锌是重要的有色金属原材料,具体作用是什么
锌是重要的有色金属原材料,目前,锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝,锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金\x0d.原生锌企业生产的主要产品有:金属锌、锌基合金、氧化锌.这些产品用途非常广泛,主要有以下几个方面:(一)镀锌用作防腐蚀的镀层(如镀锌板),广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业,约占锌用量的46%.锌具有优良的抗大气腐蚀性能,所以锌被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层.\x0d电镀用热镀锌合金表面氧化后会形成一层均匀细密的碱式碳酸锌ZnCO3 3Zn(OH)2氧化膜保护层,该氧化膜保护层还有防止霉菌生长的作用.由于锌合金板具有良好的抗大气腐蚀性,近年来西方国家也开始尝试着直接用它做屋顶覆盖材料,用它作屋顶板材使用年限可长达120-140年,而且可回收再用,而用镀锌铁板作屋顶材料的使用寿命一般为5-10年.\x0d(二)制造铜合金材(如黄铜)\x0d用于汽车制造和机械行业,约占15%.\x0d锌具有适用的机械性能.锌本身的强度和硬度不高,加入铝、铜等合金元素后,其强度和硬度均大为提高,尤其是锌铜钛合金的出现,其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平,其抗蠕变性能也大幅度被提高.因此,锌铜钛合金目前已经被广泛应用于小五金生产中.\x0d(三)用于铸造锌合金主要为压铸件\x0d,用于汽车、轻工等行业,约占15%.\x0d许多锌合金的加工性能都比较优良,道次加工率可达60%-80%.中压性能优越,可进行深拉延,并具有自润滑性,延长了模具寿命,可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接,表面可进行电镀、涂漆处理,切削加工性能良好.在一定条件下具有优越的超塑性能.\x0d此外,锌具有良好的抗电磁场性能.锌的导电率是标准电工铜的29%,在射频干扰的场合,锌板是一种非常有效的屏蔽材料,同时由于锌是非磁性的,适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币,同时,锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花,适合作井下防爆器材.\x0d(四)用于制造氧化锌\x0d广泛用于橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业,约占11%.\x0d(五)用于制造干电池,以锌饼、锌板形式,约占13%.\x0d锌具有适宜的化学性能.锌可与NH4CI发生作用,放出H+正离子.锌-二氧化锰电池正是利用锌的这个特点,用锌合金做电池的外壳,既是电池电解质的容器,又参加电池反应构成电池的阳极.它的着一性能也被广泛地应用于医药行业.
锌是一种蓝白色金属,熔点为419.5℃。在室温下,性较脆;100~150℃时,变软;超过200℃后,又变脆。锌的化学性质活泼,在常温下的空气中,表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜,可阻止进一步氧化。
1.用作分析试剂,如作还原剂,用于砷、铜、硝酸盐等测定。
2.与乙酸、盐酸、硫酸、碱、水(含氯化按)等共用作还原剂。锌粉蒸馏。制有机锌化合物。Reformatsky反应。由苯甲醛制苯基卡宾等。
3.用作催化剂、还原剂,用于有机合成,也用于电镀锌和制备有色金属合金。
4、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、锡、铅组成的黄铜,用于机械制造业。
5、含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照像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。
6、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、锌铬黄可作颜料。
7、氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。
锌的化学性质活泼,在常温下的空气中,表面生成一层薄而致密的碱式碳酸锌膜,可阻止进一步氧化.当温度达到225℃后,锌氧化激烈.燃烧时,发出蓝绿色火焰.锌易溶于酸,也易从溶液中置换金、银、铜等.
锌的用途
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、锡、铅组成的黄铜,用于机械制造业.含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照像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、锌铬黄可作颜料.氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业.
锌元素是人体中一种非常重要的微量元素,这种微量元素虽然在人体内含量比较少,但是在人体中的作用却是不容小觑的。缺锌会让人体产生很多的不适症状。那么锌的作用与功效到底有哪些呢?
