Chimica industriale: lo zirconio

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Nell’ambito della chimica industriale, lo zirconio rappresenta l’elemento metallico di simbolo Zr, di numero atomico 40 e peso atomico 91,2. Si tratta di un elemento che è piuttosto presente e abbondante sulla crosta terrestre, anche se, a causa della sua reattività molto alta, si trova sempre allo stato combinato. I minerali principali sono lo zircone e la baddeleite, i quali in genere vengono associati ad altri minerali che contengono titanio. Molto importante è la preparazione industriale dello zirconio, dunque si possono elencare le varie proprietà.

Nel dettaglio, si avvia il cosiddetto processo Kroll il quale consiste essenzialmente nella riduzione mediante magnesio (oppure sodio) del tetracloruro. I minerali dello zirconio, concentrati con flottazione o mediante dei separatori a spirale, vengono mescolati al carbone e riscaldati in forno elettrico ad arco. In questa maniera, lo zirconio stesso viene trasformato in carburo e la maggior parte del silicio viene allontanata per volatilizzazione. La riduzione a zirconio metallico viene effettuata in un cilindro d’acciaio riscaldato elettricamente dall’esterno, nel quale vengono introdotti due crogiuoli: in quello inferiore è contenuto magnesio metallico.

Si tratta di un metallo abbastanza lucente, di colore tipicamente argenteo e che vanta una temperatura di fusione pari a 1.850 gradi, mentre quella di bollitura arriva a 3.850 gradi. In aggiunta, dettaglio non certo trascurabile, la resistenza elettrica dello zirconio è venticinque volte superiore rispetto a quella del rame. A temperatura ambiente, comunque, non reagisce con nessuno degli uguali gas, e rimane lucido per un tempo non meglio definito. Come viene utilizzato a livello industriale? Molto zirconio viene impiegato sotto forma di composti nell’industria ceramica e in quella dei refrattari, senza dimenticare che lo zircone viene anche usato come gemma a basso prezzo. Il metallo viene poi sfruttato come getter nella fabbricazione di valvole termoioniche, grazie alla sua capacità di assorbire grandi quantità di gas, ma lo si usa anche in apparecchi come le pompe, i contenitori e altre valvole.

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