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鋯鉿冶金 內容簡介
本書詳細闡述了鋯鉿的生產方法、鋯英石精礦的處理、鋯鉿分離以及四氯化鋯的提純技術，重點對鎂熱還原法和真空蒸餾制取海綿鋯、致密鋯的生產，以及鋯鉿化學進行了討論。
鋯鉿冶金 目錄
1 概述
1.1 鋯鉿的發現和鋯鉿工業發展沿革
1.1.1 鋯的發現
1.1.2 鋯工業的發展
1.1.3 鉿的發現和鉿工業的發展
1.2 鋯的物理性質
1.2.1 鋯的電子結構和價鍵特性
1.2.2 鋯的核性能
1.2.3 鋯的結晶構造與晶形
1.2.4 鋯的密度
1.2.5 鋯的熱性質
1.2.6 鋯的物理性質
1.2.7 鋯的磁學、光學性質
1.2.8 金屬鋯的力學性能
1.3 鋯的化學性質
1.3.1 鋯在空氣中的作用
1.3.2 鋯與氧的作用
1.3.3 鋯與氮的作用
1.3.4 鋯與氫的作用
1.3.5 鋯與CO2、CO和水蒸氣的反應
1.3.6 鋯與鹵素的反應
1.3.7 鋯與酸、堿和水溶液的反應
1.4 鉿的物理化學性質
1.4.1 鉿的物理性質
1.4.2 鉿的化學性質
參考文獻
2 鋯鉿的地球化學特征
2.1 鋯和鉿的地球化學特征
2.1.1 鋯鉿的“元素對”特征和礦物含量
2.1.2 異質同象和類質同象置換特性
2.1.3 鋯鉿在隕石中的分布和在地殼中的豐度特點
2.2 內生作用階段鋯鉿的地球化學特征
2.3 表生作用階段鋯鉿的地球化學特征
2.4 變質作用中鋯鉿的地球化學特征
2.5 鋯鉿礦床的成因類型
2.5.1 內生礦床
2.5.2 外生礦床
2.5.3 變質礦床
2.5.4 中國鋯礦床的成因類型
參考文獻
3 鋯鉿生產方法概述
3.1 鋯的工業生產方法概述
3.2 鉿的工業生產方法
參考文獻
4 鋯英石精礦的處理
4.1 苛性鈉和蘇打燒結法
4.1.1 原則流程
4.1.2 主要反應
4.1.3 工藝過程
4.1.4 純堿燒結
4.2 碳酸鈣燒結法
4.2.1 主要反應
4.2.2 原則流程
4.2.3 工藝過程
4.3 硅氟酸鉀燒結法
4.3.1 熱力學分析
4.3.2 工藝流程
4.3.3 主要反應
4.3.4 主要工藝條件
4.4 等離子法
4.4.1 概述
4.4.2 工藝流程
4.4.3 工藝設備
4.4.4 工藝條件
4.4.5 裝置與產品
4.5 碳熱法
4.5.1 熱力學
4.5.2 SiO的平衡蒸汽壓
4.5.3 ZrO2與SiO2的碳化反應
4.5.4 ZrN的生成
4.5.5 鋯英砂碳化的實踐
4.5.6 沸騰床碳化
4.6 氯化法
4.7 從鹽酸或硫酸溶液中析出鋯和鉿化合物
4.7.1 從鹽酸溶液中沉淀出堿式氯化鋯
4.7.2 從鹽酸或硝酸溶液中水解沉淀出堿式硫酸鋯（鉿）
參考文獻
5 鋯與鉿的分離
5.1 分步結晶法
5.1.1 基本原理
5.1.2 分步結晶工藝
5.1.3 分步結晶法的分離效果
5.2 分級沉淀法
5.2.1 磷酸鹽沉淀法
5.2.2 鐵氰化物沉淀法
5.3 離子交換法
5.3.1 陽離子交換法
5.3.2 陰離子交換法
5.4 硅膠吸附法
5.5 液液萃取分離鋯鉿
5.5.1 萃取分離的基本原理
5.5.2 萃取工藝
5.5.3 鋯鉿萃取過程中的控制分析
5.6 精餾法分離鋯鉿
