锆.铪手册

出版时间：2012-12  出版社：邹武装 化学工业出版社 (2012-12出版)  作者：邹武装 编  页数：550  

前言

锆和铪同是元素周期表中第四副族元素，它们具有很多相同的性能。它们首先是稀有高熔点金属，锆的熔点为1852℃，而铪则高达2222℃。锆和铪的氧化物极为稳定，不易与酸、碱反应，而且熔点高，挥发性低，白度好，在一定条件下，氧化锆还具有导电的功能。由于锆和铪金属表面易形成致密的连续氧化膜，因此，金属锆和铪还具有很好的耐腐蚀性能，在大部分酸、碱、盐浴中，可长期稳定使用。金属锆的热中子吸收截面很小，仅为0 18b，而铪的热中子截面很大，达105b。两者之间相差500多倍。再考虑到锆和铪均具有很高的熔点和耐腐蚀性能，因此，锆和铪是很好的核材料。经过锆铪分离的核级金属锆大量用作核反应堆中的核燃料包壳，核级金属铪则用作核反应堆的控制组件。锆和铪的优异性能，使锆铪具有广泛的用途。作为氧化物及其衍生的化学锆产品，被大量地用于陶瓷行业、耐火材料行业，化学行业、冶金行业、轻纺和化妆品行业、医疗行业、电子行业、工程陶瓷行业和人造宝石行业等。金属锆产品则大量地用于各种高温合金、耐腐蚀设备、军事工业等。随着国民经济的快速发展，中国对氧化锆、化学锆、金属锆和核级锆、铪的需求越来越大，中国的锆、铪工业也得到飞速的发展。2011年，中国对标准锆英砂的需求约63万吨，约占世界总需求的50%。生产了硅酸锆约31 9万吨，氯氧化锆约22 3万吨，电熔氧化锆约5万吨，金属锆（主要是工业级）约1160t，并已建成新型的核级金属锆、铪生产线。中国已是锆、铪制品的生产大国。随着中国社会的进步，随着城市化和工业化的进一步发展，特别是随着核电等高新技术的发展，我们有理由相信，中国对锆、铪制品的需求会进一步增长，中国锆、铪工业还有很大的发展空间。为了向全社会深入介绍中国的锆、铪工业，为了让公众更好地了解锆和铪的优异性能，进一步推动锆、铪的应用，中国有色金属工业协会钛锆铪分会组织行业内有影响的企业和专家，共同编写了本手册。希望籍此让锆、铪制品更好地贴近公众，为社会的发展作出更大的贡献。本书是中国第一本具有系统性、权威性和科学性的反应中国锆、铪工业全貌的手册，概括了锆和铪应用、资源、锆英砂的采选、硅酸锆、电熔脱硅氧化锆、化学锆、现代陶瓷用二氧化锆的制备工艺与装备，锆冶炼、铪冶炼、锆和铪加工技术与装备，产品标准和国内外重要企业等内容，适合每一位正在从事和将要从事锆和铪制品生产、科研、经营工作的人士阅读，也可作为高等院校的教学参考书。邹武装2012年10月

内容概要

　　《锆·铪手册》详细介绍了锆和铪的矿产资源储备与开采、锆英砂的分选、氯氧化锆制备与应用、碳酸锆和硫酸锆的制备和应用、海绵锆和海绵铪的制备与提纯、锆和铪合金的金属性质、锆和铪铸锭和板带材的生产与加工、锆制设备的制造。同时，简单介绍了国内外锆、铪生产企业的情况。　　《锆·铪手册》适宜从事锆、铪生产和应用的技术人员使用。

