鋅的物理和化學性質(zhì)

金屬鋅，化學符號Zn。屬化學元素周期表第II族副族元素，是六種基本金屬之一。鋅是一種白色略帶藍灰色金屬，具有金屬光澤，在自然界中多以硫化物狀態(tài)存在。鋅的密度為7.2克/立方厘米，熔點為419.5℃，沸點906℃，莫氏硬度為2.5，其六面體晶體結構穩(wěn)定性極強，無法改變，但可以加強。鋅較軟，僅比鉛和錫硬，展性比鉛小，比鐵大；展性比銅和錫小。細粒結晶的鋅比粗粒結晶的鋅容易錕軋及抽絲。

　　鋅在常溫下不會被干燥空氣、不含二氧化碳的空氣或干燥的氧所氧化。但在與濕空氣接觸時，其表面會逐漸被氧化，生成一層灰白色致密的堿性碳酸鋅包裹其表面，保護內(nèi)部不再被侵蝕。

　　純鋅不溶于純硫酸或鹽酸，但鋅中若有少量雜質(zhì)存在則會被酸所溶解。因此，一般的商品鋅極易被酸所溶解，亦可溶于堿中。

鋅的主要用途

　　鋅是重要的有色金屬原材料，目前，鋅在有色金屬的消費中僅次于銅和鋁，鋅金屬具有良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，能與多種金屬制成物理與化學性能更加優(yōu)良的合金。原生鋅企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：金屬鋅、鋅基合金、氧化鋅。這些產(chǎn)品用途非常廣泛，主要有以下幾個方面：

(一)鍍鋅

　　用作防腐蝕的鍍層(如鍍鋅板)，廣泛用于汽車、建筑、船舶、輕工等行業(yè)，約占鋅用量的46%。

　　鋅具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能，所以鋅主要用于鋼材和鋼結構件的表面鍍層。電鍍用熱鍍鋅合金表面氧化后會形成一層均勻細密的堿式碳酸鋅ZnCO3•3Zn(OH)2氧化膜保護層，該氧化膜保護層還有防止霉菌生長的作用。由于鋅合金板具有良好的抗大氣腐蝕性，近年來西方國家也開始嘗試著直接用它做屋頂覆蓋材料，用它作屋頂板材使用年限可長達120-140年，而且可回收再用，而用鍍鋅鐵板作屋頂材料的使用壽命一般為5-10年。

(二)制造銅合金材(如黃銅)

　　用于汽車制造和機械行業(yè)，約占15%。

　　鋅具有適用的機械性能。鋅本身的強度和硬度不高，加入鋁、銅等合金元素后，其強度和硬度均大為提高，尤其是鋅銅鈦合金的出現(xiàn)，其綜合機械性能已接近或達到鋁合金、黃銅、灰鑄鐵的水平，其抗蠕變性能也大幅度被提高。因此，鋅銅鈦合金目前已經(jīng)被廣泛應用于小五金生產(chǎn)中。

(三)用于鑄造鋅合金

　　主要為壓鑄件，用于汽車、輕工等行業(yè)，約占15%。

　　許多鋅合金的加工性能都比較優(yōu)良，道次加工率可達60%-80%。中壓性能優(yōu)越，可進行深拉延，并具有自潤滑性，延長了模具壽命，可用釬焊或電阻焊或電弧焊(需在氦氣中)進行焊接，表面可進行電鍍、涂漆處理，切削加工性能良好。在一定條件下具有優(yōu)越的超塑性能。

　　此外，鋅具有良好的抗電磁場性能。鋅的導電率是標準電工銅的29%，在射頻干擾的場合，鋅板是一種非常有效的屏蔽材料，同時由于鋅是非磁性的，適合做儀器儀表零件的材料及儀表殼體及錢幣，同時，鋅自身及與其他金屬碰撞不會發(fā)生火花，適合作井下防爆器材。

(四)用于制造氧化鋅

　　廣泛用于橡膠(21370,105,0.49%)、涂料、搪瓷、醫(yī)藥、印刷、纖維等工業(yè)，約占11%。

5、用于制造干電池，以鋅餅、鋅板形式，約占13%。

　　鋅具有適宜的化學性能。鋅可與NH4CI發(fā)生作用，放出H+正離子。鋅-二氧化錳電池正是利用鋅的這個特點，用鋅合金做電池的外殼，既是電池電解質(zhì)的容器，又參加電池反應構成電池的陽極。它的著一性能也被廣泛地應用于醫(yī)藥行業(yè)。

　　鋅的儲量及資源分布

　　世界鋅資源較為豐富。自然條件下并不存在單一的鋅金屬礦床，通常情況鋅與鉛、銅、金等金屬以共生礦的形式存在。據(jù)美國地質(zhì)調(diào)查局資料顯示，2004年世界鋅儲量22,000萬噸，儲量基礎為46,000萬噸(見表一)。鋅儲量較多的國家有中國、澳大利亞、美國、加拿大、哈薩克斯坦、秘魯和墨西哥等。

　　世界鋅資源地理分布廣泛。澳大利亞、中國、美國、哈薩克斯坦四國的礦石儲量占世界鋅儲量的57%左右，占世界儲量基礎的64.66%。

　　我國已知的鋅礦物大約有55種，其中約13種鋅礦物有經(jīng)濟價值。閃鋅礦(ZnS)是最富含鋅的礦物，占鋅總產(chǎn)量90%左右。重要的鋅礦物還包括纖鋅礦、異極礦、菱鋅礦、水鋅礦、紅鋅礦、硅鋅礦等。

　　我國的鋅資源豐富，地質(zhì)儲量居世界第一位，至2004年底，我國鋅的地質(zhì)保有儲量為9,200萬噸(其中A+B+C級3,300萬噸)，資源分布相當廣泛，幾乎遍及全國各省、市、自治區(qū)。目前全國已探明的鋅礦床778處，保有地質(zhì)儲量較多的省份有云南、廣東、湖南、甘肅、廣西、內(nèi)蒙古、四川和青海等地。我國鋅資源的總體特征是：富礦少，低品位礦多；大型礦少，中小型礦多；開采難度較大。

　　盡管我國鋅礦的開采條件較差，但根據(jù)2004年全球前十位鋅精礦生產(chǎn)國產(chǎn)量的統(tǒng)計資料，我國2005年鋅精礦產(chǎn)量達到271萬噸，約占全球鋅精礦產(chǎn)量的26.5%，是全球最大的鋅礦產(chǎn)資源生產(chǎn)國，在全球鋅礦產(chǎn)資源的配制中占有極其重要地位。