金屬鋯的應(yīng)用
金屬鋯制品分為兩大類，一種為核級(jí)鋯，主要用作核動(dòng)力航空母艦、核潛艇和民用發(fā)電反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)材料，鈾燃料元件的包殼等，是重要的戰(zhàn)略金屬;另一種為工業(yè)級(jí)鋯【136】(或化工鋯、火器鋯)，主要用于制作化工耐酸堿的設(shè)備、軍工、電子行業(yè)。
A 工業(yè)級(jí)金屬鋯的應(yīng)用
鋯有比不銹鋼、鎳基合金及鈦更優(yōu)異的耐腐蝕性能、力學(xué)性能和加工性能，很適宜制造容器和換熱器等化工設(shè)備，特別在還原性氯化物溶液中具有的優(yōu)良耐蝕性，使其得到廣泛應(yīng)用。
金屬鋯主要用于耐腐蝕性能要求高的設(shè)備及構(gòu)件，如反應(yīng)釜、耐酸泵、耐熱泵、熱交換管、浸液器、耐酸葉輪、閥門、攪拌器、噴嘴和容器襯里等。
化肥、農(nóng)藥、藥品、食品加工等相關(guān)設(shè)備和重要的零部件都采用結(jié)。在聚合物生產(chǎn)中，鋯用于代替石墨作熱交換器;在尿素合成設(shè)備中，鋯被用做高壓進(jìn)料套體;在電鍍工業(yè)中，已大量使用了鋯絲編成的籃筐作為電解構(gòu)件的盛料器，可靠長(zhǎng)籃筐壽命，降低成本。近年來，冰醋酸制造業(yè)已成為工業(yè)級(jí)鋯的大用戶一套年產(chǎn)20萬噸的大型冰醋酸生產(chǎn)設(shè)備用鋯材約100t。工業(yè)級(jí)鋯目前已成為石化工業(yè)不可替代的重要設(shè)備材料，需求量不斷增加。
B 核級(jí)金屬鋯的應(yīng)用
金屬鋯具有優(yōu)異的核性能，是一種理想的中溫核材料。在原子能工業(yè)中，鋯主要用于原子能發(fā)電廠、核潛艇、核動(dòng)力航空母艦、核動(dòng)力巡洋艦的核反應(yīng)堆中。鋯在反應(yīng)堆中主要用于核燃料的包套材料、結(jié)構(gòu)材料和慢化劑等。輕水堆和重水堆燃料原件的包殼管，多采用在高溫純水中耐腐蝕性能優(yōu)良的鋯錫合金(Zr-2或Zr-4合金)，也采用Zr-2.5鈮合金。反應(yīng)堆的高壓容器、高壓水箱、高壓外殼、管路系統(tǒng)、閥門、泵、熱交換器、冷卻劑冷凝裝置等屬于反應(yīng)堆的結(jié)構(gòu)部件，鈹、鈦、釩、鉭、鈮和鋯均可以用作結(jié)構(gòu)材料，但鋯屬于最佳結(jié)構(gòu)材料。純鋯的性能不如合金。Zr-2合金適于作沸水堆的結(jié)構(gòu)材料，Zr-4合金適于作壓水堆結(jié)構(gòu)材料。在熱中子反應(yīng)堆中，為了使裂變產(chǎn)生的快中子減速為熱中子減速為熱中子，從而提高裂變反應(yīng)的幾率，在反應(yīng)堆中要采用慢化劑，而氫化鋯正是優(yōu)良的慢化劑。目前氫化鋯不僅已經(jīng)在許多核輔助動(dòng)力中獲得應(yīng)用，而且已在許多反應(yīng)堆尤其是研究性堆中獲得應(yīng)用。
金屬鋯的需求
金屬鋯的生產(chǎn)過程：鋯礦石經(jīng)過精選提取鋯礦砂(精礦)，然后冶煉成海綿鋯，在冶煉海綿鋯的同時(shí)進(jìn)行鋯給分離，冶煉出海綿鈴，再將海綿鋯熔鑄成鋯鑄錠(和鈦鑄錠相同)，鋯鑄錠再經(jīng)過加工制成鋯坯(鋯管坯、鋯板坯、鋯棒坯等)，最后經(jīng)過擠壓等壓力加工制成鋯材。
核級(jí)鋯材的需求是決定核級(jí)海綿鋯市場(chǎng)主要因素。從鋯材的形態(tài)來看，可以分為鋯管材和鋯板材(管材主要用于包殼材料和壓力管，棒材主要用于端塞元件，板帶材主要用于格架等)，其中核電用鋯材對(duì)鋯管、棒材占75%~80%，核鋯板帶材的需求占到20%~25%。
國(guó)際生產(chǎn)廠商情況：目前，世界上較大的幾家鋯管廠CLA7為美國(guó)西屋公司(每年400t)、法國(guó)鋯管廠(每年450t)、加拿大鋯管廠(每年150t)、德國(guó)鋯管廠(每年250t)都在滿負(fù)荷生產(chǎn)。亞洲是鋯材需求增長(zhǎng)最快的地區(qū)，目前日本每年可生產(chǎn)50t管材?？傮w來看，由于鋯材的生產(chǎn)需要根據(jù)核電站的需要而生產(chǎn)所以目前國(guó)際主要的鋯合金材的生產(chǎn)商均為核電站供應(yīng)商的子公司。
目前關(guān)于全球核級(jí)海綿鋯的需求方面145151，沒有比較一致的數(shù)據(jù)?？梢圆榈降墓_資料數(shù)據(jù)之間也有一定的差距。
(1)據(jù)美國(guó)Ux-Consulting公司數(shù)據(jù)，全球核級(jí)海綿鋯年需求在5000t左右;(2)據(jù)美國(guó)西屋的數(shù)據(jù)，其海綿鋯年產(chǎn)量在2000~2200t，約占全球的40%，可以推算出全球年需求在5000~5500t;
(3)據(jù)Matamec勘探公司的數(shù)據(jù)，目前全球每年約消耗7000t海綿結(jié)，其中85%左右用于核能方面，即大約6000t。
根據(jù)IAEA(151)的樂觀和保守預(yù)測(cè)，2020年全球核電裝機(jī)容量將由2010年的373GW增加到455~543GW，增長(zhǎng)幅度為22%~45.6%。按照保守估計(jì)，粗略估算海綿鋯的年需求大約在6100~7320t;按照樂觀估計(jì)，粗略估算海綿鋯的需求大約在7300~8700t。
金屬鈴的應(yīng)用
核級(jí)金屬鈴具有高的熱中子吸收截面，主要在核反應(yīng)堆中用作控制棒。工業(yè)級(jí)金屬給的主要應(yīng)用是給絲在工業(yè)中的應(yīng)用，主要有(152-154)：(1)合金添加料，提高合金的性能;(2)焊料，用于給絲與給絲等相關(guān)的合金之間的焊接;(3)等離子切割中的等離子發(fā)射體。其中，用作等離子切割電極是鉛絲在工業(yè)中最主要的用途【155-157】8.1.2.4 金屬鈴的需求
核級(jí)金屬給主要用作核反應(yīng)堆的控制棒，沒有公開的相關(guān)需求資料。工業(yè)用金屬給主要被用作等離子體切割，隨著切割量的大幅度增長(zhǎng)，給絲需求量會(huì)有很大的上升空間，所需給絲在1.2~1.6t之間;高溫合金添加劑約2t;高純金屬鈴約300kg。
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