Zirkonyum

Zirkonyum, ₄₀Zr

Zirkonyum
Telaffuz	/zərˈkoʊniəm/ ​(zər-KOH-nee-əm)
Görünüm	gümüş beyazı
Standart atom ağırlığı Ar, std(Zr)	7001912240000000000♠91.224(2)
Periyodik tablodaki Zirkonyum
Ti ↑ Zr ↓ Hf itriyum ← zirkonyum → niyobyum
Atom numarası (Z)	40
Grup	4. grup
Period	periyot 5
Blok	d-blok
Element kategorisi	Geçiş metali
Elektron konfigürasyonu	[Kr] 4d2 5s2
Kabuk başına elektron	2, 8, 18, 10, 2
Fiziksel özellikler
STP de Faz	katı
Erime noktası	2128 K ​(1855 °C, ​3371 °F)
Kaynama noktası	4650 K ​(4377 °C, ​7911 °F)
Yoğunluk (r.t. yakın)	6.52 g/cm3
sıvı olduğunda ( m.p.)	5.8 g/cm3
Isı entalpisi	14 kJ/mol
Buharlaştırma ısı	591 kJ/mol
Molar ısı kapasitesi	25.36 J/(mol·K)
Buhar basıncı P (Pa) 1 10 100 1 k 10 k 100 k at T (K) 2639 2891 3197 3575 4053 4678
Atom özellikleri
Oksidasyon durumları	−2, +1, +2, +3, +4 (bir amfoterik oksit)
Elektronegatiflik	Pauling ölçeği: 1.33
İyonlaşma enerjisi	1.: 640.1 kJ/mol 2.: 1270 kJ/mol 3.: 2218 kJ/mol
Atom yarıçapı	deneysel: 160 pm
Kovalent yarıçapı	175±7 pm
zirkonyum spektral çizgileri
Diğer özellikler
Kristal yapı	​yakın altıgen paketleme (hcp)
Sesin hızı kalay çubuk	3800 m/s (20 °C)
Termal Genleşme	5.7 µm/(m·K) (25 °C)
Termal iletkenlik	22.6 W/(m·K)
Elektriksel direnç	421 nΩ·m (20 °C)
Manyetik sıralama	paramanyetik
Young modülü	88 GPa
Kayma modülü	33 GPa
Bulk modülü	91.1 GPa
Poisson oranı	0.34
Mohs sertliği	5.0
Vickers sertliği	820–1800 MPa
Brinell sertliği	638–1880 MPa
CAS Numarası	7440-67-7
Tarihçe
Adlandırma	öncesinde zircon, zargun زرگون "altın rengi" anlamına gelir.
Keşfeden	Martin Heinrich Klaproth (1789)
İlk izolasyon	Jöns Jakob Berzelius (1824)
zirkonyum ana izotopları
İzo­top Bol­luk Half-life (t1/2) Bozunma modu Boz­unma 88Zr syn 83.4 d ε 88Y γ – 89Zr syn 78.4 h ε 89Y β+ 89Y γ – 90Zr 51.45% kararlı 91Zr 11.22% kararlı 92Zr 17.15% kararlı 93Zr izi 1.53×106 y β− 93Nb 94Zr 17.38% kararlı 96Zr 2.80% 2.0×1019 y β−β− 96Mo

Zirkonyum, sembolü Zr ve atom numarası 40 olan kimyasal bir elementtir. Zirkonyum adı, en önemli zirkonyum kaynağı olan mineral zirkonun adından alınmıştır (kelime Fars zargun (zirkon; zar-gun, "altın benzeri" veya "altın gibi" anlamında) ile ilgilidir. Hafniyum ve daha az ölçüde titanyuma benzeyen parlak, gri-beyaz, güçlü bir geçiş metali. Zirkonyum esas olarak refrakter ve opaklaştırıcı olarak kullanılır, ancak korozyona karşı güçlü direnci için bir alaşım maddesi olarak küçük miktarlar kullanılır. Zirkonyum, sırasıyla zirkonyum dioksit ve zirkonosen diklorür gibi çeşitli inorganik ve organometalik bileşikler oluşturur. Beş izotop doğal olarak oluşur, üçü stabildir. Zirkonyum bileşiklerinin bilinen bir biyolojik rolü yoktur.