书籍目录

第一章概述 第一节锆和铪的发现历史1 一、锆的发现1 二、铪的发现2 第二节锆铪产业的发展历史3 一、锆产业的发展历史3 二、铪产业的发展历史6 第三节锆铪产业现状6 一、世界锆铪产业现状6 二、中国锆铪产业现状9 三、锆铪产业发展的预期9 第四节锆英砂采选和化学锆产业发展概况10 一、锆英砂采选产业发展概况10 二、其他含锆化学制品的产业发展概况11 参考文献12 第二章金属锆铪的性质和用途 第一节金属锆的性质13 第二节金属铪的性质21 第三节金属锆的应用23 一、核级锆的应用23 二、工业级金属锆的应用24 第四节金属铪的用途28 第五节含锆、铪化学制品应用概况29 参考文献31 第三章锆铪的矿物和资源 第一节概述32 一、锆和铪的丰度32 二、锆铪矿物共生的地质特征32 第二节锆、铪矿物的地球化学和矿物成因33 一、内生作用的锆、铪矿物地球化学和矿物成因分类33 二、表生作用的锆、铪矿物的地球化学和矿物成因分类33 三、变质作用的锆、铪矿物地球化学参数和矿物成因分类34 四、中国锆矿床的成因类型34 五、锆、铪矿物在岩石中的分布和矿物特性35 第三节锆铪的主要矿物和矿物特征36 一、锆铪的主要矿物36 二、主要锆铪矿物的特性36 第四节有工业开采价值的锆矿物和性质42 一、锆英石43 二、斜锆矿44 三、铪的矿物44 第五节世界锆铪矿物的储量和分布45 一、世界锆矿物的储量和分布45 二、中国的锆储量及分布概况46 第六节世界和中国的铪资源48 一、世界铪资源概况48 二、中国铪资源概况48 参考文献49 第四章锆英砂的采选生产和应用 第一节锆英砂的采选和生产50 一、锆钛砂矿的特点和采选的基本原理50 二、锆英砂的采选生产工艺52 三、钛锆砂矿采选生产的主要设备68 四、钛锆砂矿精选的产品和主要消耗69 五、锆精矿的质量和标准69 六、全球锆砂产量71 第二节锆英砂的应用72 一、锆英砂的应用领域72 二、锆砂的应用领域和结构73 三、中国锆英砂的来源和需求量73 四、锆砂用量的预期75 五、锆砂的主要生产厂商75 参考文献77 第五章硅酸锆和锆英粉生产技术与设备 第一节硅酸锆与锆英粉78 一、硅酸锆78 二、锆英粉80 第二节国内外硅酸锆与锆英粉的生产与应用80 一、国内概况80 二、国外概况82 第三节硅酸锆与锆英粉的生产工艺与生产设备82 一、硅酸锆82 二、锆英粉90 第四节硅酸锆与锆英粉的清洁生产92 一、硅酸锆的清洁生产92 二、锆英粉的清洁生产93 第五节硅酸锆和锆英粉生产的主要技术经济指标94 一、硅酸锆生产的成本项目94 二、锆英粉生产的物料成本组成项目95 参考文献96 第六章锆化学制品生产 第一节概述97 第二节氢氧化钠烧结法制取氯氧化锆99 一、氯氧化锆制取工艺概述99 二、主要原材料100 三、烧结料的制备101 四、烧结料水洗除硅114 五、水洗料的处理118 六、盐酸分解和结晶120 七、水溶、浓缩124 八、氯化水解法制备氯氧化锆126 九、氯氧化锆产品126 第三节用氯氧化锆制取二氧化锆129 一、基本原理129 二、工艺流程129 三、主要设备129 四、工艺技术条件130 五、近年产量、出口量、产品标准、产品分析实例130 六、用途简介131 第四节用氯氧化锆制备碳酸锆131 一、基本原理131 二、工艺流程和创新成果131 三、工艺技术条件132 四、产品标准和产品分析实例132 五、碳酸锆的应用实例133 六、近年产量和市场预期134 第五节用氯氧化锆制备硫酸锆134 一、基本原理134 二、工艺流程和创新成果136 三、工艺技术条件137 四、产品标准和产品分析实例139 五、硫酸锆的应用139 第六节用氯氧化锆制备硝酸锆139 一、硝酸锆制备工艺139 二、硝酸锆的用途140 第七节物料综合回收利用和“三废”处理140 一、概述140 二、用硅渣制白炭黑140 三、含碱废水制五水偏硅酸钠143 四、钍、铀的回收144 五、废酸、废水、废气的回收和处理145 参考文献146 第七章二氧化锆及现代陶瓷生产技术与装备 第一节二氧化锆的基本性质148 一、概述148 二、二氧化锆的相结构变化和特征149 三、二氧化锆复合体的固溶性能和稳定化作用150 四、立方ZrO2的离子传导性质151 五、二氧化锆的分类和应用领域153 第二节制备二氧化锆的主要原料和方法153 第三节纳米二氧化锆的性能、制备和生产工艺154 一、纳米二氧化锆粉体的性能154 二、纳米二氧化锆粉体的制备方法154 三、纳米ZrO2粉体的制备方法155 第四节稳定二氧化锆的制备方法、基本原理和生产工艺162 一、概述162 二、共沉淀法制备稳定ZrO2粉末162 三、非等温合成草酸盐法制备稳定ZrO2（YPSZ）粉末164 四、溶胶凝胶法制备稳定ZrO2（YSZ）粉末166 五、添加柠檬酸的溶胶凝胶法工艺制备8YSZ粉末168 六、喷雾热分解制备稳定ZrO2粉末168 七、用喷雾干燥喷雾热分解制备稳定ZrO2粉末170 八、水热分解法制备稳定ZrO2粉末173 九、用不同的方法制备的YSZ粉末的性能174 十、稳定ZrO2粉末的制粒174 第五节稳定二氧化锆的性能和其在陶瓷材料中的应用178 一、二氧化锆在陶瓷应用中的特性178 二、二氧化锆陶瓷的力学性能179 三、氧化锆在陶瓷材料中的应用187 四、氧化锆基固体电解质材料190 五、氧化锆陶瓷发热体193 六、立方氧化锆晶体宝石194 第六节氧化锆陶瓷的成型技术和设备194 一、氧化锆陶瓷的成型194 二、干压成型195 三、等静压成型197 四、注浆成型197 五、热压铸成型198 六、挤压成型199 七、轧膜成型199 八、注射成型200 九、流延成型202 十、凝胶注模成型204 十一、快速无模成型技术205 