鋯．鉿手冊（簡體書）

《鋯．鉿手冊》詳細介紹了鋯和鉿的礦產資源儲備與開採、鋯英砂的分選、氯氧化鋯製備與應用、碳酸鋯和硫酸鋯的製備和應用、海綿鋯和海綿鉿的製備與提純、鋯和鉿合金的金屬性質、鋯和鉿鑄錠和板帶材的生產與加工、鋯制設備的製造。同時，簡單介紹了國內外鋯、鉿生產企業的情況。《鋯．鉿手冊》適宜從事鋯、鉿生產和應用的技術人員使用。．

《鋯?鉿手冊》適宜從事鋯、鉿生產和應用的技術人員使用。

鋯和鉿同是元素周期表中第四副族元素，它們具有很多相同的性能。它們首先是稀有高熔點金屬，鋯的熔點為1852℃，而鉿則高達2222℃。
鋯和鉿的氧化物極為穩定，不易與酸、堿反應，而且熔點高，揮發性低，白度好，在一定條件下，氧化鋯還具有導電的功能。
由于鋯和鉿金屬表面易形成致密的連續氧化膜，因此，金屬鋯和鉿還具有很好的耐腐蝕性能，在大部分酸、堿、鹽浴中，可長期穩定使用。
金屬鋯的熱中子吸收截面很小，僅為0 18b，而鉿的熱中子截面很大，達105b。兩者之間相差500多倍。再考慮到鋯和鉿均具有很高的熔點和耐腐蝕性能，因此，鋯和鉿是很好的核材料。
經過鋯鉿分離的核級金屬鋯大量用作核反應堆中的核燃料包殼，核級金屬鉿則用作核反應堆的控制組件。
鋯和鉿的優異性能，使鋯鉿具有廣泛的用途。作為氧化物及其衍生的化學鋯產品，被大量地用于陶瓷行業、耐火材料行業，化學行業、冶金行業、輕紡和化妝品行業、醫療行業、電子行業、工程陶瓷行業和人造寶石行業等。
金屬鋯產品則大量地用于各種高溫合金、耐腐蝕設備、軍事工業等。
隨著國民經濟的快速發展，中國對氧化鋯、化學鋯、金屬鋯和核級鋯、鉿的需求越來越大，中國的鋯、鉿工業也得到飛速的發展。
2011年，中國對標準鋯英砂的需求約63萬噸，約占世界總需求的50%。生產了硅酸鋯約31 9萬噸，氯氧化鋯約22 3萬噸，電熔氧化鋯約5萬噸，金屬鋯（主要是工業級）約1160t，并已建成新型的核級金屬鋯、鉿生產線。中國已是鋯、鉿制品的生產大國。
隨著中國社會的進步，隨著城市化和工業化的進一步發展，特別是隨著核電等高新技術的發展，我們有理由相信，中國對鋯、鉿制品的需求會進一步增長，中國鋯、鉿工業還有很大的發展空間。
為了向全社會深入介紹中國的鋯、鉿工業，為了讓公眾更好地了解鋯和鉿的優異性能，進一步推動鋯、鉿的應用，中國有色金屬工業協會鈦鋯鉿分會組織行業內有影響的企業和專家，共同編寫了本手冊。希望籍此讓鋯、鉿制品更好地貼近公眾，為社會的發展作出更大的貢獻。
本書是中國第一本具有系統性、權威性和科學性的反應中國鋯、鉿工業全貌的手冊，概括了鋯和鉿應用、資源、鋯英砂的采選、硅酸鋯、電熔脫硅氧化鋯、化學鋯、現代陶瓷用二氧化鋯的制備工藝與裝備，鋯冶煉、鉿冶煉、鋯和鉿加工技術與裝備，產品標準和國內外重要企業等內容，適合每一位正在從事和將要從事鋯和鉿制品生產、科研、經營工作的人士閱讀，也可作為高等院校的教學參考書。
鄒武裝
2012年10月

第一章 概述第一節 鋯和鉿的發現歷史一、鋯的發現二、鉿的發現第二節 鋯鉿產業的發展歷史一、鋯產業的發展歷史二、鉿產業的發展歷史第三節 鋯鉿產業現狀一、世界鋯鉿產業現狀二、中國鋯鉿產業現狀三、鋯鉿產業發展的預期第四節 鋯英砂采選和化學鋯產業發展概況一、鋯英砂采選產業發展概況二、其他含鋯化學製品的產業發展概況參考文獻第二章 金屬鋯鉿的性質和用途第一節 金屬鋯的性質第二節 金屬鉿的性質第三節 金屬鋯的應用一、核級鋯的應用二、工業級金屬鋯的應用第四節 金屬鉿的用途第五節 含鋯、鉿化學製品應用概況參考文獻第三章 鋯鉿的礦物和資源第一節 