Qu'est-ce que le zirconium et où est-il utilisé ?

Le métal le plus ancien possède des propriétés uniques qui sont recherchées dans diverses sphères de la vie. Avec le développement de nouvelles technologies de production, la popularité du zirconium ne fait qu'augmenter. Les données historiques, ainsi que les propriétés et la composition d'un élément chimique, aideront à résoudre cette énigme.

Dans le célèbre tableau de D.I. Mendeleev, le numéro atomique du zirconium correspond à 40, sa désignation est Zr. Le zirconium appartient au 4ème groupe, se trouve dans la 5ème période. La masse de l'atome est de 91,22 g/mol. Le rayon de l'atome correspond à 160 picomètres. Au centre se trouve le noyau, ainsi que les neutrons et les protons. Il y a 5 orbites autour de l'atome, qui contiennent 40 électrons. La matière naturelle est présente sous forme d'oxydes, de sels ou de silicates. Extérieurement, le métal ressemble à de l'acier. La composition de l'élément métallique peut inclure des impuretés supplémentaires, grâce auxquelles différentes couleurs et nuances sont obtenues.

Le zirconium doit être distingué du zircon et du zirconium cubique. Le fait est que le zirconium est un métal qui ressemble à l'acier. Le zircon est une pierre naturelle qui ressemble à l'or. Il contient des atomes de zirconium.

Selon les scientifiques, le zirconium est le composant chimique le plus ancien, formé il y a 3,5 milliards d'années. Ses traces ont été retrouvées dans les couches les plus profondes de la croûte terrestre. Au cours de l'étude du minerai de zircon, un scientifique allemand Klaproth a pu isoler un concentré insoluble, le dioxyde de zirconium. Cet événement a eu lieu en 1789.

Le scientifique suédois Berzelius a réussi à isoler le zirconium en tant qu'élément libre en 1824. Un élément chimique pur n'a été obtenu qu'en 1925. Le chimiste néerlandais Anton Edurard van Arkel a réussi à le faire. L'origine du nom de l'élément chimique lui-même est encore inconnue. Il existe une opinion selon laquelle les racines devraient être trouvées dans la langue arabe. Il y a un point de vue que le nom vient de la langue persane.

Le métal de couleur argentée a une bonne ductilité. Le zirconium résiste à la corrosion, aux solutions alcalines, ne se dégrade pas en milieu acide. Il peut être facilement traité par laminage, forgeage ou laminage. À l'extérieur, le matériau a un revêtement invisible qui protège de manière fiable contre les effets des gaz, de la vapeur et de l'eau. L'élément résiste à l'influence des indicateurs de température élevée, de l'ammoniac, des acides, des alcalis.

A l'état pulvérulent, même à température ambiante normale, un élément chimique est explosif, il est hautement inflammable. Il convient de noter que l'élément est utile en tant qu'impureté. Il entre dans la composition de divers alliages. Cela augmente les caractéristiques de résistance, la résistance à l'usure du matériau résultant. Cependant, l'ajout d'impuretés à un élément chimique est inacceptable, car il altère considérablement ses propriétés.

• A une température de 20 C, la densité du zirconium est de 6,5 g/cm3.
• La force est de 175 MPa.
• L'indice d'élasticité est de 96 MPa.
• Le point de fusion est de 1855 C.
• Le point d'ébullition est d'environ 4350 C.
• La conductivité thermique est de 300 K.
• Le zirconium magnétise lorsqu'il est chauffé.
• Dans sa forme pure, l'élément est en plastique. Cependant, l'ajout d'impuretés sous forme d'azote, d'oxygène, d'hydrogène, de carbone rend le matériau fragile.
• La dureté Brinell est de 640-670 MN / m2. Cet indicateur est fortement influencé par la présence d'oxygène. Plus c'est, plus c'est dur. Avec une dureté élevée, le zirconium ne peut pas être traité par pression. L'interaction avec l'oxygène est provoquée par une augmentation des indicateurs de température.
• Le zirconium est stable dans l'eau à des températures allant jusqu'à 300 C.
• La dureté Vickers varie de 600 à 1700 MPa.

• Le zirconium a l'état d'oxydation le plus élevé, qui est de +4. Un taux d'oxydation plus faible peut être trouvé dans le métal en présence d'impuretés sous forme de chlore et de brome. L'oxydation se produit à des températures de 200-400 C.
• Lorsque l'élément est chauffé à 250 ° C et plus, l'hydrogène est absorbé, ce qui entraîne la formation d'hybrides aux propriétés métalliques.
• L'interaction avec les halogènes favorise la formation d'halogénures de zirconium.
• Des oxydes se forment à des températures de 500 °C et plus.
• L'électronégativité est nulle.
• Le rayon covalent est de 145 pm.

Le zirconium est extrait des concentrés de minerai. On le trouve souvent sous forme d'oxydes, de silicates. Dans un élément chimique pur, il ne se produit pas dans la croûte terrestre. Dans la nature, vous pouvez trouver du zircon, de la baddeleyite. Les dépôts d'un élément chimique sont dispersés dans le monde entier. Les gros gisements sont rares. Un grand nombre de gisements de minerai se trouvent en Australie, au Brésil, en Inde, en Afrique du Sud. V La Russie est considérée comme riche en réserves de minerai dans les régions de Mourmansk, Tomsk, Tambov et Nijni Novgorod. La première place en termes de disponibilité des réserves de zirconium est occupée par la péninsule de Kola.

Souvent, dans le minerai, avec le zirconium, du hafnium est présent, qui a des propriétés similaires. Chaque élément a individuellement des caractéristiques précieuses, mais leur combinaison est inacceptable, car elle rend le matériau naturel impropre à l'utilisation. Afin de séparer un élément chimique d'un autre, un système de purification à plusieurs étages est utilisé. Cela augmente considérablement le coût de production du zirconium. Dans l'industrie, on utilise des concentrés de dioxyde de zirconium, qui sont obtenus par enrichissement du minerai.

Il existe différentes méthodes de récupération des métaux.

• Chlorure. La méthode de Krol est basée sur la chloration du dioxyde de zirconium. De plus, il est purifié et restauré avec du magnésium. L'utilisation fréquente de la méthode est due à son coût relativement peu coûteux. Il existe 2 méthodes de chloration. Le procédé direct est réalisé à des températures de 900 C à 1000 C. La seconde méthode consiste en une chloration du mélange initial à des températures de 400 C à 900 C.
• Fluorure. Le procédé consiste à fritter un mélange concentré de zirconium et de potassium à une température de 600 à 700 C. Le concentré résultant est alcalinisé et purifié. Ensuite, l'électrolyse de la masse fondue est effectuée et le composant métallique est isolé.
• Alcalin. La méthode est conçue pour isoler le dioxyde de zirconium. Pour obtenir un élément métallique, une méthode au fluorure ou au chlorure est réalisée. Grâce au processus d'alcalinisation, le zirconium est converti en un composant soluble. Ceci se fait par frittage, par exemple, avec un mélange de carbonate de calcium et de chlorure de calcium à des températures de 1000 à 1300 C. On procède ensuite à l'alcalinisation, la purification, l'hydrolyse et la calcination. Ainsi, le zirconium est obtenu dans des conditions de laboratoire. À partir du produit final, des tiges sont formées, qui sont envoyées à la production.

Selon le domaine d'application, l'élément chimique peut se présenter sous la forme d'un alliage dur avec une teinte argentée ou sous la forme d'une poudre bleue. Les gemmes synthétisées à partir d'un élément chimique peuvent être de différentes nuances. La description de la couleur, son intensité dépend de la quantité et du type d'impuretés, par exemple, cérium, titane, erbium, chrome. De plus, le silicate de zirconium, qui fait partie du zircon, est représenté par les variétés suivantes.

