지르코늄은 지각에서의 존재비가 약 160ppm(약 0.016%)이며, 19번째로 풍부한 원소이다. 전이금속 중에서는 철(Fe), 타이타늄(Ti), 망가니즈(Mn) 다음으로 풍부하고, 구리(지각 존재비 70ppm)나 납(지각 존재비 13ppm)보다 훨씬 많이 존재한다. 주된 광석은 지르콘(zircon, ZrSiO4)과 바델라이트(baddeleyite: 화학적으로는 지르코니아로 부르는 ZrO2)인데, 지르콘이 월등히 많다. 지르콘은 화강암에 주로 들어있으며, 이의 침식으로 생성된 자갈과 모래에 보통 규사(silica, SiO2), 금홍석(rutile: TiO2), 타이타늄철석(ilmenite: FeTiO3)과 함께 섞여 있다. 지르코늄은 주로 지르콘에서 생산되는데, 호주와 남아프리카 공화국이 지르콘의 약 80%를 공급한다. 타이타늄을 발견한 클라프로트(Martin H. Klaproth, 1743~1817)가 지르코늄을 1789년에 산화물로 처음 발견하였으며, 금속은1824년에 베르셀리우스(Jons Jakob Berzelius, 1779~1848)에 의해 처음 분리되었다. 1925년에 상업적인 생산 방법이 처음 개발되었으며, 1945년에 보다 값싸게 생산하는 방법이 나온 이후 대량으로 생산되어 여러 용도로 사용되고 있다.
지르코늄은 천연 금속 중에서는 중성자를 흡수하는 정도가 가장 낮아서, 1940년대부터 원자로에 쓰이는 핵연료의 피복재와 구조물 재료로 사용되어 왔다. 또한 다른 금속과의 합금은 내열성과 내부식성이 매우 좋아 화학, 항공 우주, 의료, 여러 소비재 산업에 폭넓게 중요하게 사용된다. 그러나 대부분의 지르코늄은 화합물 형태로 생산되어 사용된다. 지르콘은 보석으로, 또 열을 잘 전달하지 않아 내화물과 금속 주물을 만드는 주형(mold) 등에 사용된다. 이산화 지르코늄(ZrO2)인 지르코니아는 굴절률이 높아 유사 다이아몬드(큐빅 또는 큐빅 지르코니아)로 널리 사용된다. 또 실험실용 도가니, 야금로, 세라믹 칼과 인공 치아를 만드는 데도 사용되며, 다른 재료의 표면에 내열성 내부식성 세라믹 피막을 입히는 데도 사용된다. 지르콘과 지르코니아는 연마제와 도자기를 희게 보이게 하는 불투명화제(유백제)로도 중요하게 사용된다.
지르코늄의 생물학적 역할은 알려진 것이 거의 없다. 지르코늄과 이의 화합물들은 거의 독성이 없다고 여겨지나, 지르코늄이 들어있는 일부 탈취제와 덩굴옻나무 해독 로션이 피부 발진을 일으킨다는 보고가 있다. |