锌矿石是做什么
提炼金属锌,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,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:
(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。
(二)制造铜合金材(如黄铜)
用于汽车制造和机械行业,约占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。
(三)用于铸造锌合金
主要为压铸件,用于汽车、轻工等行业,约占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,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。
(四)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11%。
(五)用于制造干电池,以锌饼、锌板形式,约占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。
锌精矿一般是由铅锌矿或含锌矿石经破碎、球磨、泡沫浮选等工艺而生产出的达到国家标准的含锌量较高的矿石。
锌精矿是生产金属锌、锌化合物等的主要原料。金属锌主要是生产铜合金、铅合金、镁合金、铅锌合金及锌化合物用于钢铁、冶金、机械、电气、化工、轻工、军事和医药等领域
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精矿
,一般就是指锌矿石经过
浮选
,品位提高了的
锌粉
,叫锌精矿一般浮选过的品位大多在40%-60%左右.如果矿石未经浮选,品位达到的,也可以精矿称之!
锌也是人类自远古时就知道其化合物的元素之一。锌矿石和铜熔化制得合金——黄铜,早为古代人们所利用。但金属状锌的获得比铜、铁、锡、铅要晚得多,一般认为这是由于碳和锌矿共热时,温度很快高达1000 C以上,而金属锌的沸点是906C,故锌即成为蒸气状态,随烟散失,不易为古代人们所察觉,只有当人们掌握了冷凝气体的方法后,单质锌才?B style='color:blackbackground-color:#ff9999'>锌赡鼙蝗〉谩?/span>
世界上最早发现并使用锌的是中国,在10~11世纪中国是首先大规模生产锌的国家。明朝末年宋应星所著的《天工开物》一书中有世界上最早的关于炼锌技术的记载。生产过程非常简单,将炉甘石(即菱锌矿石)装满在陶罐内密封,堆成锥形,罐与罐之间的空隙用木碳填充,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。
锌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。
单质锌
纯锌具有银白色的金属光泽,然而在空气中锌却呈灰蓝色,这是因为锌的化学性质比较活泼,与空气中的水、二氧化碳和氧气发生了化学反应,生成一层极薄的碱式碳酸锌:
这层薄膜保护着里面的锌不再生锈。根据这个道理,人们用锌来保护铁。
白铁皮、铅丝(镀锌的铁丝)、自行车的辐条、五金零件和仪表螺丝等都是镀锌制品。镀上锌的白铁皮,表面上有一层美丽的冰花,那就是锌的晶体。白铁皮比马口铁要耐用得多。马口铁是镀锡制品,只要碰破了一块,会很快腐蚀掉。而白铁皮即使碰破一大块,也不会很快被腐蚀。这是因为在金属活动顺序里:K、Ca、Na、Mg、Al、Zn、Fe、Sn、Pb、H、Cu、Hg、Ag、Pt、Au,金属的活泼性依次由强减弱,Zn比Fe活泼,Fe又比Sn活泼。所以活泼的Zn比Fe容易失去电子被氧化变成锌的二价离子而发生锈蚀,保护了Fe不受腐蚀;而Sn不如Fe活泼,只能眼睁睁地看着Fe被腐蚀掉却爱莫能助。这就是焊锡补的脸盆反而烂得更快的原因。Zn正是发挥了这种“牺牲自己,保护他人”的长处,人们在水闸、水下钢柱、船舰的尾部、船锚和锅炉内壁,将Zn块镶嵌在钢铁的表面,充当防锈的卫士。Zn块不断地被锈蚀而消瘦,以至最终被新的Zn块替换上去,却保护了它相邻的钢铁安居乐业。
