{"id":112291,"date":"2021-08-13T04:20:54","date_gmt":"2021-08-13T03:20:54","guid":{"rendered":"https:\/\/material-properties.org\/que-es-la-produccion-de-circonio-proceso-kroll-definicion\/"},"modified":"2021-09-25T11:35:54","modified_gmt":"2021-09-25T10:35:54","slug":"que-es-la-produccion-de-circonio-proceso-kroll-definicion","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/material-properties.org\/es\/que-es-la-produccion-de-circonio-proceso-kroll-definicion\/","title":{"rendered":"\u00bfQu\u00e9 es la producci\u00f3n de circonio? – Proceso Kroll – Definici\u00f3n"},"content":{"rendered":"
La producci\u00f3n de circonio met\u00e1lico requiere t\u00e9cnicas especiales debido a las propiedades qu\u00edmicas particulares del circonio. La mayor parte del metal Zr se produce a partir de circ\u00f3n (ZrSiO4<\/sub>) mediante la reducci\u00f3n del cloruro de circonio con magnesio met\u00e1lico en el proceso Kroll. <\/div><\/div>\n
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\"Ensamblaje<\/a>
Conjunto de combustible t\u00edpico<\/figcaption><\/figure>\n

El circonio puro es un metal de transici\u00f3n fuerte, de color blanco gris\u00e1ceo, brillante que se asemeja al hafnio y, en menor medida, al titanio.\u00a0El circonio se utiliza principalmente como refractario y opacificante, aunque se utilizan peque\u00f1as cantidades como agente de aleaci\u00f3n por su fuerte resistencia a la corrosi\u00f3n.\u00a0El circonio y sus aleaciones<\/strong>\u00a0se utilizan ampliamente como\u00a0revestimiento para combustibles de reactores nucleares<\/strong><\/a>.\u00a0El circonio aleado con niobio o esta\u00f1o tiene\u00a0excelentes propiedades anticorrosivas<\/strong>. La alta resistencia a la corrosi\u00f3n de las aleaciones de circonio resulta de la formaci\u00f3n natural de un \u00f3xido estable denso en la superficie del metal. Esta pel\u00edcula es autocurativa, contin\u00faa creciendo lentamente a temperaturas de hasta aproximadamente 550\u00b0C (1020\u00b0F) y permanece firmemente adherida. La propiedad deseada de estas aleaciones tambi\u00e9n es una secci\u00f3n transversal de captura de neutrones baja<\/strong><\/a>.\u00a0Las desventajas del circonio son las propiedades de baja resistencia y la baja resistencia al calor, que se pueden eliminar, por ejemplo, mediante una aleaci\u00f3n con niobio.<\/p>\n

Producci\u00f3n de circonio<\/h2>\n

La producci\u00f3n de circonio met\u00e1lico requiere t\u00e9cnicas especiales debido a las propiedades qu\u00edmicas particulares del circonio. La mayor parte del metal Zr se produce a partir de circ\u00f3n (ZrSiO4<\/sub>) mediante la reducci\u00f3n del cloruro de circonio con magnesio met\u00e1lico en el\u00a0proceso Kroll<\/strong>.\u00a0La caracter\u00edstica clave del proceso Kroll es la reducci\u00f3n del cloruro de circonio a circonio met\u00e1lico por magnesio.\u00a0El circonio comercial de grado no nuclear contiene t\u00edpicamente\u00a01 a 5% de hafnio<\/strong>, cuya secci\u00f3n transversal de absorci\u00f3n de neutrones es 600 veces mayor que la del circonio.\u00a0Por lo tanto, el hafnio debe eliminarse casi por completo (reducirse a <0,02% de la aleaci\u00f3n) para aplicaciones de reactores.<\/p>\n

Costos del circonio<\/h2>\n

En t\u00e9rminos de costo, estas aleaciones tambi\u00e9n son a menudo los materiales de elecci\u00f3n para\u00a0los intercambiadores de calor<\/a>\u00a0y los sistemas de tuber\u00edas para las industrias de procesamiento qu\u00edmico y nuclear.\u00a0El circonio es un subproducto de la extracci\u00f3n y procesamiento de minerales de titanio, as\u00ed como de la extracci\u00f3n de esta\u00f1o.\u00a0De 2003 a 2007, mientras que los precios del circ\u00f3n mineral aumentaron constantemente de $ 360 a $ 840 por tonelada, el precio del circonio en bruto disminuy\u00f3 de $ 39,900 a $ 22,700 por tonelada.\u00a0El circonio met\u00e1lico es mucho m\u00e1s caro que el circonio porque los\u00a0procesos de reducci\u00f3n son costosos<\/strong>.\u00a0Todos los costos var\u00edan significativamente con cierta pureza.<\/p>\n

