O processo de metalurgia extrativa de zircônio e háfnio para obter ZrO₂/HfO₂ grau nuclear, que foi desenvolvido no IPEN, inclui desde a abertura da zirconita (ZrSiO₄) por fusão alcalina, separação e purificação de Zr/Hf de outros elementos do minério até processos especiais de separação de Zr e Hf por técnica de extração por solventes para obtenção desses em grau nuclear. Em reatores nucleares, Zr grau nuclear é usado como material de contenção de combustível e Hf nuclear, em barras de controle de nêutrons. A zircônia (ZrO₂) apresenta três formas polimórficas: cúbica (c), tetragonal (t) e monoclínica (m). Recentemente, YSZ, ZrO₂ estabilizado com Y₂O₃ na fase cúbica tem sido estudado como candidato à matriz cerâmica inerte, devido às suas excelentes propriedades mecânicas e resistência a danos por radiação. Neste trabalho, foram utilizadas soluções de oxicloreto de zircônio e cloreto de ítrio obtidos a partir da dissolução de hidróxido de zircônio (do processo IPEN de metalurgia extrativa de Zr e Hf) e Y₂O₃ em HCl. O pó cerâmico YSZ foi sintetizado por coprecipitação de hidróxidos Zr e Y na mistura dessas soluções, por adição de NH₄OH. Calcinação a 550ºC por 1h destes hidróxidos resultou em YSZ estabilizada na fase cúbica. Os nanocristais de zircônia incorporados na sílica têm grande potencial de aplicação na área biomédica. Diferente de outros estabilizantes, como alcalinos terrosos e algumas terras raras, a sílica induz a formação de rede de oxigênio que estabiliza a fase tetragonal de ZrO₂, através de ligações Si-O-Zr, o que poderia promover a propriedade bioativa. Zircônia estabilizada tetragonal de composição molar de SiO₂:ZrO₂ de 62:38 foi sintetizada pelos métodos sol-gel seguido de precipitação. As soluções ZrOCl₂ e Na₂SiO₃, ambas derivadas do processo de metalurgia extrativa do IPEN, foram utilizadas como fonte de ZrO₂ e SiO₂, respectivamente. Pó de ZrO₂ tetragonal foi obtido após tratamento térmico a 950ºC por 3h do produto sintetizado. A cerâmica sinterizada a 1100 ºC por 3 h foi submetida ao teste de citotoxicidade e bioatividade. O produto não apresentou citotoxicidade e bioatividade nos períodos analisados.

Extractive metallurgy process of zirconium and hafnium to obtain nuclear grade ZrO₂/HfO₂, which were developed at IPEN, includes from opening of zircon sand (ZrSiO₄) by alkaline fusion, separation and purification of Zr/Hf from other elements in the ore up to special processes of Zr and Hf separation by solvent extraction technique to obtain their nuclear grade. In nuclear reactors, nuclear grade Zr is used as fuel containment material and nuclear Hf, in neutron control rods. Zirconia (ZrO₂) has three polymorphic forms: cubic (c), tetragonal (t) and monoclinic (m). Recently, YSZ, ZrO₂ cubic phase stabilized with Y₂O₃ has been studied as a candidate for the inert ceramic matrix, due to its excellent mechanical properties and resistance to radiation damage. In this work, zirconium oxychloride and yttrium chloride solutions were obtained from the dissolution of zirconium hydroxide (derived from the IPEN process of extractive metallurgy of Zr and Hf) and Y₂O₃ in HCl. YSZ ceramic powder was synthesized by coprecipitation of Zr and Y hydroxides by adding NH₄OH, in the mixture of those solutions. By calcininig those hydroxides at 550ºC for 1h resulted stabilized cubic phase YSZ. Zirconia nanocrystals incorporated in silica have great potential for biomedical application. Silica differs others stabilizers, such as earthy alkaline and some rare earths, it induces the formation of an oxygen network that stabilizes the tetragonal phase of ZrO₂, through Si-O-Zr bonds, that could promote bioactive property. Tetragonal stabilized zirconia of molar composition of SiO₂:ZrO₂ of 62:38 was synthesized by the sol-gel method followed by precipitation. ZrOCl₂ and Na₂SiO₃ solutions, both derived from the IPEN extractive metallurgy process, were used as a source of ZrO₂ and SiO₂, respectively. Tetragonal ZrO₂ powder was obtained after heat treatment at 950ºC for 3 h of the synthesized product. Sintered ceramic at 1100 ºC for 3 h was submitted to cytotoxicity and bioactivity test. The product did not present cytotoxicity and bioactivity.