A. 锌是一种应用广泛的金属,目前工业上主要采用“湿法”工艺冶炼锌.某含锌矿的主要成分为ZnS(还含少量FeS
(1)硫化锌精矿的焙烧在氧气气氛的沸腾炉中发生氧化还原反应,生成氧化锌,焙砂的主要成分为ZnO,故答案为:ZnO;
(2)该含锌矿中还含有FeS等杂质,浸出操作后转化为亚铁离子,可加入锌粉出去亚铁离子,从而出去Fe,故答案为:Zn粉;置换出Fe等;
(3)电解沉积过程中的阴极采用铝板,阳极采用Pb-Ag合金惰性电极,电解质为硫酸锌,阳极氢氧根离子放电,发生氧化反应生成氧气,故答案为:O2;
(4)硫化锌经过“氧压酸浸”反应生成二价锌离子、硫和水,化学方程式为:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O,故答案为:2ZnS+4H++O2=2Zn2++2S↓+2H2O;
(5)碳酸锌与碳在高温下反应生成锌和一氧化碳,化学方程式为:ZnCO3+2C
高温 | .
B. 工业上用菱锌矿(ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶于酸的杂质)为原料制取硫酸锌,其工艺流程如图所示:已
工业上用菱锌矿(ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶于酸的杂质)为原料制取硫酸锌,其工艺流程为:菱锌矿主要成分为ZnCO3,含少量Fe2O3、SiO2及不溶于酸的杂质,加入稀硫酸后碳酸锌、氧化铁溶解,二氧化硅等不溶物形成沉淀,通过过滤可以分离出不溶物;向所得滤液中加入双氧水将亚铁离子氧化成铁离子,再加入ZnO调节溶液pH,将铁离子完全生成氢氧化铁沉淀,通过过滤得到纯净的硫酸锌, (1)根据题中流程可知,通过过滤将硫酸锌溶液和滤渣分离,则操作a的名称为过滤;过滤是把不溶于液体的固体与液体分离的一种方法,过滤操作的装置由铁架台、烧杯、玻璃棒、漏斗等仪器组成,则使用的玻璃仪器为烧杯、漏斗、玻璃棒, 故答案为:过滤;烧杯、漏斗、玻璃棒; (2)加入双氧水目的是将亚铁离子氧化成铁离子,以便通过调节溶液pH将杂质除去,从而得到较纯净的硫酸锌,反应的离子反应为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O, 故答案为:2Fe2++2H++H2O2=2Fe3++2H2O; (3)铁离子开始沉淀的pH为2.7,完全沉淀时的pH为3.2,锌离子开始沉淀的pH为6.2,所以除去铁离子且不影响锌离子的pH范围为3.2~6.2,故答案为:3.2~6.2.
C. 硫酸锌可作为木材的防腐剂,工业上常用菱锌矿
工业上常用菱锌矿生产硫酸锌,菱锌矿的主要成分是ZnCO3,并含少量的Fe2O3 、FeCO3 MgO、CaO等。菱锌矿颜色有白、灰、黄、蓝、绿、粉红及褐色等多种,条痕则为白色。成分中的锌,有时会被铁或锰所置换,偶尔也被少量的镁、钙、镉、铜、钴或铅所取代。与多数碳酸盐矿物类似,溶于盐酸,并会产生气泡。在方解石群中,菱锌矿属于硬度较高、比重较大的一种。
D. 怎么加工制造锌锭
【制造锌锭的方法】锌锭是指纯锌,当然也会有杂质,但作为锌锭,至少有90%以上的纯度。锌锭的用途:主要用于压铸合金、电池业、印染业、医药业、橡胶业、化学工业等,锌与其它金属的合金在电镀、喷涂等行业得到广泛的应用。 锌锭的生产方法有:电解法、真空蒸馏法、区域熔炼法、惰性气氛中精馏法和重精馏法等。 1、电解法阴极沉积锌含有电解质夹杂物,在熔化时杂质会形成氧化物浮渣。但是电解法所用设备简单,工艺条件易控制,锌经电解后的纯度可达5N以上,故应用较广。 2、在惰性气氛(N2)中,精馏提纯所制得锌的纯度可达5N以上,其杂质的含量Cu、A1、Bi、Ni、Fe、Sn、Sb各小于100000wt%。这种力法的生产率低,惰性气体及其净化的成本费用高。通过2段真空蒸馏可获得平均纯度达6N的高纯锌锭,其杂质Cu、Pb、Ni、Fe、Sn、Bl、Sb的含量各小0.00001wt%。 3、真空蒸馏法是利用在同一温度下被蒸馏金属与所含杂质之间的蒸汽压力的差异以分离金属。 4、重精馏法基本原理与粗锌精馏一样,基于锌与各种杂质的沸点不同。不纯的锌经蒸馏后,除Pb稍有蒸发外,基本可以把高沸点的杂质去除掉。锌蒸气势冷凝就可得到纯度较高的含Cd锌锭。 5、Zn与rd的沸点很接近。可用分馏池将Zn与Cd分开。把蒸馏提纯的锌和电解锌,再经数十次区域熔炼。可分别制得纯度为99.99998wt%及99.99993wt%的高纯锌。但区域熔炼法成本较昂贵,只有在原始锌具有相当向的纯度时,才宜采用。 目前锌锭的纯度已提纯到6—7N。含锌大于99.99wt%的纯锌锭称为4N,一般用作锌压铸合金制品,其性能随锌锭纯度的提高而提高。平均合锌量大于99.999wt%的锌锭称为5N,其杂质含量水平(×10“wt%)Cu、Mn各为l,A1、MR、Sn、Pb、Bi各为5,Fe、Cr各为10。5N锌锭主要用于半导体生产。锌可以通过多种变形加工方法成形。如轧制、拉拔、挤压。轧制是最常用的加工手段,轧制锌锭可以用于许多场合。轧制所用原料一般为锌铸锭。