5.6.1 高壓分餾法
5.6.2 熔鹽精餾法
5.7 選擇性還原法
5.8 鋯鉿分離產品成本的比較
參考文獻
6 四氯化鋯的制備
6.1 氯化過程的熱力學
6.1.1 沒有還原劑存在時ZrSiO4、ZrC、ZrN和ZrO2的氯化
6.1.2 ZrSiO4、ZrO2加碳氯化
6.1.3 ZrO2加碳氯化過程的平衡氣相組成
6.1.4 鋯物料中雜質在加碳氯化過程中的行為
6.1.5 氯化過程加氧的熱力學原理
6.2 氯化過程的動力學
6.2.1 影響氯化動力學的因素
6.2.2 影響鋯英砂氯化的因素
6.2.3 鋯英砂的流態化氯化模型
6.3 金屬氯化物的某些性質
6.4 碳（氮）化鋯的氯化
6.4.1 碳化鋯固定床氯化
6.4.2 碳化鋯的流化床氯化
6.5 鋯英石的直接氯化
6.5.1 鋯英石的固定床氯化
6.5.2 鋯英石的流化床氯化
6.6 二氧化鋯的氯化
6.7 流化床氯化
6.7.1 流態化過程的基本概念
6.7.2 臨界流態化速度
6.7.3 國井-Levenspiel鼓泡床模型
6.7.4 流化床中的不正常現象
6.7.5 顆粒狀物料的性質
6.7.6 流化床氯化爐設計
參考文獻
7 四氯化鋯的提純
7.1 還原用ZrCl4的質量要求
7.2 提純工藝
7.2.1 氫氣法提純
7.2.2 ZrCl4的熔鹽提純
7.2.3 含鉿粗ZrCl4的提純
參考文獻
8 鎂熱還原法及真空蒸餾制取海綿鋯
8.1 鋯化合物還原的熱力學
8.1.1 鋯冶金中常用的金屬還原劑
8.1.2 還原金屬鹵化物的熱力學
8.2 鎂熱還原四氯化鋯的熱力學
8.3 鎂熱還原四氯化鋯的動力學
8.3.1 還原過程的機理
8.3.2 影響還原速度的因素
8.4 鎂還原四氯化鋯工藝流程與設備
8.4.1 鎂還原四氯化鋯工藝流程
8.4.2 美國礦務局的還原設備
8.4.3 鎂還原四氯化鋯工業試驗
8.4.4 氯化鎂的排放
8.4.5 日本鋯廠的鋯還原設備
8.5 真空蒸餾原理與工藝條件
8.5.1 真空蒸餾原理
8.5.2 真空蒸餾的工藝條件
8.5.3 真空蒸餾設備及產品處理
8.6 鋯還原研究進展及生產技術的改進
8.6.1 美國鋯公司的還原設備
8.6.2 法國CEZUS公司的還原設備
8.6.3 還原-蒸餾聯合法制取海綿鋯的裝置
8.6.4 輸入ZrCl4氣體的還原裝置
8.6.5 輸入四氯化鋯氣體-側部排MgCl2的還原裝置
8.6.6 輸入四氯化鋯氣體-底部排MgCl2的還原裝置
8.6.7 輸入四氯化鋯氣體-還原-蒸餾聯合法裝置
8.6.8 熔鹽提純-還原-蒸餾聯合法制取海綿鋯
8.6.9 輸入四氯化鋯氣體-底部排MgCl2的大型還原裝置
8.6.10 沖壓式反應法
參考文獻
9 致密鋯的生產
9.1 電弧熔煉法
9.1.1 非自耗電極電弧熔煉法
9.1.2 自耗電極熔煉法
9.1.3 結語
9.2 電子束熔煉法
9.2.1 概述
9.2.2 電子束熔煉爐
9.2.3 電子束熔煉的純化作用
9.2.4 電子束熔煉的鋯錠
9.3 感應熔煉法
9.3.1 熔煉鋯的坩堝
9.3.2 從石墨坩堝吸收碳
9.3.3 感應熔煉爐
9.4 電阻熔煉法
9.5 粉末冶金法
9.5.1 概述
9.5.2 鋯粉和氫化鋯粉的壓實
9.5.3 鋯粉和氫化鋯粉的燒結
9.5.4 燒結鋯的性質
9.6 碘化物熱離解法