(1)参加人体内许多金属酶的组成。锌是人机体中200多种酶的组成部分,在按功能划分的六大酶类(氧化还原酶类、转移酶类、水解酶类、裂解酶类、异构酶类和合成酶类)中,每一类中均有含锌酶。人体内重要的含锌酶有碳酸酐酶、胰羧肽酶、DNA聚合酶、醛脱氢酶、谷氨酸脱氢酶、苹果酸脱氢酶、乳酸脱氢酶、碱性磷酸酶、丙酮酸氧化酶等。它们在组织呼吸以及蛋白质、脂肪、糖和核酸等的代谢中有重要作用。
(2)促进机体的生长发育和组织再生。锌是调节基因表达即调节DNA复制、转译和转录的DNA聚合酶的必需组成部分,因此,缺锌动物的突出的症状是生长、蛋白质合成、DNA和RNA代谢等发生障碍。
(3)促进食欲。动物和人缺锌时,出现食欲缺乏。口服组氨酸以造成人工缺锌时(组氨酸可夺取体内结合于白蛋白的锌,使之从尿中排出,引起体内缺锌),也可引起食欲显著减退。这都证明锌维持正常食欲中的作用。
(4)锌缺乏对味觉系统有不良的影响,导致味觉迟钝。锌可能通过参加构成一种含锌蛋白-唾液蛋白对味觉及食欲起促进作用。
(5)促进性器官和性机能的正常。缺锌大鼠前列腺和精囊发育不全,精子之减少,给锌后可使之恢复。已发生睾丸退变者则不能恢复。在人体,缺锌使性成熟推迟,性器官发育不全,性机能降低,精子减少,第二性征发育不全,月经不正常或停止,如及时给锌治疗。这些症状都好转或消失。
(6)保护皮肤健康。动物和人都可因缺锌而影响皮肤健康,出现皮肤粗糙、干燥等现象。在组织学上可见上皮角化和食道的类角化(这可能部分地与硫和粘多糖代谢异常有关,在缺锌动物身上已发现了这种代谢异常)。这时皮肤创伤治愈变慢,对感染的易感性增加。
(7)参加免疫功能过程。锌在保持免疫反应中的作用近些年来已引起注意。根据它在DNA合成中的作用,推测它在参加包括免疫反应细胞在内的细胞复制中起着重要作用。缺锌动物的胸腺萎缩,胸腺和脾脏重量减轻。人和动物缺锌时T细胞功能受损,引起细胞介导免疫改变,使免疫力降低。同时缺锌还可能使有免疫力的细胞增殖减少,胸腺因子活性降低,DNA合成减少,细胞表面受体发生变化。因此,机体缺锌可削弱免疫机制,降低抵抗力,使机体易受细菌感染。1978年在牙买加的一次研究提示,锌缺乏是蛋白质-能量营养不良婴儿免疫力缺乏的原因。
做合金,做氧化膜。
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、锡、铅组成的黄铜,用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照像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、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。
锌粒表面有大量的气泡产生,放出大量的热,锌粒逐渐溶解 Zn+2HCl=ZnCl2+H2↑
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),锌还常和少量铜和钛制成合金,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、锡、铅组成的黄铜,用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、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、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。
一、锌的理化性质
金属锌,化学符号Zn,属化学元素周期表第II族副族元素,是六种基本金属之一。锌是一种白色略带蓝灰色金属,具有金属光泽,在自然界中多以硫化物状态存在。锌的密度为7.2克/立方厘米,熔点为419.5℃,沸点906℃,莫氏硬度为2.5,其六面体晶体结构稳定性极强,无法改变,但可以加强。锌较软,仅比铅和锡硬,展性比铅、铜和锡小,比铁大。细粒结晶的锌比粗粒结晶的锌容易锟轧及抽丝。
锌在常温下不会被干燥空气、不含二氧化碳的空气或干燥的氧所氧化,但在与湿空气接触时,其表面会逐渐被氧化,生成一层灰白色致密的碱性碳酸锌包裹其表面,保护内部不再被侵蚀。
