氧化鋯，又稱二氧化鋯(ZrO2)，是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損而且具有優良導電效能的無機非金屬材料，ZrO2除傳統應用於耐火材料和陶瓷顏料外,還應用於在電子陶瓷、功能陶瓷和結構陶瓷等高科技領域。
理化性質
氧化鋯具有良好的化學性質。它是一種弱酸性氧化物,對鹼溶液以及許多酸性溶液(熱濃H2SO4、HF及H3PO4除外)都具有足夠的穩定性。用ZrO2製成的坩堝可熔鍊鉀、鈉、鋁和鐵等多種金屬。它對硫化物、磷化物等也是穩定的。許多矽化物的熔融物及礦渣等對燒結ZrO2亦不起作用。
應用
氧化鋯珠可用於非金屬礦業造紙重鈣，油漆塗料、油墨，電子材料、鋰鐵電池，磁性材料，紡織染料，醫藥等行業的超細研磨與分散。
合成方法
(1)氯氧化鋯母液的配製：將3.53Kg的氧氯化鋯溶於10L硝酸和鹽酸的 混合酸(其中硝酸根離子與氯離子的物質的量比為1.5:1)中，配製10L氯氧化 鋯母液。得到的氯氧化鋯母液中含有100g/L的鋯、3.53g/L的鉿、0.18g/L的鐵、 0.20g/L的鈣、0.10g/L的鎂、0.16g/L的矽以及0.36g/L的鈦。氯氧化鋯母液中氫 離子濃度為5mol/L。
(2)有機多元萃取劑的配製：按體積分數比，將20％的TOPO、10％的 Cynex272以及70％的磺化煤油混合均勻，配製20L有機多元萃取劑。
(3)酸化：將10L氫離子濃度為5mol/L的硝酸和鹽酸的混合酸(其中硝 酸根離子與氯離子的物質的量比為1.5:1)加入到上述20L有機多元萃取劑中進 行酸化處理，除去水相，得到上述20L酸化後的有機多元萃取劑。酸化時間為 5min，酸化級數為2級。
(4)萃取：將10L上述氯氧化鋯母液加入到上述20L酸化後的有機多元萃 取劑中進行萃取，得到20L含鋯萃取物和10L含鉿萃餘液，萃取時間約為15min， 萃取級數為3級。
(5)洗滌：將6.7L氫離子濃度為3mol/L的鹽酸與硝酸的混合酸(其中硝 酸根離子與氯離子的物質的量比為2:1)加入到20L含鋯萃取物中，除去水相得 到20L洗滌除雜後的含鋯萃取物。萃取時間約為15min，洗滌級數為3級。
(6)反萃：將20L的0.5mol/L鹽酸溶液加入到20L洗滌除雜後的含鋯萃取 物中，得到20L含鋯反萃取液和20L有機反萃取相。反萃溫度為90℃，反萃時 間為20min，反萃級數為3級。
(7)有機反萃取相除雜，有機多元萃取劑回收：將6.7L的1mol/L硝酸溶 液加入到20L有機反萃取相中，除去有機反萃取相中雜質，使有機反萃取相中 的有機多元萃取劑迴圈利用。有機相除雜級數為2級。
(8)氨沉：將分析純氨水加入到上述含鋯反萃取液中，同時邊攪拌邊加入 聚乙二醇20g，得到氫氧化鋯沉澱。氨水沉鋯的溫度為90℃，加入氨水調節pH 值為12。
(9)灼燒：將氫氧化鋯用水洗滌，經馬弗爐灼燒，灼燒溫度為950℃，灼 燒時間為2h，得到氧化鋯。
化學性質
白色無定形粉末。無臭、無味。 不溶於水，溶於熱濃氫氟酸、硫酸。
用途
用於制金屬鋯和鋯化合物、制耐火磚和坩鍋、高頻陶瓷、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等
可作為高效的高溫隔熱材料。
可用於製造結構陶瓷和功能陶瓷以及人造寶石等
用作高純試劑及紅外線光譜帶的光源，也用於高純鋯鹽的製備
大量用於製造耐火材料、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等
主要用於壓電陶瓷製品、日用陶瓷、耐火材料及貴重金屬熔鍊用的鋯磚、鋯管、坩堝等。也用於生產鋼及有色金屬、光學玻璃和二氧化鋯纖維。還用於陶瓷顏料、靜電塗料及烤漆。用於環氧樹脂中可增加耐熱鹽水的腐蝕。
用於原子能工業，國防工業，電子元件，陶瓷色劑，耐高溫材料等