E. 锌在工业上的用途有哪些
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。
F. 铅锌矿是怎样形成的
铅是人类从铅锌矿石中提炼出来的较早的金属之一。它是最软的重金属,也是比重大的金属之一,具蓝灰色,硬度1.5,比重11.34,熔点327.4℃,沸点1750℃,展性良好,易与其他金属(如锌、锡、锑、砷等)制成合金。 锌从铅锌矿石中提炼出来的金属较晚,是古代7种有色金属(铜、锡、铅、金、银、汞、锌)中最后的一种。锌金属具蓝白色,硬度2.0,熔点419.5℃,沸点911℃,加热至100~150℃时,具有良好压性,压延后比重7.19。锌能与多种有色金属制成合金或含锌合金,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。 铅锌用途广泛,用于电气工业、机械工业、军事工业、冶金工业、化学工业、轻工业和医药业等领域。此外,铅金属在核工业、石油工业等部门也有较多的用途。 一、矿物原料特点 铅锌在自然界里特别在原生矿床中共生极为密切。它们具有共同的成矿物质来源和十分相似的地球化学行为,有类似的外层电子结构,都具有强烈的亲硫性,并形成相同的易溶络合物。它们被铁锰质、粘土或有机质吸附的情况也很相近。铅在地壳中平均含量约为15×10-6,在有关岩石中平均含量:砂岩7×10-6、碳酸盐岩9×10-6、页岩20×10-6。锌在地壳中平均含量约为80×10-6,在有关岩石中平均含量:玄武岩105×10-6、花岗岩中60×10-6、砂岩16×10-6、碳酸盐岩20×10-6、页岩95×10-6。 目前,在地壳上已发现的铅锌矿物约有250多种,大约1/3是硫化物和硫酸盐类。方铅矿、闪锌矿等是冶炼铅锌的主要工业矿物原料。 二、矿石工业要求 尽管现在已发现有250多种铅锌矿物,但可供目前工业利用的仅有17种。其中,铅工业矿物有11种,锌工业矿物有6种,以方铅矿、闪锌矿最为重要。还有菱锌矿、白铅矿等。 矿石工业类型,以矿石自然类型为基础,按矿石氧化程度可分为硫化矿石(铅或锌氧化率<10%)、氧化矿石(铅或锌氧化率>30%)、混合矿石(铅或锌氧化率10%~30%);按矿石中主要有用组分可分为:铅矿石、锌矿石、铅锌矿石、铅锌铜矿石、铅锌硫矿石、铅锌铜硫矿石、铅锡矿石、铅锑矿石、锌铜矿石等;按矿石结构构造,可分为:浸染状矿石、致密块状矿石、角砾状矿石、条带状矿石、细脉浸染状矿石等。 为适应我国铅锌矿地质勘探工作和矿山生产建设的需要,地质矿产部和冶金工业部根据我国铅锌矿产资源状况和采选冶技术条件,于1983年联合制定并颁布《铅锌矿地质勘探规范》(试行),制定了铅锌矿一般工业指标,普查勘探中用于评价矿床有否工业价值。 三、矿业简史 中华民族的祖先对铅锌矿的开采、冶炼和利用曾做出过重要贡献。中国古代“铅”写作“钅公”。商代(公元前16~前11世纪)中期在青铜器铸造中已用铅,西周(公元前11世纪~前771年)的铅戈含铅达99.75%。在古代,铅往往被加入铜中成为合金化金属,还用来制作铅白、铅丹等。古代炼铅的原料有两类,一类是氧化铅,以白铅矿为主,另一类是硫化矿,以方铅矿为主。明代陆容在《菽园杂记》中有叙述含银硫化铅矿的冶炼方法。宋应星在《天工开物》中提到当时开采的三种铅锌矿物,一种是“银矿铅”,系指与辉银矿等共生的方铅矿;另一种是“铜山铅”,系指含方铅矿、闪锌矿、黄铜矿等的多金属矿;还一种是“草节铅”,可能是指结晶粗大的方铅矿。 由于铅矿中多含有银,古代为了提取白银,因此大量开采并冶炼铅。 中国是最早发明炼锌的国家。古代称锌为“倭铅”。炼锌,据史料记载至迟在10世纪的五代就已能冶炼。贵州赫章志上即有该县妈姑地区在五代后汉高祖天福年间(公元947年)开始炼锌的记载。明代宋应星在《天工开物》中也有叙述,用炉甘石作原料,用坩埚冶炼,书中附有图。 明、清时锌主要用配制黄铜,供铸钱及制造各种器皿用。