十二、各种成型方法的比较208 十三、氧化锆陶瓷的加工209 十四、二氧化锆及现代陶瓷的发展趋势210 参考文献210 第八章电熔氧化锆生产技术与装备 第一节电熔氧化锆生产技术发展概况212 第二节电熔氧化锆产品种类、规格212 第三节生产工艺原理及条件213 一、电熔脱硅氧化锆（脱硅锆）213 二、稳定型电熔氧化锆215 第四节工艺设备和参数216 一、熔炼216 二、造粒和粉体加工216 第五节影响产品质量的主要技术条件220 第六节主要技术经济指标221 第七节电熔锆的主要应用范围221 第八节电熔氧化锆的市场分析222 第九节硅微粉（硅灰）的利用224 第十节电熔氧化锆行业技术发展趋势226 参考文献227 第九章锆冶炼 第一节概述228 一、锆冶炼产品的分类与定义228 二、锆冶炼工艺简介229 第二节工业级海绵锆的制备232 一、概述232 二、氯化法制取四氯化锆232 三、二氧化锆的氯化239 四、粗ZrCl4提纯240 五、镁热还原法制取工业级海绵锆250 六、工业级海绵锆的产品质量263 第三节核级海绵锆的制备264 一、锆铪分离264 二、锆铪分离方法比较291 三、核级ZrO2的质量291 四、核级ZrO2制备核级海绵锆291 第四节锆粉的生产工艺293 一、概述293 二、钙（氢化钙）还原制取锆粉293 三、钠还原锆氟酸钾制取锆粉295 四、锆氟酸钾熔盐体系电解制取锆粉296 五、氢化法制取锆粉300 第五节金属锆的提纯301 一、电子束熔炼提纯301 二、熔盐电解精炼304 三、碘化提纯306 参考文献316 第十章铪冶炼 第一节概述317 第二节铪冶炼的工艺流程317 第三节镁还原法制取海绵铪318 第四节铪的精制337 第五节铪的熔炼343 第六节铪的其他冶炼方法346 第七节铪冶炼的环保347 参考文献347 第十一章锆及锆合金与铪及铪合金加工技术、装备与产品 第一节锆及锆合金加工技术概述348 第二节锆及锆合金铸锭熔炼353 第三节锆及锆合金铸件360 第四节锆及锆合金锻造363 第五节锆及锆合金管材367 一、管材挤压367 二、管材轧制373 三、管材拉伸375 四、锆及锆合金管材试验和检验375 第六节锆及锆合金棒材377 第七节锆及锆合金板、带、箔材381 第八节锆复合材料385 第九节锆及锆合金残料回收388 第十节锆及锆合金生产的辅助工序390 第十一节铪及铪合金加工396 参考文献400 第十二章锆质设备制造与应用 第一节锆制设备设计401 第二节强度计算401 第三节结构设计403 一、锆容器的设计特点403 二、全厚度锆容器的设计404 三、锆衬里容器的设计407 四、锆复合板容器的设计409 五、锆换热器的设计411 第四节锆制设备制造的主要工序与方法418 一、备料、划线、下料418 二、机械加工418 三、变形加工421 四、锆及锆合金的焊接426 第五节锆制设备的试验与检验437 一、外观检验437 二、表面检验437 三、无损检测437 四、耐压试验438 五、铁污染试验440 六、热气循环试验440 第十三章含锆废料的综合回收利用 第一节含锆废料综合回收利用的目的和意义442 第二节含锆废料的种类、来源和形态概况442 一、含锆废料的种类，来源形态和存量442 二、含锆废料的锆含量和存量概况442 第三节用化学法从含锆废料回收ZrO2的工艺和设备444 一、从人工合成宝石及复合ZrO2废料中综合回收ZrO2和Y2O3的工艺444 二、从人工合成宝石废料回收ZrO2和Y2O3的主要设备和技术指标446 三、从含锆耐火物料中回收ZrO2的工艺447 第四节用电熔法从含锆废料回收ZrO2的工艺和设备449 一、人工合成宝石废料及复合氧化锆废料电熔法综合回收利用的工艺和设备449 二、废弃含锆耐火物料电熔法综合回收利用的工艺和设备450 第五节回收成本分析452 一、含锆废料化学法回收ZrO2的产品成本分析452 二、含锆废料电熔法回收利用的成本分析452 参考文献452 第十四章资本运作 第一节资本运作概论453 第二节资本运作案例459 第三节国内锆行业资本运作的启示464 第十五章锆铪行业标准 第一节化学锆铪标准466 第二节金属锆标准470 第三节金属铪的标准486 第四节锆粉的相关标准487 第十六章中国主要生产商 第一节宝钛集团有限公司489 第二节国核宝钛锆业股份公司495 第三节广东东方锆业科技股份有限公司499 第四节浙江锆谷科技有限公司501 第五节海南文盛新材料科技有限公司506 第六节江西晶安高科技股份有限公司507 第七节淄博广通化工有限责任公司511 第八节郑州振中电熔新材料有限公司513 第九节江苏脒诺甫纳米材料有限公司515 第十节东营瑞海新材料有限公司516 第十一节耐弛尔新材料（营口）有限公司517 第十二节三祥新材股份有限公司519 第十三节营口阿斯创矿产资源有限公司522 第十四节河南佰利联化学股份有限公司524 第十五节中国龙新能源控股有限公司528 第十六节南京宝泰特种材料股份有限公司531 第十七节福建远光锆业有限公司537 第十八节山东金太阳锆业有限公司537 第十九节淄博永邦锆业有限公司539 第二十节兆泰集团（福建）有限公司540 第十七章国外主要锆制品生产商 第一节澳大利亚艾璐卡资源有限公司543 第二节美国特诺公司543 第三节南非理查得湾矿业有限公司544 第四节意大利比托西公司544 第五节安达科陶瓷有限公司545 第六节圣戈班西普公司545 第七节旭硝子工业陶瓷有限公司546 第八节美国ATI华昌公司547 第九节法国赛佐司公司547 第十节西屋电气公司548 第十一节日本第一稀有元素化学工业株式会社549 第十二节日本京瓷公司549 第十三节日本东曹株式会社550

