人类很早就使用含锌的铜合金,但分离出单质锌较晚。中国是最早掌握炼锌技术的国家。16~18世纪,中国的金属锌传入欧洲。锌在自然界中多以硫化物状态存在,主要矿物是闪锌矿(ZnS,见图),也有少量氧化矿,如菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(H2ZnSiO6)。
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化学元素,元素符号Zn,原子序数30,原子量65.409,属周期系ⅡB族。
人类很早就使用含锌的铜合金,但分离出单质锌较晚。中国是最早掌握炼锌技术的国家。16~18世纪,中国的金属锌传入欧洲。锌在自然界中多以硫化物状态存在,主要矿物是闪锌矿(ZnS,见图),也有少量氧化矿,如菱锌矿(ZnCO3)和异极矿(H2ZnSiO6)。
锌为灰色金属,熔点419.53℃,沸点907℃,密度7.133克/厘米3(25℃)。断面呈金属光泽,晶体结构为密排六方,常见的化合价为+2。锌在常温下性脆,加热至100~150℃变软,可以加工成片、板和丝材,到200℃以上时又变脆,易碎为粉末。锌是活性金属,常温下在空气中表面生成致密的碱式碳酸锌[ZnCO3·Zn(OH)2]薄膜,阻止继续氧化。锌属负电势金属(-0.763伏),易溶于酸,可从溶液中置换某些金属,如金、银、铜、镉等。重要化合物有氧化锌(ZnO)、硫酸锌(ZnSO4)、氯化锌(ZnCl2)。
中国炼锌历史悠久,早期锌冶炼属火法还原熔炼,平缶、竖缶还原蒸馏制取金属锌。后又发展了电热法炼锌、鼓风炉炼锌。湿法炼锌研究较早,此后湿法炼锌不断发展并推广应用。20世纪70年代,随着环境保护要求日趋严格,以及能源价格上涨等原因,火法炼锌逐步被淘汰,湿法炼锌技术得以发展。湿法炼锌方法有传统低温常规湿法炼锌工艺和高温高酸湿法炼锌工艺,根据溶液除铁方法分为黄钾铁矾法、针铁矿法和赤铁矿法等,以及精矿直接加压浸出法(全湿法炼锌工艺)和氧气常压浸出工艺。应依据矿石的组成性能和客观外部环境,以及杂质金属特别是铁的分离条件选择工艺。
锌能与多种有色金属制成锌合金或含锌合金。锌与铜、锡、铅等组成压铸合金,可用于各种精密铸件。锌与铝的合金具有很好的超塑性和阻尼减震性能,应用广泛。铁表面镀锌能防止腐蚀,所以大量的锌用于镀锌工业。锌的另一重要用途是制作锌-锰电池。锌还可用于医药、橡胶、颜料和油漆工业。