Le zirconium

Je viens de fêter mon anniversaire de mariage et je n’ai reçu aucun diamant…Même pas de zirconium. C’est désolant. On profitera tout de même de l’occasion pour faire un zoom sur cet élément chimique dont le symbole est Zr. Le zirconium se trouve dans les cristaux de zircon, une pierre semi-précieuse connue depuis l’Antiquité. L‘élément ne fut découvert qu’en 1824, lorsque Jacob Berzelius mit au jour un échantillon de zirconium pur en chauffant du fluorure de potassium et de zirconium dans un tube de fer. Ce n’est qu’en 1925 qu’a été inventé un procédé chimique permettant d’isoler le zirconium à une échelle suffisamment grande pour qu’il soit disponible à des fins industrielles. 

Utilisations 

Les cristaux de zircon (ZrSiO₄) peuvent être broyés en minuscules morceaux et utilisés pour fabriquer des abrasifs (comme le papier de verre ou les meules) ou réduits en fine poudre ajoutée aux céramiques pour les rendre blanches au lieu d’être transparentes. Un cristal apparenté, la zircone cubique (également connue sous le nom de dioxyde de zirconium, ZrO₂), peut également être utilisé à ces fins, mais aussi comme ingrédient dans les céramiques devant supporter une forte chaleur (creusets et fours dédiés à la fonderie). 

Le zirconium pur, un métal argenté et non une pierre précieuse, peut être ajouté aux alliages d’acier pour les rendre plus durs et plus résistants à la chaleur. Les alliages d’acier au zirconium se rencontrent dans les pompes, les moteurs à réaction, les turbines à gaz et les fusées. 

On connaît au zirconium un certain nombre d’utilisations médicales. Il constitue un élément clé des machines à dialyse servant à filtrer le sang de patients souffrant de maladies rénales.  Chez les personnes en bonne santé, les reins éliminent l’urée du sang, mais chez celles présentant des problèmes rénaux, il est nécessaire de recourir à une « dialyse », au cours de laquelle le sang est filtré par une machine qui agit comme un rein artificiel. Le zirconium, intégré à ces machines, se lie à l’urée et facilite l’évacuation de ce déchet biologique.  Les composés contenant du zirconium entrent dans la fabrication des implants dentaires, ainsi que dans les hanches et les genoux artificiels. En médecine nucléaire, un isotope radioactif, le Zr-89, est utilisé dans la TEP (tomographie par émission de positons) pour tracer les anticorps. Dans les échographies médicales, le titanate de zirconate de plomb (PZT) permet de générer des ondes sonores. 

Le zirconium est parfois incorporé aux déodorants, avec l’aluminium, car ces métaux sont capables de limiter la sudation.  

Les alliages de zirconium sont utilisés pour fabriquer des tuyaux remplis de combustible nucléaire radioactif, car le zirconium peut empêcher la radioactivité de s’échapper, dans des circonstances normales. Malheureusement, à très haute température, le zirconium s’enflamme. Lors de la catastrophe nucléaire de Fukushima au Japon, il est entré en contact avec de l’hydrogène en combustion. 

Crédits photographiques 

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