鋯砂亦稱鋯英砂、鋯英石，是一種以鋯的矽酸鹽為主要組成的礦物。純淨的鋯英砂為無色透明晶體，常因產地不同、含雜質的種類與數量不同而染成黃、橙、紅、褐等色，結晶構造屬四方晶系，呈四方錐柱形，比重4.6～4.71，比重的變化有時與成分和蝕變狀態有關鋯英石解理不完全，均勻莫氏硬度為7～8級，折射率1.93－2.01，熔點隨所含雜質的不同在2190~2420℃內波動。
鋯英石是一種主要由火成岩形成時從岩漿中結晶出來的鋯、矽和氧組成的礦物。鋯英石也產於岩脈和變質岩中。它屬四方晶系，常呈發育良好的錐狀小四方柱體，也成不規則粒狀。性脆，斷口貝殼狀。是優質的耐火材料。多與鈦鐵礦、金紅石、獨居石、磷釔礦等共生於海濱砂中，經水選、電選、磁選等選礦工藝分選後而得到。
鋯英砂（鋯英石）是十二月生辰石，象徵成功。（十二月生辰石還有綠松石、青金石）它的英文名字是 Zircon 。鋯英石為礦物名稱，舊稱鋯石，風信子石，透明者作為寶石，稱鋯石寶石。 它是地球上形成最古老的礦物之一，作為一種矽酸鹽礦物，化學性質很穩定，所以成為同位素地質年代學最重要的定年礦物，已測定出的最古老的鋯石（Zircon）形成於43億年以前。
基本介紹
- 中文名：鋯砂
- 別稱：鋯英砂
- 類別：矽酸鹽
- 化學式：ZrSiO4
- 顏色：一般有無色、褐色、藍色和紅色品種
- 光澤：金剛光澤
- 晶系：四方晶系
- 解理：無
- 硬度：7.5-8
- 晶體慣態：四方錐柱形
- 比重：4.4-4.8
- 套用：鑄造，陶瓷，耐火材料
- 分布：澳大利亞，非洲，美國
- 熔點：2340~2550℃
結構,物理性質,分布狀況,鋯石飾品,供給格局,工業用途,發展前景,
結構
鋯英砂（鋯英石）在各種火成岩中作為副礦物產出。在鹼性岩和鹼性偉晶岩中可富集成礦，著名的產地有挪威南部和俄羅斯烏拉爾。鋯石也常富集於砂礦中。世界上重要的寶石級的鋯石產於寮國、高棉、緬甸、泰國等地。中國東部的鹼性玄武岩中也有寶石級的鋯石。鋯石是提取鋯和鉿的最重要的礦物原料，也用於國防和航天工業。 鋯英砂（鋯英石）是矽酸鹽類礦物，按其物理性質和化學成份可分為高型和低型兩個變種。結晶完整的晶體多為“高型”；晶體極差或無晶者為“低型”。也有分為高、中、低三種的。但就寶石價值來說，高型鋯石價值較高。
鋯英砂（鋯英石）是天然寶石中折射率僅次於鑽石、色散值很高的寶石，無色透明的鋯石酷似鑽石，是鑽石很好的代用品。常用的鋯石多呈無色、紅褐色、褐紅色、綠色等。但最流行的顏色是藍色和無色兩種，其中以藍色價值較高，且一般都經過人工熱處理。市場上的許多鋯石，都是經過熱處理之後再拿出來銷售。這是因為處理後的寶石比原來的寶石更漂亮、更好銷。鋯英砂（鋯英石）的晶體屬四方晶系，a0=0.662nm，c0=0.602nm；Z=4。結構中Zr與Si沿c軸相間排列成四方體心晶胞。晶體結構可視為由[SiO4]四面體和[ZrO8]三角十二面體聯結而成。[ZrO8]三角十二面體在b軸方向以共棱方式緊密連線。復四方雙錐晶類，D4h-4/mmm（L44L25PC）。晶體呈四方雙錐狀、柱狀、板狀，且形態與成分密切有關。主要單形：四方柱m、a，四方雙錐p、u，復四方雙錐x。可依成膝狀雙晶。可與磷釔礦成規則連生。
物理性質
鋯英石熔點2340~2550℃。氧化條件下，在1300~1500℃穩定；1550~1750℃分解，生成ZrO2SiO2。線性熱膨脹係數5.010-6/℃（200~1000℃），且耐熱震動，穩定性良好。高溫下不與CaO、SiO2、C、Al2O3等反應，抗渣蝕能力強，不粘鋼水。
分布狀況
鋯英砂（鋯英石）在各種火成岩中作為副礦物產出，其中在酸性岩和鹼性岩中分布廣泛。在鹼性岩和鹼性偉晶岩中有時可富集。挪威南部霞石正長岩和俄羅斯烏拉爾的正長偉晶岩中產有大量鋯石。由於天然鋯石(氧化鋯）的物理化學性質穩定，常富集於砂礦中。世界上重要的寶石級鋯石，產於寮國、高棉、泰國、緬甸等。
鋯石飾品