9.6.1 主要反應和各有關參數及其影響
9.6.2 碘化器及設備
9.6.3 輔助設備及技術條件
參考文獻
10 鉿冶金
10.1 概述
10.2 二氧化鉿的氯化
10.2.1 熱力學
10.2.2 氯化工藝和設備
10.3 四氯化鉿的提純
10.3.1 四氯化鉿的氫氣提純
10.3.2 四氯化鉿的熔鹽提純
10.3.3 氧氯化鉿的研究
10.4 海綿鉿的生產
10.4.1 鎂熱還原四氯化鉿
10.4.2 真空蒸餾制取海綿鉿
10.4.3 鈉鎂混合還原制取海綿鉿
10.5 鉿的精制
10.5.1 電解精煉法制取純金屬鉿
10.5.2 碘化法精制鉿
10.6 鉿的熔煉
10.6.1 非自耗電極熔煉
10.6.2 自耗電極熔煉
10.6.3 電子束熔煉
參考文獻
11 鋯鉿分析化學
11.1 國外鋯鉿分析化學
11.1.1 金屬鋯的取樣
11.1.2 分析試樣的制備
11.1.3 鋯的分離方法
11.1.4 金屬鋯中雜質的化學分析
11.1.5 鋯的光譜分析
11.1.6 放射性法
11.2 我國鋯鉿分析化學進展
11.3 二氧化鋯和二氧化鉿的含量比值
參考文獻
12 環保安全和工業衛生
12.1 鋯鉿生產中的“三廢”及處理
12.1.1 廢氣的處理
12.1.2 廢渣廢料的處理
12.1.3 廢水處理
12.1.4 國外的“三廢”處理方法
12.2 鋯鉿生產的工業衛生
12.2.1 氯和氯化物對人體的危害和防護
12.2.2 放射性物質的影響及防護
12.2.3 一氧化碳和汞的防護
12.3 鋯鉿的安全防護
12.3.1 鋯鉿粉塵的危險性及防護
12.3.2 鋯火的撲滅
12.3.3 運輸
12.3.4 對環境的影響、毒性及環境標準
12.3.5 其他安全技術問題
參考文獻
1.1 鋯鉿的發現和鋯鉿工業發展沿革
1.1.1 鋯的發現
1.1.2 鋯工業的發展
1.1.3 鉿的發現和鉿工業的發展
1.2 鋯的物理性質
1.2.1 鋯的電子結構和價鍵特性
1.2.2 鋯的核性能
1.2.3 鋯的結晶構造與晶形
1.2.4 鋯的密度
1.2.5 鋯的熱性質
1.2.6 鋯的物理性質
1.2.7 鋯的磁學、光學性質
1.2.8 金屬鋯的力學性能
1.3 鋯的化學性質
1.3.1 鋯在空氣中的作用
1.3.2 鋯與氧的作用
1.3.3 鋯與氮的作用
1.3.4 鋯與氫的作用
1.3.5 鋯與CO2、CO和水蒸氣的反應
1.3.6 鋯與鹵素的反應
1.3.7 鋯與酸、堿和水溶液的反應
1.4 鉿的物理化學性質
1.4.1 鉿的物理性質
1.4.2 鉿的化學性質
參考文獻
2 鋯鉿的地球化學特征
2.1 鋯和鉿的地球化學特征
2.1.1 鋯鉿的“元素對”特征和礦物含量
2.1.2 異質同象和類質同象置換特性
2.1.3 鋯鉿在隕石中的分布和在地殼中的豐度特點
2.2 內生作用階段鋯鉿的地球化學特征
2.3 表生作用階段鋯鉿的地球化學特征
2.4 變質作用中鋯鉿的地球化學特征
2.5 鋯鉿礦床的成因類型
2.5.1 內生礦床
2.5.2 外生礦床
2.5.3 變質礦床
2.5.4 中國鋯礦床的成因類型
參考文獻
3 鋯鉿生產方法概述
3.1 鋯的工業生產方法概述
3.2 鉿的工業生產方法
參考文獻
4 鋯英石精礦的處理
4.1 苛性鈉和蘇打燒結法
4.1.1 原則流程