椐统计,全世界生产的Zn有40%用来制造镀锌的钢板、管材和白铁皮。Zn是Fe的忠诚卫士。此外,Zn还用来制造Zn——Cu合金—黄铜和干电池等。
锌是人体必需的微量元素之一,是人体多种蛋白质的核心组成部分,它们在生命活动过程中起着转运物质和交换能量的“生命齿轮”作用。人若缺锌,骨骼生长和性发育都会受到影响,缺锌的人常常表现出食欲不好,味觉不灵敏,伤口不易愈合等症状。但过多摄入锌对人体有害,会引起头晕、呕吐和腹泻等。
锌也是植物生长不可缺少的元素,硫酸锌就是一种常用的微量元素肥料。
锌的主要矿物有闪锌矿ZnS、菱锌矿ZnCO3、红锌矿ZnO和常与铅矿共生的铅锌矿。
锌的化学性质和镉相近,与铜和铝相似,是比较活泼的金属元素。
(1)在加热条件下,Zn可以和大多数非金属反应。例如:Zn在空气中燃烧生成白色的ZnO;
Zn和卤素、P、S直接化合生成卤化锌、磷化锌和硫化锌等等。
(2) Zn和Al相似,是两性金属,既能溶于酸又能溶于强碱生成锌酸盐。但Zn与Al又有区别,Zn与NH3水能形成配合离子而溶于NH3水中,Al则不溶于NH3水。
(3)Zn是一个强还原剂,能与多种物质发生氧化还原反应。例如Zn能将铜盐溶液中的铜的二价离子还原为单质铜;能将CO2还原为CO等等。
氢氧化锌和氧化锌
在Zn2+的可溶盐的溶液中加入适量的碱,可以沉淀出白色的氢氧化锌:
成四羟基合锌酸Zn(OH)2是两性的氢氧化物,既可溶于酸生成锌盐,又可溶于强碱生成配离子,或称为锌酸盐:
Zn(OH)2还能溶于NH3水中生成四氨合锌酸根配离子,而Al(OH)3则不溶于NH3水:
这也是区别Al(OH)3和Zn(OH)2的方法之一。
Zn(OH)2受热时易脱水生成白色的氧化锌ZnO:
[Zn(OH)4]2-和[Zn(NH3)4]2+ 在加热或加酸的条件下,配离子解体,又生成Zn(OH)2:
Zn(OH)2和ZnO都是共价型的化合物。Zn(OH)2常常用作造纸的填料。
ZnO是一种著名的白色的颜料,俗名叫锌白。它的优点是遇到H2S气体不变黑,因为ZnS也是白色的。在加热时,ZnO由白、浅黄逐步变为柠檬黄色,当冷却后黄色便退去,利用这一特性,把它掺入油漆或加入温度计中,做成变色油漆或变色温度计。
因ZnO有收敛性和一定的杀菌能力,在医药上常调制成软膏使用,ZnO还可用作催化剂。
在Zn2+盐中加入Na2CO3溶液,得到的是碱式碳酸锌的白色沉淀,而不是Zn(OH)2:
氯化锌
用Zn或ZnO与盐酸 反应,均可得到ZnCl2的溶液。经浓缩冷却就会析出ZnCl2·H2O晶体:
ZnO+2HCl==ZnCl2+H2O
如果将溶液蒸干,得到碱式氯化锌而得不到无水ZnCl2,这是因为ZnCl2水解造成的。要制备无水ZnCl2,一般要在干燥的HCl气氛中加热脱水。
无水ZnCl2是白色容易潮解的固体,它的溶解度是固体盐中溶解度最大的,283K时为333g/100g水,它的吸水性很强,在有机化学中常用它作去水剂和催化剂。
ZnCl2浓溶液中,由于生成一羟基二氯合锌配合酸而具有显著的酸性,能溶解金属氧化物,例如氧化亚铁FeO:
ZnCl2的浓溶液通常称之为焊药水,在焊接金属时用它溶解清除金属表面上的氧化物而不损害金属表面,水分蒸发后,熔化的盐覆盖在金属的表面,使之不再氧化,能保证焊接金属的直接接触。
硫化锌
硫化锌是一种白色的金属硫化物。
将Zn或ZnO和S一起加热,或在锌盐溶液中加入(NH4)2S溶液,均可得到ZnS:
在锌盐溶液中通入H2S气体也会得到ZnS,但ZnS沉淀不完全。因为ZnS溶于稀盐酸,但不溶于醋酸。在沉淀过程中,H+浓度增加,阻碍了ZnS的进一步沉淀:
ZnS可用作白色颜料,它同BaSO4共沉淀所形成的混合晶体ZnS·BaSO4叫做锌钡白,俗称立德粉,是一种优良的白色颜料:
ZnS在H2S气氛中灼烧即转变为晶体ZnS,在晶体ZnS中加入微量的Cu、Ag或Mn的化合物作为活化剂,经光照射后能发出不同颜色的荧光,银为蓝色,铜为黄绿色,锰为橙色。这种光叫做冷光。夜光表的表盘和指针所发出的光就是这种光。因此ZnS是制作荧光屏、夜光表等的重要荧光物质,这种材料称作荧光粉。