Zirconium

Koostis / struktuur

Keemiline element tsirkoonium (Zr), kristallstruktuur – tihkpakendatud heksagonaalne võre.

Omadused

Tsirkoonium on hallikasvalge metall tihedusega 6520 kg/m³, kõvadus Mohsi skaalal 5,0. Sulab temperatuuril 2128 K (1855 °C). Korrosioonikindel (hapetes, alustes, soolvees).

Saamine

Tsirkooniumi põhiliseks looduslikuks allikaks on levinud mineraal tsirkoon (zircon [24.04.09], ZrSiO₄) [3]. Ebapuhtal kujul eraldas tsirkooniumi esmakordselt Rootsi keemik Jöns Jakob Berzelius aastal 1824. Puhast tsirkooniumi saadi tööstuslikult esmalt nn kristallkangi (crystal bar) (joodiidprotsessi) meetodil, mille leiutasid aastal 1925 Anton Eduard van Arkel ja Jan Hendrik de Boer. Meetod põhineb tsirkooniumjodiidi (ZrI₄) termilisel lagunemisel, mis annab tulemuseks karakteerse “kristallfaktuuriga” metallitooriku. Gaasifaasis ZrI₄ laguneb kokkupuutel hõõguvkuuma metallitoorikuga, mille pinnal kasvavad selle tulemusel tsirkooniumikristallid. Tänapäeval toodetakse enamus tsirkooniumi tsirkoonium(IV)kloriidi taandamisel metallilise magneesiumiga (Krolli protsess).

Rakendused

Enamus toodetud tsirkooniumist leiab kasutust tuumareaktorites (tuumakütuse hoidesilindrid jm) tänu tsirkooniumi väikesele neutronite neelamise ristlõikele (reaktori suurem efektiivsus, konstruktsioonide suur kiirituskindlus) ja korrosioonikindlusele. Komponendina mitmesugustes korrosiooni- ja soojuskindlates sulamites. Tsirkooniumdioksiidi ZrO₄ rakenduste kohta vt „Tsirkooniumoksiid“.

Näidised

E101.1. Tsirkooniumtoorik.

Viited:

1. Zirconium – Wikipedia [24.04.09]
2. Tänu oma erakordsele vastupidavusele geoloogilistes protsessides on tsirkoon tähtis mineral geodateeringutes (ajas muutuva uraan/plii suhte järgi tsirkooni kristallvõres uraani radioaktiivse lagunemise tagajärjel). Vanimad Maakeral dateeritud mineraalid on Austraaliast leitud tsirkoonid vanusega 4,404 miljardit aastat.

Tänu: Tõnu Arrak

Koostas: JK