Özellikleri

Zirkonyum, daha az saflıkta sert ve kırılgan olmasına rağmen, oda sıcaklığında katı olan parlak, grimsi beyaz, yumuşak, sünek, dövülebilir bir metaldir. Toz halinde, zirkonyum oldukça yanıcıdır, ancak katı form tutuşmaya çok daha az eğilimlidir. Zirkonyum alkaliler, asitler, tuzlu su ve diğer maddelerle korozyona karşı oldukça dayanıklıdır. Bununla birlikte, özellikle flor mevcut olduğunda hidroklorik ve sülfürik asit içinde çözülecektir. Çinko içeren alaşımlar 35 K'dan daha az manyetiktir.

Zirkonyumun erime noktası 1855 °C'dir ve kaynama noktası 4371 °C (7900 °F) 'dir. Zirkonyumun Pauling ölçeğinde 1,33 elektronegatifliği vardır. Bilinen elektronegatiflikleri olan d-bloğundaki elementlerden zirkonyum hafniyum, itriyum, lantan ve aktinyumdan sonra beşinci en düşük elektronegatifliğe sahiptir.

Oda sıcaklığında zirkonyum, hacim merkezli kübik kristal yapı olan β-Zr'ye 863 °C'de değişen altıgen şeklinde kapalı bir kristal yapı a-Zr gösterir. Zirkonyum erime noktasına kadar p fazında bulunur.

İzotopları

Doğal olarak oluşan zirkonyum beş izotoptan oluşur. ⁹⁰Zr, ⁹¹Zr, ⁹²Zr ve ⁹⁴Zr stabildir, ancak ⁹⁴Zr'nin 1.10×10¹⁷ yıldan daha uzun bir yarılanma ömrüne sahip çift beta bozunmaya (deneysel olarak gözlemlenmez) maruz kalması beklenir. ⁹⁶Zr, 2.4×10¹⁹ yıllık bir yarı ömre sahiptir ve zirkonyumun en uzun ömürlü radyoizotopudur. Bu doğal izotoplardan ⁹⁰Zr en yaygın olanıdır ve tüm zirkonyumun %51.45'ini oluşturur. ⁹⁶Zr en az yaygın olanıdır ve sadece %2.80 zirkonyum içerir.

Atom kütlesi 78 ila 110 arasında değişen yirmi sekiz yapay zirkonyum izotopu sentezlenmiştir. ⁹³Zr, yarı ömrü 1.53×10⁶ yıl olan en uzun ömürlü yapay izotoptur. Zirkonyumun en ağır izotopu olan ¹¹⁰Zr, 30 milisaniyelik tahmini yarı ömrü ile en radyoaktiftir. Radyoaktif izotoplar kütle numarası 93'te veya daha fazla elektron emisyonu ile bozulurken, 89 veya daha düşük olanlar pozitron emisyonu ile bozunur. Tek istisna, elektron yakalama ile bozunan ⁸⁸Zr'dir.

Beş zirkonyum izotopu da metastabil izomerler olarak bulunur: ^83mZr, ^85mZr, ^89mZr, ^90m1Zr, ^90m2Zr ve ^91mZr. Bunlardan ^90m2Zr, 131 nanosaniyede en kısa yarı ömre sahiptir. ^89mZr, 4.161 dakikalık yarılanma ömrü ile en uzun ömürlüdür.

Oluşum

Zirkonyum, Dünya kabuğunda yaklaşık 130 mg/kg ve deniz suyunda yaklaşık 0.026 μg/L'lik bir konsantrasyona sahiptir. Doğada suya göre doğal dengesizliğini yansıtan doğal bir metal olarak bulunmaz. Başlıca ticari zirkonyum kaynağı zirkadır (ZrSiO₄), esas olarak Avustralya, Brezilya, Hindistan, Rusya, Güney Afrika ve Amerika Birleşik Devletleri'nde ve ayrıca dünyadaki daha küçük yataklarda bulunan silikat mineralidir. 2013 itibariyle, zirkon madenciliğinin üçte ikisi Avustralya ve Güney Afrika'da meydana geliyor. Zirkon kaynakları dünya çapında 60 milyon tonu aşmaktadır ve dünya çapında yıllık zirkonyum üretimi yaklaşık 900.000 tondur. Zirkonyum ayrıca ticari olarak yararlı cevher baddeleyit ve kosnarit de dahil olmak üzere 140'tan fazla mineralde ortaya çıkar.

