有色金属—锆

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锆是什么材料

锆是什么材料

锆是什么材料
锆是一种金属元素,化学符号为Zr,原子序数为40,原子量为91.22。

锆是一
种银灰色的金属,具有良好的抗腐蚀性能,因此在工业上有着广泛的应用。

锆的化学性质稳定,可以与氧、氮、氢、碳等元素发生反应,形成不同的化合物。

锆材料具有高熔点、高强度、耐腐蚀等特点,因此在航空航天、化工、医疗器械等领域有着重要的应用价值。

锆的主要矿石有锆石、锆英石和锆铁矿等。

锆主要用于核工业、航空航天、化工、医疗器械等领域。

在核工业中,锆主要用于制造核反应堆的燃料包壳、结构材料和控制材料。

锆合金具有良好的机械性能和耐热性能,因此在航空航天领域有着广泛的应用,例如用于制造航空发动机零部件、航天器结构材料等。

在化工领域,锆主要用于制造化工设备、催化剂、防腐蚀材料等。

在医疗器械领域,锆主要用于制造人工关节、牙科种植体等。

锆材料具有良好的耐腐蚀性能,可以耐受强酸、强碱的腐蚀,因此在化工领域
有着广泛的应用。

锆合金具有良好的机械性能和耐热性能,可以用于制造高温零部件,例如航空发动机零部件、航天器结构材料等。

锆材料还具有良好的生物相容性,可以用于制造医疗器械,例如人工关节、牙科种植体等。

锆材料在医疗器械领域的应用越来越广泛,可以大大改善人们的生活质量。

总的来说,锆是一种重要的材料,具有广泛的应用价值。

随着科学技术的不断
发展,锆材料的应用领域将会更加广泛,为人类社会的进步和发展做出更大的贡献。

希望大家能够加深对锆材料的了解,发挥锆材料在各个领域的优势,推动锆材料产业的发展,为人类社会的可持续发展做出更大的贡献。

有色金属的种类及用途

有色金属的种类及用途

有色金属的种类及用途有色金属分部广义的有色金属还包括有色合金。

有色合金是以一种有色金属为基体(通常大于50),加入一种或几种其他元素而构成的合金。

种类特性:有色金属是指铁、铬、锰三种金属以外所有的金属。

中国在1958年,将铁、铬、锰列入黑色金属;并将铁、铬、锰以外的64种金属列入有色金属。

这64种有色金属包括:铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡、铜、铅、锌、锡、钴、镍、锑、汞、镉、铋、金、银、铂、钌、铑、钯、锇、铱、铍、锂、铷、铯、钛、锆、铪、钒、铌、钽、钨、钼、镓、铟、铊、锗、铼、镧、铈、镨、钕、钐、铕、钆、铽、镝、钬、铒、铥、镱、镥、钪、钇、硅、硼、硒、碲、砷、钍。

图表1有色金属用途:A:有色金属中的铜是人类最早使用的金属材料之一。

现代,有色金属及其合金已成为机械制造业、建筑业、电子工业、航空航天、核能利用等领域不可缺少的结构材料和功能材料。

东莞废金属回收B:实际应用中,通常将有色金属分为5类:1.轻金属。

密度小于4500千克/立方米,如铝、镁、钾、钠、钙、锶、钡等。

2.重金属。

密度大于4500千克/米3,如铜、镍、钴、铅、锌、锡、锑、铋、镉、汞等。

3.贵金属。

价格比一般常用金属昂贵,地壳丰度低,提纯困难,如金、银及铂族金属。

4.半金属。

性质价于金属和非金属之间,如硅、硒、碲、砷、硼等。

5.稀有金属。

包括稀有轻金属,如锂、铷、铯等;稀有难熔金属,如钛、锆、钼、钨等;稀有分散金属,如镓、铟、锗、铊等;稀土金属,如钪、钇、镧系金属;放射性金属,如镭、钫、钋及阿系元素中的铀、钍等。

有色金属通常指除去铁(有时也除去锰和铬)和铁基合金以外的所有金属。

有色金属可分为四类:1.重金属:一般密度在4.5g/cm3以上,如铜、铅、锌等;2.轻金属:密度小(0.53~4.5g/cm3),化学性质活泼,如铝、镁等.3.贵金属:地壳中含量少,提取困难,价格较高,密度大,化学性质稳定,如金、银、铂等;4.稀有金属:如钨、钼、锗、锂、镧、铀等。