白熱煤氣燈罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩堝等的製造。X射線照相。研磨材料。與釔一起用以製造紅外線光譜儀中的光源燈,厚膜電路電容材料，壓電晶體換能器配方。奈米級氧化鋯用作拋光劑、磨粒、壓電陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高溫顏料的基質材料。高純4N級用作特種玻璃和光學纖維，高折射電鏡的玻璃片和節能光源的新增劑。
生產方法
氯氧化鋯熱解法鋯英石與燒鹼在650℃熔融，熱水浸出熔融體，矽呈矽酸鈉形態與鋯酸鈉分離。再用硫酸處理，得硫酸鋯溶液，進一步除雜質後加氨水，沉澱出氫氧化鋯。加鹽酸溶解氫氧化鋯，得到氯氧化鋯，經蒸發濃縮、冷卻結晶、粉碎、焙燒，即得二氧化鋯成品。其
ZrSiO4+4NaOH→Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O
Na2ZrZrO3+Na2SO4→Zr(SO4)2+Na2SO4+3H2O
Zr(SO4)2+4NH3?H2O→Zr(OH)4↓+2(NH4)2SO4
Zr(OH)4+2HCl+5H2O→ZrOC12?8H2O
ZrOC12?8H2O→ZrO2+2HCl+7H2O生產方法
氯氧化鋯熱解法。反應方程式：
ZrSiO4+2Ca(OH)2 →CaSiO3+CaZrO3+2H2O↑
CaZrO3+4HCl+6H2O→ZrOCl2 8H2O+CaCl2
ZrOCl2·8H2O→ZrO2+2HCl+7H2O
焙燒。鋯英石精礦：鈣質石灰=1：(1.6～1.3),每批投料鋯石英100kg、鈣質石灰160kg混合得260kg,於1150℃焙燒5h，得焙砂。
、預浸出。將上述焙砂用不同濃度的迴圈預浸液三段逆流浸出，第一次用含[Ca2+]35～40 g/L、[Cl-]｛T濃度2～2.3mol/L的第三段預浸液調節礦漿濃度為30%～35%，常溫下浸出0.5h。第二次和第三次用下述（4）洗鋯後的母液配成含[Ca2+]25～30g/L、[Cl-]｛T3～3.2mol/L的溶液，調節礦漿濃度為30%，常溫下浸出1～1.5h，浸出終點酸度0.2～0.3mol/L。
高酸浸出。將（2）所得浸出渣用含[Ca2+]15～20g/L、[Cl-]｛T9.5～10mol/L溶液，經固液比分別為1：(3.5～4)和1.3～3.2溫度為95℃的條件下，逆流浸出1h，然後將溶液與殘渣分離。
沉澱棉出氯氧化鋯、淨化。用晶體淨化過程副產的鹽酸洗滌液和煅燒過程收集的冷凝液加入到（3）， 直接沉澱出鹼式氯氧化鋯。沉澱條件為：酸度鹽酸5.0～8.5mol/L，常溫，0.5～8h。淨化系將沉澱析出的氯氧化鋯晶體與母液分離，用純鹽酸充分洗滌，至氯氧化鋯含鐵小於0.0005%。
煅燒。將淨化的氯氧化鋯放入煅燒爐中煅燒，條件800～950℃，2.5～3。
碳酸鋯分解法。反應方程式：ZrOCl2+CO(NH2)2+7H2O→Zr(OH)2CO3·4H2O+2NH4Cl
Zr(OH)2CO3·4H2O→ZrO2+CO2+H2O
配製初始溶液：ZrOCl2 0.01mol/L、CO(NH2)2 0.50mol/L、甘油2.5%, pH值（2.5±0.1)，調整pH值後溶液應無沉澱產生。將此溶液放入（85±1）℃的油浴中陳化，約30min後溶液開始混濁，然後逐漸加重，繼續陳化至5h。陳化期結束後用流動的冷水（15℃以下）或冰水將陳化液迅速冷卻至15℃以下，得到鹼式碳酸鋯溶膠。
從鹼式碳酸鋯溶膠中離心分離出沉澱物，用水洗滌，離心，反覆5次。將洗淨的沉澱物放入高溫爐中加熱至850℃（升溫速率約10℃/min)，在此溫度下保溫2h，降溫，冷卻後取出，即得二氧化鋯顆粒。
