Zirconio: non solo bling

Di Tom Vulcano

Per tutti gli aspiranti sposi in difficoltà finanziarie, il 1976 fu un anno segnale.

I diamanti potrebbero essere i migliori amici di una ragazza, ma possono essere un anatema per il saldo bancario. Da quell'anno in poi, per tutti quegli uomini che desideravano regalare alle loro future mogli uno splendido anello di fidanzamento, ci fu un'alternativa conveniente (divulgata o meno) al tradizionale diamante: la zirconia cubica. (I giornali dell'epoca erano pieni di pagine intere che ne esaltavano le virtù. E a volte puoi ancora vedere qualche annuncio in giro.)

La zirconia cubica (CZ), o la forma cristallina cubica sintetizzata dell'ossido di zirconio, è disponibile praticamente in qualsiasi colore ed è otticamente impeccabile. E poiché la produzione è così economica, le dimensioni non sono un problema; le pietre sciolte, in una varietà di forme, dimensioni e colori, possono essere acquistate a prezzi che vanno da $ 100 a $ 300 per carato.

E la cosa bella è che, ad un occhio inesperto, CZ sembra il vero McCoy.

Non solo il secondo migliore amico di una ragazza

Lo stesso zirconio (numero atomico 40), di cui CZ è solo una forma di ossido, è un metallo morbido, lucido, bianco-argenteo con un punto di fusione molto elevato. E sebbene abbia una serie di usi importanti in forma metallica, lo zirconio non si trova mai in natura come metallo libero. Tra i metalli della crosta terrestre non è affatto raro, essendo tre volte più abbondante anche del rame.

A parte il suo utilizzo nei diamanti simulati, che consumano una piccola quantità dell'elemento, lo zirconio e i suoi composti hanno un'ampia varietà di altri usi, molto più importanti. Questi spaziano dal suo utilizzo nelle fritte ceramiche utilizzate per produrre sanitari (bidet, vasche e lavelli), piastrelle e stoviglie, al suo utilizzo, in forma metallica, in barre di combustibile nucleare e leghe speciali. Nei composti chimici e come metallo, lo zirconio si trova anche in qualsiasi cosa, dai catalizzatori per auto e celle a combustibile agli abrasivi, e dall'elettronica alle leghe industriali ad alte prestazioni.

Sebbene si trovino in numerosi altri minerali, le due fonti principali di zirconio sono i minerali zirconio (silicato di zirconio—ZrSiO4) e baddeleyite (un'altra forma di ossido di zirconio—ZrO2). La sabbia di zirconio, tuttavia, è di gran lunga la fonte minerale primaria di zirconio, sia che finisca come metallo, ossido o composto chimico.

La sabbia di zirconio viene solitamente recuperata dalle sabbie minerali, sia come prodotto principale che come sottoprodotto/coprodotto, ad esempio, della produzione del minerale di titanio. (Le sabbie minerali di solito si riferiscono a "concentrazioni di minerali pesanti (HM) in un ambiente alluvionale (vecchia spiaggia o sistema fluviale)" e vengono estratte a secco o a umido, utilizzando ruote a tazze, bulldozer, pale caricatrici frontali, ruspe e pompe di aspirazione.)

Fonte: Iluka Resources Limited

Da dove vengono i concentrati di zirconio?

L’US Geological Survey (USGS) identifica solo tre paesi (Australia – 42%; Sud Africa – 30%; Cina – 12%) che rappresentano circa l’84% della produzione mondiale di concentrati minerali di zirconio nel 2008.

*Dati omessi Fonte: USGS

Mentre la stragrande maggioranza di questi concentrati deriva dalle operazioni di sabbia minerale, la miniera di Kovdorsky GOK nella penisola russa di Kola produce effettivamente baddeleyite come sottoprodotto delle sue operazioni di apatite e magnetite.

La produzione nazionale di zircone negli Stati Uniti proviene dall’estrazione di minerali pesanti in due località: a Stony Creek in Virginia e a Starke in Florida. Sebbene i dati non siano immediatamente disponibili per la somma totale della produzione di zircone negli Stati Uniti (i dati per la produzione di zircone di DuPont in Florida non sono disponibili), Iluka Resources Inc. (di proprietà della società australiana Iluka Resources Ltd (Iluka) con sede a Perth) ha prodotto alcuni 70.000 tonnellate di zircone dalla sua attività di sabbie minerali pesanti in Virginia.

Oltre a quei paesi che già producono zircone, ci sono un certo numero di altri paesi che ora ospitano nuovi progetti di zircone in costruzione o esplorazioni minerarie pesanti per lo zircone, sia come prodotto primario che come sottoprodotto. (Resta da vedere, tuttavia, se tutti verranno effettivamente commissionati ed entreranno in produzione.)