Zirkonium

Zirkonium adalah logam putih keabuan yang jarang dijumpai di alam bebas. Ia memiliki lambang kimia Zr, nomor atom 40, massa atom relatif 91,224. Logam zirkonium digunakan dalam teras reaktor nuklir karena tahan korosi dan tidak menyerap neutron. Zircaloy merupakan aliase zirkonium yang penting untuk penyerapan nuklir, seperti menyalut bagian-bagian bahan bakar. Zirkonium banyak terdapat dalam mineral seperti zirkon dan baddelyit. Baddeleyit sendiri merupakan oksida zirkonium yang tahan terhadap suhu luar biasa tinggi sehingga digunakan untuk pelapis tanur. Zirkonium merupakan salah satu unsur di alam yang memiliki sifat tahan terhadap temperatur tinggi. Zirkonium tidak terdapat dalam bentuk bebas di alam melainkan dalam bentuk zirkonium silikat pada zircon (ZrSiO4) dan zirkonium oksida pada badelleyit (ZrO2). Zirkonium banyak didapatkan dalam batuan vulkanik, basalt, dan batuan granit. Mineral baddeleyit atau ZrO2 adalah bentuk zirkonium dioksida alam. Kristalnya mempunyai densitas antara 5.4 – 6.02 dan kekerasannya 6.5 skala mesh yang mengandung zirkonium dioksida 80% – 90%. Zirkonium terdapat pada banyak mineral zircon bervariasi dari 61% – 67%. Secara teoristik zirkonium di dalam silikat normal sebesar 67.2%. Dalam jumlah sedikit zirkonium terdapat pada banyak mineral seperti mineral titanat, tantolo niobat, tanah jarang, silikat, dan sebagainya. Dalam jumlah agak besar, zirkonium terdapat pada mineral baddeleyit dan mineral zircon atau campuran dari zircon dioksida dan zircon silikat (ZrSiO4). Zirkonium mempunyai dua bentuk allotropi yaitu α dengan struktur hexagonal, stabil pada temperatur 863 °C ke bawah dan bentuk β dengan struktur kubik berkisi-kisi yang stabil pada temperatur 863 °C ke atas. Logam zirkonium tahan terhadap korosi, tidak bereaksi dengan air, asam meskipun dengan pemanasan. Pada suhu tinggi, zirkonium dapat bereaksi dengan oksigen, nitrogen, halogen, sulfur, hidrogen maupun karbon. Zirkonium hasil pengolahan dari pasir zircon dalam pemanfaatannya dapat dipadukan dengan unsur-unsur logam lain, yang disebut zircaloy. Logam yang biasa ditambahkan tersebut Antara lain Krom (Cr), besi (Fe), nikel (Ni), timah putih (Sn), dan tembaga (Cu). Zirkonium banyak digunakan dalam industri High-tech karena sifat mekanik, termal, elektrik, kimia, dan optiknya yang mendukung. Unsur ini banyak digunakan dalam produksi keramik dan reactor nuklir sebagai pelapis bahan bakar nuklir. Zirkonium juga digunakan untuk pembuatan pompa, katup, dan penukar panas. Berdasarkan sifat ketahanan terhadap api, zirkonium sering digunakan sebagai komposisi utama peralatan perang, kotak sekring, dan terdapat pada peluru pyrophoric pembuka vakum, serta sebagai eksitasi laser pada photografi. Penerapan perpaduan zirkonium murni, seoerti perpaduannya dengan niobium akan menghasilkan super konduktor, perpaduannya dengan titanium digunakan pada pesawat terbang, dan perpaduannya dengan tembaga akan memperbaiki sifat zirkonium tersebut. Berdasarkan ketahanannya terhadap korosi, logam zircon digunakan sebagai bahan tembahan pada pabrik pembuatan pompa, kran, pipa, alat penukar panas, dan tangki bahan kimia, terutama asam sulfat dan asam hidroklorida. Penggunaan logam zirkonum ini juga digunakan oleh pabrik penghasil urea, hidrogen peroksida, metil metaklirat dan asam asetat. Zirkonium merupakan bahan yang mempunyai peran yang sangat strategis dalam berbagai industri karena keunggulannya jika dibandingkan dengan bahan lain. Reaktor nuklir memerlukan material tahan korosi, daya serap neutron yang rendah, sifat mekanik yang sesuai, dapat digunakan sebagai bahan pendukung struktur, serta permukaan untuk perpindahan panas yang baik. Berilium (Be) merupakan salah satu mineral yang dapat bertahan pada suhu tinggi, tetapi mineral ini jarang didapat, selain harganya mahal, sifat mekaniknya juga tidak baik dan fabrikasinya sulit. Berbeda sekali dengan zirkonium yang sangat banyak terdapat dalam mineral zircon. Selain berilium (Be), mineral lain yang dapat digunakan dalam industri nuklir adalah alumunium (Al) dan magnesium (Mg), tetapi mineral-mineral ini tidak tahan pada suhu tinggi, sehingga hanya digunakan untuk reaktor riset.