溶膠-凝膠法在鋯的醇鹽如ZrO(C3H7)4中加人醇和水，再加入酸作催化劑進行混合，開始進行加水分懈反應，最後形成溶膠，然後進行聚合反應成為凝膠。該凝膠為黏稠的液體，選擇適當的黏度進行乾燥紡絲，纖維化成一次纖維。進一步在500～1000℃高溫下加熱，進行無機化處理，製得氧化鋯纖維產品。
氧化鋯，又稱二氧化鋯(ZrO2)，是一種耐高溫、耐腐蝕、耐磨損而且具有優良導電效能的無機非金屬材料，ZrO2除傳統應用於耐火材料和陶瓷顏料外,還應用於在電子陶瓷、功能陶瓷和結構陶瓷等高科技領域。
理化性質
氧化鋯具有良好的化學性質。它是一種弱酸性氧化物,對鹼溶液以及許多酸性溶液(熱濃H2SO4、HF及H3PO4除外)都具有足夠的穩定性。用ZrO2製成的坩堝可熔鍊鉀、鈉、鋁和鐵等多種金屬。它對硫化物、磷化物等也是穩定的。許多矽化物的熔融物及礦渣等對燒結ZrO2亦不起作用。
應用
氧化鋯珠可用於非金屬礦業造紙重鈣，油漆塗料、油墨，電子材料、鋰鐵電池，磁性材料，紡織染料，醫藥等行業的超細研磨與分散。
合成方法
(1)氯氧化鋯母液的配製：將3.53Kg的氧氯化鋯溶於10L硝酸和鹽酸的 混合酸(其中硝酸根離子與氯離子的物質的量比為1.5:1)中，配製10L氯氧化 鋯母液。得到的氯氧化鋯母液中含有100g/L的鋯、3.53g/L的鉿、0.18g/L的鐵、 0.20g/L的鈣、0.10g/L的鎂、0.16g/L的矽以及0.36g/L的鈦。氯氧化鋯母液中氫 離子濃度為5mol/L。
(2)有機多元萃取劑的配製：按體積分數比，將20％的TOPO、10％的 Cynex272以及70％的磺化煤油混合均勻，配製20L有機多元萃取劑。
(3)酸化：將10L氫離子濃度為5mol/L的硝酸和鹽酸的混合酸(其中硝 酸根離子與氯離子的物質的量比為1.5:1)加入到上述20L有機多元萃取劑中進 行酸化處理，除去水相，得到上述20L酸化後的有機多元萃取劑。酸化時間為 5min，酸化級數為2級。
(4)萃取：將10L上述氯氧化鋯母液加入到上述20L酸化後的有機多元萃 取劑中進行萃取，得到20L含鋯萃取物和10L含鉿萃餘液，萃取時間約為15min， 萃取級數為3級。
(5)洗滌：將6.7L氫離子濃度為3mol/L的鹽酸與硝酸的混合酸(其中硝 酸根離子與氯離子的物質的量比為2:1)加入到20L含鋯萃取物中，除去水相得 到20L洗滌除雜後的含鋯萃取物。萃取時間約為15min，洗滌級數為3級。
(6)反萃：將20L的0.5mol/L鹽酸溶液加入到20L洗滌除雜後的含鋯萃取 物中，得到20L含鋯反萃取液和20L有機反萃取相。反萃溫度為90℃，反萃時 間為20min，反萃級數為3級。
(7)有機反萃取相除雜，有機多元萃取劑回收：將6.7L的1mol/L硝酸溶 液加入到20L有機反萃取相中，除去有機反萃取相中雜質，使有機反萃取相中 的有機多元萃取劑迴圈利用。有機相除雜級數為2級。
(8)氨沉：將分析純氨水加入到上述含鋯反萃取液中，同時邊攪拌邊加入 聚乙二醇20g，得到氫氧化鋯沉澱。氨水沉鋯的溫度為90℃，加入氨水調節pH 值為12。
(9)灼燒：將氫氧化鋯用水洗滌，經馬弗爐灼燒，灼燒溫度為950℃，灼 燒時間為2h，得到氧化鋯。
化學性質
白色無定形粉末。無臭、無味。 不溶於水，溶於熱濃氫氟酸、硫酸。
用途
用於制金屬鋯和鋯化合物、制耐火磚和坩鍋、高頻陶瓷、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等
用途
可作為高效的高溫隔熱材料。
用途
可用於製造結構陶瓷和功能陶瓷以及人造寶石等
用途
用作高純試劑及紅外線光譜帶的光源，也用於高純鋯鹽的製備
用途
大量用於製造耐火材料、研磨材料、陶瓷顏料和鋯酸鹽等
用途
主要用於壓電陶瓷製品、日用陶瓷、耐火材料及貴重金屬熔鍊用的鋯磚、鋯管、坩堝等。也用於生產鋼及有色金屬、光學玻璃和二氧化鋯纖維。還用於陶瓷顏料、靜電塗料及烤漆。用於環氧樹脂中可增加耐熱鹽水的腐蝕。
用途
用於原子能工業，國防工業，電子元件，陶瓷色劑，耐高溫材料等
