O que é zircônio e onde é usado?

O metal mais antigo tem propriedades únicas que são exigidas em várias esferas da vida. Com o desenvolvimento de novas tecnologias de produção, a popularidade do zircônio só está aumentando. Os dados históricos, bem como as propriedades e composição de um elemento químico, ajudarão a desvendar esse enigma.

Na famosa tabela de D.I. Mendeleev, o número atômico do zircônio corresponde a 40, sua designação é Zr. O zircônio pertence ao 4º grupo, está no 5º período. A massa do átomo é 91,22 g / mol. O raio do átomo corresponde a 160 picômetros. No centro está o núcleo, bem como nêutrons e prótons. Existem 5 órbitas em torno do átomo, que contêm 40 elétrons. O material natural está presente na forma de óxidos, sais ou silicatos. Exteriormente, o metal parece aço. A composição do elemento de metal pode incluir impurezas adicionais, devido às quais diferentes cores e tonalidades são obtidas.

O zircônio deve ser diferenciado do zircônio e do zircônio cúbico. O fato é que o zircônio é um metal que se assemelha ao aço. O zircão é uma pedra natural que se assemelha ao ouro. Ele contém átomos de zircônio.

Segundo os cientistas, o zircônio é o componente químico mais antigo, formado há 3,5 bilhões de anos. Seus vestígios foram encontrados nas camadas mais profundas da crosta terrestre. No processo de estudo do mineral zircônio, um cientista alemão Klaproth conseguiu isolar um concentrado insolúvel, o dióxido de zircônio. Este evento ocorreu em 1789.

O cientista sueco Berzelius conseguiu isolar o zircônio como um elemento livre em 1824. Um elemento químico puro foi obtido apenas em 1925. O químico holandês Anton Edurard van Arkel conseguiu fazer isso. A origem do nome do próprio elemento químico ainda é desconhecida. Há uma opinião de que as raízes devem ser encontradas na língua árabe. Há um ponto de vista de que o nome veio da língua persa.

O metal prateado apresenta boa ductilidade. O zircônio é resistente à corrosão, soluções alcalinas, não se degrada em ambiente ácido. Pode ser facilmente processado por laminação, forjamento ou laminação. Por fora, o material possui um revestimento invisível que protege de forma confiável contra os efeitos de gases, vapor, água. O elemento é resistente à influência de indicadores de alta temperatura, amônia, ácidos, álcalis.

Em estado pulverulento, mesmo em temperatura ambiente normal, um elemento químico é explosivo, é altamente inflamável. Deve-se notar que o elemento é útil como uma impureza. É adicionado à composição de várias ligas. Isso aumenta as características de resistência, resistência ao desgaste do material resultante. No entanto, a adição de quaisquer impurezas a um elemento químico é inaceitável, uma vez que prejudica significativamente suas propriedades.

• A uma temperatura de 20 C, a densidade do zircônio é de 6,5 g / cm3.
• A força é de 175 MPa.
• O índice de elasticidade é de 96 MPa.
• O ponto de fusão é 1855 C.
• O ponto de ebulição é de aproximadamente 4350 C.
• A condutividade térmica é 300 K.
• O zircônio magnetiza quando aquecido.
• Em sua forma pura, o elemento é plástico. No entanto, a adição de impurezas na forma de nitrogênio, oxigênio, hidrogênio e carbono torna o material quebradiço.
• A dureza Brinell é de 640-670 MN / m2. Este indicador é muito influenciado pela presença de oxigênio. Quanto mais for, mais dureza. Com alta dureza, o zircônio não pode ser processado por pressão. A interação com o oxigênio é provocada por um aumento nos indicadores de temperatura.
• O zircônio é estável em água em temperaturas de até 300 C.
• A dureza Vickers varia de 600 a 1700 MPa.

• O zircônio tem o estado de oxidação mais alto, que é +4. Uma taxa de oxidação mais baixa pode ser encontrada no metal na presença de impurezas na forma de cloro e bromo. A oxidação ocorre em temperaturas de 200-400 C.
• Quando o elemento é aquecido a 250 C ou mais, o hidrogênio é absorvido, resultando na formação de híbridos com propriedades metálicas.
• A interação com halogênios promove a formação de halogenetos de zircônio.
• Os óxidos são formados em temperaturas de 500 C e acima.
• A eletronegatividade é zero.
• O raio covalente é 145 pm.

O zircônio é extraído de concentrados de minério. Muitas vezes pode ser encontrado na forma de óxidos, silicatos. Em um elemento químico puro, não ocorre na crosta terrestre. Na natureza, você pode encontrar zircão, baddeleyite. Os depósitos de um elemento químico estão espalhados por todo o mundo. Grandes depósitos são raros. Um grande número de depósitos de minério é encontrado na Austrália, Brasil, Índia, África do Sul. V A Rússia é considerada rica em reservas de minério nas regiões de Murmansk, Tomsk, Tambov, Nizhny Novgorod. O primeiro lugar em termos de disponibilidade de reservas de zircônio é ocupado pela Península de Kola.