Zirkonyum S-tipi yıldızlarda nispeten bol miktarda bulunur ve güneşte ve meteoritlerde tespit edilmiştir. Çeşitli Apollo görevlerinden aya geri getirilen ay kaya örnekleri karasal kayalara göre yüksek bir zirkonyum oksit içeriğine sahiptir.

Üretim

Zirkonyum, titanyum mineralleri ilmenit ve rutinin yanı sıra kalay madenciliğinin ve işlenmesinin bir yan ürünüdür. 2003'ten 2007'ye kadar, mineral zirkon fiyatları ton başına 360$ 'dan 840$' a yükselirken, işlenmemiş zirkonyum metalinin fiyatı ton başına 39.900$ 'dan 22.700$' a düştü. Zirkonyum metal zirkondan çok daha pahalıdır çünkü azaltma işlemleri pahalıdır.

Kıyı sularından toplanan zirkon taşıyan kum, daha hafif malzemeleri çıkarmak için spiral konsantratörler ile saflaştırılır ve daha sonra plaj kumunun doğal bileşenleri oldukları için suya geri gönderilir. Manyetik ayırma kullanılarak titanyum cevherleri ilmenit ve rutil çıkarılır.

Çoğu zirkon doğrudan ticari uygulamalarda kullanılır, ancak küçük bir yüzde metale dönüştürülür. Çoğu Zr metal, Kroll işleminde zirkonyum (IV) klorürün magnezyum metal ile indirgenmesiyle üretilir. Elde edilen metal, metal işleme için yeterince yumuşak olana kadar sinterlenir.

Zirkonyum ve hafniyum ayrımı

Ticari zirkonyum metal genellikle hafniyum ve zirkonyumun kimyasal özellikleri çok benzer olduğu için genellikle %1-3 oranında hafniyum içerir. Bununla birlikte, nötron emici özellikleri, nükleer reaktörler için hafniyumun zirkonyumdan ayrılmasını gerektiren güçlü bir şekilde farklılık gösterir. Birkaç ayırma şeması kullanılmaktadır. Tiyosiyanat-oksit türevlerinin sıvı-sıvı ekstraksiyonu, hafniyum türevinin metil izobütil ketonda sudan biraz daha çözünür olduğu gerçeğinden yararlanır. Bu yöntem çoğunlukla ABD'de kullanılır.

Zr ve Hf, suda hafniyum türevinden daha az çözünür olan potasyum heksaflüorozirkonatın (K₂ZrF₆) fraksiyonel kristalizasyonu ile de ayrılabilir.

Ekstraktif distilasyon olarak da adlandırılan tetraklorürlerin fraksiyonel damıtılması esas olarak Avrupa'da kullanılır.

Sıcak ekstrüzyon ve farklı haddeleme uygulamaları ile birleştirilen dörtlü VAM (vakum ark eritme) işleminin ürünü, yüksek basınçlı, yüksek sıcaklıkta gaz otoklavlama kullanılarak kürlenir. Bu, hafniyum kontamine ticari sınıftan yaklaşık 10 kat daha pahalı olan reaktör dereceli zirkonyum üretir.

Hafniyum, nükleer uygulamalar için zirkonyumdan çıkarılmalıdır, çünkü hafniyumun zirkonyumdan 600 kat daha büyük bir nötron soğurma kesiti vardır. Ayrılan hafniyum, reaktör kontrol çubukları için kullanılabilir.

Bileşikler

Diğer geçiş metalleri gibi zirkonyum da çok çeşitli inorganik bileşikler ve koordinasyon kompleksleri oluşturur. Genel olarak, bu bileşikler, zirkonyumun oksidasyon durumuna +4 sahip olduğu renksiz diyamanyetik katılardır. Çok daha az Zr(III) bileşiği bilinmektedir ve Zr(II) çok nadirdir.

