zn相对原子质量是多少(锌的相关知识介绍)

100次浏览     发布时间:2024-09-18 09:08:47    

1、锌的基础属性

锌是一种化学元素,化学符号Zn,原子量为65.4,原子序数是30,在化学元素周期表中位于第4周期、第IIB族 。熔点为419.7℃,沸点907℃。密度为7.14克/立方厘米,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。当温度达到225℃后,锌剧烈氧化。


锌是一种银白略带蓝灰色的金属,其新鲜断面呈现出有金属光泽的结晶形状。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、铜等。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。锌是一种常用有色金属,是古代铜、锡、铅、金、银、汞、锌等7种有色金属中提炼最晚的一种,是第四常见的金属,仅次于铁、铝及铜。锌能与多种有色金属制成合金,其中最主要的是锌与铜、锡、铅等组成的黄铜等,还可与铝、镁、铜等组成压铸合金。

锌金属具有良好的抗腐蚀性能、延展性和流动性,常被用作钢铁的保护层,能与多种金属制成物理与化学性能更加优良的合金,广泛应用于建筑、汽车、机电、化工、医药、军事等领域。其产量与消费量仅次于铜和铝。在现代工业中对于电池制造上有不可磨灭的地位,为一相当重要的金属。另外,锌是人体必需的微量元素之一,在人体生长发育、生殖遗传、免疫、内分泌等重要生理过程中起着极其重要的作用。

目前,锌的生产方式有两种基本方法——火法冶炼和湿法冶炼。世界上近80%的锌均产自湿法冶炼,大多数采用酸浸出液电解,在常规流程中,由于对其中浸渣的处理方法不同而派生出不同的湿法冶炼工艺。在我国,许多大型锌冶炼企业,例如,株冶集团、豫光金铅和驰宏锌锗均采用湿法冶炼流程,中金岭南韶关冶炼厂采用火法冶炼流程。

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2、锌的供给

锌是重要的工业基础原材料,其需求变化与经济增长密切相关。经济增长时,锌需求增加,从而带动价格上升,经济萧条时,锌需求萎缩,从而促使价格下跌。

根据安泰科《有色金属统计》的数据,2012年世界锌产量为1262.5万吨消费量为1243.2万吨。

储量

在自然条件下,并不存在着单一的锌金属矿床,通常情况下,锌与铅、银、金等金属以共生矿的形式存在。根据美国地质调查局公布的统计数据,2012年世界锌储量为2.5亿吨,资源量为19亿吨。世界锌储量较多的国家有澳大利亚、中国、秘鲁、墨西哥、印度、美国、哈萨克斯坦等国,上述国家合计占世界锌储量的72%。

中国铅锌矿资源比较丰富,全国除上海、天津、香港外,均有铅锌矿产出。产地有700多处,保有铅总储量3572万吨,居世界第4位;锌储量9384万吨,居世界第4位。从省际比较来看,云南铅储量占全国总储量17%,位居全国榜首。广东、内蒙古、甘肃、江西、湖南、四川次之,探明储量均在200万吨以上。全国锌储量以云南为最,占全国21.8%;内蒙古次之,占13.5%;其他如甘肃、广东、广西、湖南等省(区)的锌矿资源也较丰富,均在600万吨以上。

产量

目前全球有36个国家建立了炼锌工业,世界锌生产的主要国家地区有中国、加拿大、韩国、日本、西班牙、澳大利亚等,中国是世界上最大的锌生产国。近年来全球锌产量基本保持稳定的增长趋势,截止到2005年,全球锌产量已经达到 1023万吨。

国内五大生产基地


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,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,21世纪以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。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。

库存

目前,锌库存变化对市场较有影响力的期货交易所主要有上海期货交易所、伦敦金属交易所。

其他的主要仓库有,鹿特丹,柔佛,新奥尔良,安特卫普。

进出口

精炼锌贸易:过去两三年中中国一直是精炼锌的净进口国。

与铅冶炼行业一样,锌冶炼行业也被视为“两高一资”行业,出口贸易受到相关政策抑制。目前中国对0# 锌的出口不征收出口关税,但是对1# 锌和粗锌分别征收5%和15%的出口关税。过去3 年中中国精炼锌年出口量基本维持在10 万t 以下。

国内精炼锌产量基本可以满足国内消费,进口量不大,2010 年进口32 万t。

税收

进出口政策,尤其是关税政策是通过调整商品的进出口成本从而控制商品的进出口量来平衡国内供求状况的重要手段。2003年10月锌及锌合金出口退税从原来的15%下降到11%,2005年5月1日起进一步下降到8%,2006年1月1日所有精锌出口退税下降到5%,从2006年5月1日起,≧99.99%的精锌保持5%的出口退税,其他精锌和锌合金退税取消,并加收5%的出口关税,2011年7月1日我国锌锭进口关税由3%下降至1%。

