QUY TRÌNH SẢN XUẤT VÀ ỨNG DỤNG CỦA ZrO2




 !"#$
%&'
(
M Đ UỞ Ầ

Zirconi đioxit v i nh ng tính ch t hóa lí u vi t, là nguyên li u quan tr ng trong lĩnh v c ớ ữ ấ ư ệ ệ ọ ự
g m cao c pố ấ , ZrO2 có đ s ch cao(98%) th ng đ c dùng ộ ạ ườ ượ làm b t màu cho g m,s n xu t men ộ ố ả ấ
sứ, th y tinh đ c bi t và đá quý, g m đi n t , g m k thu t, l p ph cách nhi t, làm n i n u ủ ặ ệ ố ệ ử ố ỹ ậ ớ ủ ệ ồ ấ
kim lo i, ạ

Vi t Nam là m t qu c gia có tr l ng Zircon khá l nệ ộ ố ữ ượ ớ , d c theo b bi n mi n Trung.ọ ờ ể ề

Zircon là nguyên li u chính đ s n xu t ZrO2. Tuy nhiên, hi n khoáng này ch đ c khai ệ ể ả ấ ệ ỉ ượ
thác ch y u đ ủ ế ể xu t kh u d ng nguyên li u thôấ ẩ ở ạ ệ nên có giá tr kinh t r t th p, gây lãng phí ị ế ấ ấ
tài nguyên.
M Đ UỞ Ầ
Nh v y, n u s n xu t đ c ZrOư ậ ế ả ấ ượ
2
s ch t ngu n khoáng ZrSiOạ ừ ồ
4
trong n c (sa ướ
khoáng ven bi n, bi n m , ) s đem l i nh ng l i ích :ể ể ỏ ẽ ạ ữ ợ

T n d ng hi u qu tài nguyên khoáng ZrSiOậ ụ ệ ả
4


Đáp ng nhu c u trong n c và xu t kh u đ i v i ZrOứ ầ ướ ấ ẩ ố ớ

2

Góp ph n ph c v chính sách n i đ a hóa trong vi c xây d ng nhà máy đi n h t ầ ụ ụ ộ ị ệ ự ệ ạ
nhân.
)*+
)*,$%&'
(

)*)-).)/0
&'
(
123&
NỘI DUNG
I.1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG

  
I.2. ÑAËC ÑIEÅM C A KHOAÙNG ZIRCONỦ
!"#$%&'
()*+,
(-.
/0%1%2342125671%489
2:;"")*+,
2:;""-.
/<%1%234212/%=>?
2:;""@"AB'
2:;""@
2:;"" BC
/D5>?/%7E%1F
)*
+

)*
+

1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG
Do tính chất hoạt động của Zr nên không tìm thấy
Zr ở dạng đơn chất mà thường ở dạng hợp chất như silicat và oxit, tập trung chủ yếu trong 2
quặng là :
4567&8'9:6 Công thức được viết ở 2 dạng :
+ ZrSiO
4
(ở t
0
thường)
+ ZrO
2
. SiO
2
(ở t
0
cao)

1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG
Quặng Badeleit :Thành phần:
+ ZrO
2
(>90%), tỉ trọng : 5,4-6,02
+ Thường lẫn các tạp chất như thạch anh ,rutil
)*
+
)*

+
;'<=>?67@8'9:6A:B69C4-D9AE6FA'G6HIA'8J4AK6LBAM67NO6=>?67FB676PQ=B
RF:O67SIITIIIAK6T
G 
1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG
)*
+
G 
1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG
U H@I
F:V67&8'9:69FWXY49Z[4NA'\=8\]
'\N8=]$6^]7\]\Q)F8]:\_]9`67
6F>[ab67A'CQAE9FLD8A'<=>?676FcFd6
6F8e4RFfgAFY78D8T
UJKL
74h6RF:V67&8'9:6AF>i67=j6LD89V9
RF:V67RFV96F>'4A8=]8=Qk68A]Q\6FkA8Al
6mQA':67Q^A=DgN\RF:V677n8=B9VAok69Z
an9Lk6p8q6LD8A'<=>?67=D6]ArgA'4679FW
XY4[Bs6F]4Y]4O67't])FuG6]
v6Ft6F]v6FF4r6l
)*
+
G 
1.ÑAËC ÑIEÅM ÑÒA CHAÁT, KHAI KHOAÙNG
#4F>D67NO6w4KA&8'9:689W\AFY78D8
)*
+
!"#M%&'


