El procesamiento de zirconio (dióxido de zirconio, ZrO₂) implica varios pasos para transformar la materia prima en una forma útil. A continuación, se ofrece una descripción general de los principales pasos del procesamiento de zirconio:
1. Extracción y refinación
- Minería:La zirconia generalmente se deriva de la arena de circón (ZrSiO₄), que se extrae de las arenas de las playas o de los lechos de los ríos.
- Concentración:El circón extraído luego se concentra utilizando técnicas de separación gravitacional, magnética y electrostática para eliminar las impurezas.
- Procesamiento químico:El circón concentrado se somete luego a un procesamiento químico para producir zirconia. Esto generalmente implica convertir el circón en oxicloruro de zirconio (ZrOCl₂) y luego precipitar hidróxido de zirconio (Zr(OH)₄) a partir de él. Luego, el hidróxido se calcina para producir zirconia.
2. Preparación del polvo
- Trituración y molienda:La circonia calcinada se muele hasta obtener un polvo fino. Este paso es crucial para lograr el tamaño y la distribución de partículas deseados.
- Mezclando:El polvo de zirconio se puede mezclar con otros materiales para lograr propiedades específicas. Esto puede incluir aglutinantes, plastificantes y otros materiales cerámicos.
3. Formación
- Prensado:El polvo se puede prensar para darle forma mediante diversos métodos, como el prensado uniaxial o el prensado isostático, para formar cuerpos verdes (formas sin cocer).
- Moldeo por inyección:Para formas más complejas, se puede utilizar el moldeo por inyección de polvo (PIM).
- Extrusión:La extrusión se puede utilizar para producir formas largas como varillas y tubos.
- Fundición deslizante:Se puede verter una suspensión de polvo de zirconio en moldes para formar formas complejas.
4. Secado y eliminación del aglutinante
- El secado:Los cuerpos verdes formados se secan para eliminar la humedad.
- Desligado:Para las piezas formadas utilizando aglutinantes (por ejemplo, moldeo por inyección), es necesario un paso de desaglutinación para eliminar los componentes orgánicos antes de la sinterización.
5. Sinterización
- Sinterización:A continuación, los cuerpos verdes se sinterizan a altas temperaturas (normalmente entre 1400 y 1600 grados) para densificar el material. Este paso es crucial para lograr las propiedades mecánicas deseadas.
6. Posprocesamiento
- Esmerilado y pulido:Después de la sinterización, es posible que sea necesario pulir y esmerilar las piezas para lograr las dimensiones y el acabado superficial deseados.
- Recubrimientos y tratamientos de superficies:Se pueden aplicar diversos tratamientos superficiales para mejorar propiedades como la resistencia al desgaste o la biocompatibilidad.
7. Control de calidad
- Inspección y prueba:Las piezas de zirconia terminadas se inspeccionan para detectar defectos y se prueban sus propiedades mecánicas, composición de fases y otros parámetros críticos.
8. Embalaje
- embalaje:Finalmente, los productos de zirconia procesados se envasan de acuerdo con los estándares de la industria para protegerlos durante el transporte y el almacenamiento.