بحث مختصری در مورد طرز تهیه زیرکونیوم اسفنجی!
زیرکونیوم اسفنجی یک فلز خاکستری نقره ای است که ظاهری شبیه فولاد دارد و براق است. در هوا فضا، صنایع نظامی، واکنش های هسته ای و غیره استفاده می شود.
نقطه ذوب زیرکونیوم اسفنجی 1852 نقطه، نقطه کمکی، نقطه جوش 4377 و چگالی آن 6.49 است. زیرکونیوم به راحتی هیدروژن، نیتروژن و اکسیژن را جذب می کند. زیرکونیوم تمایل زیادی به اکسیژن دارد و 1000 اکسیژن را می توان در زیرکونیوم حل کرد و حجم آن را به شدت افزایش داد. زیرکونیوم در هوا نسبتاً پایدار است. زیرکونیوم پودری به راحتی سوزانده می شود و زیرکونیوم ریز را می توان با کبریت مشتعل کرد. می تواند به طور مستقیم با اکسیژن محلول، نیتروژن و هیدروژن در دمای بالا واکنش نشان دهد.
طبقه بندی محصولات ذوب زیرکونیوم با توجه به نیازهای کاربردهای صنعتی مانند زیرکونیوم اسفنجی درجه صنعتی، زیرکونیوم اسلحه گرم، زیرکونیوم اسفنجی درجه هسته ای و پودر زیرکونیوم پیشنهاد شده است. با توجه به مواد اولیه و محصولات نهایی مورد استفاده متفاوت، روش های فرآیند ذوب نیز متفاوت است.
1. فرآیند تولید زیرکونیوم اسفنجی صنعتی. با استفاده از اکسید زیرکونیوم صنعتی به عنوان ماده خام، کلرزنی ZRCL4 را به دست می آورد که به منیزیم فلزی احیا می شود و از تقطیر خلاء برای بدست آوردن زیرکونیوم اسفنجی درجه صنعتی استفاده می شود. ماسه زیرکون به عنوان ماده خام استفاده می شود و ZRCL4 خام با کلرزنی مستقیم به دست می آید. سپس، ZRCL4 تصفیه شده تحت احیاء حرارتی منیزیم و تقطیر خلاء قرار می گیرد تا زیرکونیوم اسفنجی صنعتی به دست آید.
2. فرآیند تولید زیرکونیوم اسفنجی. زیرکونیوم اسفنجی با عیار هسته ای باید هافنیوم را جدا کند و سایر فرآیندها مشابه تهیه زیرکونیوم اسفنجی درجه صنعتی است. روش صنعتی سازی جداسازی زیرکونیوم و هافنیوم بر اساس کلرید اکسیژن به عنوان ماده اولیه است: روش جداسازی استخراج، روش جداسازی فاز گاز با تتراکلرید زیرکونیوم به عنوان ماده اولیه و روش تبلور گام به گام با برومات پتاسیم به عنوان ماده اولیه.
3. فرآیند تولید زیرکونیوم الکترولیتی. پودر فلزی که توسط الکترولیز نمک مذاب برومات پتاسیم تولید می شود از طریق ریخته گری و ذوب ساخته می شود.
4. احیاء حرارتی و هیدروژنه شدن پودر زیرکونیوم. در روش احیای حرارتی از اکسید زیرکونیوم به عنوان ماده خام و کلسیم (هیدرید کلسیم) به عنوان عامل کاهنده برای تولید پودر زیرکونیوم استفاده می شود. روش هیدروژناسیون به عنوان ماده خام استفاده می شود و هیدروژن هیدرید با واکنش در 400 تا 800 به دست می آید. پس از خرد کردن و آسیاب گلوله ای، هیدروژن زدایی از 800-1000 برای به دست آوردن پودر به دست می آید.
اسفنج زیرکونیوم در هوا فضا، صنایع نظامی، واکنش هسته ای، انرژی اتمی، افزودن مواد فوق سخت فلزی، تولید فولاد آلیاژی، آلیاژ پوشش سوخت اورانیوم در راکتورها و بسیاری از اهداف دیگر استفاده می شود. زیرکونیوم در دمای بالا به راحتی الکترون آزاد می کند. ویژگی های محصول: دارای مقاومت بسیار قوی در برابر خوردگی، سختی و استحکام فوق العاده بالا است. سازنده میله زیرکونیوم 702 گفت: روش تهیه اسفنج زیرکونیومی شامل مراحل زیر می باشد.
آ. حرارت دادن مخلوطی از تتراکلرید زیرکونیوم و تتراکلرید هافنیوم در دمای بیش از 331 برای به دست آوردن یک گاز مخلوط.
ب پس از حرارت دادن گاز مخلوط به دست آمده، آن را با گاز محافظ مخلوط کنید، تتراکلرید زیرکونیوم را در گاز مخلوط تحت شرایط حمام روغن با دمای ثابت 317 ~ 330 متراکم کنید و سپس تتراکلرید زیرکونیوم جامد و گاز مخلوط باقیمانده را جدا کنید.
ج تتراکلرید زیرکونیوم جامد به دست آمده را حداقل یک بار تصفیه کنید تا تتراکلرید زیرکونیوم سطح انرژی اتمی و تتراکلرید تریلیون هافنیوم غلیظ به دست آید.
د کاهش سطح انرژی اتمی به دست آمده زیرکونیوم تتراکلرید برای بدست آوردن زیرکونیوم اسفنجی سطح انرژی اتمی. روش تهیه زیرکونیوم اسفنجی سطح انرژی اتمی اختراع حاضر دارای مزایای فرآیند کوتاه، فرآیند جداسازی به عنوان معرف، حفاظت از محیط زیست و هزینه تولید پایین است.
