Công Nghệ sản xuất Zirconium

ĐẠI HỌC BÁCH KHÓA TPHCM
Khoa Kỹ Thuật Hóa Học
****
Công Nghệ Xử Lý Khoáng Sản
Tiểu Luận
CÔNG NGHỆ CHẾ BIẾN QUẶNG ZIRCONI

L/O/G/O
1


Thành viên
 Phạm Quý Tiên
61103574
 Trần Hoài Xuân
610
 Nguyễn Hoàng Thiện
612


NỘI DUNG

1 SƠ LƯỢC VỀ ZIRCONI
2 CÔNG NGHỆ SẢN XUẤT ZIRCON
3 SẢN XUẤT ZIRCON TẠI VIỆT NAM
4 KẾT LUẬN

3


1. Giới thiệu về Zirconi

Lịch sử ra đời nguyên tố zirconium
Năm 1789, khi phân tích
S (Z= 21)
một trong những biến
chủng của khoáng vật
zirconi,
nhà hóa học
người Đức là Martin
Heinrich Klaproth đã phát
hiện được một nguyên tố
mới mà ông gọi là
Zirconi.

Y (Z= 39)


1. Giới thiệu về Zirconi

Pure Zirconium
5

Zirconium Oxide


1. Giới thiệu về Zirconi
Tính chất của Zirconium

Tên: Zirconi
Kí hiệu: Zr
Số thứ tự: 40

Nhóm: IV
Chu kì: 5


1. Giới thiệu về Zirconi
Tính chất của Zirconium
Tính chất nguyên tử:
Khối lượng nguyên: 91,224 đvC
Bán kính nguyên t: 180 pm
Bán kính cộng hoá trị: 162 pm
Trạng thái oxi hoá (oxit):4, 3, 2, 1
Năng lượng ion hoá
thứ 1: 640.08 kJ/mol
thứ 2: 1266.86 kJ/mol
thứ 3: 2218.21 kJ/mol


1. Giới thiệu về Zirconi


1. Giới thiệu về Zirconi
 Zirconi là một kim loại màu xám bạc, mềm, dẻo, dễ
uốn, ở thể rắn trong trạng thái thường. Khi độ tinh
khiết thấp, nó trở nên cứng và giòn hơn.Ở dạng bột thì
zirconi rất dễ cháy nhưng ở dạng khối rắn thì nó khó
bắt lửa hơn
 Điểm nóng chảy: 1855oC
 Điểm sôi: 4409oC
 Nhiệt nóng chảy: 14 kJ/mol
 Nhiệt bay hơi: 573 kJ/mol

1. Giới thiệu về Zirconi
Các đồng vị của zirconi
Zirconi nguồn gốc tự nhiên có 5 đồng vị: Zr90, Zr91,
Zr92, Zr94, Zr96. Zr94 có chu kỳ bán rã 11.1017 năm.
Zr96 có chu kỳ bán rã 24.1019 năm (là đồng vị tồn tại
lâu dài nhất của zirconi). Trong số các đồng vị tự
nhiên này thì Zr90 là phổ biến nhất, chiếm trên 5145%
khối lượng zirconi.Zr96 là ít phổ biến nhất, chỉ chiếm
2,80% zirconi.

10


1. Giới thiệu về Zirconi
 ứng dụng



2. Công nghệ sản xuất Zirconi


2. Công nghệ sản xuất Zirconi
Hàm lượng tổng khoáng vật nặng trong quặng nguyên khai
Khoáng vật

Hàm lượng (%)

Ilmenit

60 - 80

Zircon

15 - 20

Rutil

2-4

Monazit

0.2 - 0.3

Magnetit

Ít


2. Công nghệ sản xuất Zirconi
Thành phần cỡ hạt.
Kích thước

Ilmenite

hạt

Zirconi

(%)

(%)

Rutil

Monazit

(%)

(%)

(mm)
1.00 ÷ 0.50

0

0

0

0

0.50 ÷ 0.25

0

0

0

0

0.25 ÷ 0.10

70.2

5

41.5

40

0.10 ÷ 0.05

28

92

57

60

0.05 ÷ 0.01

1.8

3

1.5

-


2. Công nghệ sản xuất Zirconi
Sự khác nhau về một số tính chất vật lí của các khoáng vật
Khoáng vật

Tỉ trọng (g/cm3)

Hệ số từ cảm (10-6
cm3/g)

Ilmenite

4,4 : 5,0

90 : 450

Zirconi

3,9 : 4,7

0,17 :14

Rutil

4,2: 5,6

1:2

Monazit

5,0 : 5,5

11 : 30

Magnetit

4,5 : 5,3

8000

Thạch anh

2,65

0,46 : 10

Leucoxen

4,2 : 4,5

40 : 58


2. Công nghệ sản xuất Zirconi

Sơ đồ tuyển thô quặng Zirconi

2. Công nghệ sản xuất Zirconi

Sơ tuyển tinh quặng Zizconi


2. Công nghệ sản xuất Zirconi


2. Công nghệ sản xuất Zirconi
 Các phương pháp sản xuất Zirconi

Ở đây ta chỉ xét đến các phương pháp sản xuất
zirconi từ tinh quặng zirconi silicate (ZrSiO4) mà
thôi.Quá trình sản xuất zirconi bao gồm các công đoạn
sau:
- Phân hủy tinh quặng zirconi
- Điều chế Zr kim loại



2. Công nghệ sản xuất Zirconi
 Do ZrSiO4 rất bền, khó bị phân hủy, nên chúng ta dùng những
phương pháp sau để phân hủy tinh quặng zirconi:
 - Phương pháp 1: Nung nóng chảy với NaOH hoặc Na2CO3 tạo
thành zirconate hoặc zirconosilicate.
 - Phương pháp 2: Nung nóng chảy với sữa vôi tạo thành Ca2ZrO4.
 - Phương pháp 3: Nung nóng chảy với CaSiF6 tạo thành CaF2ZrO2.
 - Phương pháp 4: Clo hóa với than, tạo thành ZrCl4.
 - Phương pháp 5: Khử nhiệt bằng Cacbon, tạo thành ZrC, sau đó clo

hóa tạo thành ZrCl4
 Trong công nghiệp sản xuất zircon chủ yếu sử dụng phương pháp
1và 4.Phương pháp 2, 3 tương tự phương pháp1.Phương pháp 5
tương tự phương pháp 4.


2. Công nghệ sản xuất Zirconi


2. Công nghệ sản xuất Zirconi
Sơ đồ phản ứng như sau:


2. Công nghệ sản xuất Zirconi