锆的应用非常广泛,主要以硅酸锆、氧化锆的形式应用于陶瓷、耐火材料等领域。仅有3%-4%的锆矿石被加工成金属锆,再进一步加工成各种锆材。可通过区熔法(Floating zone)生成锆单晶。锆作为一种活性金属,在室温中就会形成氧化膜,这层氧化膜使得锆及其合金具有优良的抗腐蚀性能。同时锆又具有良好的力学和传热性能,再加上显著的成本优势,使它成为当今石油化工领域优异的耐蚀结构材料。
由于金属锆具有热中子吸收截面小的特性,使得金属锆拥有优异的核性能,核级锆就是应用这个特性将其用作核动力航空母舰、核潜艇和民用发电反应堆的结构材料、铀燃料元件的包壳等。核级锆是国家重要的战略金属,与核工业的发展密切关联。
在化工耐酸碱的设备、军工、电子行业中应用的锆叫做工业级锆。从加工难易程度、工艺水平和科技含量等方面来看,金属锆及其合金制品处于产业链顶端。
生产其它锆制品如二氧化锆、碳酸锆、硫酸锆、复合氧化锆以及锆铪分离制备金属锆铪的主要原料,也可以用于纺织、皮革、橡胶添加剂、金属表面处理剂、涂料干燥剂、耐火材料、陶瓷、催化剂、防火剂等产品,近年我国的年产量都在9万吨以上。锆英砂是氯氧化锆的主要原材料。
皮革鞣剂、羊毛处理剂和油漆表面氧化剂的重要原料,可用作催化剂载体、氨基酸和蛋白质、沉淀剂和除臭剂,也是制取锆化学制品和金属锆、铪的中间原料。
硅酸锆是传统锆制品中的重要品种。产品以锆英砂为原料,经研磨、煅烧、粉化后即可制得,是一种优质、廉价的陶瓷釉料乳浊剂,主要用于建筑陶瓷、日用陶瓷及电瓷的色釉料生产,在高级耐火材料、精密铸造、乳化玻璃等行业也被广泛使用。
主要用作化妆品的添加剂和防水剂、阻燃剂、遮光剂以及纤维、纸张的表面助剂,并可用于制取锆铈复合催化材料,是纺织、造纸、涂料、化妆品行业的重要原料,近年来用量不断增长。
无毒、无味的白色固体,对碱溶液及许多酸性溶液都具有足够的稳定性,适用于精密陶瓷、电子陶瓷、光学透镜、玻璃添加剂、电溶锆砖、陶瓷颜料、瓷釉、人造宝石、耐火材料、研磨抛光等行业和产品。
以复合氧化锆为原料而制成的,包括氧化锆磨介和氧化锆结构件两类产品,氧化锆结构件主要包括氧化锆特种陶瓷阀门、光纤连接器、陶瓷刀具、手表配件、陶瓷推剪刀片、纺织瓷等。
又称半稳定、稳定氧化锆,是无毒、无味的白色粉末,化学性质稳定,比表面积可控,是制造各类特种陶瓷、高级耐火材料、光通讯器件、新能源材料的基础原料。
工业级锆主要用于制作化工耐酸碱的设备、军工、电子行业、管道阀门材料、特殊高强及高温合金材料、电真空和照明灯泡行业吸气剂。
用于火器海绵锆燃烧剂,也适用于合金添加剂及冶金脱氧剂、化工、民用闪光焰火等。
主要用作核动力航空母舰、核潜艇和民用发电反应堆的结构材料、铀燃料元件的包壳等,是重要的战略金属.
据美国地质调查局(USGS)2015年统计,全球锆储量7800万吨、已探明锆石资源量超6000万吨(以ZrO2计),其中澳大利亚和南非拥有全球锆储量份额最大,储量占比分别占65.38%和17.95%。其他锆储量相对丰富国家还有:印度、莫桑比克和印度尼西亚。我国锆资源储量相对比较匮乏,储量仅占世界储量的0.6%。
据美国地质调查局2015年公布的数据显示,2014年全球锆矿产量154万吨,同比减少3万吨。澳大利亚以90万吨产量居全球首位,占全球总产量的58.44%。其次为南非,产量17万吨,占比11.03%。两国总产量占全球总产量69.47%,其他国家难以望其项背。中国以14万吨的产量居第三位,占全球总量的9.74%。
更多信息点击查看:锆单晶的性能参数。