锌的基本资料
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,展性比铅小,比铁大;展性比铜和锡小。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。
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,所以锌被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。
(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。
锌的储量及资源分布
世界锌资源较为丰富。自然条件下并不存在单一的锌金属矿床,通常情况锌与铅、铜、金等金属以共生矿的形式存在。据美国地质调查局资料显示,2004年世界锌储量22,000万吨,储量基础为46,000万吨(见表一)。锌储量较多的国家有中国、澳大利亚、美国、加拿大、哈萨克斯坦、秘鲁和墨西哥等。
世界锌资源地理分布广泛。澳大利亚、中国、美国、哈萨克斯坦四国的矿石储量占世界锌储量的57%左右,占世界储量基础的64.66%。
表一
世界锌储量和储量基础(万吨)
|
国家 |
储量 |
储量基础 |
||||||
|
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
|
|
中国 |
3400 |
3300 |
3300 |
3300 |
9300 |
9200 |
9200 |
9200 |
|
澳大利亚 |
3200 |
3300 |
3300 |
3300 |
8000 |
9000 |
8000 |
8000 |
|
美国 |
2500 |
3000 |
3000 |
3000 |
8000 |
9000 |
9000 |
9000 |
|
加拿大 |
1100 |
1100 |
1100 |
1100 |
3100 |
3100 |
3100 |
3100 |
|
哈萨克斯坦 |
3000 |
3000 |
3000 |
3000 |
3500 |
3500 |
3500 |
3500 |
|
秘鲁 |
800 |
1600 |
1600 |
1600 |
1300 |
2000 |
2000 |
2000 |
|
墨西哥 |
600 |
800 |
800 |
800 |
800 |
2500 |
2500 |
2500 |
|
其他国家 |
7400 |
6900 |
5900 |
5900 |
13000 |
11000 |
8700 |
8700 |
|
世界总计① |
19000 |
20000 |
22000 |
22000 |
44000 |
45000 |
46000 |
46000 |
注:1、资料来源:Minerol Commodity Summaries, 2005
2、①原数据取整。
图一 世界锌资源的储量分布

资料来源:Minerol Commodity Summaries,2005
已知的锌矿物大约有55种,其中约13种锌矿物有经济价值。闪锌矿(ZnS)是最富含锌的矿物,占锌总产量90%左右。重要的锌矿物还包括纤锌矿、异极矿、菱锌矿、水锌矿、红锌矿、硅锌矿等。
我国的锌资源丰富,地质储量居世界第一位,至2004年底,我国锌的地质保有储量为9,200万吨(其中A+B+C级3,300万吨),资源分布相当广泛,几乎遍及全国各省、市、自治区。目前全国已探明的锌矿床778处,保有地质储量较多的省份有云南、广东、湖南、甘肃、广西、内蒙古、四川和青海等地。我国锌资源的总体特征是:富矿少,低品位矿多;大型矿少,中小型矿多;开采难度较大。
尽管我国锌矿的开采条件较差,但根据2004年全球前十位锌精矿生产国产量的统计资料,我国2004年锌精矿产量达到206.5万吨,约占全球锌精矿产量的22%,是全球最大的锌矿产资源生产国,在全球锌矿产资源的配制中占有极其重要地位。如果按照现已探明的资源储量与矿产资源产出量计算,我国的锌的矿山储量可供开采16年以上。
锌的供应
20世纪90年代以来,中国一直是位居世界前列的锌矿生产国。而澳大利亚则从20世纪80年代以来始终是世界重要锌矿生产国,排名第二,此外,加拿大、美国、秘鲁等也是重要的锌生产国。
表二
世界矿产锌产量(单位:万吨)
|
国家(地区) |
2002年 |
2003年 |
2004年 |
2005年 |
|
中国 |
162.41 |
202.91 |
202.42 |
182.16 |
|
澳大利亚 |
146.93 |
148 |
133.4 |
136.7 |
|
加拿大 |
91.62 |
78.81 |
79.14 |
66.67 |
|
美国 |
78 |
76.8 |
73.9 |
76.25 |
|
墨西哥 |
44.61 |
42.68 |
42.38 |
47.33 |
|
哈萨克斯坦 |
39.28 |
39.32 |
36.14 |
36.43 |
|
印度 |
23.43 |
30.64 |
34.71 |
47.72 |
|
爱尔兰 |
25.27 |
41.9 |
44.41 |
42.86 |
|
俄罗斯 |
17.4 |
16.27 |
17.9 |
24.46 |
|
瑞典 |
14.86 |
18.59 |
19.7 |
21.57 |
|
小计 |
643.81 |
695.92 |
684.1 |
682.15 |
|
% |
72.38% |
72.80% |
73.57% |
73.16% |
|
世界总计 |
889.48 |
955.96 |
929.9 |
932.43 |
资料来源:ILZSG
表三 世界精锌产量(单位:万吨)
|
排名 |
国家(地区) |
2000 |
2001 |
2002 |
2003 |
2004 |
2005 |
|
1 |
中国 |
195.71 |
203.76 |
215.51 |
231.85 |
251.94 |
271.08 |
|
2 |
加拿大 |
77.99 |
66.12 |
79.34 |
76.12 |
80.54 |
72.30 |
|
3 |
日本 |
65.44 |
64.44 |
63.99 |
40.82 |
63.46 |
63.84 |
|
4 |
韩国 |
47.30 |
50.61 |
60.81 |
64.75 |
66.87 |
62.50 |
|
5 |
西班牙 |
38.71 |
43.68 |
50.24 |
51.99 |
52.51 |
50.14 |
|
6 |
澳大利亚 |
48.90 |
55.40 |
56.70 |
55.30 |
47.30 |
45.70 |
|
7 |
墨西哥 |
23.23 |
30.22 |
30.10 |
31.95 |
33.51 |
37.54 |
|
8 |
德国 |
35.85 |
36.13 |
37.86 |
38.81 |
38.20 |
35.00 |
|
9 |
哈萨克斯坦 |
27.67 |
27.69 |
26.69 |
27.68 |
27.95 |
35.71 |
|
10 |
美国 |
37.10 |
29.85 |
29.40 |
30.30 |
30.60 |
35.23 |
|
|
合计占比 |
65.96% |
65.98% |
67.45% |
67.36% |
68.53% |
69.88% |
|
|
世界总计 |
906.39 |
921.29 |
964.58 |
964.36 |
1011.06 |
1014.59 |
资料来源:ILZSG
图二 2005年世界精锌产量分布图