4.1.2 主要反應
4.1.3 工藝過程
4.1.4 純堿燒結
4.2 碳酸鈣燒結法
4.2.1 主要反應
4.2.2 原則流程
4.2.3 工藝過程
4.3 硅氟酸鉀燒結法
4.3.1 熱力學分析
4.3.2 工藝流程
4.3.3 主要反應
4.3.4 主要工藝條件
4.4 等離子法
4.4.1 概述
4.4.2 工藝流程
4.4.3 工藝設備
4.4.4 工藝條件
4.4.5 裝置與產品
4.5 碳熱法
4.5.1 熱力學
4.5.2 SiO的平衡蒸汽壓
4.5.3 ZrO2與SiO2的碳化反應
4.5.4 ZrN的生成
4.5.5 鋯英砂碳化的實踐
4.5.6 沸騰床碳化
4.6 氯化法
4.7 從鹽酸或硫酸溶液中析出鋯和鉿化合物
4.7.1 從鹽酸溶液中沉淀出堿式氯化鋯
4.7.2 從鹽酸或硝酸溶液中水解沉淀出堿式硫酸鋯（鉿）
參考文獻
5 鋯與鉿的分離
5.1 分步結晶法
5.1.1 基本原理
5.1.2 分步結晶工藝
5.1.3 分步結晶法的分離效果
5.2 分級沉淀法
5.2.1 磷酸鹽沉淀法
5.2.2 鐵氰化物沉淀法
5.3 離子交換法
5.3.1 陽離子交換法
5.3.2 陰離子交換法
5.4 硅膠吸附法
5.5 液液萃取分離鋯鉿
5.5.1 萃取分離的基本原理
5.5.2 萃取工藝
5.5.3 鋯鉿萃取過程中的控制分析
5.6 精餾法分離鋯鉿
5.6.1 高壓分餾法
5.6.2 熔鹽精餾法
5.7 選擇性還原法
5.8 鋯鉿分離產品成本的比較
參考文獻
6 四氯化鋯的制備
6.1 氯化過程的熱力學
6.1.1 沒有還原劑存在時ZrSiO4、ZrC、ZrN和ZrO2的氯化
6.1.2 ZrSiO4、ZrO2加碳氯化
6.1.3 ZrO2加碳氯化過程的平衡氣相組成
6.1.4 鋯物料中雜質在加碳氯化過程中的行為
6.1.5 氯化過程加氧的熱力學原理
6.2 氯化過程的動力學
6.2.1 影響氯化動力學的因素
6.2.2 影響鋯英砂氯化的因素
6.2.3 鋯英砂的流態化氯化模型
6.3 金屬氯化物的某些性質
6.4 碳（氮）化鋯的氯化
6.4.1 碳化鋯固定床氯化
6.4.2 碳化鋯的流化床氯化
6.5 鋯英石的直接氯化
6.5.1 鋯英石的固定床氯化
6.5.2 鋯英石的流化床氯化
6.6 二氧化鋯的氯化
6.7 流化床氯化
6.7.1 流態化過程的基本概念
6.7.2 臨界流態化速度
6.7.3 國井-Levenspiel鼓泡床模型
6.7.4 流化床中的不正常現象
6.7.5 顆粒狀物料的性質
6.7.6 流化床氯化爐設計
參考文獻
7 四氯化鋯的提純
7.1 還原用ZrCl4的質量要求
7.2 提純工藝
7.2.1 氫氣法提純
7.2.2 ZrCl4的熔鹽提純
7.2.3 含鉿粗ZrCl4的提純
參考文獻
8 鎂熱還原法及真空蒸餾制取海綿鋯
8.1 鋯化合物還原的熱力學
8.1.1 鋯冶金中常用的金屬還原劑
8.1.2 還原金屬鹵化物的熱力學
8.2 鎂熱還原四氯化鋯的熱力學
8.3 鎂熱還原四氯化鋯的動力學
8.3.1 還原過程的機理
8.3.2 影響還原速度的因素
8.4 鎂還原四氯化鋯工藝流程與設備
8.4.1 鎂還原四氯化鋯工藝流程
8.4.2 美國礦務局的還原設備
8.4.3 鎂還原四氯化鋯工業試驗
8.4.4 氯化鎂的排放
