锆资源含锆矿石有十几种。而在工业上可用的只有锆英石(zircon)和斜锆石(baddeleyite)两种。锆英石也叫锆石,是分布较广的锆矿物。主要产地为美国、巴西、印度、澳大利亚、中国和*联体等国。其主要组成为ZrO2?SiO2。理论成分为:ZrO267.01%和SiO233.99%。锆英石矿石中各种杂质含量为:Fe2O3)0.5%~5.0%和少量CaO、.MgO、TiO2等。斜锆石主要产地在巴西和斯里兰卡。中国储量不大。其主要成分是ZrO2。工业斜锆石含ZrO275%~85%,主要杂质为Fe2O32%~5%,SiO210%~20%及少量A1203和TiO2。矿物密度为5.7g/cm3莫氏硬度6.5。
锆铁红色料属于包裹型锆英石色料,其中发色的氧化铁被ZrSiO4的晶体所包裹而呈现红色。锆基陶瓷颜料(锆钒兰、锆镨黄、锆铁红),因其色泽**,色调丰富,以及优良的高温稳定性与不溶性,在陶瓷生产中得到了广泛的应用。并且不同颜色的锆基颜料能按任意比例互相混合,形成许多中间色调,丰富了产品的装饰效果,所以锆基颜料在陶瓷生产领域具有广阔的应用前景。
从锆基色料的开发历史来看,钒锆兰较早被发现, 1949年由美国的克雷伦斯﹒斯布莱特首先合成出来;镨黄则是由日本学者在 1952 年首先合成出来。着色离子钒和镨置换了ZrSiO4中的部分 Zr4+形成固溶体呈色。反应过程中着色氧化物( PrO和 V2O5)以气态形式扩散并迁移到氧化锆表面反应形成固溶体。固溶体型色料是单相颜料,基体晶格ZrSiO4中固溶一定数量着色离子而呈色。与**者不同,锆铁红色料属于锆基色料中的包裹,是混晶色料,存在两个相,其中发色的化合物或胶态金属相被晶体所包裹。锆铁红色料中的铁离子不会与矿化剂、卤化物等发生反应形成挥发性气体,故难以依靠自身扩散迁移来完成反应,必须通过自身迁移到反应带同锆结合。 [4]
锆对苛性碱的耐蚀性**过了钽、铌、钛,还有像四氟乙烯、石墨、玻璃等也不耐强碱腐蚀,这是其*特的特性。锆在所有浓度直至沸腾温度的苛性碱溶液都耐腐蚀。但熔融碱中有轻微腐蚀。如锆在沸腾的NaOH溶液中,U形弯曲试样表明:温度从150℃升高至300℃,含量从50%升至85%,实验二十天后未出现裂纹,并保持原有延展性。
锆在金属氯化物溶液中的腐蚀性为取决于氯化物溶液的性质。对氧化性的金属氯化物,锆通常不耐蚀,如氯化铁和氯化铜,即使5%的含量,100℃也会产生腐蚀脆化,但对还原性的氯化汞、氯化锡、氯化锰、氯化镍、氯化铵、氯化锌、氯化钡、氯化钠以及海水中是耐蚀的。锆在25%氯化铝在沸腾的大于55%的氯化钙中不耐蚀。在高温酸性氯化物溶液中,锆不会产生缝隙腐蚀。在沸腾的42%MgCL2溶液中,U形弯曲试样证明不发生开裂,这在常用金属中是很难得的性能。
锆在其他介质中的耐蚀性
在高温高压的尿素合成条件下,锆及其耐蚀。
在许多**化学聚合物、偶氮染料、乙醇生产介质中,锆也具有很好的化学稳定性。如在热传导介质,包括氯联苯、异丙联苯等混合物料试验中,锆的腐蚀率在所有情况下为零。但如果介质中存在氢,则锆会吸氢。若**介质中含有水,保证锆表面氧化膜的完整,将会减少氢的吸收。
锆在300~400℃时不被大多数气体(CO、CO2、SO2、C3H8、N2、水蒸气和蒸气)所腐蚀。当锆在空气中加热至425℃时,会严重起皮。至540℃与氧反应生成白色氧化锆。**过704℃,锆吸氢变脆。加热至1000℃,会自然。锆在氮气气氛中,400℃开始缓慢反应,800℃后激烈反应。真空退火不能除去锆中的氧和氮氢易溶于锆,溶解度随着温度升高而急剧增大。锆在300~400℃开始相对吸氢。吸氢后造成锆的“氢脆”。但氢能通过**1000℃的真空退火而予以消除。锆与氧、氮、氢有较大亲和力的性质与钛相似