• Jacinthe. A une teinte brune, rouge ou rose.
• Diamant Matarskiy. La pierre transparente n'a pas de couleur, elle est extraite sur l'île de Matara.
• Jargon. Diffère en présence d'une teinte paille, dorée.
• Étoilé. Une pierre transparente avec une teinte bleue.
• Malacon. A une couleur marron foncé.

Selon le type, l'état d'un élément chimique, son utilisation est répandue dans diverses sphères de la vie.

• Le métal est utilisé à des fins industrielles, en bijouterie, dans la vie de tous les jours.
• Dans l'industrie, le zircon, le silicate de zirconium, le dioxyde de zirconium, la baddeleyite sont souvent utilisés.
• Dans l'industrie métallurgique, l'élément chimique est utilisé pour les aciers d'alliage. Il est ajouté aux alliages pour améliorer la qualité. Grâce au zirconium, la résistance augmente et le processus de coupe est facilité.
• Dans la fabrication de la pyrotechnie, le zirconium est utilisé sous forme de poudre. Lorsque le mélange brûle, il n'y a pas de fumée, il est donc utilisé pour créer des feux d'artifice, des saluts.
• Dans l'industrie chimique, le zirconium est utilisé dans la fabrication de céramiques résistantes à l'usure.
• Le métal est largement utilisé dans la production d'équipements militaires, par exemple pour la fabrication de bombes à distance, de balles, de roquettes avec éclairage. Les alliages métalliques font partie intégrante de la conception des réacteurs nucléaires.
• La production d'émail, de céramique, de glaçure n'est pas non plus complète sans la participation du zirconium. Dans ce cas, l'oxyde de zirconium est utilisé. Il ne fonce pas, a un aspect présentable et améliore la qualité du produit.
• Le métal est utilisé dans le tannage du cuir. Dans ce cas, des composés avec du sulfate sont utilisés.
• Dans l'industrie mécanique, le métal est utilisé dans la fabrication de pompes, de vannes d'arrêt.
• Contrairement aux tabliers en plomb, même une fine feuille de métal est beaucoup plus efficace pour se protéger contre la pénétration des rayons X.
• En raison des propriétés curatives du métal, il est utilisé dans divers domaines de la médecine.
• Les composants en zirconium ne provoquent pas de réaction allergique, de rejet, de résistance à l'usure, de résistance, de plasticité. Ils sont utilisés en traumatologie pour traiter diverses fractures.
• L'utilisation généralisée du dioxyde de zirconium en dentisterie est due à l'absence de facteur irritant lorsqu'il est exposé aux tissus mous ou à la structure osseuse. Les outils, implants dentaires, couronnes, agrafes, plaques, pinces, sutures sont en métal.
• Les bijoux en dioxyde de zirconium et zirconium cubique sont réputés non seulement pour leur aspect exquis, mais aussi pour leur effet bénéfique sur tout le corps.
• Le port constant de bracelets ou de ceintures a un effet cicatrisant pour les maladies de la peau telles que l'eczéma, la dermatite, le psoriasis. Le métal normalise la tension artérielle, dynamise, soulage l'insomnie. Le zirconium aide à améliorer l'état des maladies du système musculo-squelettique.
• De plus, le métal a un effet bactéricide. Il est connu pour sa capacité à cicatriser rapidement les plaies. Si vous mettez des boucles d'oreilles en zirconium juste après avoir percé vos lobes d'oreilles, la guérison sera plus rapide.
• Il existe une opinion selon laquelle l'élément chimique soulage la douleur, a un effet bénéfique sur le système cardiovasculaire, améliore la respiration, combat les infections intestinales, les virus et a un effet anticancéreux.
• L'élément chimique est activement utilisé en lithothérapie dans le traitement des maladies du système endocrinien.

Il existe une opinion selon laquelle, selon l'échelle de couleurs, il y a un effet différent sur le corps.

• Pour les rhumes, il est recommandé d'utiliser du métal noir.
• Si vous avez peu d'appétit, un élément avec une teinte rouge vous aidera.
• Le marron est utilisé pour nettoyer le corps.
• Les minéraux transparents ou pierres bleues aident à restaurer le métabolisme.

