锆英石(Zircon Products)为天然矿物质,用于耐火材料(称为锆酸盐火砖、如锆钢玉砖等),铸型用砂(精型用砂(精密铸件砂型),陶瓷及搪瓷器具,
此外也用于金属(海绵锆)、合金、玻璃以及化合物(
二氧化锆、
氯氧化锆、锆酸钠、
氟锆酸钾、硫酸锆等)。
工作原理
锆英砂(锆英石)多与
钛铁矿、
金红石、
独居石、
磷钇矿等共生于海滨砂中,经水选、
电选、磁选等
选矿工艺分选后而得到。其理论组成为::67.1%;:32.9%。纯净的锆英砂为无色透明的晶体,常因产地不同、含杂质的种类与数量不同而染成黄、橙、红、褐等色,硬度7.8,比重4.6-4.71,折射率1.93-2.01,熔点为2550℃。锆英石用于耐火材料(称锆质耐火材料,如
锆刚玉砖,锆质
耐火纤维),铸造行业铸型用砂(精密铸件型砂),精密搪瓷器具,此外也用于玻璃、金属(海绵锆)以及锆化合物(二氧化锆、
氯氧化锆、锆酸钠、
氟锆酸钾、
硫酸锆等)的生产中。
锆英石特征:一般晶形较好,成正方形短柱状,少数呈长柱状晶体、双锥晶体,也有简单的柱状及复杂的柱状和不规则之粒状等,颜色为白色、淡黄色、黄色、粉红色,以白色透明居多,
条痕无色、
金属光泽,半透明,大部分在荧光灯下发黄光,部分不发光。
作用
可制作玻璃窑的锆英石砖,盛钢桶用锆英石砖、捣打料和浇注料;添加到其它材料中可改善其性能,如合成堇青石中添加锆英砂,可拓宽堇青石的烧结范围,而又不影响其
热震稳定性;在高铝砖中添加锆英砂,制造抗剥落高铝砖,热震稳定性大大提高;还可用于提取。
锆英石用于耐火材料(称锆质耐火材料,如锆刚玉砖,锆质耐火纤维),铸造行业铸型用砂(精密铸件型砂),精密搪瓷器具,此外也用于玻璃、金属(海绵锆)以及锆化合物(二氧化锆、
氯氧化锆、锆酸钠、
氟锆酸钾、硫酸锆等)的生产中。
锆英砂(锆英石)和白云石一起在高温下反应生成
二氧化锆或锆氧。锆氧也是一种优质耐熔材料,虽然其晶形随温度而变。稳定的锆氧还含有少量的镁、钙、钪或钇的氧化物,稳定的锆氧熔点接近2700,它抗热震,在一些冶金应用中比锆英石反应差。稳定的锆氧导热性低,在工业锆氧中,
二氧化铪作耐熔物使用是无害的。
编号系统
CAS号:14940-68-2
EINECS号:233-252-7
物性数据
1.性状:锆英石属四方晶系,常呈短小柱状。金属光或玻璃光泽,普遍为棕色或浅灰色或红色,黄、蓝及无色透明、不透明。
2.密度(g/cm3):4~4.9
4.溶点(℃):2750
5.溶解性:锆英石不溶于酸和碱,无磁性或弱磁性,导电性弱。
性质与稳定性
锆英石砂具有较低的热膨胀性、较高的导热性,而且有较强的
化学稳定性。锆英石多产于海滨砂矿,其
伴生矿物以钛铁矿、金红石、独居石、榍石为主,
脉石矿物以石英为主。
其粉尘刺激眼睛、皮肤和呼吸系统;高浓度或长时间接触可引起肺和皮肤疾患,可能为人类致癌物。做好防护。
晶体形态
晶体属四方晶系的岛状结构硅酸盐矿物。晶体形态呈四方柱、四方双锥或复四方双锥的聚形组成的短柱状晶形,集合体呈粒状;锆石的晶体属四方晶系,a0=0.662nm,c0=0.602nm;Z=4;晶体呈四方双锥状、柱状、板状,且形态与成分密切有关;主要单形:四方柱m、a,四方双锥p、u,复四方双锥x;可依成膝盖状双晶;可与磷钇矿成规则连生
贮存方法
库房通风低温干燥; 与易燃物、可燃物、危险品分开存放。与锂接触剧烈反应。与酸不能配伍。
合成方法
选矿方法需重、磁、浮、电等方法联合使用。如果没有选择性高的特殊药剂,单一的浮选方法很难获得合乎工业要求的精矿产品。
(1) 重选法锆英石多赋存在钛铁矿中,并往往伴生有赤铁矿、铬铁矿以及石榴石等重矿物,因此富集锆英石在最初阶段往往采用重选法,如用摇床先将重矿物与脉石(石英、长石、黑云母)等分开,然后再用其他选矿手段与其他重矿物分离。
(2) 浮选方法浮选常用的捕收剂为脂肪酸类,如油酸、油酸钠;矿浆调节剂以苏打为主,pH=7~8;抑制剂为硅酸钠;活化剂为硫化钠和重金属盐类如氯化锆,氯化铁,也有用草酸调节矿浆至酸性,用胺类或胺类衍生物作捕收剂。
(3) 电选法电选法是利用矿物导电性差异将钛铁矿、赤铁矿、铬铁矿、锡石、金红石等导电矿物与锆英石、独居石、石榴石、磷灰石等非导电矿物分离。电选前应预先脱泥分级,烘干加热及加药处理。
(4) 磁选法重矿物中磁性矿物有钛铁矿、赤铁矿、铬铁矿、石榴石、黑云母、独居石等;锆英石为非磁性矿物或弱磁性矿物(某些矿床中锆英石中含有铁则为弱磁性)。磁选方法分干式和湿式两种。干式磁选需将入选物料加热干燥、分级等预处理而后才能进行分选。而
湿式强磁场磁选机其分选粒度较宽、粒度下限可达20μm,因此当锆英石粒度细时采用
湿式磁选机较为适宜。
发展
泰国、斯里兰卡为锆英石的主要产出国。斯里兰卡以产各种颜色锆英石著称,泰国为宝石级锆英石的主要来源地。其他产出国还有缅甸、法国、澳大利亚、坦桑尼亚等。我国也产宝石级锆英石;海南蓬莱产红色锆英石;福建明溪产无色或白色锆英石巨晶。
锆英石的市场供应与钛和其他矿物的产量密切相关,其他矿物生产的市场波动会对锆英石的生产产生直接影响。因此要继续研究和发现锆的代用物。
锆英石是一种在当今社会用途非常广泛的一种资源,它是提取锆和铪的最重要矿物原料,也可以用于国防和航天工业。锆英石储量虽然比较丰富,但在我国乃至世界,存在着很多的对锆英石不合理利用的情况,造成了资源的浪费。发展新技术、运用合理的操作技术等都是我们在锆英石产业上应该想到的问题,应该解决的问题。