Введення
Цирконій в сучасному економічному житті України придбаває одне з першорядних значень. По-перше, Україна за запасами цирконієвих пісків займає одне з провідних місць у світі і перше серед країн СНД. По-друге, металевий цирконій є основою конструкційних матеріалів активної зони ядерних реакторів. Немає сумніву в тому, що на найближче сторіччя XXI століття атомна енергетика стане переважаючою галуззю енергетичного комплексу України. За наявними прогнозами потреба у виробах вітчизняного виробництва із цирконієвих сплавів для АЕС України вже після 2000 року становила - 150 т/рік. У перспективних атомних і термоядерних реакторах майбутнього цирконієві сплави нового покоління будуть відігравати визначальну роль. В Україні освоєна переробка цирконієвих руд до отримання концентрату, що містить 65% цирконію, і створено виробництво металевого цирконію. У третє, хімічне машинобудування може стати другою після ядерної енергетики областю застосування цирконію, що пов'язано з його виняткової корозійну стійкість в агресивних середовищах. Заміна дефіцитних дорогоцінних і тугоплавких металів і нержавіючих сплавів цирконієвими матеріалами в хімічному апаратобудуванні, харчової та фармацевтичної промисловості не тільки економічно вигідна, а в більшості випадків технічно доцільна. Традиційним є використання цирконію в металургії чорних і кольорових металів для підвищення експлуатаційних характеристик конструкційних сталей і їх модифікування, підвищення якості мідних, алюмінієвих, магнієвих та інших сплавів і а ряді випадків для заміни дефіцитних і токсичних лігатур. Перспективне використання цирконію та його сполук (ZrO 2, ZrF 4 в електротехніці, електроніці, волоконної оптиці та медицині. І, нарешті, із застосуванням цирконію та його сполук зв'язується розвиток нових екологічно чистих джерел енергії альтернативних ядерної. Це насамперед воднева енергетика, де сплави на основі цирконію застосовуються для очищення та накопичення водню і його ізотопів, і пряме перетворення теплової енергії в електричну, де використовується явище іонної провідності оксидів цирконію високої чистоти.
Металургія цирконію отримала інтенсивний розвиток після того, як цирконій став основним компонентом конструкційних сплавів для атомної техніки. Досить сказати, що світове виробництво цирконію з 1949 по 1959 рр. виросло в сто разів. Цирконій володіє рядом унікальних властивостей - малий перетин захоплення теплових нейтронів 0,18 барн, висока температура плавлення, хороші корозійні властивості. Все це зробило цирконій незамінним матеріалом в атомній промисловості. Це зажадало розробки методів отримання цирконію «реакторної чистоти». Для цього необхідно розділити цирконій і гафній, який має великий коефіцієнт поглинання теплових нейтронів і є супутнім елементом. Його вміст у цирконієвих рудах становить від 0,5 до 2%. Відомо, що домішки впроваджень - кисень, азот, вуглець - сильно впливають на механічні та корозійні властивості, тому отримання високочистого цирконію є однією з умов його використання в атомній промисловості.
Держкоматому України розроблена Комплексна програма розвитку виробництва цирконієвих сплавів і виробів з них на підставі «Комплексної програми створення ядерно-паливного циклу в Україні» та Міжурядової угоди між Україною, Росією і Казахстаном про постачання ядерного палива.
Метою даної кваліфікаційної роботи є вивчення технологій відновлення і рафінування металургійного переділу цирконію.
Задачи кваліфікаційної роботи:
1) вивчити содово - екстракційну технологію отримання чистого тетрафторида цирконію на основі «Постійного технологічного регламенту виробництва цирконію цеху №12 ДНВП« Цирконій »», Дніпродзержинськ, 1999;
2) дати огляд основних технологій відновлення цирконію до металевого і методів рафінування цирконію на Україні та за кордоном;
) вивчити технології кальціетерміческого відновлення цирконію та рафінування методом електронно - променевого переплаву, існуючих в цеху №12 ДНВП «Цирконій» м Дніпродзержинськ;
) подати матеріальний баланс по основних операціях металургійного переділу; виконати розрахунок по кальціетерміческому відновленню цирконію;
) зробити висновки з вивченого і розглянутого матеріалу.
1. Загальні відомості
.1 Виробництво цирконієвої сировини
цирконій металургійний цех
Серед цирконієвих мінералів найбільш широко поширеним і містяться в земній корі є циркон. Він являє собою ортосілікат цирконію ZrSiO 4 і містить теоретично 67,2% ZrO 2 і 32,8% SiO 2. Баделеїт, що представляє собою майже чисту двоокис цирконію, менш поширений в природі, ніж ...