约在17世纪初开始向欧洲出口锌锭。1745年从广州装运锌锭的一艘船在瑞典哥德堡触礁沉没,1872年被打捞起一部分锌锭,经分析锌含量达98.99%,可见当时中国冶炼锌的水平是相当高的。 中国古代不仅对铅锌的冶炼和利用有重要创举,而且很早就认识了铅锌矿的产出分带性。在《管子·地数篇》中就记载“上有陵石者,下有铅锡赤铜”,“上有铅者,其下有银”。当代许多铅锌矿床的勘查有不少的矿区都是通过古矿硐和冶炼炉渣遗址等发现的。 近百年来,在旧中国时期铅锌业基础薄弱,只有几个规模小的矿山和工厂,采矿、选矿、冶炼基本上土法生产,最高年产量,铅8900t、锌7100t。新中国成立后,铅锌业发展很快。经过40多年来的大规模地质勘查,探明了丰富的铅锌矿产资源,建设了一大批国营大中型铅锌矿山和冶炼厂,形成了较大的采选冶生产能力,产量居于世界前列。1996年铅精矿(金属含量,下同)产量64.3万t,锌精矿(金属含量,下同)产量112.1万t。铅锌金属产量(含矿产产量和杂产产量):铅70.6万t,居世界第2位;锌118.4万t,居世界第1位。现在不仅满足国内需求,而且还出口铅锌产品,成为世界铅锌生产大国之一。
G. 工业上如何制备氧化锌
纳米氧化锌可以通过溶胶凝胶法制备,锌盐和碳酸盐在水相反应,然后过滤沉淀,烘焙即可,这样制备的氧化锌粒径在100nm左右,看你条件的控制了,要制得更细的氧化锌,原料采用有机锌盐,或者在水相中浓度做得低一些,但这又不利于工业化生产了!
H. 工业上利用锌焙砂(主要含ZnO、ZnFe 2 O 4 ,还含有少量CaO、FeO、CuO、NiO等氧化物)制取金属锌的流程如
(1)ZnFe 2 O 4 +4H 2 SO 4 ═ZnSO 4 +Fe 2 (SO 4 ) 3 +4H 2 O;(2)①H 2 O 2 +2Fe 2+ +2H + ═2Fe 3+ +2H 2 O;②4.0×10 -5 mol/L;③Fe(OH) 3 胶体具有吸附性;(3)电解制取的锌中会含有铜等杂质; (4)H 2 SO 4 、ZnSO 4 。
I. 工业上常以软锰矿、闪锌矿(除主要成分为MnO2、ZnS外还含有少量的FeS、CuS、Al2O3等物质)为原料制取Zn和
(1)将MnO2、ZnS浸在硫酸溶液中有少量黄色物质析出,说明二氧化锰氧化硫化锌为单质硫为黄色物质,二氧化锰被还原为硫酸锰,此反应的化学方程式为:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O; 故答案为:MnO2+ZnS+2H2SO4=MnSO4+ZnSO4+S↓+2H2O; (2)①锌可以和H+、Cu2+、Fe3+反应,方程式为:Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+,故答案为:Zn+2Fe3+=Zn2++2Fe2+; ②X是MnO2,MnO2可将Fe2+氧化成Fe3+,故答案为:将Fe2+氧化成Fe3+; ③溶液中不能引入新的杂质离子,溶液中含有锰离子和锌离子,可加入MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3,可调节pH值,又不引入新的杂质, 故答案为:MnCO3或ZnCO3或MnCO3和ZnCO3; (3)①AlCl3溶液和NaAlO2溶液混合发生双水解反应生成AI(OH)3沉淀,反应的离子方程式为:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3; 故答案为:Al3++3AlO2-+6H2O=4Al(OH)3; ②反应流程Ⅰ:由方程式可知生成4molAI(OH)3需要1molAl3+和3molAlO2-,即由铝单质生成1molAl3+需要3mol盐酸和由氢氧化铝与氢氧化钠反应生成3molAlO2-需要3mol氢氧化钠,生成nmol氢氧化铝沉淀,即消耗的NaOH和HCl的理论量(mol)都为 , 反应流程Ⅱ,则得到同样nmolAl(OH) 3,根据NaAlO 2+4HCl=NaCl+AlCl 3+2H 2O,生成nmolmolAl(OH) 3消耗的HCl的理论量分别为4nmol,大于前流程的消耗量,Ⅰ流程消耗酸碱量少,故答案为:Ⅰ.
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发布:2025-01-23 04:22:43
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