章节摘录

版权页：   插图：   （2）粗选 粗选的目的是将人选矿石利用矿物密度不同进行分离，丢弃低密度脉石和矿物尾矿，获得重矿物含量达90％左右的粗精矿，作为精选厂原料。粗选厂一般与采矿作业合为一体，组成采选厂。为适应砂矿床特征，一般粗选厂均为移动式，移动方式有水上浮船及陆地轨道、履带、托板及定期拆迁等方式。粗选一般选用处理量大，回收率高及便于移动式选厂应用的设备，较普遍的是圆锥选矿机及螺旋选矿机并可采用摇床。上述设备有单一使用的，也有配合使用的，单一圆锥选矿机主要用于规模大或原矿中重矿物含量高的粗选厂；多数采用以圆锥选矿机粗选，螺旋选矿机再精选。一些规模较小的选矿厂，往往采用单一的螺旋选矿机粗选。 （3）精选 精选的目的是将粗精矿中有回收价值的矿物元素进行有效分离回收，达到精矿质量要求，使之成为商品。精选厂建为固定式。精选作业分为干法作业及湿法作业，以干法作业为主。根据粗精矿的性质，在精选工艺的前段有时采用部分湿法作业。 精选厂的湿法作业可采用摇床或螺旋选矿机重选，进一步丢弃残存在粗精矿中的密度小的脉石矿物，并具有清洗作用。也可采用湿式磁选法预先选出部分易选钛精矿，减少人选矿量。也可用氢氧化钠、盐酸、稀氢氟酸、焦亚硫酸氢钠等药剂进行高浓度搅拌，达到清除矿物表面污染，提高精选效果的目的，但采用浮选法进行锆英石、独居石产品的精选已很少使用。 干式精选是按产品中各矿物间的磁性、导电性、密度等差异进行分选。依粗精矿组成及性质而异，于选工艺流程的结构变化较大，对于矿物组成比较复杂，综合回收矿物种类较多的粗精矿的干选，作业较多，流程结构变化也多，对于矿物组成简单的粗精矿，干选流程较简单。 磁选是采用不同类型及场强的磁选机，对比磁化系数不同的矿物进行分选。常用的磁选设备有盘式（单盘、双盘、三盘）、交叉带式、提式、对极式等磁选机，在于选流程中通常是首先采用弱磁选分出强磁性矿物——磁铁矿，然后采用中磁场选出大部分磁性较强又比较易选的钛铁矿产品。强磁选则用于部分磁性较弱的钛铁矿及独居石与非磁性矿物，如锆英石、金红石、白钛石等的分离。

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《锆•铪手册》适宜从事锆、铪生产和应用的技术人员使用。

用户评论 (总计1条)

•   质量很好，有实用性，货真价实吧。