La vaisselle est faite de zirconium, par exemple des tasses, des cuillères, des verres et d'autres ustensiles. En outre, le métal est utilisé dans l'optique, qui est conçue pour fonctionner dans des conditions extrêmes, par exemple à des températures élevées ou à des changements brusques. La zircone cubique a un grand angle de réfraction, elle est utilisée dans la fabrication de lentilles. Par ailleurs, il convient de mentionner l'utilisation du métal dans les bijoux. Dans les temps anciens, le zircon était appelé "diamant imparfait" car après avoir été taillé, son éclat était plus terni que les pierres naturelles.

Il faut noter que les petites pierres sont utilisées pour les bijoux, car elles sont plus sûres en termes de rayonnement. Ils sont faiblement colorés et ont peu de transparence. Les grosses pierres sont caractérisées par une radioactivité excessive. Ils sont opaques et de couleur vive. De telles pierres ne peuvent pas être stockées à la maison, coupées ou transportées. Le zirconium est utilisé dans la fabrication de bagues, boucles d'oreilles, diadèmes, pendentifs, pampilles. Fabriquez souvent des inserts métalliques dans des produits, par pulvérisation.

Des soins et un stockage appropriés garderont les bijoux intacts. Le nettoyage est recommandé avec un chiffon imbibé d'eau savonneuse. Ensuite, le produit est lavé à l'eau, essuyé à sec, poli avec de la flanelle. Il est préférable de séparer les pierres des autres bijoux. Cela évitera les dommages mécaniques.

Afin de ne pas vous tromper sur l'authenticité du produit, vous devez faire attention aux points suivants.

• Structure de réfraction des rayons lumineux. Il doit être multiforme.
• La présence d'un éclat métallique. Il se caractérise par son uniformité.
• La présence de taches jaunâtres.

À l'époque médiévale, les bijoutiers espagnols fabriquaient des bijoux uniques à partir de zircon, qui était hautement radioactif. En apparence, ils ressemblaient beaucoup à des pierres précieuses. Porter de tels bijoux était extrêmement dangereux. Même dans les temps anciens, il a été noté que le port prolongé de grosses pierres de couleur sombre entraînait la mort imminente de leur propriétaire. La jacinthe a été nommée d'après la fleur. Selon la mythologie, Apollon a fait pousser une fleur à partir du sang d'un jeune homme nommé Hyacinthe, qu'Apollon aimait beaucoup.

En raison de l'éclat, de la présence de différentes couleurs, la pierre pourrait être facilement confondue avec le diamant, le saphir, la tourmaline ou la topaze. Cela était souvent utilisé par les fraudeurs, faisant passer des bijoux pour des bijoux. Les habitants de l'Asie idolâtraient la pierre et la dotaient de propriétés magiques. Pour eux, il était un talisman. Des amulettes et des pendentifs en ont été fabriqués.

En Inde, la pierre était dotée de la capacité de contrôler le soleil, la lune. On croyait que le talisman aidait les scientifiques, les hommes d'affaires, les vagabonds et aussi les amoureux des affaires. Les astrologues ont également prêté attention aux propriétés uniques de la pierre. A leur avis, le zirconium convient au Bélier, aux Capricornes, au Verseau. Son port devrait être limité, voire totalement évité par le Taureau, la Balance, le Sagittaire, le Cancer.

Donc, les minéraux jaunes ou bleus avec une lueur métallique sont idéaux pour le Verseau. Le port du produit contribue au développement de l'intuition, des compétences analytiques et à l'émergence d'un goût exquis. Mais pour les Capricornes, une pierre de couleur bleue convient, qu'il est recommandé de porter sur le côté gauche. Cela améliore la connexion magique. La paille ou les pierres rouges conviennent mieux au Bélier. Le port du produit contribue au développement des capacités magiques, de l'attention, de la prudence.