Freqüentemente, no minério, junto com o zircônio, há háfnio, que tem propriedades semelhantes. Cada elemento individualmente possui características valiosas, mas sua combinação é inaceitável, pois torna o material natural impróprio para uso. A fim de separar um elemento químico de outro, um sistema de purificação de vários estágios é usado. Isso aumenta significativamente o custo de produção de zircônio. Na indústria, utilizam-se os concentrados de dióxido de zircônio, obtidos a partir do enriquecimento do minério.

Existem vários métodos de recuperação de metal.

• Cloreto. O método de Krol é baseado na cloração do dióxido de zircônio. Além disso, é purificado e restaurado com magnésio. O uso frequente do método se deve ao seu custo relativamente barato. Existem 2 formas de cloração. O processo direto é realizado em temperaturas de 900 C a 1000 C. O segundo método consiste na cloração da mistura inicial em temperaturas de 400 C a 900 C.
• Fluoreto. O método envolve a sinterização de uma mistura concentrada de zircônio com potássio a uma temperatura de 600 a 700 C. O concentrado resultante é alcalinizado e purificado. Em seguida, a eletrólise do fundido é realizada e o componente de metal é isolado.
• Alcalino. O método é projetado para isolar o dióxido de zircônio. Para obter um elemento metálico, é realizado um método de fluoreto ou cloreto. Por meio do processo de alcalinização, o zircônio é convertido em um componente solúvel. Isso é feito por sinterização, por exemplo, com uma mistura de carbonato de cálcio e cloreto de cálcio em temperaturas de 1000 a 1300 C. Em seguida, são realizadas alcalinização, purificação, hidrólise e calcinação. Assim, o zircônio é obtido em condições de laboratório. A partir do produto final, são formadas as hastes, que vão para a produção.

Dependendo do campo de aplicação, o elemento químico pode ser apresentado como uma liga dura com um tom prateado ou na forma de um pó azul. As gemas sintetizadas a partir de um elemento químico podem ter diferentes tonalidades. A descrição da cor, sua intensidade depende da quantidade e tipo de impurezas, por exemplo, cério, titânio, érbio, cromo. Além disso, o silicato de zircônio, que faz parte do zircão, é representado pelas seguintes variedades.

• Jacinto. Tem uma tonalidade marrom, vermelha ou rosa.
• Diamante Matarskiy. A pedra transparente não tem cor, é extraída da ilha de Matara.
• Jargão. Difere na presença de uma tonalidade dourada palha.
• Estrelado. Uma pedra transparente com uma tonalidade azul.
• Malacon. Tem uma cor castanha escura.

Dependendo do tipo, estado de um elemento químico, seu uso é difundido em várias esferas da vida.

• O metal é utilizado para fins industriais, em joalheria, no dia a dia.
• Na indústria, o zircão, o silicato de zircônio, o dióxido de zircônio e a badeleita são freqüentemente usados.
• Na indústria metalúrgica, o elemento químico é usado para aços de liga. É adicionado às ligas para melhorar a qualidade. Graças ao zircônio, a resistência aumenta e o processo de corte é facilitado.
• Na fabricação de produtos pirotécnicos, o zircônio é usado na forma de pó. Quando a mistura queima, não há fumaça, por isso é usada para fazer fogos de artifício, saudações.
• Na indústria química, o zircônio é usado na fabricação de cerâmicas resistentes ao desgaste.
• O metal é muito utilizado na produção de equipamentos militares, por exemplo, para a fabricação de bombas de longa distância, balas, foguetes com iluminação. As ligas metálicas são parte integrante dos projetos de reatores nucleares.
• A produção de esmalte, cerâmica, esmalte também não fica completa sem a participação do zircônio. Neste caso, o óxido de zircônio é usado. Não escurece, tem uma aparência apresentável e melhora a qualidade do produto.
• O metal é usado no curtimento de couro. Neste caso, são utilizados compostos com sulfato.
• Na indústria de engenharia, o metal é usado na fabricação de bombas e válvulas de corte.
• Ao contrário dos aventais de chumbo, mesmo uma folha fina de metal é muito mais eficaz na proteção contra a penetração de raios-X.
• Devido às propriedades curativas do metal, ele é usado em vários campos da medicina.
• Os componentes de zircônio não causam reação alérgica, rejeição, resistência ao desgaste, força, plasticidade. Eles são usados ​​em traumatologia para tratar várias fraturas.
• O uso generalizado do dióxido de zircônio na odontologia se deve à ausência de um fator irritante quando exposto aos tecidos moles ou à estrutura óssea. Ferramentas, implantes dentários, coroas, grampos, placas, grampos e suturas são feitos de metal.
• As joias feitas de dióxido de zircônio e zircônio cúbico são famosas não apenas por sua aparência requintada, mas também por seu efeito benéfico em todo o corpo.
• O uso constante de pulseiras ou cintos tem um efeito curativo para doenças de pele como eczema, dermatite, psoríase. O metal normaliza a pressão sanguínea, energiza e alivia a insônia. O zircônio ajuda a melhorar as doenças do sistema músculo-esquelético.
• Além disso, o metal tem efeito bactericida. É conhecido por sua capacidade de curar feridas rapidamente. Se você colocar os brincos de zircônio logo após furar as orelhas, a cicatrização será mais rápida.
• Há uma opinião de que o elemento químico alivia a dor, tem um efeito benéfico no sistema cardiovascular, melhora a respiração, combate infecções intestinais, vírus e tem um efeito anticancerígeno.
• O elemento químico é usado ativamente em litoterapia no tratamento de doenças do sistema endócrino.

