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重要战略资源——锆石的自述

更新时间:2009-03-28

我叫锆石,又称锆英石,是一种岛状结构的硅酸盐矿物,化学分子式为ZrSiO4,含ZrO267.1%,SiO232.9%,因常含类质同象混入物铪、钇、铌、钽、钍和铀,所以具有放射性。我的晶体属四方晶系,晶体呈四方柱状或四方双锥状,复四方双锥集合体呈粒状,无色,含杂质时呈淡褐色、黄色、淡红色、紫红色、浅蓝色、蓝色、绿色,金刚光泽,性脆,硬度7~8,密度4.7g/cm3,熔点高达2 750°C,耐火度2 000°C,热膨胀性低,导热性好,耐腐蚀,化学性能稳定,难与酸发生反应,抗碱性好,并具耐急冷急热性和腐蚀性,耐火度仅次于石墨。

晶体完整美好、色彩鲜艳透明亮丽的我(锆石),是珍贵的宝石,人类朋友十分喜欢。淡红色透明的我(锆石)作宝石用,称红锆;蓝色透明的我(锆石)作宝石,称蓝锆;浅蓝色透明的我(锆石)作宝石,称“风信子石”。

地质科学研究中,我是地质科学家的重要信使。地质科学家根据我的晶体特征、磨损情况、熔蚀特点,可分析判断出地球发展演变的历史、岩浆活动及成矿的规律,用以解决重大的地质构造问题、岩浆活动问题和指导地质找矿工作。地质科学家通过锆石离子探针法(SHRIMP U—Pb)或者锆石激光剥蚀法(LA-ICP-MS U—Pb),可以精确地测量出我(锆石)体内所含铅同位素原始(初始)值204Pb的含量,由铀(U)衰变而来的铅同位素206Pb、207Pb的含量和由钍(Th)衰变而来的铅同位素208Pb的含量,随后通过计算机计算它们之间的比值,从而得到我(锆石)形成的高精度的年龄值。据此,可判断有关岩体的形成与成矿的时间或火山喷发与成矿的时间,为研究岩浆活动和地质找矿服务。

我在工业上的应用也十分广泛,除一般用于耐火材料和铸造用的型砂外,我的重要用途主要有:① 作特殊的功能材料。纯度含(Zr+Hf)99.8%、粒度小于1微米的高纯超细氧化锆是一种特殊的功能材料。② 用作填料、研磨的抛光介质。它可以用来制作瓷釉、搪瓷珐琅,以及供油漆、医药工业作填料。③ 特种陶瓷。以高纯超细氧化锆(ZrO2)为主要原料,可以制成透明的特种陶瓷,能耐1 500°C的高温,可用于制作高温光学精密仪器,还可用于制作陶瓷电容器、气敏元件、光学仪器、各种精细陶瓷和核能装置等。④ 经超细加工而成的微细锆石粉是一种遮光剂。

我更重要的作用是作为提取金属锆和铪的原材料,而金属锆是建设海洋强国的重要战略资源。中国要建设成强大的海洋国家,首先要建设一支拥有核动力航空母舰和核潜艇的海军部队。其次应建造能长期提供核动力的水下调查勘探与采矿的自动化机器人或大型舰船,用以调查勘探和开发中国海下的矿产资源和大洋中的矿产资源,为中国经济持续较快发展提供矿产资源保障。锆金属是核反应堆的重要材料,全世界90%以上的锆金属都用于核反应,用作核电厂的燃料罐和核动力舰船原子燃料的包装材料。据统计,每千兆瓦特的发电量约需27吨锆金属(每18个月,更换1/3)。美国建造的核舰艇的锆金属用量为:航母240吨、巡洋舰120吨、驱逐舰60吨、潜艇30吨。由此可见,锆金属是重要的战略资源。

近几年来民办高校党建工作不断加强,随之而来所存在的问题也越发突出,较多民办高校对教工党支部建设的重要性的认识不深,更多地停留在教学管理层面,致使部分民办高校教工党支部建设很难有效地开展,战斗堡垒的作用不能得到充分地发挥。

