چگونگی تولید شمش زیرکونیوم

فلز زیرکونیوم با استخراج چند مرحله ای به دست می آید. در ابتدا، زیرکون در کوره برقی با کک واکنش می دهد و هیدروکربن های زیرکونیوم تولید می کند و سپس با کلرینه ها تولید تتراکلرید زیرکونیوم می کند. فرآیند تولید تتراکلرید زیرکونیوم شامل کاهش تتراکلرید با قرار دادن فلز منیزیم در یک گاز بی اثر برای به دست آوردن زیرکونیوم اسفنجی است.

فلز زیرکونیوم با خلوص بالا را می توان با تفکیک حرارتی توسط ترکیب یدید تصفیه کرد. در این فرآیند، بخارات فلز و ید با دمای 200 درجه سانتی گراد واکنش نشان می دهند و عنصر ید آزاد را به اتصال دهنده ها می فرستند و زیرکونیوم را به شکل ید آزاد از اکثر ناخالصی ها جدا می کنند. در حدود دمای 1300 درجه سانتی گراد، ید بر روی یک رشته گرم شده متصل به زیرکونیوم بسیار تصفیه شده جدا می شود و محصول به دست آمده را شمش زیرکونیوم می نامند.

اکنون بیش از 90٪ پودر و فلز زیرکونیوم در تولید انرژی هسته ای استفاده می شود زیرا زیرکونیوم دارای سطح مقطع جذب نوترون پایین است و در برابر خوردگی در راکتورهای اتمی بسیار مقاوم است، به شرطی که حاوی عنصر هافنیوم نباشد. علاوه بر این، از پودر و فلز زیرکونیوم در ساخت چدن، فولاد و ابزارهای جراحی و همچنین در لامپ های قوس، آتش بازی، لحیم کاری ویژه، رنگدانه های پلاستیکی و غیره استفاده می شود.

فلز زیرکونیوم پودر شده به عنوان "گیرنده" در لوله های حرارتی استفاده می شود که پس از تخلیه و دفع باقی مانده گاز باقیمانده را جذب می کند. این فلز، به صورت رشته یا پشم، به عنوان فیلتر نیز استفاده می شود. شمش را می توان در پوشش ظروف واکنش، خالص یا آلیاژی استفاده کرد. این فلز همچنین به عنوان پوشش برای پمپ ها و سیستم های لوله کشی در فرآیندهای شیمیایی استفاده می شود. همچنین آلیاژهای ابررسانایی زیرکونیوم و نیوبیوم در میدان مغناطیسی 6.7T استفاده می شود.

فلز زیرکونیوم عمدتا در صنایع راکتور شیمیایی و هسته ای و همچنین در سایر صنایعی که به مقاومت در برابر خوردگی، مقاومت در برابر درجه حرارت بالا، خواص همجوشی خاص یا جذب نوترون ویژه نیاز دارند، مورد استفاده قرار می گیرد. در ایالات متحده، حدود 8٪ از کل مصرف فلز زیرکونیوم در این صنایع استفاده می شود.