Располагая необходимым сырьевым, производственным, технологическим и кадровым потенциалом, Украина все еще топчется на месте в создании собственного ядерно-топливного цикла. При этом, имеющиеся в стране запасы циркониевых песков позволяют обеспечить производство циркония и гафния на сотни лет.Применение циркония и гафния в промышленностиРазвитие циркониевой металлургии ускорилось после того, как цирконий стал основным компонентом конструкционных сплавов для атомной техники.
Но самым первым потребителем металлического циркония была черная металлургия, в которой он применяется как раскислитель, а также уменьшает содержание в стали газов и серы, присутствие которых делает ее менее пластичной.
Стали, легированные цирконием, не теряют необходимой вязкости в широком интервале температур, они хорошо сопротивляются ударным нагрузкам. Поэтому цирконий используется для легирования сталей (броневых), сплавов цветных металлов, которые широко применяются в ракето-, самолето- и автостроении.
В цветной металлургии добавки циркония повышают теплостойкость алюминиевых сплавов, а многокомпонентные магниевые сплавы с добавкой циркония становятся более коррозионно-устойчивыми. Цирконий повышает стойкость титана к действию кислот. Коррозионная стойкость сплава титана с 14% Zr в 5%-ной соляной кислоте при 100°C в 70 раз (!) больше, чем у технически чистого титана. Иначе влияет цирконий на молибден. Добавка 5% циркония удваивает твердость этого тугоплавкого, но довольно мягкого металла.
Цирконий – важное сырье для изготовления огнеупоров. Цирконовые кирпичи потеснили шамот (широко распространенный огнеупорный материал на основе глины или каолина) при выплавке металлического алюминия, и вот почему. Шамот сплавляется с алюминием, и на его поверхности образуются наросты шлака, которые надо периодически счищать. А цирконовые кирпичи расплавленным алюминием не смачиваются. Это позволяет печам, футерованным цирконом, непрерывно работать в течение десяти месяцев. Значительные количества двуокиси циркония потребляют производства керамики, фарфора и стекла.
Кстати, несколько лет назад цирконовые огнеупоры были испытаны на МНЛЗ в зоне подачи расплавленного металл (дозаторы) в условиях Днепровского металлургического комбината им. Дзержинского. В сравнении с применяемыми традиционными огнеупорами цирконовые огнеупоры продемонстрировали свое превосходство.
Цирконий и гафний широко применяются в атомной промышленности. Цирконий пропускает нейтроны, не поглощая их, что делает его лучшим материалом для атомной промышленности (в этих целях используется сверхчистый цирконий). В ядерных реакторах разного назначения (АЭС, энергетические установки надводных кораблей, подводных лодок) применяются преимущественно сплавы циркония с оловом, железом, никелем и хромом.
Сегодня перед техникой встала проблема – полностью разделить цирконий и гафний. Если индивидуальные свойства обоих металлов весьма привлекательны, то их совместное присутствие делает материал абсолютно непригодным для атомной техники.
