Цирконий: не просто блеск

Том Вулкан

Для всех потенциальных женихов, испытывающих финансовые затруднения, 1976 год стал знаковым.

Бриллианты вполне могут быть лучшими друзьями девушки, но они могут стать проклятием для банковского баланса. С этого года для всех тех мужчин, которые хотели подарить своим будущим женам потрясающее обручальное кольцо, появилась доступная альтернатива (раскрыто или нет) этому традиционному бриллианту — фианиты. (Газеты в то время были переполнены разворотами на всю страницу, восхваляющими его достоинства. И до сих пор иногда можно увидеть странную рекламу.)

Кубический цирконий (CZ), или синтезированная кубическая кристаллическая форма оксида циркония, бывает практически любого цвета и оптически безупречен. А поскольку его производство настолько дешево, размер не является проблемой; отдельные камни различных форм, размеров и цветов можно приобрести по цене от 100 до 300 долларов за карат.

И самое замечательное то, что для неподготовленного глаза CZ выглядит как настоящий Маккой.

Не просто второй лучший друг девушки

Сам цирконий (атомный номер 40), в котором CZ является лишь одной из форм оксида, представляет собой мягкий, блестящий, серебристо-белый металл с очень высокой температурой плавления. И хотя цирконий в металлической форме имеет ряд важных применений, он никогда не встречается в природе в свободном виде. Среди металлов земной коры он далеко не редкость: его в три раза больше, чем даже меди.

Помимо использования в искусственных алмазах, которые потребляют небольшое количество этого элемента, цирконий и его соединения имеют множество других, гораздо более важных применений. Они варьируются от его использования в керамических фриттах, используемых для изготовления сантехники (биде, унитазов и раковин), плитки и посуды, до его использования в металлической форме, в ядерных топливных стержнях и специальных сплавах. В химических соединениях и в виде металла цирконий также можно найти во всем: от автомобильных катализаторов и топливных элементов до абразивов, от электроники до высокопроизводительных промышленных сплавов.

Хотя цирконий встречается в ряде других минералов, двумя основными источниками циркония являются минералы циркон (силикат циркония — ZrSiO4) и бадделеит (другая форма оксида циркония — ZrO2). Однако цирконовый песок на сегодняшний день является основным минеральным источником циркония, независимо от того, находится ли он в виде металла, оксида или химического соединения.

Цирконовый песок обычно извлекается из минеральных песков либо в качестве основного продукта, либо в качестве побочного/побочного продукта, например, при производстве титанового минерала. (Минеральные пески обычно относятся к «концентрациям тяжелых минералов (ТМ) в аллювиальной среде (старый пляж или речная система)» и добываются либо сухими, либо влажными с использованием таких устройств, как роторные колеса, бульдозеры, фронтальные погрузчики, скреперы и всасывающие насосы.)

Источник: Iluka Resources Limited.

Откуда циркониевые концентраты?

Геологическая служба США (USGS) определяет только три страны (Австралия — 42%; Южная Африка — 30%; Китай — 12%), на которые приходится около 84% мирового производства циркониевых минеральных концентратов в 2008 году.

* Цифры не разглашаются. Источник: Геологическая служба США.

Хотя подавляющее большинство этих концентратов добывается при добыче минеральных песков, рудник Ковдорского ГОКа на Кольском полуострове в России фактически производит бадделеит как побочный продукт добычи апатита и магнетита.

Внутреннее производство циркона в США осуществляется за счет добычи тяжелых минералов в двух местах: в Стоуни-Крик в Вирджинии и в Старке во Флориде. Хотя данные об общем объеме производства циркона в США недоступны (данные о производстве циркона DuPont во Флориде недоступны), компания Iluka Resources Inc. (принадлежащая базирующейся в Перте австралийской компании Iluka Resources Ltd (Iluka)) произвела некоторое количество циркона. 70 000 тонн циркона на предприятии по добыче тяжелых минеральных песков в Вирджинии.

Помимо тех стран, которые уже производят циркон, есть ряд других стран, в которых в настоящее время строятся либо новые проекты по циркону, либо ведется разведка тяжелых полезных ископаемых для получения циркона — либо в качестве основного продукта, либо в качестве побочного продукта. (Однако еще неизвестно, все ли они действительно введены в эксплуатацию и запущены в производство.)