Oksitler, nitrürler ve karbürler

En yaygın oksit, zirkonyum olarak da bilinen zirkonyum dioksit, ZrO₂'dir. Bu berrak ila beyaz renkli katı, özellikle kübik formunda olağanüstü kırılma tokluğuna ve kimyasal dirence sahiptir. Bu özellikler, aynı zamanda yaygın bir elmas ikame olmasına rağmen, zirkonyayı bir termal bariyer kaplaması olarak yararlı kılmaktadır. Zirkonyum monoksit, ZrO da bilinir ve S tipi yıldızlar, görsel spektrumdaki emisyon çizgilerinin algılanmasıyla tanınır.

Zirkonyum tungstat, ısıtıldığında tüm boyutlarda büzülme özelliğine sahiptir, diğer birçok madde ise ısıtıldığında genleşir. Zirkonil klorür, nispeten karmaşık formül [Zr₄(OH)₁₂(H₂O)₁₆]Cl₈ ile nadir bir suda çözünür zirkonyum kompleksidir.

Zirkonyum karbür ve zirkonyum nitrür refrakter katılardır. Karbür delme aletleri ve kesme kenarları için kullanılır. Zirkonyum hidrit fazları da bilinmektedir.

Kurşun zirkonat titanat (PZT), ultrasonik transdüserler, hidrofonlar, Ortak demiryolu enjektörleri, piezoelektrik transformatörleri ve mikro aktüatörler gibi uygulamalarla en yaygın kullanılan piezoelektrik malzemedir.

Halidler ve psödohalidler

Dört yaygın halojenürün tümü bilinmektedir, ZrF₄, ZrCl₄, ZrBr₄ ve ZrI₄. Hepsi polimerik yapılara sahiptir ve karşılık gelen monomerik titanyum tetrahalidlerden çok daha az uçucudur. Hepsi, oksalidler ve dioksitler olarak adlandırılan hidrolize eğilimlidir.

Karşılık gelen tetraalkoksitler de bilinmektedir. Halojenürlerin aksine, alkoksitler polar olmayan çözücüler içinde çözülür. Dihidrojen hekzaflorozirkonat, metal bitirme endüstrisinde boya yapışmasını arttırmak için bir aşındırma maddesi olarak kullanılır.

Organik türevler

Organozirkonyum kimyası, bir karbon-zirkonyum bağı içeren bileşiklerin incelenmesidir. Bu tür ilk bileşik 1952'de Birmingham ve Wilkinson tarafından bildirilen zirkososen dibromür ((C₅H₅)₂ZrBr₂) idi. Schwartz'ın 1970 yılında P. C. Wailes ve H. Weigold tarafından hazırlanan reaktifi, alkenlerin ve alkinlerin dönüşümleri için organik sentezde kullanılan bir metalosendir.

Zirkonyum ayrıca polipropilen üretmek için kullanılan bazı Ziegler-Natta katalizörlerinin bir bileşenidir. Bu uygulama zirkonyumun geri dönüşümlü olarak karbona bağ oluşturma yeteneğinden yararlanır. Zr (II) 'nin çoğu kompleksi zirkonosen türevleridir, bunlardan biri (C₅Me₅)₂Zr(CO)₂'dir.

Tarihçe

İncil yazılarında zirkonyum içeren mineral zirkon ve ilgili mineraller (jargoon, sümbül, jacinth, ligure) belirtilmiştir. Mineralin, Klaproth'un Seylan adasından (şimdi Sri Lanka) bir jargoon analiz ettiği 1789 yılına kadar yeni bir element içerdiği bilinmemektedir. Yeni elemant Zirkonerde (zirkonya) olarak adlandırdı. Humphry Davy, bu yeni elementi 1808'de elektroliz yoluyla izole etmeye çalıştı, ancak başarısız oldu. Zirkonyum metal ilk olarak 1824 yılında bir potasyum ve potasyum zirkonyum florür karışımının bir demir tüp içinde ısıtılmasıyla Berzelius tarafından saf olmayan bir formda elde edildi.

