Цирконий

Химический знак : Zr
Атомный номер = 40.
Атомная масса = 90,7.
удельный вес (плотность) = 4,15.

Цирконий (лат. Zirconium) Zr - химический элемент IV группы периодической системы Менделеева; атомный номер 40, атомная масса 91,22; серебристо-белый металл с характерным блеском. Известно пять природных изотопов Циркония: ⁹⁰Zr (51,46%), ⁹¹Zr (11,23%), ⁹²Zr (17,11%) ⁹⁴Zr (17,4%), ⁹⁶Zr (2,8%).

В 1789 немецкий химик М. Г. Клапрот в результате анализа минерала циркона выделил двуокись Циркония. Порошкообразный Цирконий впервые был получен в 1824 И. Берцелиусом, а пластичный - в 1925 нидерландскими учеными А. ван Аркелом и И. де Буром при термической диссоциации иодидов Циркония.

Среднее содержание Циркония в земной коре - 0,017% по массе, в гранитах, песчаниках и глинах несколько больше (0,02%), чем в основных породах (0,013%). Максимальная концентрации Циркония - в щелочных породах (0,05%). Цирконий слабо участвует в водной и биогенной миграции. В морской воде содержится 0,00005 мг/л Циркония. Известно 27 минералов Циркония; промышленное значение имеют бадделеит (ZrO₂), циркон.

Цирконий существует в двух кристаллических модификациях: a-формы с гексагональной плотноупакованной решеткой (а = 3,228; с = 5,120) и b-формы с кубической объемноцентрированной решеткой (а = 3,61). Переход a - b происходит при 862 ^oC. Плотность a-Циркония (20 ^oC) - 6,45 г/см3; t_пл - 1825 ^oC; t_кип - 3580-3700 ^oC; удельная теплоемкость (25-100 ^oС) - 0,291 кдж/(кг x ^oК) [0,0693 кал/(г x ^oС)], коэффициент теплопроводности (50 ^oС) - 20,96 вт/(м x К) [0,050 кал/(см x сек x ^oС)]; температурный коэффициент линейного расширения (20-400 ^oС) 0,0000069; удельное электрическое сопротивление Циркония высокой степени чистоты (20^oС) - 44,1 мком x см. температура перехода в состояние сверхпроводимости 0,7 ^oК. Цирконий парамагнитен. Чистый Цирконий пластичен, легко поддается холодной и горячей обработке (прокатке, ковке, штамповке). Наличие растворенных в металле малых количеств кислорода, азота, водорода и углерода (или соединений этих элементов с Цирконием) вызывает хрупкость Циркония.

Для Циркония характерна степень окисления +4. Более низкие степени окисления +2 и +3 известны для Циркония только в его соединениях с хлором, бромом и йодом.

Основным промышленным источником получения Циркония является минералциркон (ZrSiO₄). Циркониевые руды обогащаются гравитационными методами с очисткой концентратов магнитной и электростатической сепарацией. Металл получают из его соединений, для производства которых концентрат вначале разлагают.

Цирконий применяют: