鋯的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要以硅酸鋯、氧化鋯的形式應(yīng)用于陶瓷、耐火材料等領(lǐng)域，僅有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯（或稱海綿鋯）的形式，再進(jìn)一步加工成各種鋯合金，應(yīng)用于核燃料組件或者普通工業(yè)領(lǐng)域：如化工設(shè)備。本文著重介紹金屬鋯（或稱海綿鋯）及下游鋯合金材的制造及應(yīng)用情況。

一、鋯的簡(jiǎn)介

     鋯（Zirconium）的元素符號(hào)Zr，位于化學(xué)元素周期表中IV-B族，它的原子序數(shù)是40，是一種銀白色的過(guò)渡金屬。鋯的表面易形成一層氧化膜，具有光澤，故外觀與鋼相似。有耐腐蝕性，但是溶于氫氟酸和王水；高溫時(shí)，可與非金屬元素和許多金屬元素反應(yīng)，生成固體溶液化合物。鋯的可塑性好，易于加工成板、絲等。鋯在加熱時(shí)能大量地吸收氧、氫、氮等氣體，可用作貯氫材料；鋯的耐蝕性比鈦好，接近鈮、鉭。
     鋯主要以礦物形式存在于自然界，鋯在地殼中鋯的含量居第20位，比常見(jiàn)的金屬銅、鉛、鎳、鋅多，卻被稱為“稀有金屬”，是因?yàn)橹迫」に囕^為復(fù)雜，不易被經(jīng)濟(jì)地提取。另外，在已發(fā)現(xiàn)的40多種鋯鉿礦床中，具有工業(yè)開(kāi)采價(jià)值的只有10種左右，用于工業(yè)生產(chǎn)的僅有鋯英石和斜鋯石兩種。

二、鋯資源儲(chǔ)量豐富、供應(yīng)集中

     據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局（USGS）統(tǒng)計(jì)，鋯儲(chǔ)量51百萬(wàn)噸、基礎(chǔ)儲(chǔ)量77萬(wàn)噸(以ZrO2計(jì))，其中澳大利亞和南非擁有大的鋯英砂儲(chǔ)量，儲(chǔ)量占比分別占44.6%和25.0%，基礎(chǔ)儲(chǔ)量占比45.45%、18.18%。我國(guó)資源儲(chǔ)量相對(duì)比較缺乏，儲(chǔ)量和基礎(chǔ)儲(chǔ)量進(jìn)展的0.98%和4.81%。

    鋯英砂主要產(chǎn)地集中于澳大利亞、南非Richards Bay Deposit 地區(qū)、美國(guó)佛羅里達(dá)以及非洲的莫桑比克和亞洲的印度尼西亞、越南、印度等。目前年產(chǎn)鋯英砂在125-130萬(wàn)噸之間。澳大利亞是*大鋯英砂生產(chǎn)國(guó)，目前占*總量1/3 以上。南非是*二大鋯英砂生產(chǎn)國(guó)，產(chǎn)量?jī)H次于澳大利亞，目前占*總量約1/3。

     鋯英砂產(chǎn)地主要分布在海南的文昌和萬(wàn)寧、廣東的湛江，年產(chǎn)量約為2萬(wàn)噸。加工粗砂的能力為4-5萬(wàn)噸。國(guó)內(nèi)只有海南文昌的鋯英砂精礦的品質(zhì)好，萬(wàn)寧和湛江主要生產(chǎn)普通鋯英砂。從地區(qū)消費(fèi)結(jié)構(gòu)來(lái)看，國(guó)內(nèi)和歐洲是主要的鋯消費(fèi)地區(qū)，各占約30%。

三、鋯應(yīng)用領(lǐng)域廣泛、金屬鋯僅占3%-4%左右

     國(guó)內(nèi)鋯英砂是生產(chǎn)鋯制品的初原料，可用于生產(chǎn)硅酸鋯和氯氧化鋯，而氯氧化鋯是生產(chǎn)碳酸鋯、硫酸鋯、二氧化鋯、復(fù)合氧化鋯、金屬鋯等鋯制品的主要原料，復(fù)合氧化鋯則是生產(chǎn)氧化鋯結(jié)構(gòu)陶瓷的主要原材料。

     國(guó)內(nèi)鋯的應(yīng)用領(lǐng)域非常廣泛，主要以硅酸鋯、氧化鋯的形式應(yīng)用于陶瓷、耐火材料等領(lǐng)域，這部分的應(yīng)用占鋯消費(fèi)的90%以上。另外，由于金屬鋯具有優(yōu)異的核性能，它的熱中子吸收截面小，僅為0.18×l0-28。鋯及其合金的一個(gè)重要用途就是作為核動(dòng)力反應(yīng)堆的燃料包覆材料和其他結(jié)構(gòu)材料。因此，鋯及鋯金的研究與發(fā)展是與核工業(yè)的發(fā)展密切相關(guān)聯(lián)的，初是用于核動(dòng)力艦船，后來(lái)則大力發(fā)展原子能發(fā)電站。鋯是一種活性金屬，對(duì)氧有很高的親合力，這就導(dǎo)致在室溫的空氣中會(huì)形成保護(hù)氧化膜，這層保護(hù)氧化膜使得鋯及其合金具有優(yōu)良的抗腐蝕性能。具有優(yōu)異耐蝕性的鋯對(duì)很多腐蝕介質(zhì)有很強(qiáng)的抗力，同時(shí)又具有良好的力學(xué)和傳熱性能，以及顯著的成本優(yōu)勢(shì)，使它成為當(dāng)今石油化工領(lǐng)域優(yōu)異的耐蝕結(jié)構(gòu)材料。工業(yè)鋯產(chǎn)品廣泛用于各類耐蝕工藝設(shè)備中，主要應(yīng)用包括壓力容器、熱交換器、管道、槽、軸、攪拌器及其它機(jī)械設(shè)備以及閥、泵、噴霧器、托盤(pán)、除霧器和塔襯料等。
     據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅有3%-4%左右的鋯被加工成金屬鋯（或稱海綿鋯）的形式，再進(jìn)一步加工成各種鋯合金，應(yīng)用于核燃料組件或者普通工業(yè)領(lǐng)域。從加工難易程度、工藝水平、科技含量等方面而言，金屬鋯制品處于產(chǎn)業(yè)鏈。鋯制品的應(yīng)用領(lǐng)域如下表所示。