Aleaciones de circonio en la industria nuclear<\/h2>\n

El revestimiento de combustible<\/strong>\u00a0es la capa exterior de las barras de combustible, que se encuentra entre el\u00a0refrigerante<\/strong>\u00a0del\u00a0reactor<\/strong>\u00a0y el\u00a0combustible nuclear<\/strong>\u00a0<\/a>(es decir, pastillas de combustible<\/strong><\/a>).\u00a0Est\u00e1 hecho de un material resistente a la corrosi\u00f3n con una secci\u00f3n transversal de baja absorci\u00f3n para los\u00a0neutrones t\u00e9rmicos<\/a> (~0,18\u00d710\u201324<\/sup> cm2<\/sup>), generalmente una\u00a0aleaci\u00f3n de circonio<\/strong>.\u00a0La vaina de combustible tiene t\u00edpicamente un radio interior de\u00a0\u00a0rZr,2<\/sub> = 0,408 cm<\/strong>\u00a0\u00a0y un radio exterior\u00a0\u00a0rZr,1<\/sub> = 0,465 cm<\/strong>.\u00a0En comparaci\u00f3n con los pellets de combustible, casi no hay generaci\u00f3n de calor en la vaina del combustible (la vaina se\u00a0\u00a0calienta ligeramente por la radiaci\u00f3n<\/a>).\u00a0Todo el calor generado en el combustible debe transferirse por\u00a0\u00a0conducci\u00f3n a<\/strong>\u00a0\u00a0trav\u00e9s del revestimiento y, por lo tanto, la superficie interior est\u00e1 m\u00e1s caliente que la superficie exterior.<\/p>\n

Una composici\u00f3n t\u00edpica de las aleaciones de circonio de grado nuclear es m\u00e1s del 95 por ciento en peso de circonio y menos del 2% de esta\u00f1o, niobio, hierro, cromo, n\u00edquel y otros metales, que se agregan para mejorar las propiedades mec\u00e1nicas y la resistencia a la corrosi\u00f3n. La aleaci\u00f3n m\u00e1s utilizada, hasta la fecha, en PWR, ha sido Zircaloy 4, sin embargo, actualmente est\u00e1 siendo reemplazada por nuevas aleaciones a base de circonio-niobio, que exhiben una mejor resistencia a la corrosi\u00f3n. La temperatura m\u00e1xima a la que se pueden utilizar las aleaciones de circonio en los reactores refrigerados por agua depende de su resistencia a la corrosi\u00f3n. Las aleaciones de circonio m\u00e1s comunes, Zircaloy-2 y Zircaloy-4, contienen los fuertes estabilizadores \u03b1 esta\u00f1o y ox\u00edgeno, adem\u00e1s de los estabilizadores \u03b2 hierro, cromo y n\u00edquel. Aleaciones de tipo Zircalloy, en las que el esta\u00f1o es el elemento de aleaci\u00f3n b\u00e1sico que proporciona una mejora de sus propiedades mec\u00e1nicas, tener una amplia distribuci\u00f3n en el mundo. Sin embargo, en este caso, se produce la disminuci\u00f3n de la resistencia a la corrosi\u00f3n en el agua y el vapor que dio lugar a la necesidad de una aleaci\u00f3n adicional. La mejora provocada por el aditivo niobio probablemente implica un mecanismo diferente. La alta resistencia a la corrosi\u00f3n de los metales aleados con niobio en agua y vapor a temperaturas de 400 a 550\u00b0C se debe a su capacidad de pasivaci\u00f3n con formaci\u00f3n de pel\u00edculas protectoras.<\/p>\n<\/div><\/div>\n

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<\/span>References:<\/div>
Ciencia de los materiales:\n

Departamento de Energ\u00eda de EE. UU., Ciencia de Materiales.\u00a0DOE Fundamentals Handbook, Volumen 1 y 2. Enero de 1993.
\nDepartamento de Energ\u00eda de EE\u00a0.\u00a0UU., Ciencia de Materiales.\u00a0Manual de fundamentos del DOE, Volumen 2 y 2. Enero de 1993.
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\nEberhart, Mark (2003).\u00a0Por qu\u00e9 se rompen las cosas: entender el mundo a trav\u00e9s de la forma en que se desmorona.\u00a0Armon\u00eda.\u00a0ISBN 978-1-4000-4760-4.
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Ver arriba:
\nAleaciones de circonio <\/span><\/a> <\/p><\/div><\/div>

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Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0Producci\u00f3n de circonio – Proceso Kroll<\/strong>\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0danos un me gusta<\/strong>\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Esperamos que este art\u00edculo,\u00a0Producci\u00f3n de circonio – Proceso Kroll\u00a0, le ayude.\u00a0Si es as\u00ed,\u00a0danos un me gusta\u00a0en la barra lateral.\u00a0El objetivo principal de este sitio web es ayudar al p\u00fablico a conocer informaci\u00f3n importante e interesante sobre los materiales y sus propiedades.<\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"closed","ping_status":"closed","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[53],"tags":[],"yoast_head":"\n\u00bfQu\u00e9 es la producci\u00f3n de circonio? - Proceso Kroll - Definici\u00f3n | Propiedades materiales<\/title>\n<meta name=\"description\" content=\"La producci\u00f3n de circonio met\u00e1lico requiere t\u00e9cnicas especiales debido a las propiedades qu\u00edmicas particulares del circonio. 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