鋯英砂（鋯英石）的深加工產品鋯石（氧化鋯）的成分中含有放射性元素鈾（U）和釷（Th）。但含量很低，遠低於安全係數。所以大家可以放心地佩戴鋯石裝飾品。 鋯石是一種性質特殊的寶石。它有較高的折光率和較強的色散，無色或淡藍色的品種加工後，象鑽石一樣有較強的出火現象。由於它在外觀上與鑽石很相似，因而被譽為可與鑽石媲美的寶石。
早在古希臘時，這種美麗的寶石就已被人們所鐘情。相傳，猶太主教胸前佩戴的十二種寶石中就有鋯石，稱為“夏信斯”。據說，鋯石的別名“風信子石”，就是由“夏信斯”轉言而來，流行於今天的日本，我國的香港及內地。
鋯石一名源於阿拉伯語的朱之意和金色之意，而古印度曾稱鋯石為“月食石”。這也說明這種寶石的顏色常見於紅色、金黃色、無色。同時從另一個側面說明，鋯石在古時的阿拉伯、波斯和印度地區就十分受歡迎。
大家知道，許多東西經過熱處理就可以變性，鋯石也是如此。如果對低型的鋯石加熱到一定程度時，其就會變成無色透明晶體。比如：斯里蘭卡的鋯石多為綠色低型的，經過熱處理後，顏色明顯變淡，成為高型的鋯石寶石。中國海南省產的紅色、棕色鋯石，經過熱處理，可以變成無色的。
加工處理
鋯石
中國有部分紅色或棕紅色的鋯石，不經改色處理，也可直接研磨成美麗的寶石。但應該注意，中國紅低型鋯石也是二色性較強的寶石。如果從紅鋯石某一方向上看是紅色，而從另一方向看，又是淡色或接近無色。所以，加工時，必須按一定方向研磨，讓紅色出現在磨型正面。
評價與選購
主要依據因素是顏色、淨度、切磨的款式和重量。鋯石的最為流行的顏色為無色和藍色，以藍色者價值較高。無色鋯石：是寶石級鋯石的最優質品種，因其色散度高，透明無色，常用做鑽石的代用品。藍色鋯石：是鋯石的優質品種，價值最高，以鮮艷的藍色，透明無暇和高的色散倍受人喜愛。鋯石性脆，硬度比鑽石低的多，當做飾品佩帶時必須小心。鋯石 - 誤區 我們在商場裡看到的一些鑽石的替代品——營業員聲稱的鋯石（Zircon），並不是前文所說的天然鋯石（Zircon），而且一種人工合成的立方氧化鋯（Cubic Zirconia），簡稱CZ,價格遠低於天然鋯石（Zircon），是鑽石的一種最常見的替代品，請勿將它與天然鋯石（Zircon）混淆。
供給格局
鋯礦儲量地域分布高度集中，鋯礦儲量主要分布在澳大利亞、南非等國，分布高度集中。從資源地域分布上來看，世界鋯礦資源儲量主要掌握在澳大利亞、南非、烏克蘭、印度和巴西的手中，五個國家占據了全球86%的鋯礦資源，資源壟斷十分明顯。根據美國地質勘探局統計，中國鋯礦儲量僅50萬噸，占世界鋯礦資源不足1%。
產量增速走向平穩，供給結構變動
從總量來看，鋯礦產量在經歷快速增長後逐步走向平穩。2003年至2007年，全球鋯礦石產量經歷了一輪高速發展。全球鋯礦石產量從2003年的100.8萬噸增長至2007年的154.6萬噸，複合增長率達11.3%。此後，由於金融危機的影響，2008年和2009年鋯礦產量迅速減少。2010年和2011年鋯礦供給隨著經濟復甦出現了反彈，但仍未恢復到2007年水平。n從產量結構來看，鋯礦供給出現小幅度的結構變動。從供給結構來看，由於具有資源優勢，澳大利亞和南非歷來是鋯礦供給的主要國家。美國作為最早將鋯資源工業化的國家，近年來在鋯礦的供給上呈現出逐年下降的趨勢。與此同時，隨著勘探工作的進一步深入，莫桑比亞和印度尼西亞的鋯礦產量呈增長態勢，為全球鋯礦供給作出邊際貢獻。
鋯礦供給呈寡頭壟斷格局
澳大利亞與南非兩國實現了全球70%鋯礦生產。從地域分布來看，全球鋯礦供給的地域結構與鋯礦儲量結構相似，主要集中在澳大利亞和南非兩國。根據Iluka統計，2010年澳大利亞和南非兩國實現了全球70%鋯礦供給，是全球最大的鋯礦生產地區。三巨頭控制全球70%的鋯礦供給，寡頭壟斷格局明顯。從公司層面來看，全球鋯礦供給主要由澳大利亞的Iluka、Rio Tinto和南非的Exxaro所控制。2010年，三大巨頭控制全球70%的鋯礦供給，行業寡頭壟斷格局明顯。
