菜谱网 锆石 介绍

简介

锆石又称锆英石,日本称之为“风信子石”,它是十二月生辰石,象征成功。(十二月生辰石还有绿松石、青金石)它的英文名字是Zircon ,是地球上形成最古老的矿物之一。锆石为矿物名称,旧称锆英石,风信子石,透明者作为宝石,称锆石宝石。其来源一说可能是在阿拉伯文“Zarkun”的基础上演变而来的,原意是“辰砂及银朱”;另 一说认为是来源于古波斯语“Zargun”,意即“金黄色”。第一次正式使用“Zircon”是在1783年,用来形容来自斯里兰卡的绿色锆石晶体。
大家知道,许多东西经过热处理就可以变性,锆石也是如此。如果对低型的锆石加热到一定程度时,其就会变成无色透明晶体。比如:斯里兰卡的锆石多为绿色低型的,经过热处理后,颜色明显变淡,成为高型的锆石宝石。我国海南省产的红色、棕色锆石,经过热处理,可以变成无色的。

化学成分

锆石理论化学组成

理论化学组成(%):ZrO267.22%,SiO2 32.78%。有时含有MnO、CaO、MgO、Fe2O3、Al2O3、TR2O3、ThO2、U3O8、TiO2、P2O5、Nb2O5、Ta2O5、H2O等混入物。H2O、TR2O3、U3O8、(Nb,Ta)2O5、P2O5、HfO2等杂质含量较高,而ZrO、SiO2含量相应较低时,其物理性质也发生变化,硬度和比重降低。锆石一般具弱放射性,有些锆石英因含U、Th等,因放射性较强而产生非晶质化现象,这种锆石硬度可降至6,比重可降至3.8。因而形成多种变种:山口石,TR2O3 10.93%,P2O5 17.7%;大山石,TR2O3 5.3%,P2O5 7.6%;苗木石,TR2O3 9.12%,(Nb,Ta)2O5 7.69%,含U、Th较高;曲晶石,含较高TR2O3、U3O8,因晶面弯曲而故名;水锆石,含H2O 3~10%;铍锆石,BeO 14.37%,HfO2 6.0%;富铪锆石,HfO2 可达24.0%。有些锆石因含U、Th等,由于放射性较强而产生非晶质化,变为非晶态。

锆石主要化学成分

主要化学成分为硅酸锆;化学组成为Zr[SiO₄],晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体呈短柱状,通常为四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形。锆石颜色多样,有无色、紫红、金黄色、淡黄色、石榴红、橄榄绿,香槟,粉红,紫蓝,苹果绿等,一般有无色、蓝色和红色品种。色散为0.039(高)。光泽为强玻璃光泽至金刚光泽。无解理。摩氏硬度6~7.5,比重大,密度:多数在3.90~4.73 g/cm³。高型:4.60~4.80 g/cm³。中型:4.10~4.60 g/cm³。低型:3.90~4.10 g/cm³。

工业用途

提取Zr、Hf的主要矿物原料。锆石的主要工业用途如下:耐火材料;型砂材料;陶瓷原料;宝石原料。
锆石极耐高温,其熔点达2750。并耐酸腐蚀。世界上有80%的锆石直接用于铸造工业、陶瓷、玻璃工业以及制造耐火材料。少量的锆石用于铁合金、医药、油漆、制革、磨料、化工及核工业。极少量的锆石用于冶炼金属锆。
含ZrO265~66%的锆英石砂因其耐熔性(熔点2500℃以上)而直接用作铸造厂铁金属的铸型材料。锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性,而且较其他普通耐熔材料有较强的化学稳定性,因此优质锆英石和其他各种粘合剂一起有良好的粘结性而用于铸造业。锆英石砂也用作玻璃窑的砖块。而锆英石砂和锆英石粉与其他耐熔材料混合还有其他用途。
锆英石和白云石一起在高温下反应生成二氧化锆或锆氧(ZrO2)。锆氧也是一种优质耐熔材料,虽然其晶形随温度而变。稳定的锆氧还含有少量的镁、钙、钪或钇的氧化物,稳定的锆氧熔点接近2700,它抗热震,在一些冶金应用中比锆英石反应差。稳定的锆氧导热性低,在工业锆氧中,二氧化铪作耐熔物使用是无害的。
金属形式存在的锆,主要用于化学工业和核反应堆工业,以及用于要求耐蚀、耐高温、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工业,在美国,锆总消耗量中约有8%用于这些工业,而铪金属的唯一有意义的应用是用在军舰的核反应堆。
锆金属用多段提炼法获得。最初锆英石在电炉中和焦炭反应产生碳氢化锆,然后氯化生成四氯化锆。镁还原四氯化锆法(Thekrollprocess)包括四氯化物的还原,它把镁金属放在一种惰性的气体中,用来获得海绵状锆金属。可以用碘化物热离解法精炼高纯度锆金属,在这一过程中,依靠金属和碘蒸气在200℃的温度下发生反应,并将易挥发的碘送往连接器中,使锆成为易挥发碘的形态,从而与大多数杂质分离。大约在1300℃的温度下,碘化物在加热的灯丝上被分离。灯丝上附着高纯度的锆。释放出来的碘从灯丝中转移,这种产物称为锆晶棒。
用途 :海绵锆的90%以上是作为核反应堆中结构和包壳材料的锆基合金的原料。金属锆在化工、农药、印染等行业中可用来制造耐腐蚀的反应塔、泵、热交换器、阀门、搅拌器、喷嘴、导管和容器衬里等,它还可作为炼钢过程中的脱氧、脱氮剂,铝合金的晶粒细化剂。锆丝可作为栅板支架、阴极支架和栅板材料,以及作为空气等离子切割机的电极头。锆粉主要在军火工业上用作爆燃剂,在电子器件内可作为消气剂,它也可制作引火物、烟花和闪光粉