其实,科学家发现并命名锆元素仅200多年,近几十年它才大放异彩,广泛运用于轻工业、军工、航天航空等领域,被誉为“原子能时代的头号金属”。 他知道这是一种含硅酸盐的天然矿石,切割后会呈现出美丽的光,所以西方人一直在把它当作一种特殊的软钻石。 2000多年前,古罗马诗人奥维德在小说《变形记》中讲道,血红的“金宝石”是受太阳神庇护的幸运石。 漂亮的“金宝石”受到古希腊、古罗马、古印度等国人的喜爱,《圣经》称其是祭司佩带的12种宝石之一,传闻戴上它可以治疗皮肤病、防止被雷劈…… 他把此物与氢氧化钠放一起进行高温加热,再把生成物放进盐酸溶液里进行沉淀,并通过实验滤去硅、钠及杂质,最后得到一种未知氧化物(沉淀物)。 他把氧化物分成两份,分别寄给法国化学家莫鲁于(Morueau)和沃克兰(Vauquelin),他们回信说没见过此物,或许里面含有未知元素。 克拉普罗特从收藏家朋友处又要来一颗极小的“金宝石”,并进行同样的实验后,确定未知氧化物里有一种与碳完全不一样的未知元素。 35年后的1824年,瑞典著名化学家贝齐利阿斯用氟锆酸钾与钾加热反应,提取出纯度达93%的锆。这个纪录保持了一个世纪。 又过了近20年,在科学家克苏尔的指导下,美国矿物局工作人员于1944年实验由镁加热四氯化锆得到纯锆的方法获得成功,开始成规模地制取金属锆。 锆是重要的稀有金属,具有超高熔点、超强硬度、超级抗腐蚀性等特性,被广泛运用于轻工业、军工业、航天航空业等领域。 军工和航天航空方面,锆不但是制造坦克、大炮、装甲车等的重要原材料,还是发展原子能工业不可或缺的材料,在大型核电站、核潜艇、宇宙飞船、火箭等制造上大显身手。 我国锆工业蓄势待发用途广导致需求量大,需求量大导致其重要性愈加凸显。随着世界各国对锆金属重视程度的增加,锆资源也日渐成为国际矿物市场的热点和焦点。 上世纪70年代,受国外锆矿开采和氧化锆研究的影响,国家开始着手氧化锆的实用性研究,并随即确定了用氢氧化钠与氯化锆反应制取氧化锆的生产工艺。 1978年,国家建立了江苏宜兴化工厂,这是我国第一家氧化锆生产厂。此举也成为我国锆工业发展的转折点。 我国的锆资源储备少,目前国内锆金属仅有50万吨,占世界总量的0.6%。而我国又是世界上最大的锆资源需求国,年需求总量超过120万吨(2020年)。因此前几十年锆金属主要依靠进口。 针对以上实情,专家提出三种解决思路,包括提高开采技术、加大勘探力度、优化生产工艺及让应用更加合理。 其中第三种思路的实践效果更明显。2022年,中国科学院上海硅酸盐研究院在氧化锆透明陶瓷研究方面取得突破性进展,而前文所说中国民航大学团队研发适用于氧化锆与钛合金的耐高温胶,也值得一书。 相信只要科学家和科研团队不懈努力,产业快速实现升级,不但我国依靠进口锆的现状完全可以改变,而且这种曾被误认为构成钻石的稀有金属也会发挥更多更大的作用。参考文献: 2.《锆基非晶合金组织及力学性能的研究材料》,作者俞剑,《长安大学学报:自然科学版》2008年第2期 3.《我国锆资源现状分析及可持续发展建议》,作者申伟、张方方等,《中国矿业》2016年3月刊 乐鱼电竞
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