的名称来源于拉丁文Zincum,意思是“白色薄层”或“白色沉积物”,它的化学符号Zn也来源于此,其英文名称是Zinc。锌(中文读音:xīn)化学符号是Zn,它的原子序数是30,相对原子质量为65。锌是一种蓝白色金属。

一、锌的性质

锌是一种蓝白色金属。密度为7.14克/立方厘米,熔点为419.5℃。在室温下,性较脆;100~150℃时,变软;超过200℃后,又变脆。锌在空气中很难燃烧,在氧气中发出强烈白光。焰色反应,发出蓝绿色火焰。因为锌表面有一层氧化锌,燃烧时冒出白烟,白色烟雾的主要成分是氧化锌,不仅阻隔锌燃烧,会折射焰色形成惨白光芒,所以实验室燃烧锌块没有蓝绿色火焰。锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、等。锌的氧化膜熔点高,但金属锌熔点却很低,所以在酒精灯上加热锌片,锌片熔化变软,却不落下,正是因为氧化膜的作用。锌是第四常见的金属,仅次于铁、及铜。

单质
  1273K
  2Zn+O2=====2ZnO
  加热
  Zn+X2===ZnX2 (X=F、Cl、Br、I)
  873K
  3Zn+2P====Zn3P2
  加热
  Zn+S===ZnS
氢氧化锌
  Zn2++2NaOH==Zn(OH)2+2Na+
  Zn(OH)2+2H+== Zn2++H2O
  Zn(OH)2+2OH-==[ Zn(OH)4]2-
  Zn(OH)2+4NH3+2NH4+==[Zn(NH3)4]2+ +2H2O
  Zn(OH)2==ZnO+H2O
  [Zn(NH3)4]2+ +2OH-== Zn(OH)2+4NH3 ↑
氯化锌
  ZnO+2HCl==ZnCl2+H2O
  加热
  ZnCl2+2H2O===Zn(OH)Cl+2HCl
  ZnCl2+H2O=H2[ZnCl2(OH)2]
  FeO+ H2[ZnCl2(OH)2]==Fe[ZnCl2(OH)]2+H2O
  Zn+CuCl2=ZnCl2+Cu
化锌
  2ZnO+2S==2ZnS+O2
  Zn2++(NH4)S==ZnS+2NH4+
  ZnSO4+BaS==ZnS. BaSO4
  Zn2++H2S==ZnS+2H+
锌的配合物
  (a)[Zn(NH3)4]2+
(b) [Zn(CN)4]2- 

铅锌矿

锌锭

二、制取方法

锌的生产过程非常简单,将炉甘石(即菱锌石)装满在陶罐内密封,堆成锥形,罐与罐之间的空隙用木炭填充,将罐打破,就可以得到提取出来的金属锌锭。另外,我国化学史和分析化学研究的开拓者王链(1888—1966)在1956年分析了唐、宋、明、清等古钱后,发现宋朝的绍圣钱中含锌量高,提出中国用锌开始于明朝嘉庆年间的正确的科学结论。锌的实际应用可能比《天工开物》成书年代还早。

将铁闪锌矿或闪锌矿在空气中煅烧成氧化锌,然后用炭还原即得;或用硫酸浸出成硫酸锌后,再用电解法将锌沉积出来。

三、锌的合金

黄铜
锌和铜的合金——黄铜,早被古人利用,黄铜的生产可能是冶金学上最早的偶然发现之一。

  
四、锌的用途

世界上锌的全部消费中大约有一半用于镀锌,约10%用于黄铜和青铜,不到10%用于锌基合金,约7.5%用于化学制品。

通过在熔融金属槽中热浸镀需要保护的材料和制品,锌可用于防蚀。对金属制品,可分批镀锌;对轧制带卷,可连续镀锌。近年来,钢带热浸镀锌量有显著增长。电镀锌也有使用,但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。

使用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法;对于与水连续接触的物体,如用于船舶、桥梁和近海油气井架的大的钢构件,只须和大的锌块连接,便可得到保护,不过锌块要定期更换。

压铸是锌的另一个重要应用领域,它用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。

锌也常和铝制成合金,以获得强度高、延展性好的铸件。在制成薄板时(一般是用连铸连轧法生产薄板),锌还常和少量铜和制成合金,以获得必需的抗蠕变性能。
国际锌研究组预测,2004年全球锌消费量会比2003年的985万t增长4.8%,2005年将再增长4.3%,预计2005年中国将占世界锌消费总量的四分之一,它的消费增长的部分原因是镀锌钢用量的增长。相比之下,美国可能只占全球锌需求的十分之一。