锆材的特点

锆材的特点
11200
13800
15700
17500
溶沸点
熔点:1852℃
沸点:4377℃
密度
密度:6.49克/立方厘米
编辑本段元素描述
元素英文名称:Zirconium
相对原子质量:91.22
核内质子数:40
核外电子数:40
核电核数:40
质子质量:6.692E-26
硫酸锆
质子相对质量:40.28
所属周期:5
所属族数:IVB
锆的特点:
锆是一种稀有金属,具有惊人的抗腐蚀性能、极高的熔点、超高的硬度和强度等特性,被广泛用在航空航天、军工、核反应、原子能领域。本次"神六"上使用的抗腐蚀性、耐高的钛产品,其抗腐蚀性能远不如锆,其熔点1600度左右,而锆的熔点则在1800度以上,二氧化锆的熔点更是高达2700度以上,所以锆作为航空航天材料,其各方面的性能大大优越于钛。
工业规模生产的锆合金有锆锡系和锆铌系两类。前者合金牌号有Zr-2、Zr-4,后者的典型代表是Zr-2.5Nb。在锆锡系合金中,合金元素锡、铁、铬、镍可提高材料的强度、耐蚀性和耐蚀膜的导热性,降低表面状态对腐蚀的敏感性。通常Zr-2合金用于沸水堆,Zr-4合金用于压水堆。在锆铌系合金中,铌的添加量达到使用温度下锆的晶体结构的固溶极限时,合金的耐蚀性最好。锆合金有同质异晶转变,高温下的晶体结构为体心立方,低温下为密排六方。锆合金塑性好,可通过塑性加工制成管材、板材、棒材和丝材;其焊接性也好,可用以进行焊接加工。
含锆的天然硅酸盐矿石被成为锆石(zircon)或风信子石(hyacinth),广泛分布在自然界中。它们颜色美丽,被称为宝石。而目前生产锆的原料主要是锆英砂。
编辑本段锆合金
锆管头以锆为基体加入其他元素而构成的有色合金。主要合金元素有锡、铌、铁等。锆合金在300~400℃的高温高压水和蒸汽中有良好的耐蚀性能、适中的力学性能、较低的原子热中子吸收截面,对核燃料有良好的相容性,多用作水冷核反应堆的堆芯结构材料。此外,锆对多种酸、碱和盐有优良的抗蚀性,与氧、氮等气体有强烈的亲和力,因此锆合金也用于制造耐蚀部件和制药机械部件,在电真空和灯泡工业中被广泛用作非蒸散型消气剂。

探秘有色金属“锆”:为什么说中国属于锆资源稀缺国家?

探秘有色金属“锆”:为什么说中国属于锆资源稀缺国家?

探秘有色金属“锆”:为什么说中国属于锆资源稀缺国家?全球锆矿储量近三年无增量全球83%锆矿资源集中于澳大利亚和南非,我国仅占0.6%。

全球锆矿储量主要分布于澳大利亚和南非,占比达83%。

中国锆矿储量仅为50万吨左右(以ZrO2计算),占全球储量0.6%,属于锆资源稀缺国家。

据《中国矿业》报道,我国锆矿资源主要分布在内蒙古和海南地区,全国占比分别为70%和19%。

主要矿床类型为锆英砂矿床(占总矿区94%),分布于海南和广东等地区,其次为岩矿型矿床,主要分布在内蒙古地区,因其选矿困难尚未开采。

全球锆矿储量近三年无增量。

根据USGS数据显示,2014-2016年全球锆矿储量维持7500万吨(以ZrO2计)不变(修正后)。

其中澳大利亚2014-2015年储量为5100万吨,2016年修正为4800万吨。

从锆英砂供给端来看,根据USGS数据,2016年全球锆英砂产量140.8万吨;根据ILUKA年报,公司预计2017年锆英砂产量减少7.2万吨;据公开资料,全球并无其他厂商有扩产或减产计划,因此我们预计2017年全球锆英砂产量为133.6万吨,同比下降5%。

考虑到ILUKA旗下Jacinth-Ambrosia矿山自2016年4月起停产18-24个月,并计划于2017年10月起暂停Hamilton选矿厂(瑞道金属网),而其他厂商产量稳定,据此我们保守预计2018年全球锆英砂仍将延续5%的减幅,产量约126.9万吨。

