锌的用途和前景?

221 2024-03-13 07:08

A、锌的性质与锌在工业上的用途:

  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。

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