Zirconium là một kim loại quan trọng không thể thiếu trong nhiều lĩnh vực như năng lượng hạt nhân, công nghiệp hóa chất và y học. Từ tiếng Ba Tư zargun có nghĩa là giống như vàng, zirconium đã từng được sử dụng để chế tác trang sức và trang trí. Hiện nay, Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) đã xuất bản tài liệu “The Metallurgy of Zirconium”, cung cấp cái nhìn tổng quan về zirconium, quá trình khai thác, tính chất và ứng dụng của nó.
Mục lục
Zirconium – Kim loại sáng bóng và đa năng
Zirconium có màu xám bạc và sáng bóng. Nó có khả năng dẻo dai, chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt. Ký hiệu của zirconium trong bảng tuần hoàn là Zr, có số nguyên tử là 40. Zr có nhiệt độ nóng chảy là 1855 °C và nhiệt độ sôi là 4409 °C. Nó không bị ăn mòn bởi axit, kiềm hoặc nước biển.
Khoáng vật zircon phổ biến trên Trái Đất
Zirconium chủ yếu được chiết xuất từ khoáng chất zircon, thường được tìm thấy trong cát ven biển. Khoáng chất này không nằm tập trung trong các mỏ, mà phân tán rộng rãi trong lòng đất. Các nước sản xuất zirconium chính là Úc, Trung Quốc, Indonesia, Nam Phi và Ukraine. Ngoài Trái Đất, zirconium cũng được tìm thấy trong ngôi sao, kể cả Mặt Trời và đá mặt trăng.
Zirconium được phát hiện năm 1789
Zirconium được nhà hóa học người Đức Martin Klaproth phát hiện từ một viên đá zircon được mang từ Sri Lanka. Zirconium tinh khiết, không pha trộn với các nguyên tố khác, được sản xuất lần đầu tiên vào năm 1925. Tuy nhiên, cho đến cuối những năm 1940, zirconium mới được sử dụng rộng rãi trong công nghiệp, đặc biệt là trong ngành năng lượng hạt nhân.
Zirconium chủ yếu được sử dụng trong năng lượng hạt nhân
Zirconium không thể thiếu trong ngành năng lượng hạt nhân, đặc biệt là để sản xuất lớp vỏ cho thanh nhiên liệu hình trụ bên trong lò phản ứng hạt nhân. Zirconium là vật liệu lý tưởng để bảo vệ viên uranium: nó chống ăn mòn và chịu nhiệt tốt, đồng thời hấp thụ ít neutron được tạo ra trong phản ứng phân hạch hạt nhân, điều quan trọng để duy trì quá trình sản xuất năng lượng hiệu quả trong lõi lò phản ứng. Ngoài ra, zirconium giúp bảo vệ nhiên liệu hạt nhân không tiếp xúc trực tiếp với chất làm mát, như là nước chảy qua khu vực hoạt lò phản ứng, để tránh bị nhiễm phóng xạ. Ước tính có đến 90% zirconium sản xuất trên thế giới được sử dụng trong ngành năng lượng hạt nhân.
Zirconium – Không chỉ dành riêng cho năng lượng hạt nhân
Do khả năng chống ăn mòn cao đối với axit và kiềm, zirconium được sử dụng rộng rãi trong ngành công nghiệp hóa chất. Các hợp chất zirconium được sử dụng trong gốm sứ, chất mài mòn, đèn tóc, động cơ phản lực và các bộ phận của tàu con thoi. Trong lĩnh vực y học, zirconium dioxide, còn được gọi là zirconia, được sử dụng làm vật liệu cấy ghép nha khoa và trong phẫu thuật do tính tương thích sinh học và độ bền của nó. Zirconia cũng được sử dụng làm đá quý tổng hợp, có thể thay thế cho kim cương và các loại đá quý khác.
Đó là 5 điểm “thú vị” về zirconium, một kim loại quan trọng và đa dụng. Dù là trong ngành công nghiệp hay trong lĩnh vực y học, zirconium luôn mang lại những ứng dụng vô cùng hữu ích.