从需求端看,根据中国有色金属工业协会网站和中国产业信息网站信息,2015年全球锆英砂需求为110万吨,2016-2020年预计维持5%-7%的增长率。

考虑到陶瓷以及其他终端消费行业稳定增长,我们假设每年至少保持5%的增长,则2017年全球锆英砂需求总量约121.3万吨,2018年约127.3万吨。

整体来看,2015年供给过剩42万吨,2016年过剩减少至25.3万吨,2017年进一步减少至12.3万吨,供需格局持续改善;到2018年供需将呈现紧平衡状态,且存在逆转的可能。

金属锆折射率

金属锆折射率

金属锆折射率金属锆是一种常见的金属元素,具有多种重要的应用价值。

本文将介绍金属锆的折射率及其在光学领域的应用。

金属锆是一种具有高熔点和良好耐腐蚀性能的金属元素。

它的折射率是指光线从真空中进入金属锆时的折射比。

根据光学理论,折射率可以用来描述光线在物质中传播时的速度和路径弯曲程度。

金属锆的折射率通常是一个复数,由实部和虚部两部分组成。

实部表示光线在金属锆中传播的速度,虚部表示光线被吸收的程度。

金属锆的折射率与光的波长密切相关。

随着波长的变化,金属锆的折射率也会有所变化。

一般来说,金属锆在可见光波段的折射率较高,而在红外光波段的折射率较低。

这使得金属锆在光学领域有着广泛的应用。

金属锆的高折射率使其成为一种理想的反射镜材料。

它可以被用于制造高反射镜、反射镜镀膜以及光学薄膜等光学元件。

金属锆的高折射率还使其成为一种重要的光学材料,可以用于制造光学透镜、光纤和光学器件等。

此外,金属锆的折射率还可用于测量材料的光学性质,例如检测材料的透明度、测量材料的纯度等。

除了光学领域,金属锆的折射率还在其他领域有着重要的应用。

例如,在电子器件中,金属锆的折射率可以用于分析材料的电磁性质,帮助设计和制造高性能的电子元件。

在化学领域,金属锆的折射率可用于研究材料的表面性质和反应动力学等。

金属锆的折射率是描述光线在金属锆中传播的重要参数。

其高折射率使其在光学领域有着广泛的应用,包括反射镜、光学透镜和光学器件等。

此外,金属锆的折射率还在电子器件和化学领域等其他领域有着重要的应用价值。

通过研究金属锆的折射率,我们可以更好地理解和利用这种重要的金属材料。

有色金属行业锆市场分析报告

有色金属行业锆市场分析报告

有色金属行业锆市场分析报告锆市场分析报告一、市场概况锆是一种有色金属,具有良好的耐腐蚀性和高温稳定性,被广泛应用于航空航天、化工、医药及核工业等领域。

近年来,随着国内经济的快速发展和工业化进程的加快,锆市场需求持续增长。

同时,国际市场上对锆的需求也呈现出稳定增长的态势。

二、产能与供需目前,中国是全球最大的锆产国和消费国,其锆产量占全球总产量的60%以上。

然而,由于部分矿石资源限制和环境保护压力增加,国内锆矿产能增长受到一定的限制。

这导致了锆市场供需关系的紧张。

另外,随着全球经济的复苏和各个领域对锆需求的增长,国际市场上对锆的需求也在提升,市场供应供不应求。

三、价格走势由于市场供应紧张和需求旺盛,近年来锆价格呈现出明显上涨的趋势。

从2016年至今,锆市场的均价持续上涨,市场行情看好。

预计未来一段时间内,锆价格仍将维持上涨趋势。

四、行业竞争态势在锆市场中,中国企业占据着主导地位。

国内企业具备一定的技术实力和市场优势,产品质量和价格具有竞争力。

然而,国际上也有一些知名企业进入中国锆市场,增加了行业竞争的压力。