Anton Eduard van Arkel ve Jan Hendrik de Boer tarafından 1925'te keşfedilen kristal çubuk işlemi (İyodür Süreci olarak da bilinir), metalik zirkonyumun ticari üretimi için ilk endüstriyel işlemdi. Zirkonyum tetraiyodürün oluşumunu ve daha sonra termal ayrışmasını içerir ve 1945'te William Justin Kroll tarafından geliştirilen ve zirkonyum tetraklorürün magnezyum ile azaltıldığı çok daha ucuz Kroll işlemi ile değiştirildi:

ZrCl₄ + 2 Mg → Zr + 2 MgCl₂

Uygulamalar

1995 yılında yaklaşık 900.000 ton zirkonyum cevheri, çoğunlukla zirkon olarak çıkarıldı.

Bileşikler

Zirkonların çoğu doğrudan yüksek sıcaklık uygulamalarında kullanılır. Bu malzeme refrakter, sert ve kimyasal saldırılara karşı dayanıklıdır. Bu özellikler nedeniyle zirkon, birçoğu oldukça yaygın olan birçok uygulama bulur. Ana kullanımı, seramik malzemelere beyaz, opak bir görünüm kazandıran bir opaklaştırıcıdır. Kimyasal direnci nedeniyle zirkon, erimiş metal kalıpları gibi agresif ortamlarda da kullanılır.

Zirkonyum dioksit (ZrO₂) laboratuvar potalarında, metalurjik fırınlarda ve refrakter malzeme olarak kullanılır. Mekanik olarak güçlü ve esnek olduğu için seramik bıçaklara ve diğer bıçaklara sinterlenebilir. Zirkon (ZrSiO₄) ve kübik zirkon (ZrO₂)) mücevherlerde kullanılmak üzere değerli taşlara kesilir.

Zirkonya, taşlama taşları ve zımpara kağıdı gibi bazı aşındırıcılarda bir bileşendir.

Metal

Zirkonun küçük bir kısmı, çeşitli niş uygulamaları bulan metale dönüştürülür. Zirkonyumun korozyona karşı mükemmel direnci nedeniyle, genellikle cerrahi aletler, hafif filamentler ve saat kılıfları gibi agresif ortamlara maruz kalan malzemelerde alaşım maddesi olarak kullanılır. Zirkonyumun yüksek sıcaklıklarda oksijen ile yüksek reaktivitesi, patlayıcı primerler ve vakum tüplerinde gaz gibi bazı özel uygulamalarda kullanılır. Aynı özellik (muhtemelen) BLU-97/B Kombine Etkileri Bombası gibi patlayıcı silahlarda Zr nanoparçacıklarını piroforik malzeme olarak dahil etmenin amacıdır. Bazı fotografik fenerlerde ışık kaynağı olarak yanan zirkonyum kullanılmıştır. 10 ila 80 arasında bir ağ boyutuna sahip zirkonyum tozu, bazen piroteknik bileşimlerde kıvılcım oluşturmak için kullanılır. Zirkonyumun yüksek reaktivitesi parlak beyaz kıvılcımlara yol açar.

Nükleer uygulamalar

Nükleer reaktör yakıtları için kaplama, zirkonyum arzının yaklaşık %1'ini, özellikle zirkaloitler biçiminde tüketir. Bu alaşımların istenen özellikleri düşük nötron yakalama kesitidir ve normal servis koşulları altında korozyona karşı dirençtir. Hafniyum safsızlıklarının giderilmesi için etkili yöntemler bu amaca hizmet etmek üzere geliştirilmiştir.

Zirkonyum alaşımlarının bir dezavantajı, zirkonyumun yüksek sıcaklıklarda su ile reaksiyona girmesi, hidrojen gazı üretmesi ve yakıt çubuğu kaplamasının hızlandırılmış bozulmasıdır:

