ZIRKONIUM - Zr

Zirkonium ist ein sehr korrosionsbeständiges Schwermetall.

Eine wichtige Verwendung für Zirkonium sind die aus Zirkalloy hergestellten Hüllen der Uran-Brennelemente in Kernkraftwerken. Diese Legierung besteht aus ca. 90 % Zirkonium und geringen Anteilen an Zinn, Eisen, Chrom oder Nickel. Die großer Korrosionsbeständigkeit eignet sich als Baumaterial für chemische Anlagen, vor allem für spezielle Apparateteile wie Ventile, Pumpen, Rohre und Wärmeaustauscher. Als Legierungszusatz zu Stahl erhöht es ebenfalls die Korrosionsbeständigkeit. Aus entsprechenden Legierungen werden unter anderem chirurgischen Instrumente hergestellt. Da Zirkonium mit geringen Mengen Sauerstoff und Stickstoff reagiert, kann es als Gettermaterial in Glühlampen und Vakuumanlagen zur Aufrechterhaltung des Vakuums genutzt werden. Diese Eigenschaft wird auch in der Metallurgie ausgenutzt, um Sauerstoff, Stickstoff und Schwefel aus Stahl zu entfernen. Wegen seiner Eigenschaft, beim Verbrennen ein sehr helles Licht auszusenden, wurde es neben Magnesium als Blitzlichtpulver verwendet. Diese Eigenschaft wird ebenso in Feuerwerkskörpern und Signallichtern ausgenutzt. Zirkonium sendet beim Aufprall auf Metalloberflächen einen Funkenschwall ab und ist brennbar. Dieses nutzt das Militär für einigen Munitionssorten. In der Filmtechnik wird dieser Effekt für nicht-pyrotechnische Aufpralleffekte von beispielsweise Gewehrkugeln auf Metalloberflächen benutzt.

Es ist zwar sehr weit verbreitet, findet sich aber meist nur in sehr geringen Mengen und in sehr kleinen Kristallen. Zirkonium wird vor allem in Granit gefunden. Die wichtigsten Zirkonium-Lagerstätten liegen in Australien, den USA und Brasilien. Die wichtigsten Lagerstätten liegen in Australien, USA und Brasilien. Man geht von abbauwürdigen Reserven von 38 Millionen Tonnen aus. 2006 waren die wichtigsten Förderländer mit großem Abstand Australien und Südafrika.

Zirkon als häufigster Zirkonium-Rohstoff muss vor der Weiterverarbeitung erst in Zirkoniumdioxid umgewandelt werden. Um reineres Zirkonium zu gewinnen kann das Van-Arkel-de-Boer-Verfahren angewendet werden. Dazu wird das Metall mit Iod in einem gasdicht verschlossenen Druckbehälter erhitzt und es reagiert zu Zirkoniumtetraiodid. An einem heißen Stab zerfällt das Zirkoniumtetraiodid wieder und hochreines Zirkonium entsteht.