Existe a opinião de que, dependendo da escala de cores, há um efeito diferente no corpo.

• Para resfriados, é recomendado o uso de metal preto.
• Se você tem pouco apetite, um elemento com uma tonalidade vermelha ajudará.
• O marrom é usado para limpar o corpo.
• Minerais transparentes ou pedras azuis ajudam a restaurar o metabolismo.

A baixela é feita de zircônio, por exemplo, canecas, colheres, copos e outros utensílios. Além disso, o metal é usado em óticas, que são projetadas para operar sob condições extremas, por exemplo, em altas temperaturas ou mudanças bruscas. Zircônia cúbica tem um grande ângulo de refração, isso é usado na fabricação de lentes. Separadamente, deve ser feita menção ao uso do metal na joalheria. Nos tempos antigos, o zircão era chamado de "diamante imperfeito" porque, depois de cortado, seu brilho era mais desbotado do que as pedras naturais.

Deve-se notar que pedras pequenas são utilizadas para joalheria, por serem mais seguras em termos de radiação. Eles são fracamente coloridos e têm pouca transparência. Pedras grandes são caracterizadas por radioatividade excessiva. Eles são opacos e de cores vivas. Essas pedras não podem ser armazenadas em casa, cortadas ou transportadas. O zircônio é utilizado na fabricação de anéis, brincos, tiaras, pingentes, pingentes. Freqüentemente, faça inserções de metal em produtos, pulverizando.

O cuidado e o armazenamento adequados manterão as joias intactas. A limpeza é recomendada com um pano embebido em água com sabão. Em seguida, o produto é lavado em água, seco e polido com flanela. É melhor manter as pedras separadas das outras joias. Isso evitará danos mecânicos.

Para não se enganar quanto à autenticidade do produto, você deve prestar atenção aos seguintes pontos.

• Estrutura de refração dos raios de luz. Deve ser multifacetado.
• A presença de um brilho metálico. É caracterizado pela sua uniformidade.
• A presença de manchas amareladas.

Na época medieval, os joalheiros espanhóis faziam joias exclusivas de zircão, que era altamente radioativo. Na aparência, eles se assemelhavam muito a pedras preciosas. Usar essas joias era extremamente perigoso. Mesmo na antiguidade, notou-se que o uso prolongado de grandes pedras de cor escura levava à morte iminente de seu dono. O jacinto recebeu o nome da flor. De acordo com a mitologia, Apolo cultivou uma flor do sangue de um jovem chamado Hyacinth, a quem Apolo amava muito.

Devido ao brilho, à presença de diferentes cores, a pedra pode ser facilmente confundida com diamante, safira, turmalina ou topázio. Isso era frequentemente usado por fraudadores, passando joias por joias. Os habitantes da Ásia idolatraram a pedra e dotaram-na de propriedades mágicas. Para eles, ele era um talismã. Amuletos e pingentes foram feitos com ele.

Na Índia, a pedra foi dotada com a capacidade de controlar o sol, a lua. Acreditava-se que o talismã auxiliava cientistas, empresários, andarilhos e também amantes dos negócios. Os astrólogos também prestaram atenção às propriedades únicas da pedra. Na opinião deles, zircônio é adequado para Áries, Capricórnios, Aquário. Seu uso deve ser limitado, ou mesmo evitado totalmente por Touro, Libra, Sagitário, Câncer.

Então, minerais amarelos ou azuis com brilho metálico são ideais para o aquariano. Usar o produto contribui para o desenvolvimento da intuição, habilidades analíticas e o surgimento de um gosto requintado. Mas para os capricornianos, uma pedra de cor azul é adequada, que é recomendado para ser usada no lado esquerdo. Isso aumenta a conexão mágica. Palha ou pedras vermelhas são mais adequadas para Áries. O uso do produto contribui para o desenvolvimento de habilidades mágicas, atenção, cautela.