概述一、鋯和鉿的豐度二、鋯鉿礦物共生的地質特徵第二節 鋯、鉿礦物的地球化學和礦物成因一、內生作用的鋯、鉿礦物地球化學和礦物成因分類二、表生作用的鋯、鉿礦物的地球化學和礦物成因分類三、變質作用的鋯、鉿礦物地球化學參數和礦物成因分類四、中國鋯礦床的成因類型五、鋯、鉿礦物在岩石中的分佈和礦物特性第三節 鋯鉿的主要礦物和礦物特徵一、鋯鉿的主要礦物二、主要鋯鉿礦物的特性第四節 有工業開採價值的鋯礦物和性質一、鋯英石二、斜鋯礦三、鉿的礦物第五節 世界鋯鉿礦物的儲量和分佈一、世界鋯礦物的儲量和分佈二、中國的鋯儲量及分佈概況第六節 世界和中國的鉿資源一、世界鉿資源概況二、中國鉿資源概況參考文獻第四章 鋯英砂的采選生產和應用第一節 鋯英砂的采選和生產一、鋯鈦砂礦的特點和采選的基本原理二、鋯英砂的采選生產工藝三、鈦鋯砂礦采選生產的主要設備四、鈦鋯砂礦精選的產品和主要消耗五、鋯精礦的質量和標準六、全球鋯砂產量第二節 鋯英砂的應用一、鋯英砂的應用領域二、鋯砂的應用領域和結構三、中國鋯英砂的來源和需求量四、鋯砂用量的預期五、鋯砂的主要生產廠商參考文獻第五章 矽酸鋯和鋯英粉生產技術與設備第一節 矽酸鋯與鋯英粉一、矽酸鋯二、鋯英粉第二節 國內外矽酸鋯與鋯英粉的生產與應用一、國內概況二、國外概況第三節 矽酸鋯與鋯英粉的生產工藝與生產設備一、矽酸鋯二、鋯英粉第四節 矽酸鋯與鋯英粉的清潔生產一、矽酸鋯的清潔生產二、鋯英粉的清潔生產第五節 矽酸鋯和鋯英粉生產的主要技術經濟指標一、矽酸鋯生產的成本項目二、鋯英粉生產的物料成本組成項目參考文獻第六章 鋯化學製品生產第一節 概述第二節 氫氧化鈉燒結法制取氯氧化鋯一、氯氧化鋯制取工藝概述二、主要原材料三、燒結料的製備四、燒結料水洗除矽五、水洗料的處理六、鹽酸分解和結晶七、水溶、濃縮八、氯化水解法製備氯氧化鋯九、氯氧化鋯產品第三節 用氯氧化鋯制取二氧化鋯一、基本原理二、工藝流程三、主要設備四、工藝技術條件五、近年產量、出口量、產品標準、產品分析實例六、用途簡介第四節 用氯氧化鋯製備碳酸鋯一、基本原理二、工藝流程和創新成果三、工藝技術條件四、產品標準和產品分析實例五、碳酸鋯的應用實例六、近年產量和市場預期第五節 用氯氧化鋯製備硫酸鋯一、基本原理二、工藝流程和創新成果三、工藝技術條件四、產品標準和產品分析實例五、硫酸鋯的應用第六節 用氯氧化鋯製備硝酸鋯一、硝酸鋯製備工藝二、硝酸鋯的用途第七節 物料綜合回收利用和“三廢”處理一、概述二、用矽渣制白炭黑三、含堿廢水制五水偏矽酸鈉四、釷、鈾的回收五、廢酸、廢水、廢氣的回收和處理參考文獻第七章 二氧化鋯及現代陶瓷生產技術與裝備第一節 二氧化鋯的基本性質一、概述二、二氧化鋯的相結構變化和特徵三、二氧化鋯複合體的固溶性能和穩定化作用四、立方ZrO2的離子傳導性質五、二氧化鋯的分類和應用領域第二節 製備二氧化鋯的主要原料和方法第三節 納米二氧化鋯的性能、製備和生產工藝一、納米二氧化鋯粉體的性能二、納米二氧化鋯粉體的製備方法三、納米ZrO2粉體的製備方法第四節 穩定二氧化鋯的製備方法、基本原理和生產工藝一、概述二、共沉澱法製備穩定ZrO2粉末三、非等溫合成草酸鹽法製備穩定ZrO2（YPSZ）粉末四、溶膠凝膠法製備穩定ZrO2（YSZ）粉末五、添加檸檬酸的溶膠凝膠法工藝製備8YSZ粉末六、噴霧熱分解製備穩定ZrO2粉末七、用噴霧乾燥噴霧熱分解製備穩定ZrO2粉末八、水熱分解法製備穩定ZrO2粉末九、用不同的方法製備的YSZ粉末的性能十、穩定ZrO2粉末的制粒第五節 