锌需求构成图

五、主要用途

世界上锌的全部消费中大约有一半用于镀锌,约10%用于黄铜和青铜,不到10%用于锌基合金,约7.5%用于化学制品。通过在熔融金属槽中热浸镀需要保护的材料和制品,锌可用于防蚀。对金属制品,可分批镀锌;对轧制钢带卷,可连续镀锌。近年来,钢带热浸镀锌量有显著增长。电镀锌也有使用,但该法一般用于较薄的镀层和不同的表面光洁度。使用含锌粉的涂料是涂层的另一种方法;对于与水连续接触的物体,如用于船舶、桥梁和近海油气井架的大的钢构件,只须和大的锌块连接,便可得到保护,不过锌块要定期更换。压铸是锌的另一个重要应用领域,它用于汽车、建筑、部分电气设备、家用电器、玩具等的零部件生产。锌也常和铝制成合金,以获得强度高、延展性好的铸件。在制成薄板时(一般是用连铸连轧法生产薄板),锌还常和少量铜和制成合金,以获得必需的抗蠕变性能。国际铅锌研究组预测,2004年全球锌消费量会比2003年的985万t增长4.8%,2005年将再增长4.3%,预计2005年中国将占世界锌消费总量的四分之一,它的消费增长的部分原因是镀锌钢用量的增长。相比之下,美国可能只占全球锌需求的十分之一。

由于锌在常温下表面易生成一层保护膜,所以锌最大的用途是用于镀锌工业。锌能和许多有色金属形成合金,其中锌与铝、铜等组成的合金,广泛用于压铸件。锌与铜、、铅组成的黄铜,用于机械制造业。含少量铅等元素的锌板可制成锌干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照相制板和胶印印刷板等。锌与酸或强碱都能发生反应,放出氢气。锌肥(硫酸锌、氯化锌)有促进植物细胞呼吸、碳水化合物的代谢等作用。锌粉、锌钡白、锌黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。

锌主要用途占比

镀锌板

热镀锌方管

六、国内铅锌生产基地

中国铅锌业生产布局,依据铅锌矿产地的分布和建设条件,经 40多年来的发展、建设,现已形成东北、湖南、两广、滇川、西北等五大铅锌采选冶和加工配套的生产基地,其铅产量占全国总产量的85%以上,锌产量占全国总产量的95%。

1.东北铅锌生产基地。东北地区是我国开发较早的铅锌生产基地之一。早在 50年代初期,其铅产量占全国铅产量的80%以上,在中国铅锌生产居于重要地位。东北基地以七矿两厂为主,即青城子铅锌矿、八家子铅锌矿、柴河铅锌矿(现已闭坑)、桓仁铜锌矿、红透山铜锌矿、西林铅锌矿、天宝山铅锌矿和沈阳冶炼厂、葫芦岛锌厂。七矿两厂不仅是东北铅锌生产基地的支柱厂矿,也是培养造就科技人才的基地。六七十年代曾向全国新建的铅锌企业输送大批具有实践经验的科技和管理人才以及生产技术工人,为中国铅锌业的发展做出了积极贡献。

2.湖南铅锌生产基地。湖南铅锌矿产资源丰富,而且富矿多,大部分矿产地可开发利用。该基地铅锌厂矿是五六十年代建成的,由水口山矿务局、桃林铅锌矿、黄沙坪铅锌矿、东  坡铅锌矿和株洲冶炼厂等组成的湖南铅锌生产基地,是当时全国自产原料的全国最大的铅锌生产基地,在全国产量占有重要地位。

3.两广铅锌生产基地。广东、广西两省区的铅锌资源丰富,两省区是 70年代形成的我国大型铅锌生产基地之一。广东以凡口铅锌矿和韶关冶炼厂为主,其次是丙村铅锌矿、昌化铅锌矿、大尖山铅锌矿。广西有泗顶铅锌矿、大新铅锌矿、河三铅锌矿、柳州锌品厂和大厂矿务局等。

4.滇川铅锌生产基地。云南铅锌矿产资源十分丰富,现铅锌保有储量均居全国之首。该基地铅锌企业也是五六十年代建成的,主要是会泽铅锌矿、澜沧老厂铅锌矿和昆明冶炼厂、个旧鸡街冶炼厂。云南铅锌矿产资源具有广阔的开发前景, 90年代开始兴建超大型铅锌矿床金顶矿山。四川有会东铅锌矿、会理铅锌矿两个主要矿山以及一批中小型矿山,近年来铅锌精矿产量猛增。

5.西北铅锌生产基地。西北地区铅锌矿产资源也很丰富,主要分布在甘陕青三省,而且西成矿带经近年来勘查储量又有大幅度的增长,资源前景十分可观。该基地铅锌生产以白银有色金属公司为主,有白银厂小铁山铅锌矿、第三冶炼厂和西北铅锌冶炼厂,陕西有铅硐山铅锌矿、二里河铅锌矿、银洞梁铅锌矿等和青海锡铁山矿务局。目前,西北铅锌产量较少,但开发前景可观。一是有丰富的铅锌矿产资源,位于甘陕交界的西成 -凤太矿带,经近20余年勘查出10多个大中型铅锌银金矿床,其中厂坝-李家沟铅锌达到超大型规模,银达到大型。二是厂坝正在抓紧建设一座大型矿山,将成为西北冶炼厂主要矿物原料供给基地,是全国大型铅锌矿山之一。

除上述五大铅锌生产基地外,内蒙古、江西、贵州等省区也建设了一批中小型矿山。其中内蒙古梧桐花铅锌矿、白音诺铅锌矿、翁牛特旗硐子铅锌矿等矿山。内蒙古是全国生产铅锌精矿主要省区之一,开发前景巨大。江西有银山铅锌矿等。贵州有赫章铅锌矿、杉树林铅锌矿等。