Het metaal Zirkoon
Zirkoon is een metaal dat nooit puur wordt gevonden in de aardkorst maar meestal als een zirkoonsilicaat (ZrSiO4). Dit erts wordt hoofdzakelijk aangetroffen in Australië, Brazilië, India, Rusland, Zuid Afrika en in Amerika. Dankzij het Kroll-proces kan men door een vrij gecompliceerd reductieproces er metallisch zirkoon van maken.
Ing. N.W. Buijs Van Leeuwen Stainless
Eigenlijk wordt het erts als bijproduct gevonden bij het delven van titaan- en tinerts. Sinds 2003 is de prijs van zirkoon ruim twee keer zo hoog geworden en dat heeft te maken met de toenemende vraag en ook door het feit dat er zoveel energie nodig is om zirkoon te bevrijden uit zijn chemische binding. Met het chloreren wordt zirkoonerts omgezet in het vierwaardige zirkoonchloride. Daarna wordt deze verbinding gereduceerd met magnesium waardoor er metallisch zirkoon ontstaat en magnesiumchloride.
Afbeelding 1 Brandstofstavenvan zirkoon voor de nucleaire sector.
Afbeelding 2 Zirkoon 702 warmtewisselaar. (Foto: Wah Chang)
Afbeelding 3 Zirkoon reactorvat.
Al met al is dit, net als bij het metaal titaan, een zeer energieconsumerend proces. Als bijproduct ontstaat er ook nog zo’n 1 tot 3% hafnium. Zirkoon valt onder de reactieve metalen omdat het aan het oppervlak zonder elektrolyt al een hechte en dichte zirkoonoxidehuid vormt. Men denkt wel eens dat zirkoon een edel metaal is omdat het zich zo enorm edel gedraagt maar dat is niet het geval. De oxidehuid is edel en zeer stabiel waardoor het onderliggende metaal optimaal beschermd blijft tegen allerlei chemische reagentia. Op dit gebied wint zirkoon het ook van haar zustermetaal titaan en dat vooral bij verhoogde temperaturen. Dit komt vooral tot uiting bij de bereiding van salpeterzuur waar zirkoon een extreme weerstand tegen corrosie biedt en dat zelfs indien er chloriden aanwezig zijn. Ook kan men met zirkoon de procestemperaturen probleemloos verhogen waardoor men efficiënter kan werken. In tabel 1 wordt de...