为了保持市场竞争力,中国企业需不断提升技术水平,降低生产成本,提高产品质量。

五、发展前景与机遇随着新能源、新材料领域的快速发展,锆在锂电池、光学玻璃、生物医药等领域的应用前景广泛。

这将进一步推动锆市场的发展,并为企业带来更多的发展机遇。

同时,国家对高端金属产业的支持也将为锆行业提供更加有利的政策环境。

六、风险与挑战锆行业也面临一些风险和挑战。

首先,国内外环保制度的加强,可能对部分锆矿企业造成一定的生产压力。

其次,国际经济形势的不确定性,可能对锆市场的需求产生一定的影响。

另外,由于锆行业较为集中化,市场竞争激烈,企业需面临竞争优势不断提升的挑战。

七、建议中国的锆行业发展具有很大的潜力和机遇。

为了充分利用这些机遇,企业应积极调整产品结构,不断创新技术,提高产品附加值。

同时,加强与国外知名企业的合作,进一步提升国内企业的国际竞争力。

锆

锆Zirconium锆(Zirconium)是一种化学元素,它的化学符号是Zr,它的原子序数是40,是一种银白色的高熔点金属,呈浅灰色。

密度6.49克/立方厘米。

熔点1852±2℃,沸点4377℃。

化合价+2、+3和+4。

第一电离能6.84电子伏特。

锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。

有耐腐蚀性,可溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。

简介锆,原子序数40,原子量91.224。

1789年德国化学家克拉普罗斯在锆石中发现锆的氧化物,并根据锆石的英文名命名;1824年瑞典化学家贝采利乌斯首次制的不纯的金属锆;1925年荷兰科学家阿克尔和德博尔制得有延展性的块状金属锆。

锆在地壳中的含量为0.025%,但分布非常分散。

主要矿物有锆石和二氧化锆矿。

天然锆有6种稳定同位素:锆90、91、92、94、96,其中锆90含量最大。

锆为银灰色金属,外观似钢,有光泽;熔点1852°C,沸点4377°C,密度6.49克/厘米³。

锆容易吸收氢、氮和氧气;锆对氧的亲和力很强,1000°C氧气溶于锆中能使其体积显著增加。

锆一般被认为是稀有金属,其实它在地壳中的含量相当大,比一般的常用的金属锌、铜、锡等都大。

锆合金可以耐很高的温度,用作制作核反应的第一层保护壳。

过渡金属rl]。

锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。

有耐腐蚀性,但是溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固溶体。

锆的可塑性好,易于加工成板、丝等。

锆在加热时能大量地吸收氧、氢、氮等气体,可用作贮氢材料。

锆的耐蚀性比钛好,接近铌、钽。

锆与铪是化学性质相似、又共生在一起的两个金属,且含有放射性物质。

地壳中锆的含量居第19位,几乎与铬相等。

自然界中具有工业价值的含锆矿物,主要有锆英石及斜锆石。

历史含锆的天然硅酸盐ZrSiO₄称为锆石(Zircon)或风信子石(hyacinth)广泛分布于自然界中,具有从橙到红的各种美丽的颜色,自古以来被认为是宝石,据说Zircon一词来自阿拉伯文Zarqūn,是朱砂,又说是来自波斯文Zargun,是金色,hyacinth则来自希腊文的“百合花”一词,印度洋中的岛国斯里兰卡盛产锆石。