我國鋯英砂年產量約在全球總產量的7%，海南是國內鋯英砂的主要生產地。我國的鋯資源儲量居世界第九位，2011年全國鋯英砂產量約為10萬噸，全球總產量的7%。國內鋯資源主要分布在廣東、海南、廣西等東南沿海省份及西南的四川、雲南。海南是我國最大的、最重要的鋯鈦礦物的採選和銷售市場，其產量占據了國內鋯鈦產量的90%以上。據不完全統計，海南現有的鋯鈦礦採選能力為20萬噸/年，但由於開採無序和開採條件等的限制，現在的產能發揮僅僅不足50%。
工業用途
鋯英砂（鋯英石）極耐高溫，其熔點達2750攝氏度。並耐酸腐蝕。世界上有80%的直接用於鑄造工業、陶瓷、玻璃工業以及製造耐火材料。少量的用於鐵合金、醫藥、油漆、製革、磨料、化工及核工業。極少量的用於冶煉金屬鋯。
鋯英石礦鋯英砂（鋯英石）和白雲石一起在高溫下反應生成二氧化鋯或鋯氧(ZrO2)。鋯氧也是一種優質耐熔材料，雖然其晶形隨溫度而變。穩定的鋯氧還含有少量的鎂、鈣、鈧或釔的氧化物，穩定的鋯氧熔點接近2700,它抗熱震，在一些冶金套用中比鋯英石反應差。穩定的鋯氧導熱性低，在工業鋯氧中，二氧化鉿作耐熔物使用是無害的。
金屬形式存在的鋯，主要用於化學工業和核反應堆工業，以及用於要求耐蝕、耐高溫、特殊熔合性能或吸收特殊中子的其他工業，在美國，鋯總消耗量中約有8%用於這些工業，而鉿金屬的唯一有意義的套用是用在軍艦的核反應堆。
鋯金屬，用多段提煉法獲得，最初鋯英石在電爐中和焦炭反應產生碳氫化鋯，然後氯化生成四氯化鋯。鎂還原四氯化鋯法（Thekrollprocess）包括四氯化物的還原，它把鎂金屬放在一種惰性的氣體中，用來獲得海綿狀鋯金屬。可以用碘化物熱離解法精煉高純度鋯金屬，在這一過程中，依靠金屬和碘蒸氣在200℃的溫度下發生反應，並將易揮發的碘送往連線器中，使鋯成為易揮發碘的形態，從而與大多數雜質分離。大約在1300℃的溫度下，碘化物在加熱的燈絲上被分離。燈絲上附著高純度的鋯。釋放出來的碘從燈絲中轉移，這種產物稱為鋯晶棒。
發展前景
我國經濟持續平穩增長，預計到2015年中國的鋯英砂需求量將達到或超過65萬噸，而且矽酸鋯和其它化學鋯仍將是中國最大、最穩定的鋯英砂終端市場。
目前，中國自采自選的鋯英砂量僅占進口總量的10%左右，加工的中、尾礦折合成精礦平均約為8萬噸，也只占進口總量的10%左右。因此，中國的鋯英砂約80%依賴進口。進口國家的多元化以及國內公司走出國門與境外企業、礦山國合作開採，無疑會對鋯英砂的進口渠道和評議價格產生一定的積極影響。受中國鋯礦資源品種、地理環境以及生產規模的制約，在相當一段時期，中國鋯英砂依賴進口的格局不會改變。近來海南泰鑫礦業公司獲準開採海南鋯英砂，其自采自選產量將超過30萬噸。
雖然兩三年後我國自產的鋯英砂會有所增加，但數量不會很大。
1、矽酸鋯產業對鋯英砂需求
矽酸鋯生產是我國鋯英砂消耗最大的行業。矽酸鋯是我國第一大鋯英砂消費產業，占進口鋯英砂的比例高達70%以上；2007年和2008年受金融危機影響，我國矽酸鋯生產消耗鋯英砂的量有所減少，到2009年已開始恢復。
我國現有近50家規模不等的矽酸鋯生產企業，產能接近40萬噸，主要分布在我國的陶瓷產區。其中福建省產能占全國產能的50%左右，排位第一；接下來是山東、廣東、河南、江蘇、浙江等。且該產業仍處在不斷增加的勢頭。最近，海南省新批准的近海開採及深加工方案也是生產矽酸鋯。今後五年，中國的矽酸鋯產業仍然是鋯英砂的最大用戶，年用量將會達到45萬噸左右。
2、氧氯化鋯行業對鋯英砂的需求
近十年來由於環保、成本、價格等方面的原因，原來生產氧氯化鋯的美國、日本目前已不再生產。
全世界除南非、印度還有少量的氧氯化鋯生產外，幾乎全部集中在中國。中國目前已經成為世界上最大的氧氯化鋯的生產國、消費國和出口國。這也是中國鋯英砂消耗的又一大用戶。
3、核級鋯材生產對鋯原料的需求
為了滿足我國對能源的需求，國家鼓勵發展核電事業。中國目前已經成為在建核電站最多的國家。