锆是一种活性金属,对氧有很高的亲合力,这就导致锆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。具有优异耐腐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,主要应用于压力容器、热交换器、管道、槽、轴、搅拌器,以及其他机械设备及阀、泵、喷雾器、托盘、除雾器、塔衬料等。

锆在电子管工业及真空技术中被广泛地作为除气剂,用以制造电容器及整流器;金属锆粉用于制造焰火中的发光混合物;在军事工业中,锆用于制造子弹、炮弹的信管;锆金属还能用于制造性能优异的合金,如铝锆合金、铜锆合金、铁锆合金、镍锆合金、锆锡合金、铌锆合金等。

  

提炼锆金属的锆石

  

锆石晶体标本

  

宝石级的锆石晶体

  

锆石的四方锥状单晶体

  

锆石的致密粒状集合体

从我(锆石)体内提取的锆(Zr)是重要的稀有金属,锆金属有银灰色致密状及深灰色到黑色的粉末状两种,熔点1 850°C,密度6.5g/cm3。锆具有耐腐蚀性,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,生成固溶体化合物。锆的可塑性好,易加工成板、丝等。锆在加热时能大量吸收氧、氢、氮等气体,可用作高科技的贮氢材料。

锆主要以矿物(锆石)的形式存在于自然界,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,这是因为制取锆的工艺比较复杂,不易经济地提取。锆具有优异的核性能,它的热中子捕获截面小,耐辐射。所以,锆金属按用途可分为两个级别——原子能级和工业级。原子能级锆指金属中铪含量小于0.01%的锆,又称“无铪锆”或“反应堆级锆”,主要在核反应堆中用作核燃料包套材料及其堆芯结构材料,占锆金属消耗量的90%;化工、冶金等工业用锆,无需分离锆、铪,一般将含铪2.5%左右的锆列为工业级锆。

我让每个人拿出一张纸,把小马最近干的捣蛋事儿全写上,写完后当场宣读。那些受惊的女生义愤填膺,在纸上沙沙写着。这些女生平时个个伶牙俐齿,待会儿一定会批得小马体无完肤。小齐狠狠瞪了小马一眼,低头写了起来。小齐是班里的作文好手,他写的内容肯定尖锐猛烈,上去一朗读,还不把小马羞死?小马虽然是个调皮大王,但要叫他当众挨批也是受不了的。既能教化人,又锻炼了孩子的语言表达能力,我暗自为自己一举多得的教育智慧而高兴。

锆矿床有内生矿床和外生矿床两大类,其中以砂矿床(锆石砂矿床)最为重要,它集聚了世界上50%以上的锆储量。世界上95%以上的锆精矿都来自砂矿床。中国锆资源储量相对缺乏,储量和基础储量分别占世界的0.98%和4.81%,远不能满足建设海洋强国的需要。目前中国已经探明的锆资源主要集中在东南沿海,如广东、广西和海南等省区。其中广西北流市的锆石风化壳型砂矿床达到大型以上(保有储量居全国第三名),并伴生有丰富的铪金属(铪保有储量居全国第一名)。两广交界的云开地区是我(锆石)成矿潜力最大的成矿区,建议两省区政府和地勘部门加大整装勘查和开发力度,让我(锆石)为经济社会的发展做贡献。

a)硬件结构部分。单片机应用系统一般包括硬件设计和软件设计两大部分。硬件是基础,软件是灵魂。没有硬件基础,无从谈软件编程。硬件部分一般包括单片机引脚及功能、存储器配置、特殊功能存储器配置、定时器计数器、中断系统、I/O口等,这些内容教材一般都包括。但从近年来学生学习此门课程的效果来看,可以对教学内容进行增添和删除,保留必要部分,去除繁琐用处不大的部分。

 
吕庆阶
《南方国土资源》 2018年第04期
《南方国土资源》2018年第04期文献

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