爆型照明、通风设施。禁止使用易产生火花的机械设备和工具。储区应备有合适的材料收容泄漏物。在运输过程中要防雨淋、防震。装卸时要小心轻放，防止碰撞和滚动，防止机械损伤。