基本信息1
化学式:ZrSiO₄
英文名:Zirconium silicate 或 Zircon
CAS 号:10101-52-7
分子量:183.3071
理化性质
外观:通常为无色,因杂质存在可呈黄、橙、红、褐、绿等颜色,常见为灰白色粉末。
溶解性:难溶于水、酸、碱及王水。
硬度:莫氏硬度为 7.5,硬度较高,耐磨性好1。
熔点:高达 2500℃,具有良好的耐高温性能1。
折射率:高折射率,范围在 1.93-2.01 之间,使其具有优异的光学性能1。
结构特点:硅酸锆的结构由 8 - 配位的 Zr⁴⁺中心与四面体正硅酸盐 SiO₄⁴⁻位点相连,氧原子全部三重桥接,每个氧原子周围环境为 OZr₂Si,高度交叉链接的结构使其坚硬1。
生产方法
锆英石直接加工法:将锆英石经过超细粉碎、除铁、钛等杂质,再进行表面改性处理等工艺,可加工得到硅酸锆。常用的粉碎设备有搅拌球磨机、高能滚筒式超细球磨机等3。
化学合成法:由 SiO₂和 ZrO₂在电弧炉中熔融合成,或由锆盐与硅酸钠在水溶液中反应合成2。
碱熔法:将锆石英与纯碱按一定比例混合均匀后,送入高温炉中于 1100℃左右进行焙烧,焙烧后经粉碎再送入净化槽,用盐酸调节 pH 值为酸性,加入助剂进行净化除钛、铁等杂质,再经过水漂洗、过滤、干燥、气流粉碎等工序制得产品5。
用途
陶瓷工业:是陶瓷生产中常用的乳浊剂和增白剂,能显著改善陶瓷的坯釉结合性能,提高陶瓷釉面硬度,还可用于制备高温陶瓷材料,如耐火瓷、瓷板、瓷砖等14。
玻璃工业:作为玻璃的原料之一,可以增加玻璃的透明度、硬度和耐磨性,改善玻璃的物理性能,常用于生产高档玻璃制品,如光学玻璃、微晶玻璃等4。
搪瓷工业:在搪瓷釉料中添加硅酸锆,可提高搪瓷的耐腐蚀性、耐磨性和光泽度,使其表面更加光滑平整,色泽更加均匀14。
耐火材料:因其熔点高、化学稳定性好,可用于制造耐火材料,如玻璃窑炉锆捣打料、浇注料、喷涂料等,能够承受高温环境下的化学侵蚀和机械磨损15。
其他领域:还可用于制备研磨和磨削的珠子;通过化学气相沉积技术生产的硅酸锆薄膜,可作为半导体中的高介电常数材料;此外,在医疗领域也有潜在应用,如专门设计用于在消化道中捕获钾离子的 ZS-9 硅酸锆12。
毒性与安全性:硅酸锆是一种皮肤和眼睛的刺激性物质,长期接触粉尘可能导致肺部肉芽肿、皮肤炎症和皮肤肉芽肿。但对于正常、偶然的摄入,没有已知的不利影响1。
美特(湖北)新材料有限责任公司
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陈经理