近年来全球锌产量基本保持稳定的增长趋势。2005 年全球精锌产量1014.59 万吨,较2004年增长0.35%。从地区看,美洲地区锌精矿产量同比下降4.64%;亚洲锌精矿产量同比增长8.7%。亚洲和美洲的锌精矿产量占全球产量的72.8%。西方国家的锌产量呈逐年递减的趋势,而亚洲地区的产量则表现出逐年大幅递增的态势。
由于我国不仅具有良好锌资源条件,而且拥有相对宽松的环保政策,因此锌工业近几年保持高速增长的势头,产业规模不断扩大。2005年我国精锌产量达271万吨,较2000年增长了38.5%,较1997年则增长了89%。我国锌产量年均增幅是全球平均增幅的2倍多,且
在占全球锌产量的比例也逐年增加。以2005年的数据计,中国锌矿产量约占全球总产量的1/5,精锌产量占全球总产量的1/4,我国成为世界第一大锌生产国。至2005年我国锌产量已连续14年位居世界第一
。
图三 2000-2005年中国锌产量变化

我国锌的总产量居世界首位并具有相当大的份额。我国锌企业的总体情况是企业规模小、数量多、分布广。但近年来我国锌企业的规模和生产能力不断提高,2005年我国锌精矿产量254.78万吨,金属锌产量277.61万吨,分别较2000年增长了43.11%和41.85%。
1、 我国上规模矿山企业433个,分布在全国24个省、市、自治区;其中年产锌精矿1万吨以上的有37家,占全国产量45%。锌矿山主产区在云南、内蒙、甘肃、湖南、广西、陕西、广东、四川、青海、福建,2005年以上地区产量189.52万吨,占全国产量的74.38%。
2、 我国上规模冶炼企业466个,分布在全国25个省、市、自治区;锌冶炼主产区:其中年产锌10万吨以上6家,占全国产量40%。湖南、云南、辽宁、广西、四川、甘肃、陕西、广东、贵州,2005年以上地区产量251.32万吨,占全国产量90.53%。
2005年我国锌产量前20位企业如下:
|
排序 |
企业名称 |
产量(万吨) |
|
1 |
湖南株冶火炬金属股份有限公司 |
32.68 |
|
2 |
葫芦岛有色金属集团有限公司 |
24.56 |
|
3 |
深圳市中金岭南有色金属股份有限公司 |
18.15 |
|
4 |
白银有色金属公司 |
13.11 |
|
5 |
云南冶金集团公司 |
10.37 |
|
6 |
四川宏达集团有限公司 |
8.69 |
|
7 |
汉中八一锌业有限责任公司 |
7.24 |
|
8 |
水口山有色金属有限责任公司 |
6.94 |
|
9 |
陕西东岭锌业有限责任公司 |
6.69 |
|
10 |
祥云县飞龙公司 |
5.09 |
|
11 |
赤峰红烨锌冶炼有限责任公司 |
4.97 |
|
12 |
兰坪金鼎锌业有限公司 |
4.61 |
|
13 |
柳州华锡集团有限责任公司 |
4.51 |
|
14 |
昆明云冶锌业股份有限公司 |
4.11 |
|
15 |
湖南三立集团股份有限公司 |
4.05 |
|
16 |
山西锌业商洛炼锌厂 |
3.41 |
|
17 |
西部矿业有限责任公司 |
3.31 |
|
18 |
锡矿山闪星锑业有限责任公司 |
3.23 |
|
19 |
甘肃成州矿业集团公司 |
3.10 |
|
20 |
罗平锌电公司 |
2.91 |
资料来源:中国有色金属工业协会
锌的消费
世界精炼锌消费大国或地区主要有中国、美国、日本、德国、韩国、意大利、印度、比利时和中国台湾等,年消费量均在30万吨以上。近年来,锌锭消费量增加较多的国家或地区主要有中国、德国、印度、中国台湾和俄罗斯等;消费量下降幅度较大的则是美国、韩国、比利时、意大利和法国等。
表四
世界主要地区锌消费量(单位:万吨)
|
地区 |
2002年 |
2003年 |
2004年 |
2005年 |
|
欧洲 |
275.83 |
272.24 |
277.34 |
253.45 |
|
非洲 |
|