穩定二氧化鋯的性能和其在陶瓷材料中的應用一、二氧化鋯在陶瓷應用中的特性二、二氧化鋯陶瓷的力學性能三、氧化鋯在陶瓷材料中的應用四、氧化鋯基固體電解質材料五、氧化鋯陶瓷發熱體六、立方氧化鋯晶體寶石第六節 氧化鋯陶瓷的成型技術和設備一、氧化鋯陶瓷的成型二、幹壓成型三、等靜壓成型四、注漿成型五、熱壓鑄成型六、擠壓成型七、軋膜成型八、注射成型九、流延成型十、凝膠注模成型十一、快速無模成型技術十二、各種成型方法的比較十三、氧化鋯陶瓷的加工十四、二氧化鋯及現代陶瓷的發展趨勢參考文獻第八章 電熔氧化鋯生產技術與裝備第一節 電熔氧化鋯生產技術發展概況第二節 電熔氧化鋯產品種類、規格第三節 生產工藝原理及條件一、電熔脫矽氧化鋯（脫矽鋯）二、穩定型電熔氧化鋯第四節 工藝設備和參數一、熔煉二、造粒和粉體加工第五節 影響產品質量的主要技術條件第六節 主要技術經濟指標第七節 電熔鋯的主要應用範圍第八節 電熔氧化鋯的市場分析第九節 矽微粉(矽灰)的利用第十節 電熔氧化鋯行業技術發展趨勢參考文獻第九章 鋯冶煉第一節 概述一、鋯冶煉產品的分類與定義二、鋯冶煉工藝簡介第二節 工業級海綿鋯的製備一、概述二、氯化法制取四氯化鋯三、二氧化鋯的氯化四、粗ZrCl4提純五、鎂熱還原法制取工業級海綿鋯六、工業級海綿鋯的產品質量第三節 核級海綿鋯的製備一、鋯鉿分離二、鋯鉿分離方法比較三、核級ZrO2的質量四、核級ZrO2製備核級海綿鋯第四節 鋯粉的生產工藝一、概述二、鈣（氫化鈣）還原制取鋯粉三、鈉還原鋯氟酸鉀制取鋯粉四、鋯氟酸鉀熔鹽體系電解制取鋯粉五、氫化法制取鋯粉第五節 金屬鋯的提純一、電子束熔煉提純二、熔鹽電解精煉三、碘化提純參考文獻第十章 鉿冶煉第一節 概述第二節 鉿冶煉的工藝流程第三節 鎂還原法制取海綿鉿第四節 鉿的精製第五節 鉿的熔煉第六節 鉿的其他冶煉方法第七節 鉿冶煉的環保參考文獻第十一章 鋯及鋯合金與鉿及鉿合金加工技術、裝備與產品第一節 鋯及鋯合金加工技術概述第二節 鋯及鋯合金鑄錠熔煉第三節 鋯及鋯合金鑄件第四節 鋯及鋯合金鍛造第五節 鋯及鋯合金管材一、管材擠壓二、管材軋製三、管材拉伸四、鋯及鋯合金管材試驗和檢驗第六節 鋯及鋯合金棒材第七節 鋯及鋯合金板、帶、箔材第八節 鋯複合材料第九節 鋯及鋯合金殘料回收第十節 鋯及鋯合金生產的輔助工序第十一節 鉿及鉿合金加工參考文獻第十二章 鋯質設備製造與應用第一節 鋯制設備設計第二節 強度計算第三節 結構設計一、鋯容器的設計特點二、全厚度鋯容器的設計三、鋯襯裡容器的設計四、鋯複合板容器的設計五、鋯換熱器的設計第四節 鋯制設備製造的主要工序與方法一、備料、劃線、下料二、機械加工三、變形加工四、鋯及鋯合金的焊接第五節 鋯制設備的試驗與檢驗一、外觀檢驗二、表面檢驗三、無損檢測四、耐壓試驗五、鐵污染試驗六、熱氣循環試驗第十三章 含鋯廢料的綜合回收利用第一節 含鋯廢料綜合回收利用的目的和意義第二節 含鋯廢料的種類、來源和形態概況一、含鋯廢料的種類，來源形態和存量二、含鋯廢料的鋯含量和存量概況第三節 用化學法從含鋯廢料回收ZrO2的工藝和設備一、從人工合成寶石及複合ZrO2廢料中綜合回收ZrO2和Y2O3的工藝二、從人工合成寶石廢料回收ZrO2和Y2O3的主要設備和技術指標三、從含鋯耐火物料中回收ZrO2的工藝第四節 用電熔法從含鋯廢料回收ZrO2的工藝和設備一、人工合成寶石廢料及複合氧化鋯廢料電熔法綜合回收利用的工藝和設備二、廢棄含鋯耐火物料電熔法綜合回收利用的工藝和設備第五節 回收成本分析一、含鋯廢料化學法回收ZrO2的產品成本分析二、含鋯廢料電熔法回收利用的成本分析參考文獻第十四章 