用途
白熱煤氣燈罩、搪瓷、白色玻璃、耐火坩堝等的製造。X射線照相。研磨材料。與釔一起用以製造紅外線光譜儀中的光源燈,厚膜電路電容材料，壓電晶體換能器配方。奈米級氧化鋯用作拋光劑、磨粒、壓電陶瓷、精密陶瓷、陶瓷釉料和高溫顏料的基質材料。高純4N級用作特種玻璃和光學纖維，高折射電鏡的玻璃片和節能光源的新增劑。
生產方法
氯氧化鋯熱解法鋯英石與燒鹼在650℃熔融，熱水浸出熔融體，矽呈矽酸鈉形態與鋯酸鈉分離。再用硫酸處理，得硫酸鋯溶液，進一步除雜質後加氨水，沉澱出氫氧化鋯。加鹽酸溶解氫氧化鋯，得到氯氧化鋯，經蒸發濃縮、冷卻結晶、粉碎、焙燒，即得二氧化鋯成品。其
ZrSiO4+4NaOH→Na2ZrO3+Na2SiO3+2H2O
Na2ZrZrO3+Na2SO4→Zr(SO4)2+Na2SO4+3H2O
Zr(SO4)2+4NH3?H2O→Zr(OH)4↓+2(NH4)2SO4
Zr(OH)4+2HCl+5H2O→ZrOC12?8H2O
ZrOC12?8H2O→ZrO2+2HCl+7H2O生產方法
氯氧化鋯熱解法。反應方程式：
ZrSiO4+2Ca(OH)2 →CaSiO3+CaZrO3+2H2O↑
CaZrO3+4HCl+6H2O→ZrOCl2 8H2O+CaCl2
ZrOCl2·8H2O→ZrO2+2HCl+7H2O
焙燒。鋯英石精礦：鈣質石灰=1：(1.6～1.3),每批投料鋯石英100kg、鈣質石灰160kg混合得260kg,於1150℃焙燒5h，得焙砂。
、預浸出。將上述焙砂用不同濃度的迴圈預浸液三段逆流浸出，第一次用含[Ca2+]35～40 g/L、[Cl-]｛T濃度2～2.3mol/L的第三段預浸液調節礦漿濃度為30%～35%，常溫下浸出0.5h。第二次和第三次用下述（4）洗鋯後的母液配成含[Ca2+]25～30g/L、[Cl-]｛T3～3.2mol/L的溶液，調節礦漿濃度為30%，常溫下浸出1～1.5h，浸出終點酸度0.2～0.3mol/L。
高酸浸出。將（2）所得浸出渣用含[Ca2+]15～20g/L、[Cl-]｛T9.5～10mol/L溶液，經固液比分別為1：(3.5～4)和1.3～3.2溫度為95℃的條件下，逆流浸出1h，然後將溶液與殘渣分離。
沉澱棉出氯氧化鋯、淨化。用晶體淨化過程副產的鹽酸洗滌液和煅燒過程收集的冷凝液加入到（3）， 直接沉澱出鹼式氯氧化鋯。沉澱條件為：酸度鹽酸5.0～8.5mol/L，常溫，0.5～8h。淨化系將沉澱析出的氯氧化鋯晶體與母液分離，用純鹽酸充分洗滌，至氯氧化鋯含鐵小於0.0005%。
煅燒。將淨化的氯氧化鋯放入煅燒爐中煅燒，條件800～950℃，2.5～3。
碳酸鋯分解法。反應方程式：ZrOCl2+CO(NH2)2+7H2O→Zr(OH)2CO3·4H2O+2NH4Cl
Zr(OH)2CO3·4H2O→ZrO2+CO2+H2O
配製初始溶液：ZrOCl2 0.01mol/L、CO(NH2)2 0.50mol/L、甘油2.5%, pH值（2.5±0.1)，調整pH值後溶液應無沉澱產生。將此溶液放入（85±1）℃的油浴中陳化，約30min後溶液開始混濁，然後逐漸加重，繼續陳化至5h。陳化期結束後用流動的冷水（15℃以下）或冰水將陳化液迅速冷卻至15℃以下，得到鹼式碳酸鋯溶膠。
從鹼式碳酸鋯溶膠中離心分離出沉澱物，用水洗滌，離心，反覆5次。將洗淨的沉澱物放入高溫爐中加熱至850℃（升溫速率約10℃/min)，在此溫度下保溫2h，降溫，冷卻後取出，即得二氧化鋯顆粒。
生產方法
溶膠-凝膠法在鋯的醇鹽如ZrO(C3H7)4中加人醇和水，再加入酸作催化劑進行混合，開始進行加水分懈反應，最後形成溶膠，然後進行聚合反應成為凝膠。該凝膠為黏稠的液體，選擇適當的黏度進行乾燥紡絲，纖維化成一次纖維。進一步在500～1000℃高溫下加熱，進行無機化處理，製得氧化鋯纖維產品。