纯锌不溶于纯硫酸或盐酸,但锌中若有少量杂质存在则会被酸所溶解,因此,一般的商品锌极易被酸所溶解,亦可溶于碱中。
二、锌的主要用途
锌是重要的有色金属原材料,目前,锌在有色金属的消费中仅次于铜和铝,是第三大有色金属。锌金属具有良好的压延性、耐磨性和抗腐性,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金。原生锌企业生产的主要产品有:金属锌、锌基合金、氧化锌,这些产品用途非常广泛,主要有以下几个方面:
1.镀锌。用作防腐蚀的镀层(如镀锌板),广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业,约占锌用量的46%。
锌具有优良的抗大气腐蚀性能,所以锌主要用于钢材和钢结构件的表面镀层。电镀用热镀锌合金表面氧化后会形成一层均匀细密的碱式碳酸锌ZnCO3o3Zn(OH)2氧化膜保护层,该氧化膜保护层还有防止霉菌生长的作用。由于锌合金板具有良好的抗大气腐蚀性,近年来西方国家也开始尝试着直接用它做屋顶覆盖材料,用它做屋顶板材使用年限可长达120—140年,而且可回收再用,而用镀锌铁板做屋顶材料的使用寿命一般为5—10年。
2.制造铜合金材(如黄铜)。用于汽车制造和机械行业,约占锌用量的15%。
锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高,加入铝、铜等合金元素后,其强度和硬度均大为提高,尤其是锌铜钛合金的出现,其综合机械性能已接近或达到铝合金、黄铜、灰铸铁的水平,其抗蠕变性能也大幅度被提高,因此,锌铜钛合金目前已经被广泛应用于小五金生产中。
锌与铜合熔形成黄铜,是锌传统的用途,黄铜被认为是高功能合金,它能被所有传统的方法,如铸造、轧制、挤压锻造和热压制造成型。
3.用于铸造锌合金。主要为压铸件,用于汽车、轻工等行业,约占锌用量的15%。
许多锌合金的加工性能都比较优良,道次加工率可达60%—80%。中压性能优越,可进行深拉延,并具有自润滑性,延长了模具寿命,可用钎焊或电阻焊或电弧焊(需在氦气中)进行焊接,表面可进行电镀、涂漆处理,切削加工性能良好,在一定条件下具有优越的超塑性能。
此外,锌具有良好的抗电磁场性能。锌的导电率是标准电工铜的29%,在射频干扰的场合,锌板是一种非常有效的屏蔽材料。同时,由于锌是非磁性的,适合做仪器仪表零件的材料及仪表壳体及钱币。此外,锌自身及与其他金属碰撞不会发生火花,适合做井下防爆器材。
4.用于制造氧化锌。广泛用于橡胶、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业,约占锌用量的11%。
5.用于制造干电池,以锌饼、锌板形式出现,约占锌用量的13%。
锌具有适宜的化学性能。锌可与NH4CI发生作用,放出H+正离子。锌—二氧化锰电池正是利用锌的这个特点,用锌合金当电池的外壳,既是电池电解质的容器,又参加电池反应构成电池的阳极。此外,它的这一性能也被广泛地应用于医药行业。
锰元素用途:冶金工业中用来制造特种钢;钢铁生产上用锰铁合金作为去硫剂和去氧剂。
镉元素用途:用于电底、制造合金等;并可做成原子反应堆中的中子吸收棒。镉氧化电位高,故可用作铁、钢、铜之保护膜,广用于电镀上,并用于充电电池、电视映像管、黄色颜料及作为塑料之安定剂。镉化合物可用于杀虫剂、杀菌剂、颜料、油漆等之制造业。
铅主要用于制造铅蓄电池;铅合金可用于铸铅字,做焊锡;铅还用来制造放射性辐射、X射线的防护设备;铅及其化合物对人体有较大毒性,并可在人体内积累。铅被用作建筑材料,用在乙酸铅电池中,用作枪弹和炮弹,焊锡、奖杯和一些合金中也含铅。
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、锡、铅组成的黄铜,用于机械制造业。含少量铅镉等元素的锌板可制成锌锰干电池负极、印花锌板、有粉腐蚀照像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、锌铬黄可作颜料。氧化锌还可用于医药、橡胶、油漆等工业。