Zr + 2 H₂O → ZrO₂ + 2 H₂

Bu ekzotermik reaksiyon 100 °C'nin altında çok yavaştır, ancak 900 °C'nin üzerindeki sıcaklıklarda reaksiyon hızlıdır. Çoğu metal benzer reaksiyonlardan geçer. Redoks reaksiyonu, yüksek sıcaklıklarda yakıt gruplarının dengesizliği ile ilgilidir. Bu reaksiyon, ilk olarak 1979'da Three Mile Adası nükleer santralinin reaktör binasında gözlemlenen küçük bir hidrojen patlamasından sorumluydu, ancak o zaman muhafaza binası hasar görmedi. Aynı reaksiyon, reaktörün soğutulması 11 Mart 2011 deprem ve tsunami felaketi nedeniyle Fukushima I nükleer kazalarına yol açtıktan sonra Fukushima I Nükleer Santralinin (Japonya) reaktörleri 1, 2 ve 3'te meydana geldi. Hidrojeni bu üç reaktörün bakım salonunda havalandırdıktan sonra, hidrojenin atmosferik oksijen ile karışımı patladı, tesislere ve muhafaza binalarından en az birine ciddi zarar verdi. Patlamayı önlemek için, hidrojenin açık atmosfere doğrudan havalandırılması tercih edilen bir tasarım seçeneği olurdu. Şimdi, birçok basınçlı su reaktörü (PWR) muhafaza binasında patlama riskini önlemek için, tehlike ortaya çıkmadan önce hidrojen ve oksijeni oda sıcaklığında suya dönüştüren katalizör bazlı bir rekombiner kurulmuştur. Bazı ticari nükleer santrallerde, tehlikeli bir patlama oluşturmak için bir konsantrasyona ve hacme ulaşmadan önce hidrojeni üretilirken yakmak için hidrojen ateşleyicileri kurulmuştur.

Uzay ve havacılık endüstrileri

Zirkonyum metalden ve ZrO₂'den imal edilen malzemeler, ısıya dayanıklılığın gerekli olduğu uzay araçlarında kullanılır.

Jet motorları ve sabit gaz türbinlerindeki yakıcılar, bıçaklar ve kanatlar gibi yüksek sıcaklıktaki parçalar, genellikle zirkonyum ve itriya karışımından oluşan ince seramik tabakalarla giderek daha fazla korunmaktadır.

Pozitron emisyon tomografi kameraları

İzotop ⁸⁹Zr, pozitron emisyon tomografisi (PET) kameraları ("immüno-PET" olarak adlandırılan bir yöntem) ile moleküler antikorların izlenmesine ve nicelendirilmesine uygulanmıştır. İmmüno-PET, teknik gelişim olgunluğuna ulaşmıştır ve şu anda geniş ölçekli klinik uygulamalar aşamasına girmektedir. Yakın zamana kadar, ⁸⁹Zr ile radyoaktif işaretleme, birden fazla adım gerektiren karmaşık bir prosedürdü. 2001–2003'te, iki işlevli bir şelat olarak süksinillenmiş bir desferrioksamin B (N-sucDf) türevi kullanılarak geliştirilmiş çok aşamalı bir prosedür geliştirildi ve 2009 yılında ⁸⁹Zr'yi mAb'lere bağlamanın daha iyi bir yolu bildirildi. Yeni yöntem hızlıdır, sadece iki adımdan oluşur ve yaygın olarak bulunan iki bileşen kullanır: ⁸⁹Zr ve uygun şelat. Devam eden gelişmeler arasında ⁸⁹Zr(IV) 'ü bağlamak için yan kaya türevlerinin kullanımı da bulunmaktadır.

İlaç kullanımları

Zirkonyum taşıyan bileşikler, diş implantları ve kronları, diz ve kalça protezleri, orta kulak kemikçik zinciri rekonstrüksiyonu ve diğer restoratif ve protez cihazları dahil olmak üzere birçok biyomedikal uygulamada kullanılır.

Zirkonyum, kronik böbrek hastalığı olan hastaların yararına yaygın olarak kullanılan bir özellik olan üre bağlar. Örneğin zirkonyum, ilk kez 1973'te tanıtılan REDY sistemi olarak bilinen sorbent sütuna bağlı diyalizat rejenerasyon ve resirkülasyon sisteminin birincil bileşenidir. REDY sistemindeki sorbent kolon kullanılarak 2.000.000'den fazla diyaliz tedavisi gerçekleştirildi. REDY sistemi 1990'larda daha ucuz alternatiflerle yerini almasına rağmen, yeni sorbent bazlı diyaliz sistemleri ABD Gıda ve İlaç İdaresi (FDA) tarafından değerlendirilmekte ve onaylanmaktadır. Renal Solutions, taşınabilir, düşük su diyaliz sistemi olan DIALISORB teknolojisini geliştirdi. Ayrıca, Giyilebilir Yapay Böbreğin gelişimsel versiyonları sorbent tabanlı teknolojileri de içermektedir.

