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鋯作為一種稀有金屬,由于其具有驚人的抗腐蝕性能,極高的熔點,超高的硬度和強度等特性,被人們視為是比“鈦”還珍貴的航空航天材料。廣泛用在航空航天、軍工、核反應、原子能領域。隨著電子、國防科技、信息產業及新興材料工業的迅速發展,鋯化學制品在國內外高科技領域中占有日益重要的地位,需求量迅速增長。
選礦設備
鋯礦選礦設備主要有破碎機、球磨機、分級機、浮選機、磁選機、搖床、跳汰機、烘干機等組成,要根據礦石性質來確定設備。
選礦方法:
常采用重選、磁選、靜電選和浮選, 由于鋯英石礦砂中伴生礦物較多,需重選、磁選、浮選、電選等方法聯合使用.
重選 鋯英石多賦存在鈦鐵礦中,并常伴生有赤鐵礦、鉻鐵礦及石榴石等重礦物。因此富集鋯英石在最初階段往往采用重選法,如用搖床將重礦物與脈石(石英、長石、黑云母)等分離,然后再用其他選礦手段使之與其他重礦物分離。
浮選 常用的捕收劑為脂肪酸(油酸、油酸鈉)等;礦漿調整劑為碳酸鈉;抑制劑為硅酸鈉;活化劑為硫化鈉和重金屬鹽類(氯化鋯、氯化鐵)。也有用草酸調節礦漿至酸性,用胺類捕收劑浮選。
電選 利用礦物導電性差異將鈦鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、錫石、金紅石等導電性礦物與鋯英石、獨居石、石榴石、磷灰石等非導電礦物分離。電選前應預先脫泥分級,烘干及加藥處理。
磁選 重礦物中磁性礦物有鈦鐵礦、赤鐵礦、鉻鐵礦、石榴石、黑云母、獨居石等。鋯英石為非磁性礦物或弱磁性礦物(某些礦床中鋯英石中含鐵則為弱磁性)。磁選分干式和濕式兩種。干式磁選需將入選物料加熱干燥,分級等預處理后才能進行分選。濕式強磁場磁選機分選粒度較寬,粒度下限可達20um。因此當鋯英石粒度細時采用濕式磁選機較為適宜。
選礦工藝
鋯英石選礦廠常分為濕式處理和干式處理兩部分。原礦先在濕式處理階段用圓錐選礦機、螺旋選礦機、搖床或跳汰機等重選設備除去石英、長石、云母等脈石礦物。所得的重礦物(粗精礦),經過2~4段精選進一步排除剩余的輕礦物,再經濃縮、脫水、烘干、冷卻后送干式處理段作進一步分選。干式處理段一般由弱磁選、強磁選及靜電選組成。
其目的在于對與鋯英石共生的磁鐵礦、鈦鐵礦、金紅石和獨居石等礦物進行綜合回收。按礦物磁性及導電性的差異,磁鐵礦可用弱磁選回收;鈦鐵礦、石榴石等可用強磁選回收;最后用高壓靜電選礦機分離出獨居石、金紅石和鋯英石。
鋯英石的主要用途
應用領域 |
主 要 用 途 |
玻璃、陶瓷工業 |
鋯英石可作為玻璃陶瓷工業中的添加劑和遮光劑。加入20%的ZrO2可提高玻璃纖維的抗堿性和纖維的強度。含鋯的玻璃折光指數高,可取代鉛玻璃使用。加入鋯的陶瓷還具有吸收放射性功能。鈦釉中加入1~3%鋯英石可提高抗堿性能而不降低其抗酸功能。含鋯的陶瓷具有耐高溫、高壓及特殊強度 |
冶金工業 |
以ZrO2為基料的耐火材料強度高,穩定性好,并具有耐酸性,有較好的抗鋼液的侵蝕性能,在氧化和還原氣氛中穩定、熱導率低,可做高溫爐襯材料和高溫真空冶煉貴金屬和合金用的坩堝材料。也可鋪砌熔煉鋁、鉛、鉍等合金熔煉爐的爐底。細粒的鋯英石和細粒方英石組成的鋯方英石可廣泛用作電熔爐的爐頂的耐火材料 天然鋯砂粒度均勻,吸熱性好,散熱均勻,加熱時不發生多型轉化(α-β轉化),因此可做鑄造工業用的型砂。鋯砂磨細后涂于鑄型件內部,可提高鑄件成品率 |
原子能工業 |
鋯合金是原子能工業中應用較廣的材料,主要用在原子能發電站核動力艦船及潛艇等的核反應堆中 |
化學工業 |
鋯具有優異的抗腐蝕性能,用于化工設備中,如用含鋯材料制成的閥門、排氣機零件,以及在反應糟、蒸餾釜中的軋板均使用含鋯材料 |
其他工業 |
含鋯的涂料具有絕緣性,可做絕緣玻璃涂料,也可做防焦結涂料,難熔絕緣涂料,絕熱涂料。鋯英石與含鋁礦物配合可制成鋯—鋁磨料。含鋯鞣料可鞣制白色皮革。用鋯化合物浸漬過的織物具有防水性,耐熱性及防腐性。氧化鋯陶瓷纖維可用于生產合成紙,這種紙具有抗熱性能,化學惰性,絕熱和隔音性能 |
鋯主要用于陶瓷、化學品、鑄造、CRT電視玻殼等領域,2013年中國陶瓷用鋯需求占比達54%,化學鋯及鑄造用鋯需求占比也較高,合計達28%。化學鋯廣泛應用于化工、紡織、造紙、化妝品、電子等領域,而中國作為全球制造業中心,上述領域的快速發展促進了對化學鋯的需求。
中國是全球初級鋯產品的加工地,2013年全球90%的氯氧化鋯和硅酸鋯在中國生產加工。其中85%以上出口至美國、日本以及歐洲,用于陶瓷、二氧化鋯制品和核級海綿鋯的生產。
中國生產鋯制品的企業較多,競爭力較強的企業主要有東方鋯業、亞洲鋯業、升華拜克、晶安高科等公司。
2013年,東方鋯業鋯產品總產能超過7萬噸,其中硅酸鋯18000噸,氯氧化鋯35000噸,二氧化鋯7000噸,氧化鋯結構陶瓷年產值超過1億元,是中國鋯行業中核心競爭力企業之一。升華拜克控股子公司浙江鋯谷科技2013年鋯系列產品產能也已超過3萬噸,90%產品已打入海外市場。
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