锆及其化合物
出处:按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《常见有毒和危险化学品手册》第391页(1882字)
【理化性状】 锆(Zr)原子序数为40,原子量为91.22,原子价有2、3、4价,系浅灰色有光泽的金属,质硬,有致密结晶形和粉末两种品种。相对密度6.40,熔点1857℃,沸点4377℃。溶于热浓酸中,不溶于水。在冷酸中能抗腐蚀,对中子有低的吸收作用。
常见的化合物有二氧化锆(ZrO2)、四氯化锆(ZrCl4)和碘化锆(ZrI4)等,锆还可形成复合化合物,如六氟锆酸钾(KzZrF6)等。四氯化锆为白色有光泽结晶的结晶或粉末,易吸潮,与水剧烈反应,分解生成氯化氢;溶于醇和醚,不溶于苯、四氯化碳和二硫化碳。加热至300℃以上升华,熔点437℃(封管中)。在潮湿空气中发烟。
【危险情况】 (1)本品有毒,美国FDA规定,锆不允许用于化妆品中。(2)锆粉的活性很高,极易燃,有时能自燃并发生爆炸。锆粉在空气中很容易被静电引燃着火而发生爆炸。将其粉尘散在空气中混合,即能产生静电引起燃烧或爆炸。粉尘能与氧化剂形成爆炸性混合物。锆粉在空气中燃烧发生炽亮火焰;如有小量水分存在,更能促使燃着。将锆粉浸在水中,可防止燃着,经水浸的锆粉也不易燃着,但如果燃烧起来就比在空气中存放的锆粉燃烧更为猛烈。锆粉也能在二氧化碳或氮气中燃着。干粉须在水中或在干燥氩气中保存。空气中的容许浓度我国卫生标准规定锆为5mg/m3,美国锆化合物(按锆计)为5mg/m3。
【不相容性】 ZrCl4:与水、湿气、碱金属不相容;ZrH2:与强氧化剂不相容。
【用途和接触机会】 锆多用于制铁锆合金及其他硬质合金,也用于翻砂、磨蚀剂、陶瓷、电器和颜料中;锆耐火砖用于炼铝和玻璃工业;锆粉是一种钢铁工业常用的有效脱氧剂;锆还可用于核反应器的防护装置、无线电、橡胶、塑料和有机合成等方面。有时将锆制成海绵状物质称海绵锆。工业上主要是在研磨和加工锆时接触其粉尘和烟雾。除汞、碱和碱土金属外,锆可与任何金属熔成合金,锆的合金可抵御中子的轰击和侵蚀。锆化合物的应用也越来越广泛。二氧化锆用于高纯锆盐的制备、红外线光谱仪器中的光源、X射线照相中。四氯化锆用于制备锆、配制颜料,用作有机合成催化剂、鞣化剂、防水剂。氢氧化锆用于锆化合物的制备、颜料配制、玻璃配料。氢化锆用作强还原剂、催化剂,用于冶金工业中等。
【侵入途径】 粉尘或烟雾的吸入,与眼和皮肤接触。
【侵害部位】 呼吸系统,皮肤。
【有害影响和中毒症状】 还未报道过由于工业性锆中毒而引起的疾患。最近有人报道,接触过锆酸盐化合物的一些工人发生轻度职业性皮炎,并伴发眩晕、口内甜味和全身不适,这些工人还陈述对热和疼痛感增高,以及出汗增多,毛细管抵抗力减低等。四氯化锆烟雾可强烈刺激眼、皮肤和呼吸道。
早在1956年,美国报道过锆石能致肉芽肿。此病症是由于在腋下使用除臭剂引起的,但停止使用后即消失。锆石不能较长期地用作除臭剂。因为可能发生变应性敏感性反应,所以,曾有锆致肉芽肿的人应避免接触锆粉尘及烟雾。
末见锆粉尘和烟雾的吸入而引起呼吸器官或其他器官病理学改变。然而,动物实验出现间质性肺炎、支气管周围脓肿、细支气管周围肉芽肿和小叶性肺炎。
【急救】 此化学品如进入眼中,立即用水冲洗;如接触皮肤,用肥皂和水清洗;如大量吸入,立即移离现场至新鲜空气处,必要时,进行人工呼吸;如误被吞服,催吐,洗胃,给予医学观察,对症处理。
【防护措施】 使用个人防护用品。在其粉尘聚集或烟雾浓度高的场所,建议使用防尘面罩或空气供给呼吸器进行呼吸防护。一般可不进行皮肤防护,但有因用除臭剂而引起锆石肉芽肿史的人,应进行皮肤防护。
【测定方法】 在空气中的测定:用滤材采集试样,酸处理,原子吸收法分析。
【废弃物建议处理方法】 将废弃物与碳酸氢钠混合;喷以氨水,加碎冰。反应减退后,用水冲入排水沟。