中国最严重匮乏的矿产资源之：锆

老区自娱自乐

　　如果说钼是披着神秘而冷漠的面纱，隐约还可欣赏那秀丽的面庞，那么，锆就是戴着阿富汗妇女的面罩，几乎完全看不见了。

的确，对于普罗大众，锆比钼更鲜为人知，更寡有所闻，连名字都难叫，更不消说是何方神圣了。然而，在中国公布的24种战略矿产资源目录中，锆赫然在列，鼎鼎大名，红颜半露，其重要性不言而喻。

锆的重要性和价值可从它光环满身的美誉中窥斑见豹。锆被誉为“原子能时代第一金属”、“核能、航天航空界的金属之王”、“太空金属”、“不朽金属”、“人体亲和金属”、“金属维生素”、“第三代特种耐蚀材料”。

正是这样一种极为重要的资源，我国却严重依赖进口，受制于人。首先是国内资源匮乏，其次是消费量巨大，对外依存度高。2021年，我国锆对外依存度高达94％，加入“最严重匮乏矿产资源”行列。

　　锆独特的超卓性能，重任在肩，用途广阔。

锆的核性能杰出，热中子俘获截面小，具有超强的抗腐蚀性、超高的熔点、高硬度和强度、突出的耐核辐射能力，是原子能工业必不可少的材料。

核电潜在着极大的风险，如何保证核电安全是重中之重的首要任务，必须架设层层防护网，确保万无一失。首道防线就是核燃料棒的包壳管，它担负着防止泄露的重要使命。包壳管处于反应堆核心最恶劣最残酷的工况环境中，称它“十八层地狱”也不为过。锆环抱核燃料，承受着高温、高压、強烈热中子辐射，以及高硼水腐蚀、应力腐蚀和碘蒸汽腐蚀等严峻考验，还需要有适当的机械强度、易加工、寿命长。在为数不多的候选者中，锆是出类拔萃的姣姣者，能满足核燃料炉中极其严苛的条件，从容胜任。锆几乎全部都用作核反应堆中铀燃料棒的包壳、压力管及元件盒。

锆，特殊材料，深入虎穴，力擒猛虎，脸不改色，心不加速，威震山河，壮泣鬼神。

中国已经自主研发出先进的华龙一号第三代核电技术，第四代核电技术也正在推进之中。我国大型核电站普遍使用锆材料，在建核电站每年要用550吨锆材。一艘三万马力的核潜艇用锆合金作核燃料的包管和压力管，使用量达20～30吨。

　　性能优异的钛被誉为“航空航天金属”，“天外有天楼外楼”，钛与锆相比还是稍逊一筹、自愧不如。钛的抗腐蚀性远不如锆，熔点也低于锆，钛熔点1668度，锆达到1855度，二氧化锆更高达2700度，可用作宇宙飞船的脱落瓦、火箭的雷达保护罩等。缺点是锆比钛稀缺得多，尤其在中国，非到万不得已，不会让锆出马。

在冶金工业中，锆发挥着“维生素”作用。它能强力脱氧、除氮、去硫，在钢中加入0.1％锆，硬度和强度就得到惊人的提高，能制成性能优越的装甲钢、不锈钢、耐热钢。把锆渗入铜中，导电性不减，熔点大升，适合于高压电线。含锆的锌镁合金，又轻又耐高温，强度比普通锌镁合金高两倍，可用于喷气发动机。

在军工上，含锆钢可制造潜艇、装甲车、坦克、大炮和防弹板等。锆粉着火点低、燃烧速度快，可制造爆雷管的起爆药。锆粉加入氧化剂，燃烧时强光眩目，可制造曳光弹、照明弹。

　　锆能強烈地吸收氮、氢、氧等气体。在超过900度温度下，锆猛烈地吸收氮气；200度时，100克锆能吸收817升氢气，相当于铁的80多万倍。锆这种性能被广泛用于电真空工业中，将锆粉涂在电真空元件上能吸收真空管中残留气体，制成高度真空的电子管和电真空仪表，提高质量，延长寿命。

锆的化合物广泛用于陶瓷、耐火材料、玻璃、搪瓷等行业。二氧化锆可制造高级耐火材料，抗腐蚀、耐高温、稳定性好。还可用作陶瓷的釉料和“釉下白”的主要原料。硅酸锆是一种优质、价廉的乳浊剂，用于建筑陶瓷、卫生陶瓷、日用陶瓷、工艺品陶瓷、搪瓷的釉料，釉的化学稳定性好、耐高温、粘性强、硬度高、美观。硅酸锆可用于彩色显像管、乳化玻璃以及各种耐火涂层、喷料、浇注料等。

钛和锆都是“人体亲和金属”，与人体组织相互亲善，不排斥不过敏，无毒无磁，而且锆的性能比钛更卓越更高级，不存在碎屑剝落、骨溶性低、寿命长。用作人造骨骼、牙齿、组织修复。

　　锆是“初生牛犊”，很年轻，加上稀少，应用又集中在尖端科技上，并不像钢铁那样常见常用，难怪世人不识君。

直到1914年，荷兰人才制备出纯金属锆，完全纯净锆的出生则在1925年由荷兰化学家完成，距今还不足一百年，与金银铜铁锡等老前辈相比，锆简直就是婴儿。

人类认识锆的化合物就比金属锆久远多了。

锆石，又叫风信子石，一种锆的天然硅酸盐（ZrSiO4），不但古老，还非常美丽，自古以来都被认为是宝石。锆石还有“百合花”、“十二月生辰石”、“锆英石”、“银朱”等漂亮悦耳的名字。锆石天生丽质，五颜六色，多姿多彩，有黑、白、橙、红、绿、蓝、褐、无色透明等。锆宝石有较高的折光率和色散，有较强的“出火”现象，透明的锆石可加工成珠宝首饰，经切割后的宝石级锆石很像钻石。斯里兰卡盛产绿锆石，海南岛产红色、棕色锆石。在珠宝市场上，与钻石、红宝石、蓝宝石、翡翠等顶级首饰相比，锆宝石只能算“二流角色”吧。

　　锆（Zirconium），化学符号Zr，原子序数40，原子量91.22，第五周期IⅤB族元素，浅灰色金属。

锆表面易形成一层氧化膜，有光泽，外观与钢相似。单质锆是高熔点金属，熔点1852度，沸点4377度，密度6.49，莫氏硬度4.5。锆可塑性好，易加工成板、丝。

钛、锆、铪在同一副族上，锆的耐腐蚀性比钛好。锆与铪化学性质相似，又易共生，且含有放射性物质。

锆有耐腐蚀性，不溶于水，不易溶于酸，可溶于氢氟酸和王水。高温时，可与非金属元素和许多金属元素生成固溶体。

　　地壳中锆含量居第19位，几乎与铬持平。自然界中具工业价值的含锆矿物，主要有锆英石及斜锆石。

据2021年最新数据，全球锆储量，澳洲占71.5％，南非占8.4％，中国仅占0.7％。中国储量只有50万吨。天公不公，一声叹息。

我国可怜的50万吨，86％分布在沿海海岸和内蒙古戈壁，开采难度非常大。我国是全球最大锆资源消费国，单单2020年需求量就超过120万吨，缺口之大唯有进口。

对于最严重匮乏矿产资源锆，居安思危，除了加强保护国内资源外，加大勘探、提高开采技术、优化生产工艺、加大战略储备也许是应对之策。

2022，11，Aurora（科32）