2024年锆市场调研报告

2024年锆市场调研报告

锆市场调研报告1. 引言本报告基于对全球锆市场进行的调研和分析,旨在提供关于锆及其相关产品的市场现状、行业发展趋势以及竞争格局的全面信息。

2. 市场概述2.1 锆的概述•锆是一种化学元素,原子序数为40,属于过渡金属。

•具有良好的耐腐蚀性、高熔点和优异的力学性能。

•锆广泛应用于核工业、航空航天、化工等领域。

2.2 锆市场规模•过去几年,全球锆市场持续增长,市场规模逐年扩大。

•锆及其相关产品的需求不断增加,推动市场发展。

3.1 锆的主要应用领域•核工业是锆的主要应用领域,用于制造核燃料壳体和核反应堆中的结构材料。

•航空航天工业对锆的需求也在不断增长。

•锆在化工行业中作为催化剂和防腐蚀材料得到广泛应用。

3.2 锆市场的地域分布•锆市场的发展呈现出明显的地域分布特点。

•亚太地区是全球锆市场的主要消费地区,占据较大市场份额。

•欧美地区也是重要的锆市场,消费需求相对稳定。

3.3 锆市场的竞争格局•目前,全球锆市场竞争激烈,存在多个主要锆生产企业。

•具有规模优势和技术实力的企业在市场上占据较大份额。

•锆市场的进入壁垒相对较高,新进入者面临挑战。

4.1 市场增长预测•锆市场未来预计将保持稳定增长态势。

•预计核工业和航空航天领域的需求将继续推动市场增长。

•全球经济的稳定发展也将为锆市场提供有利条件。

4.2 技术发展趋势•锆材料的技术研究和应用将继续推动市场创新和发展。

•新技术的引入将提高锆材料的性能和减少生产成本。

5. 结论综上所述,锆市场作为一个具有广阔发展前景的行业,将在未来继续保持稳定增长态势。

同时,锆在核工业和航空航天等领域的应用将继续扩大,推动市场需求增加。

技术研究和创新在锆市场的发展中起着关键作用,未来的发展趋势将更加注重锆材料的性能提升和成本降低。

以上为本次锆市场调研报告的主要内容,供参考。

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s 锆分析报告一、锆的简介锆的元素符号Zr,位于化学元素周期表中IV-B族,它的原子序数是40,是一种银白色的过渡金属。

锆的表面易形成一层氧化膜,具有光泽,故外观与钢相似。

有耐腐蚀性,但是溶于氢氟酸和王水;高温时,可与非金属元素和许多金属元素反应,生成固体溶液化合物。

锆的可塑性好,易于加工成板、丝等。

锆在加热是能大量吸收氧、氢、氮等气体,可用作贮氢材料;锆的性能比钛好,接近铌、钽。

锆主要以矿物形成存在于大自然,锆在地壳中的含量居第20位,比常见的金属铜、铅、镍、锌多,却被称为“稀有金属”,是因为制取工艺较复杂,不易被经济地提取。

另外,在已发现的40多种锆铪矿床中,具有工业开采价值的只有10种左右,用于工业生产的仅有锆英石和斜锆石两种。

二、锆资源储蓄量丰富、供应集中据美国地质调查局(USGS)统计,全球锆储蓄量51百吨、基础储蓄量77万吨(以ZrO2计),其中澳大利亚和南非拥有世界上最大的锆英砂储蓄量,储蓄量占比分别为44.6%和25%,基础储蓄量占比45.45%、18.18%。

我国资源储蓄量相对比较缺乏,储蓄量和基础储蓄量分别占世界的0.98%和4.81%。

表一:世界锆资源储量国家矿产量(千吨)储蓄量储蓄基础储蓄储蓄基础2007 2008 (百万吨ZrO2) 占比占比澳大利亚605 575 20 35 39.22% 45.45%南非400 405 14 14 27.45% 18.18%乌克兰35 35 4 6 7.84% 7.79%美国0 0 3.4 5.7 6.67% 7.40%印度29 29 3.4 3.8 6.67% 4.94%巴西31 31 2.2 4.6 4.31% 5.97%中国180 160 0.5 3.7 0.89% 4.81%其他国家145 120 3.5 4.2 6.86% 5.45%世界合计1430 1360 51 77 100% 100% 锆英砂主要产地集中于澳大利亚、南非Richards Bay Deposit 地区、美国佛罗里达以及非洲的莫桑比克和非洲的印度尼西亚、越南、印度等。

目前世界年产锆英砂在120—130万吨之间。

澳大利亚是世界第一大锆英砂生产国,目前世界市场份额总量1/3以上。

南非是世界第二大锆英砂生产国,产量仅次于澳大利亚,目前占世界市场份额总量约1/3。

表二:世界各国锆英砂产能分布国家产能(吨)比例澳大利亚460000 35.38%南非430000 33.08%美国180000 13.85%印尼100000 7.69%中国20000 1.54%其他国家110000 8.46%表三:锆英砂主要供应商公司基本情况及产能国家Iluka Resources Ltd Iluka 是世界第一大生产商,也是我国最大的锆英砂供应商,分别在美国和澳洲两个国家从事开采工作。