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3、锌的需求

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,约13%用于制造干电池,以锌饼、锌板形式出现。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。

(1)

镀锌具有优良的抗大气腐蚀性能,在常温下表面易生成一层保护膜,因此锌最大的用途是用于镀锌工业。被主要用于钢材和钢结构件的表面镀层(如镀锌板),广泛用于汽车、建筑、船舶、轻工等行业。21世纪后西方国家开始尝试直接用锌合金板做屋顶覆盖材料,其使用年限可长达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。21世纪后,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g。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。

(2)

锌合金用于汽车制造和机械行业。锌具有适用的机械性能。锌本身的强度和硬度不高,但加入铝、铜等合金元素后,其强度和硬度均大为提高,犹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,锌铜钛合金已被广泛应用于小五金生产中。主要为压铸件,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。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。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。

(3)

锌可以用来制作电池。例如:锌锰电池以及锌空气蓄电池。

锌锰电池:锌作为负极活性物质,兼作电池的容器和负极引电体,是决定电池贮存性能的主要材料。在锌片中含有少量的镉和铅。镉能增强锌的强度,铅能改进锌的延展加工性能。镉与铅均能提高氢在锌电极上的过电位,减少锌电极的自放电,减缓锌片的腐蚀和氢气的释放。锌片中若含有Cu、Fe、Ni等,将降低H2在锌电极上析出的过电位,加速电池在贮存过程中的自放电,因此这些有害杂质必须严格控制。

锌空气蓄电池:锌空气电池又称锌氧电池,是金属空气电池的一种。锌空气电池比能理论值是1350W·h/kg,最新的电池比能量已达到了230Wh/kg,几乎是铅酸电池的8倍。可见锌空气电池的发展空间非常大。锌空气电池一般采取抽换锌电极的办法进行“机械式充电”。更换电极的时间在几分钟即可完成。换上新的锌电极,“充电”时间极短,非常方便。如此种电池得到发展,省去了充电站等社会保障设施的兴建。锌电极可在超市、电池经营点、汽配商店等购买,对普及此电池电动车十分有利。这种电池具有体积小,电荷容量大,质量小,能在宽广的温度范围内正常工作,且无腐蚀,工作安全可靠。只是锌电极在电解还原过程中,比较耗能,每吨氧化锌还原成锌需要消耗2500度电,所以用在电动汽车上,成本较高。试验电池的电荷容量仅是铅酸电池的5倍,不甚理想。但5倍于铅酸电池的电荷量已引起了世人的关注,美国、墨西哥,新加坡及一些欧洲国家都已在邮政车、公共汽车、摩托车上进行试用,也是一极有前途的电动车用电池。

(4)

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。广泛用于橡胶 、涂料、搪瓷、医药、印刷、纤维等工业。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。它的这一性能也被广泛地应用于医药行业。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。

锌的消费

随着镀锌板等下游行业锌消费增长的带动,预计2011-2015 年中国原生锌产量将年平均增长6.5%,高于同期国内锌精矿产量6.1%的年平均增速。锌精矿进口量需保证7%的增长,才能满足冶炼行业的需求。预计2015 年中国锌精矿进口量将达到221万t 锌金属量,原料的对外依存度达到33%。


中国不但是全球最大的锌精矿生产国,同时是最大的锌精矿消费国。随着锌冶炼行业的快速增长,对锌精矿原料的需求日益旺盛。虽然过去5年间国内锌精矿产量保持了8.3%的年平均增速,仍不能满足国内冶炼行业的需求,每年仍需进口大量锌精矿。

2005—2010 年,中国锌精矿净进口年均增长42.4%,到2010 年达到157万t 锌金属量,占供应总量的32%。中国主要从澳大利亚、秘鲁、哈萨克斯坦、土耳其和塞尔维亚进口锌精矿,2010 年从这五个国家进口的锌精矿合计达到228.5 万t,占到当年进口总量的70.5%

精炼锌生产“2005—2010 年中国精炼锌产量年均增长12.1%,2010 年达到511万t,占全球产量的41%,居世界首位。中国精炼锌产量主要来自于原生锌,2010年中国原生锌产量占精炼锌总产量的90%。而再生锌行业由于生产工艺落后、原料短缺、生产不稳定的原因,发展相对缓慢,过去5 年中中国再生锌产量比例基本保持在10%左右。


精炼锌用途的变化

目前中国钢材的镀锌率只有2 0 % 左右, 与日本、美国等发展国家的55%~60%的比例相比还有很大差距。近年来汽车、家电、高速公路等行业对镀锌板需求上升,使得国内镀锌行业的投资建设迅猛发展。未来随着铝加工技术的进一步升级,铝对锌也具有一定的替代性。

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4、上期所锌合约

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