FB6FgFC6
UBQ=>?679FE6F&'
(
xRF:O67HyzHHT{|}
U7:B8'\9~69ZAFGQyN•:w8ARFV9
;€(TS|!8
(
;ITy(|8
(
;ITI•|‚k
(

€

;ITy(|=
(

€
;ITI{|)
(

ƒ

;ITIy•|
€

{
;IT€H|
(


€

K4Ab:86FAFqgFVAA'8q6oe4o56]Fv6FA'„9FE6F
gF>d67F\XN:679FZgT
2. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA KHOAÙNG ZIRCON
)*
+
2. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA KHOAÙNG ZIRCON
G()*+,
UF>i679ZV6FgF8R8Q=:b8x6F>V6FR8Q9>d67]V6FAFWXA86F}
UZo^9…676mQ78<\AFb9F\6FLB:g\@
UB4Nf99W\†4567AF\XoM8A‡LB676ˆ4UULB67Ua\9\QU=\QTY4FBQ
=>?67&'!8
‰
RF:O67SS|QB4A'f67T
Ut=BQQeQ[yHII
I
zy{HI
I
T
UA
I
69
Š(ySI
I
T
)*
+
2. ÑAËC ÑIEÅM CUÛA KHOAÙNG ZIRCON
(-.

U&8'9:6'KApe6]6FKA=B[6F8JAo^AFKgT
-
D8\w8A
;F‹AV9a„67LD8‚o59ŠŒ&'‚
(
T(‚LB!8‚
‰
xRFE}T
;V9\w8ARFV9RF•67gFˆ6FWXo>?9&8'9:6T
-
D8R8eQxR8eQFXa':w8a]R8eQ9\'p:6\A]:w8AR8eQAFMx\]!']\}}[6F8JAo^9\:]ptgFˆ6
FWXAb:N8=89\ALB&8'9:6\AT
&'!8
‰
;‰\UŒ\
(
&'
€
;\
(
!8
€
;(
(

)*
+
0%1%2342125671%489
2:;"")*+,
- Dùng để tuyển sơ bộ khoáng để có được tinh quặng

+ Tuyển trọng lực
+ Tuyển từ
+ Tuyển tĩnh điện.
G2:;""-.
- Chế hóa hóa học bằng axit hoặc kiềm .
)*
+
2:;""@"AB'
UDựa vào sự khác biệt về độ hòa tan của các hợp chất riêng biệt .
G2:;""@
- Dựa vào khả năng hấp phụ khác nhau của chúng lên lớp nhựa trao đổi ion.
- Dựa vào sự khác biệt về khả năng tạo phức với các dung môi chiết
2:;"" BC
<%1%234212/%=>?
Tuy n tể ừ
VAok6
Zircon
Rutil
Magnetit,
Imenit,
Monazit
4Xq6As6Fo8J6]
tuy n n iể ổ
Zircon (trên90%)
#Ž=•FZ\Fn9=:b8‚k
ZrSiO
4
(Fe
3
O

4
0,05% -
0,13%)
w8AFZ\]9=:FZ\
Rutil
5. Tuyển quặng Zircon từ cát đen
,$•%
&'
(

)*

ZrO
2
là ch t r n màu tr ngấ ắ ắ . D ng tinh th đ n tà c a ZrOạ ể ơ ủ
2
t n t i trong ồ ạ
thiên nhiên là bađeleit đ ng hình v i m t d ng tinh th HfOồ ớ ộ ạ ể
2
và đ u có ề
c u trúc không đ u đ n.ấ ề ặ