8.4.5 日本鋯廠的鋯還原設備
8.5 真空蒸餾原理與工藝條件
8.5.1 真空蒸餾原理
8.5.2 真空蒸餾的工藝條件
8.5.3 真空蒸餾設備及產品處理
8.6 鋯還原研究進展及生產技術的改進
8.6.1 美國鋯公司的還原設備
8.6.2 法國CEZUS公司的還原設備
8.6.3 還原-蒸餾聯合法制取海綿鋯的裝置
8.6.4 輸入ZrCl4氣體的還原裝置
8.6.5 輸入四氯化鋯氣體-側部排MgCl2的還原裝置
8.6.6 輸入四氯化鋯氣體-底部排MgCl2的還原裝置
8.6.7 輸入四氯化鋯氣體-還原-蒸餾聯合法裝置
8.6.8 熔鹽提純-還原-蒸餾聯合法制取海綿鋯
8.6.9 輸入四氯化鋯氣體-底部排MgCl2的大型還原裝置
8.6.10 沖壓式反應法
參考文獻
9 致密鋯的生產
9.1 電弧熔煉法
9.1.1 非自耗電極電弧熔煉法
9.1.2 自耗電極熔煉法
9.1.3 結語
9.2 電子束熔煉法
9.2.1 概述
9.2.2 電子束熔煉爐
9.2.3 電子束熔煉的純化作用
9.2.4 電子束熔煉的鋯錠
9.3 感應熔煉法
9.3.1 熔煉鋯的坩堝
9.3.2 從石墨坩堝吸收碳
9.3.3 感應熔煉爐
9.4 電阻熔煉法
9.5 粉末冶金法
9.5.1 概述
9.5.2 鋯粉和氫化鋯粉的壓實
9.5.3 鋯粉和氫化鋯粉的燒結
9.5.4 燒結鋯的性質
9.6 碘化物熱離解法
9.6.1 主要反應和各有關參數及其影響
9.6.2 碘化器及設備
9.6.3 輔助設備及技術條件
參考文獻
10 鉿冶金
10.1 概述
10.2 二氧化鉿的氯化
10.2.1 熱力學
10.2.2 氯化工藝和設備
10.3 四氯化鉿的提純
10.3.1 四氯化鉿的氫氣提純
10.3.2 四氯化鉿的熔鹽提純
10.3.3 氧氯化鉿的研究
10.4 海綿鉿的生產
10.4.1 鎂熱還原四氯化鉿
10.4.2 真空蒸餾制取海綿鉿
10.4.3 鈉鎂混合還原制取海綿鉿
10.5 鉿的精制
10.5.1 電解精煉法制取純金屬鉿
10.5.2 碘化法精制鉿
10.6 鉿的熔煉
10.6.1 非自耗電極熔煉
10.6.2 自耗電極熔煉
10.6.3 電子束熔煉
參考文獻
11 鋯鉿分析化學
11.1 國外鋯鉿分析化學
11.1.1 金屬鋯的取樣
11.1.2 分析試樣的制備
11.1.3 鋯的分離方法
11.1.4 金屬鋯中雜質的化學分析
11.1.5 鋯的光譜分析
11.1.6 放射性法
11.2 我國鋯鉿分析化學進展
11.3 二氧化鋯和二氧化鉿的含量比值
參考文獻
12 環保安全和工業衛生
12.1 鋯鉿生產中的“三廢”及處理
12.1.1 廢氣的處理
12.1.2 廢渣廢料的處理
12.1.3 廢水處理
12.1.4 國外的“三廢”處理方法
12.2 鋯鉿生產的工業衛生
12.2.1 氯和氯化物對人體的危害和防護
12.2.2 放射性物質的影響及防護
12.2.3 一氧化碳和汞的防護
12.3 鋯鉿的安全防護
12.3.1 鋯鉿粉塵的危險性及防護
12.3.2 鋯火的撲滅
12.3.3 運輸
12.3.4 對環境的影響、毒性及環境標準
12.3.5 其他安全技術問題
參考文獻
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