冶金百科 | 锆铪冶金 - 科技进步

2024-01-12 10:24:12 来源：中冶有色技术网

658

简介：我国锆、铅冶金技术研究从20世纪50年代中期开始，通过联合攻关，1960 年解决了锆、铅分离技术，制取了原子能级海绵锆。1963年，上海合利冶炼厂开始了海绵锆的工业化生产。20世纪60年代末期，遵义钛厂和锦州铁合金厂建成了海绵锆和海绵铃生产车间，形成年产200t海绵锆、4t海绵给的生产能力，使我国初步具备了海绵锆工业化生产的基础，并成为当时少数几个具备工业化生产海绵锆、给的国家之一。20世纪70年代后期，因需求骤减，核级锆生产线全部关停，仅锦州铁合金厂保留工业锆生产线，主要生产少量火器锆。

历史发展进程

我国锆、铅冶金技术研究从20世纪50年代中期开始，通过联合攻关，1960 年解决了锆、铅分离技术，制取了原子能级海绵锆。1963年，上海合利冶炼厂开始了海绵锆的工业化生产。20世纪60年代末期，遵义钛厂和锦州铁合金厂建成了海绵锆和海绵铃生产车间，形成年产200t海绵锆、4t海绵给的生产能力，使我国初步具备了海绵锆工业化生产的基础，并成为当时少数几个具备工业化生产海绵锆、给的国家之一。20世纪70年代后期，因需求骤减，核级锆生产线全部关停，仅锦州铁合金厂保留工业锆生产线，主要生产少量火器锆。

1997年辽宁锦州铁合金股份有限公司恢复年产100t原子能级海绵锆和2t原子能级海绵铃的生产建设，2001年该生产线开始运行。锦州铁合金股份有限公司恢复建设时，除锆给萃取分离工艺采用我国20世纪80年代较为先进的“N235、P204一硫酸体系萃取分离工艺”，其他工序仍采用20世纪70年代的技术，与国外锆铃工业相比尚有相当的差距。

朝阳百盛锆业完成了“原子能级海绵锆制备新工艺应用研究”项目，并且建成了年产150t原子能级海绵锆的生产线，产品技术性能指标达到原子能级海绵锆的要求。2010年6月18日，中国有色金属工业协会组织专家认为新工艺生产成本低，产品质量好，技术经济指标处于国内领先地位。

目前我国生产海绵锆的厂家主要包括国核维科、东方锆业(收购朝阳百盛锆业有限公司)中信锦州铁合金股份有限公司(原锦州铁合金厂)、中核晶环锆业有限公司等。

现状

“十二五”时期以来，我国下大力气重建核级海绵锆和核级锆材的生产线，开始取得成果，2012年9月与美国合资的国核维科锆给有限公司生产出了第一坨1.It重的核级海绵锆，标志中国再一次具备了核级锆的生产能力。2013年，国核维科锆业有限公司和广东东方锆业有限公司共生产核级海绵锆200t。

2012年，国核锆业在引进技术基础上建设的核级锆材生产线全线贯通。国核锆业核级锆材生产线通过了A路线(进口管坯至成品锆材)和B路线(进口海绵锆至成品锆材)的技术鉴定和C路线(国产海绵锆至成品锆材)的预鉴定，2015年正式通过C路线鉴定，为核级锆材的国产化奠定坚实的基础。

化学锆行业在技术改造、新产品开发和节能减排等方面也取得长足的进步。“十二五”时期以来开发的主要新产品有：合成硅酸锆、高纯氯氧化锆、高纯碳酸锆、高纯二氧化锆、宝石级氧化锆、锆牙用稳定二氧化锆、彩色氧化锆、石油钻井用的氧化锆陶瓷缸套、电熔氧化锆铁红色料等。

“十二五”时期以来，采用的新技术主要有：氧化锆生产过程的自动控制、锆英砂的连续碱熔新工艺、三合一的氧氯化锆产品过滤/洗涤/脱水新工艺、滚动成型制备复合氧化锆微珠新工艺、微波加热技术等。

“十二五”时期以来在节能减排方面的突破有：中性废水的完全回收利用技术、硅渣的综合利用技术、双排窑节能改造技术，以及从母液中回收稀土金属铳的新工艺等。

企业规模在逐步扩大。近年来，随着不断进行技术改造和技术升级，在氧氯化锆行业逐步形成了6家较大型的氯氧化锆年产能过30000t的企业，它们是淄博广通、河南佰利联、内蒙古弘丰、江西晶安、浙江锆谷和广东东方锆业，特别是广东东方锆业已成为一个集矿物开采、选矿、化学锆制备、氧化锆生产和应用、金属锆的生产研发于一体的全流程企业。

“十二五”期间，我国锆行业的分析方法及行业标准也不断完善，这期间新定或修订的标准有《锆精矿》《工业八水和二氯氧化锆》《二氧化锆》《工业碳酸锆》《工业硫酸锆》《人造宝石用二氧化锆》《高纯级氧氯化锆》《海绵锆》等。

存在的问题

(1)整体工艺技术落后，装备水平较低。我国大多数企业采用碱熔烧结法生产氧氯化锆，其主要工艺流程大体一致，但管理、装备、技术力量不同，表现出的问题也有所不同。突出问题是碱熔烧结过程不连续、生产效率低、能源消耗大、生产自动化水平低、劳动强度大。

(2)锆冶金“三废”问题亟待解决。氧氯化锆生产过程中会产生大量的废酸、废碱、废渣。虽然部分企业进行了“三废”处置技术研究，但有些企业还不具备“三废”处置能力，还没有实现“三废”处置的工业化生产，尤其现黄般处理技术还不成熟。随着我国环保治理要求的不断提高，“三度”处置向难度是我国氧氯化锆生产企业首要解决的问题。

(3)缺乏行之有效的行业准入制度。在20世纪80~90年代，氧氯化锆作为我国新兴产业利润较高，吸引了很多资金涌人该行业，而国家又没有建立相应的行业准入制度，环保法律法规执行不利，导致氧化锆企业迅速由几家发展到三四十家，产能也成倍增长，产能严重过剩，企业间恶性竞争。中国牺牲环境和客源换来的产品，却以微利出口到国外，行业秩序混乱，缺乏协调机制和准人制度。

(4)高技术产品还不能满足社会发展的需要。为适应核电发展的需要，美法、俄等国都已开发出新一代核级锆合金，并已在第三代核反应堆中应用，目前国内引进的反应堆用锆合金包括美国的ZIRLO合金、法国的M5合金、俄罗斯的E635合金等，我国三大核电集团都已经研发了自己的新的合金牌号(N36、CZ 系列、SZA系列)，均已开展人堆考验，预计2020~2023年可实现商业化应用。