在澳大利亚有9个矿区在美国有2个矿。

澳大利亚Tiwest Tiwest 是重要的钛精矿、锆英砂、钛白粉厂家,锆英砂的产量为8-9万吨左右。

澳大利亚RichardsBay Minerals(RBM) 澳大利亚和美国的合资公司,主要生产钛渣,锆英砂年产约25万吨。

南非NamakwaSands Limited 美国在南非的全资公司,年可开采400万吨矿石,锆英砂计划产能6万吨。

南非中国锆英砂产地主要分布在海南的文昌和万宁、广东的湛江,年产量约为2万吨。

加工粗砂的能力为4-5万吨。

国内只有海南文昌的锆英砂精矿的品质最好,万宁和湛江主要生产普通锆英砂。

从地区消费结构来看,中国和欧洲是主要的锆消费地区,各占约30%。

三、锆制品产业链锆的应用领域非常广泛,主要以硅酸锆、氧化锆的形式应用于陶瓷、耐火材料等领域,这部分的应用占锆消费的90%以上。

另外,由于金属锆具有优异的核性能,它的热中子吸收截面小,仅为0.18×l0-28。

锆及其合金的一个重要用途就是作为核动力反应堆的燃料包覆材料和其他结构材料。

因此,锆及锆金的研究与发展是与核工业的发展密切相关联的,最初是用于核动力舰船,后来则大力发展原子能发电站。

锆是一种活性金属,对氧有很高的亲合力,这就导致在室温的空气中会形成保护氧化膜,这层保护氧化膜使得锆及其合金具有优良的抗腐蚀性能。

具有优异耐蚀性的锆对很多腐蚀介质有很强的抗力,同时又具有良好的力学和传热性能,以及显著的成本优势,使它成为当今石油化工领域优异的耐蚀结构材料。

工业锆产品广泛用于各类耐蚀工艺设备中,主要应用包括压力容器、热交换器、管道、槽、轴、搅拌器及其它机械设备以及阀、泵、喷雾器、托盘、除雾器和塔衬料等。

据统计,仅有3%-4%左右的锆被加工成金属锆(或称海绵锆)的形式,再进一步加工成各种锆合金,应用于核燃料组件或者普通工业领域。

从加工难易程度、工艺水平、科技含量等方面而言,金属锆制品处于产业链最高端。

锆制品的应用领域如下表所示。

锆制品的应用领域:我国锆产业链结构,为了便于行业内的协调和政府的管理,按专业特点将锆行业分为五大产业,分别为锆英砂采选、硅酸锆(锆英粉)加工、化学锆制品生产、电熔二氧化锆生产、锆冶炼和加工等五个单元我国锆的消费结构中,陶瓷占63.09%,化学锆(不包括锆金属)占22.08%,电熔锆占8.04%,金属锆占3.63%.四、金属锆及下游产业链分析金属锆制品分为两大类,一种为核级锆,主要用作核动力航母、核潜艇和民用发电反应堆的结构材料、铀燃料原件的包壳等,是重要的战略金属;另一种为工业级锆,主要用于制作化工耐酸碱的设备、军工、电子行业。

主要部件主要用途核燃料及附属材料锆可以作固体燃料铀合金的添加剂;锆及锂的氟化物可用作液体燃料的熔岩结构材料反应堆的高压容器,高压水箱等减速材料使用ZrH2等,在反应堆中,高能中子与之发生弹性碰撞时,能够有效的吸收中子的能力屏蔽材料屏蔽目的,首先是尽可能的减少人体所受的照射,此外防止材料设备受射线照射后性能恶劣。

工业锆及其合金材料的应用应用领域性能生产食品和药物的设备即可以解决酸的腐蚀问题,又保证了食品和药品的纯净。

各种容器和设备的衬里或复合板设备工业锆板衬里的容器耐腐蚀。

也用作高温耐热合金钢的保护层石油化工设备中的蒸汽喷嘴,耐酸排风扇叶,搅拌器,离心机,泵,阀,接管零件,机械封口,热交换器等,例如:农药反应器、染料中间产品搅拌器、双氧水水解管、焦炉回收硫反应罐、酸再生塔、酸反应罐、乙烯生产反应器、乙烯生产设备中的阀门、管道等。

耐各类腐蚀性介质的腐蚀,用以代替不锈钢、钛等。

金属锆的生产过程:锆矿石经过精选提取锆矿砂(精矿),然后冶炼成海绵锆,在冶炼海绵锆的同时进行锆铪分离,冶炼出海绵铪。

再将海绵锆熔铸成锆铸锭(和钛铸锭相同),锆铸锭再经过加工制成锆坯(锆管坯、锆板坯、锆棒坯等),最后经过挤压等压力加工制成锆材。

核级锆材料的生产流程:目前金属锆的主要生产方法是镁热还原法,即利用金属镁还原四氯化锆制取海绵锆的方法。

目前金属锆的主要生产方法是镁热还原法,即利用金属镁还原四氯化锆(ZrCl4)制取海绵锆的方法。

主要包括3个主要环节:锆英砂的分解和四氯化锆的制备;锆和铪的分离;四氯化锆精制和镁热还原制取海绵锆。

3个程序完成就可生产出核级海绵锆,若制取一般工业级海绵锆,则无需分离铪,完成1、3步骤即可得到工业级海绵锆。

用镁还原ZrC14获得的海绵锆不具备可塑性,不能直接加工,且锆加热时可与空气中的氧气发生反应,因此海绵锆必须根据核反应堆的特点添加少量锡、铁、铌等元素后再熔成锭。

