1、锆石简介

　　锆石，是锆英石的简称，锆英砂是锆英石的商品名称。锆英石(锆英砂)是一种天然深成岩浆矿物，为正硅酸锆，分子式为ZrSiO4。理论上它的化学组分ZrO2为67.2% ，SiO2为32.8% 。实际含有多种成分，如Fe2O3、TiO2等，其商品属矿物产品类。工业产品的细度为120-60目。主要用于制作硅酸锆粉、精密铸造、耐火材料和制釉熔块用的锆英粉，以及其它工业用品。

　　锆英石具有很好的化学稳定性，在较宽的温度范围内，绝大多数酸(除HF外)都不与锆英石发生反应;相比而言，锆英石较易在碱的作用下发生分解。锆英石制品具有较好的抗渣性，不易为残渣所润湿。

　　锆英石材料的抗热震性能极其优异。有研究报道：将锆英石试样急热至850℃，然后于水中急冷。往返67次以上，样品完好无破损。从锆英石的物性来分析，锆英石在较宽的温度范围具有较小的热膨胀系数，再加上高温下由锆英石分解出来的游离氧化硅形成玻璃后可以缓冲晶体体积变化胀缩影响。同时，分解出来的ZrO2在适当的温度下，还可以与氧化硅再结合成锆英石。这样由锆英石分解出来的单斜氧化锆就不像单纯氧化锆材料发生相变造成的应力那么显着。锆英石材料经280℃的温差急冷后，材料的抗弯强度保持不变，抗热震性能明显优于莫来石和氧化铝。

　　由于锆英石耐火度高，热膨胀系数和导热率低，抗热震性能优异，耐腐蚀、耐冲刷、抗渣性好，荷重软化点高。因此将其用作温度骤变下特殊场合的高级耐火材料。在国内外受到广泛重视。目前锆英石已被广泛地应用于连铸、真空冶炼及玻璃行业，如锆英砖与锆莫来石砖、连铸用锆质定径水口、玻璃窑用锆刚玉等。日本锆英石原料的(65-75)%用于冶金浇钢系统的薄弱环节和关键部位。在我国则大多用于制造ZrO2—Al2O3—SiO2系统熔铸耐火材料。另外锆英石还被大量地用作釉的乳浊剂。也是是釉中非常稳定的着色剂，其基本原理是在ZrO2—SiO2系统进行固相反应生成锆英石的同时，以过渡金属离子和稀土化合物为着色原料。着色离子固溶于锆英石晶体。由于锆英石晶体良好的耐高温性能和化学稳定性，使ZrO2—SiO2系色料发色稳，适用范围宽，被大量广泛地采用。近年来，人们开始研究它在高温结构陶瓷方面的应用，特别是在某些温度骤变场合。

　　2、锆石的性能特点

　　我们知道，我们的祖先最早发明了瓷器，也知道制造瓷器的工艺大致分为：原料制备——成型——高温烧成三大工序，陶瓷制品具有耐磨、耐高温、耐腐蚀、不生锈、不吸水、易清洗等优良特性。尤其以宋朝的八大名窑的陶瓷产品，其工艺精湛、瓷胎坚硬细腻，釉面温润如玉，色彩绚丽多姿，每一件作品都是留给人类的顶级瑰宝。但是大自然还送给我们一件瑰宝——锆英石。锆英石是陶瓷色剂中唯一的一种价廉物美的、性价比最高的白色剂，具有其不可替代性。这对于我们这个酷爱白色的民族来讲，不能不说是一种奖赏。

　　我从1992年起开始研究硅酸锆的加工以及在陶瓷上的应用，直到2018年春节后一段时间，我才突然想起：锆英石的独特性和唯一性不是因为锆英石是天然乳浊剂，而是因为锆英石就是一种天然陶瓷而成就其独特的性能。它既有别于玻璃的理化性能，也有别于晶体材料的理化性能。我们再总结一下锆英石的主要性能特点：①是一种含有ZrO2 - SiO2分子配比结构，并含有氧化铁(Fe2O3)、氧化钛(TiO2)等杂质的天然晶体结构材料;②、无活性的惰性材料;③具有耐水解、抗氧化、耐酸碱、耐高温、耐热震、耐磨、硬度高、强度高、绝缘性好等特点;④、在陶瓷釉中具有较好的乳浊增白效果;⑤、天然矿储量相对较大，采矿分选成本低，性价比高。将以上特点与陶瓷的特性相比较，我们可以这么说，锆英石不仅具有陶瓷的基本特征，而起是一种性能更加优越的陶瓷—锆宝石陶瓷。

　　理解了这一点后，我们下一个的目标方向是：如何有意识的，在保留陶瓷特性的同时，对锆英石的应用进行更加合理的设计。

　　通过物理法加工的可以最大限度的保持锆英石的陶瓷特性，其应用大约有三个方面：

　　结构性能：锆英粉

　　乳白性能：硅酸锆

　　载体功能：功能硅酸锆粉

　　3、锆英砂、锆英粉、硅酸锆的异同

　　由于锆在人们生活中的作用越来越重要，尤其陶瓷行业对硅酸锆大量需求，引起越来越多的人对它们的关注。他们或者认为这三样不是一种东西(化学结构不同);或者说不就是磨粉吗，还起上这么多的名词。

　　首先我们说，他们三个的化学式都是ZrSiO4(硅酸锆)，结构表达式为ZrO2·SiO2。但是正是因为锆英石这种东西，其晶体结构有较高的天然结晶强度，使得它在不同的度范围内有不同的用途，而且用于不同的行业。例如，锆英砂是锆英石的天然形状，锆英粉用于耐火材料，锆英砂(粉)精密铸造等行业;硅酸锆用于陶瓷中。并且随着磨矿技术的提高，所用量比例也在于发生着变化，例如，硅酸锆的用量，近几年随着陶瓷行业应用的变化，锆砂供应量从占比50%，逐步降低到30%左右。现在，锆英砂、锆英粉、硅酸锆的种类均已客观存在，并在同行业的人所熟知，反应了他们适用的广泛性。但它们化学组成和矿物组成结构是同一种物质，即锆英石或ZrSiO4(硅酸锆)，下面以图示简述这一过程

　　锆石物理加工产品系列

　　三种产品在各自的组成中，有各自与应用工艺结合方面的问题，因此，根据不同的用途范围需要做一些化学方面的处理，例如表面处理和改性处理等课题。

　　4、锆石应用新领域拓展

　　对于硅酸锆的研究与应用，在我国已经有30年的历史了。现在整体工艺技术及装备技术已经见底了，生产规模和市场容量也已趋于饱和，因此从客观上讲已经具备了行业垄断的条件。在这种条件下，产量增大成本就会降低，竞争优势会增加，市场占有率也会相应增加，伴随而来的是采购量的增加。这样又会从供应商那里得到更大的折扣，效益会进一步提高。这一系列的正强化(马太效应)开始发挥作用。然后，企业开始增加设备和市场，第二轮循环开始，直到小的经营厂家的生产成本高于这个垄断企业所能获得的价格时，新一阶段的马太效应开始发挥作用，直至垄断过程完结。

　　锆石的下游产品

　　对于锆英粉的市场前景，由于我们刚刚发现的锆英石的陶瓷性，其在涂料市场上的应用前景将会有一个较大的扩张，我公司在加工技术和市场口碑都具有较大的优势，具备加速发展的条件。扩大锆英粉的规模应作为公司的优先战略。