ZrO
2
r t c ng, khó nóng ch y và b n nhi t, khá tr v m t hóa h cấ ứ ả ề ệ ơ ề ặ ọ ,
không tác d ng v i n c, dung d ch loãng axít (tr HF), ch tác d ng ụ ớ ướ ị ừ ỉ ụ
ch m v i axít khi đun nóng lâu và tác d ng v i ki m nóng ch y. ậ ớ ụ ớ ề ả
&'
(
;

(
!
‰
&'!
‰
;
(

&'
(
;(
(
&'
€
;
(

1. Tính ch tấ
2. ng d ngỨ ụ
-
Do ZrO
2
có nhiệt độ nóng chảy cao 2850
0
C , hệ số giãn nở nhiệt thấp, khả năng
chống ăn mòn thấp, có cả tính axít lẫn bazơ nên được dùng trong nhiều lĩnh vực như
ceramic, R‘AF4rAFbA6Fˆ6, chất hấp phụ, 9FKAwu9AV9TTT
- Trong kỹ thuật hạt nhân gốm ZrO
2
đã làm sạch Hf được dùng làm vật liệu phản xạ

nơtron trong các lò phản ứng hạt nhân, làm thùng chứa chất thải phóng xạ.
2. ng d ngỨ ụ
-
Các oxit của zirconium và hafnium (fianit): được dùng làm ngọc
nhân tạo, vật liệu laze
-
ZrO
2
có kích thước nanomet còn có khả năng xúc tác quang hóa
2. ng d ngỨ ụ
Zirconi đioxit còn được gọi là zirconia, là một khoáng sản tự nhiên quí hiếm.
Ziconia có nhiều ứng dụng như chế tạo khớp hông nhân tạo, làm mão răng thẩm
mỹ, các thiết bị điện tử.
Trong nha khoa: nhờ đặc tính cứng chắc , chịu lực nén, tương hợp sinh học tốt
, không gây kích thích với cơ thể, không dẫn nhiệt và tương phản ánh sáng giống
như răng thật nên Ziconia là vật liệu lý tưởng cho phục hình răng mất mà yêu cầu
thẩm mỹ cao.
)*

)-).)/0&'
(
123&
•
Phương pháp clo hóa
•
Phương pháp acid
•
Phương pháp kiềm chảy
…
•

Giai đoạn I: Điều chế muối ZrOCl
2
.8H
2
O
từ tinh quặng zircon
•
Giai đoạn II: Chuyển hóa ZrOCl
2
thành
ZrO
2
cỡ nano
Phương pháp kiềm chảy
Phương pháp kiềm chảy

Nguyên li u NaOH d ki mệ ễ ế

Có th nung nhi t đ không quá caoể ở ệ ộ

Cho hi u su t phân h y cao(90 – 97%)ệ ấ ủ
TINH QUẶNG ZIRCON
HỖN HỢP NUNG CHẢY
KẾT TỦA
DUNG DỊCH ZrOCl
2
TINH THỂ ZrOCl
2
ZrO
2

.xH
2
O
ZrO
2
Nghiền mịn và nung chảy
Hòa tách bằng H
2
O
Hòa tách bằng dd HCl
Cô đặc và kết tinh
Thủy phân
Nung
QUY TRÌNH ĐIỀU CHẾ ZrO2 CỠ NANO TỪ QUẶNG ZIRCON

Qu ng Zircon cho vào máy nghi n ặ ề ph i tr n v i NaOH. ố ộ ớ

Đun h n h p trong lò nung đ phân gi i nhi t đ và th i gian nh t đ nh. ỗ ợ ể ả ở ệ ộ ờ ấ ị

Ph n ng:ả ứ
ZrO
2
.SiO
2
+ 4NaOH  Na
2
ZrO
3
+Na
2

SiO
3
+ 2H
2
O
yT7F8e6Qt6LB64679FOX