資本運作第一節 資本運作概論第二節 資本運作案例第三節 國內鋯行業資本運作的啟示第十五章 鋯鉿行業標準第一節 化學鋯鉿標準第二節 金屬鋯標準第三節 金屬鉿的標準第四節 鋯粉的相關標準第十六章 中國主要生產商第一節 寶鈦集團有限公司第二節 國核寶鈦鋯業股份公司第三節 廣東東方鋯業科技股份有限公司第四節 浙江鋯穀科技有限公司第五節 海南文盛新材料科技有限公司第六節 江西晶安高科技股份有限公司第七節 淄博廣通化工有限責任公司第八節 鄭州振中電熔新材料有限公司第九節 江蘇脒諾甫納米材料有限公司第十節 東營瑞海新材料有限公司第十一節 耐弛爾新材料（營口）有限公司第十二節 三祥新材股份有限公司第十三節 營口阿斯創礦產資源有限公司第十四節 河南佰利聯化學股份有限公司第十五節 中國龍新能源控股有限公司第十六節 南京寶泰特種材料股份有限公司第十七節 福建遠光鋯業有限公司第十八節 山東金太陽鋯業有限公司第十九節 淄博永邦鋯業有限公司第二十節 兆泰集團（福建）有限公司第十七章 國外主要鋯製品生產商第一節 澳大利亞艾璐卡資源有限公司第二節 美國特諾公司第三節 南非理查得灣礦業有限公司第四節 意大利比托西公司第五節 安達科陶瓷有限公司第六節 聖戈班西普公司第七節 旭硝子工業陶瓷有限公司第八節 美國ATI華昌公司第九節 法國賽佐司公司第十節 西屋電氣公司第十一節 日本第一稀有元素化學工業株式會社第十二節 日本京瓷公司第十三節 日本東曹株式會社．

（2）粗選
粗選的目的是將人選礦石利用礦物密度不同進行分離，丟棄低密度脈石和礦物尾礦，獲得重礦物含量達90％左右的粗精礦，作為精選廠原料。粗選廠一般與采礦作業合為一體，組成采選廠。為適應砂礦床特征，一般粗選廠均為移動式，移動方式有水上浮船及陸地軌道、履帶、托板及定期拆遷等方式。粗選一般選用處理量大，回收率高及便于移動式選廠應用的設備，較普遍的是圓錐選礦機及螺旋選礦機并可采用搖床。上述設備有單一使用的，也有配合使用的，單一圓錐選礦機主要用于規模大或原礦中重礦物含量高的粗選廠；多數采用以圓錐選礦機粗選，螺旋選礦機再精選。一些規模較小的選礦廠，往往采用單一的螺旋選礦機粗選。
（3）精選
精選的目的是將粗精礦中有回收價值的礦物元素進行有效分離回收，達到精礦質量要求，使之成為商品。精選廠建為固定式。精選作業分為干法作業及濕法作業，以干法作業為主。根據粗精礦的性質，在精選工藝的前段有時采用部分濕法作業。
精選廠的濕法作業可采用搖床或螺旋選礦機重選，進一步丟棄殘存在粗精礦中的密度小的脈石礦物，并具有清洗作用。也可采用濕式磁選法預先選出部分易選鈦精礦，減少人選礦量。也可用氫氧化鈉、鹽酸、稀氫氟酸、焦亞硫酸氫鈉等藥劑進行高濃度攪拌，達到清除礦物表面污染，提高精選效果的目的，但采用浮選法進行鋯英石、獨居石產品的精選已很少使用。
干式精選是按產品中各礦物間的磁性、導電性、密度等差異進行分選。依粗精礦組成及性質而異，于選工藝流程的結構變化較大，對于礦物組成比較復雜，綜合回收礦物種類較多的粗精礦的干選，作業較多，流程結構變化也多，對于礦物組成簡單的粗精礦，干選流程較簡單。
磁選是采用不同類型及場強的磁選機，對比磁化系數不同的礦物進行分選。常用的磁選設備有盤式（單盤、雙盤、三盤）、交叉帶式、提式、對極式等磁選機，在于選流程中通常是首先采用弱磁選分出強磁性礦物——磁鐵礦，然后采用中磁場選出大部分磁性較強又比較易選的鈦鐵礦產品。強磁選則用于部分磁性較弱的鈦鐵礦及獨居石與非磁性礦物，如鋯英石、金紅石、白鈦石等的分離。