Sodyum zirkonyum siklosilikat, hiperkalemi tedavisinde ağız tarafından kullanılır. Potasyum iyonlarını gastrointestinal sistem boyunca diğer iyonlara tercih etmek için tasarlanmış seçici bir sorbenttir.

Alüminyum zirkonyum tetraklorohidrex glik veya AZG adı verilen hidroksit, klorür ve glisin ile monomerik ve polimerik Zr⁴⁺ ve Al³⁺ komplekslerinin bir karışımı, bir preparatta birçok deodorant ürününde ter önleyici olarak kullanılır. Ciltteki gözenekleri tıkayarak terin vücudu terk etmesini önleme özelliği ile seçilir.

Geçersiz uygulamalar

Zirkonyum karbonat (3ZrO₂·CO₂·H₂O) zehirli sarmaşık tedavisinde kullanılan losyonlarda kullanılmış, ancak ara sıra cilt reaksiyonlarına neden olduğu için kesilmiştir.

Güvenlik

Zirkonyumun bilinen bir biyolojik rolü olmamasına rağmen, insan vücudu ortalama 250 miligram zirkonyum içerir ve günlük alım, diyet alışkanlıklarına bağlı olarak yaklaşık 4.15 miligramdır (gıdadan 3.5 miligram ve sudan 0.65 miligram). Zirkonyum doğada yaygın olarak bulunur ve tüm biyolojik sistemlerde bulunur, örneğin: tam buğdayda 2.86 μg/g, kahverengi pirinçte 3.09 μg/g, ıspanakta 0.55 μg/g, yumurtalarda 1.23 μg/g ve 0.86 kıymada μg/g. Ayrıca zirkonyum, ticari ürünlerde (örneğin deodorant çubukları, aerosol ter önleyiciler) ve ayrıca su saflaştırmasında (örn. Fosfor kirliliği, bakteri ve pirojen kontamine su kontrolü) yaygın olarak kullanılmaktadır.

Zirkonyum tozuna kısa süreli maruz kalma tahrişe neden olabilir, ancak sadece gözlerle temas tıbbi müdahale gerektirir. Zirkonyum tetraklorüre sürekli maruz kalma, sıçanlarda ve kobaylarda mortalitenin artmasına ve köpeklerde kan hemoglobin ve kırmızı kan hücrelerinin azalmasına neden olur. Bununla birlikte, ~%4 zirkonyum oksit içeren standart bir diyet verilen 20 sıçan üzerinde yapılan bir çalışmada, büyüme oranı, kan ve idrar parametreleri veya mortalite üzerinde herhangi bir olumsuz etki görülmemiştir. ABD İş Sağlığı ve Güvenliği İdaresi (OSHA) zirkonyum maruziyetine ilişkin yasal sınır (izin verilen maruz kalma sınırı) 8 saatlik bir iş günü boyunca 5 mg/m³'tür. Ulusal İş Sağlığı ve Güvenliği Enstitüsü (NIOSH) tarafından tavsiye edilen maruz kalma limiti (REL) 8 saatlik bir iş günü boyunca 5 mg/m³ ve 10 mg/m³ kısa süreli bir sınırdır. 25 mg/m³ seviyelerinde zirkonyum yaşam ve sağlık için hemen tehlikelidir. Bununla birlikte, zirkonyum endüstriyel bir sağlık tehlikesi olarak kabul edilmez. Ayrıca, zirkonyum ile ilişkili advers reaksiyon raporları nadirdir ve genel olarak titiz neden-sonuç ilişkileri belirlenmemiştir. Zirkonyumun kanserojen veya genotoksik olduğuna dair bir kanıt doğrulanmamıştır.

Zirkonyumun sayısız radyoaktif izotopları arasında en yaygın olanları ⁹³Zr'dir. Çoğunlukla nükleer santrallerde ve 1950 ve 1960'larda nükleer silah testleri sırasında ²³⁵U'nun bir ürünü olarak piyasaya sürüldü. Çok uzun bir yarı ömre (1.53 milyon yıl) sahiptir, bozunması sadece düşük enerji radyasyonları yayar ve çok tehlikeli olarak kabul edilmez.