在冶炼海绵锆的过程中,锆铪萃取分离,制取原子能级海绵锆是其生产的核心技术。

如果不能做到锆铪分离,那就只能制造工业级别的海绵锆(其中大约含有4~5%的铪)。

五、核级锆材国产化进程渐行渐近海绵锆的下游是锆材,海绵锆必须根据工业需要或者核反应堆的特点添加少量锡、铁、铌等元素后再熔成锭,将海绵锆熔铸成锆铸锭,锆铸锭再经过加工制成锆坯(锆管坯、锆板坯、锆棒坯等),最后经过挤压等压力加工制成锆材。

目前,国外生产厂商它们从铸锭到成品管的成材率约为60%~80%。

从终端用途分类,可以分为核电用锆材和工业用锆材。

1、我国生产能力情况。

我国目前共有两条生产线具备生产锆合金管棒材的能力。

西北锆管:西北有色金属研究院和宝钛集团有限公司在获得国家资金支持的基础上并自筹部分资金建设了锆铪材生产线(西北锆管有限责任公司,目前已划拨为国核锆业的全资子公司)公司拥有一条先进完备的核级锆材生产主要设备从德国等发达国家国引进。

公司以核级锆材加工制造为主营业务,曾多次荣获国家级科研奖。

其研发制造的我国首批核级锆材用于我国第一座核电站秦山一期核反应堆燃料组件的制造环节中。

目前,中核建中核燃料元件有限公司、中核北方核燃料元件有限公司所生产的燃料组件部分锆管亦由公司供应。

除为核反应堆燃料组件提供核级锆材外,公司还向石油、化工等产业提供工业级锆管生产能力达到年产6×105m。

目前公司锆管年生产能力已达到60吨,其它异型材、锆材、棒材等生产能力40吨,总体年生产能力达到100吨。

西北锆管的产品已经通过国家核工业总公司、中国核动力院和宜宾核燃料厂等国内专家的联合质量认证和用户鉴定。

公司还分别同法国、加拿大、俄罗斯等国外大公司签订核燃料组件锆材的生产技术转让合同,具备了向引进核电站重水核反应堆提供锆材的资格。

2005年3月公司生产出首批重水堆用锆-4合金板、棒、线材。

上海高泰稀贵金属股份有限公司:上海高泰也建立了一条锆管材生产线,公司成立于1998年5月,注册资本9320万元,公司专门从事核电用核燃料包壳管和稀贵金属材料及高精密金属管材的生产和研发。

目前,中核建中核燃料元件有限公司持有公司5082万股股份,占总股本的54.53%;嘉宝集团(600622)持有2178万股股份,占总股本的23.37%。

公司生产各种核反应堆用Zr-4合金管棒、Zr-704合金管棒,并生产φ2.0~φ30mm规格、符合各种标准的化工锆及锆合金无缝管产品。

公司引进法国、加拿大先进的核电管材制造技术,先后为中核建中核燃料元件公司提供了300Mwe级核电站用锆合金包壳管,该产品在核反应堆内运行状况良好;同时也为秦山三期提供了重水核反应堆用CANDU管。

目前公司锆合金管生产能力70吨/年,拟扩建至150吨/年。

2.工业锆材合金工业用海绵锆材市场受益于我国化工业的飞速发展呈现出了升温趋势。

锆由于其优异抗腐蚀性而广泛应用于化工设备制造,尤其是醋酸、农药、塑料等行业用反应器、热交换器、泵、阀、管道等。

近年来,我国每年民用锆材(锆铪不分离的锆材)约500吨。

2009年10月,经专家组严格评审,宝钛生产的工业级锆合金——Zr-3锆板(管) 材质量与国外先进水平相当,已满足ASME 压力容器使用的要求,完全可以替代进口产品用于压力容器的建造。

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