锌矿是富含金属元素锌的矿产,包括 闪锌矿 ZnS、 菱锌矿 ZnCO3、红锌矿ZnO、 硅锌矿 Zn2SiO4、锰硅锌矿(ZnMn)2SiO4、 异极矿 Zn4Si2O7(OH)2·H2O等多种类型。我国的锌矿一般与铅共生,故称为 铅锌矿 ,产地遍布全国。锌矿的发现与采冶历史悠久,对地方经济结构的改变和就业的促进具有重要意义。
种类
闪锌矿
化学成分为ZnS、 晶体 属 立方晶系 的 硫化物 矿物。成分相同而属于 六方晶系 的则称 纤锌矿 。闪锌矿含锌67.1%;通常含铁,铁含量最高可达30%,含铁量大于10%的称为 铁闪锌矿 ;此外常含锰、镉、 、铊、 镓 、锗等 稀有元素 。因此 闪锌矿 不仅是提炼锌的最重要矿物原料,还是提取上述稀有元素的原料。纯闪锌矿近于无色,但通常因含铁而呈浅黄、黄褐、棕甚至黑色,随含铁量的增加而变深;透明度相应地由透明、半透明至不透明;光泽则由金刚光泽、 没药树 光泽变至半金属光泽。 莫氏硬度 3.5~4.0,比重3.9~4.2,随铁含量的增高,硬度增大而比重降低。具完全的 菱形十二面体 解理 。 晶体 形态呈四面体或菱形十二面体,通常成粒状集合体产出。 闪锌矿 是分布最广的锌矿物,主要为热液成因,几乎总是与 方铅矿 共生。 闪锌矿 在地表易风化成 菱锌矿 。
硬度:3-4.5;
比重:3.9-4.2g/cm3;
解理:平行四面体o(111)或 立方体 a(100);
断口 :断口不平坦;
颜色:由于含铁量的不同直接影响闪锌矿的颜色;铁增多时,由浅变深,从淡黄、棕褐直到黑色( 铁闪锌矿 );
条痕:由于含铁量的不同直接影响 闪锌矿 的条痕颜色;铁增多时,由浅变深,从白色到 褐色 ;
透明度:透明到半透明;
光泽:由金刚光泽到半金属光泽;
其他:有的 闪锌矿 会有摩擦发光性,不导电。
菱锌矿
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。自然界中含锌矿物以 闪锌矿 居多,菱锌矿的产量相对要少了许多。它除了可以提炼锌外,呈半透明之绿色或绿蓝色者,亦可作为 半宝石 饰品之用。
晶系 :三方;
晶体 : 菱面体 、偏三角面体;
集合体形态:块状、 葡萄 状、粒状、钟乳状、肾状;
硬度:4-4.5;
比重:4.3-4.45;
断口 :参差状至贝壳状断口;
解理 :菱面体解理,不完全;
光泽:玻璃光泽或 珍珠 光泽;
颜色:白、灰、黄、蓝、绿、褐及粉红色;
条痕:白色;
其他:(1)常有弯曲晶面(2)透明至半透明(3)含镉而呈黄色者,又称 火鸡 油(TurkeyFatOre)。
红锌矿
红锌矿为橙黄色,带暗红光,条痕橘黄色金刚光泽, 六方晶系 ,成致密块状体,根据其成分和颜色命名。
用于提炼锌以及制造锌酚和 氧化锌 、 氯化锌 、 硫酸锌 、 硝酸锌 等。利用红锌矿作表面 弹性波 器件。
硬度:4-5;
比重:5.64-5.68;
解理 :合成 ZnO 的解理完全,中等;
断口 :贝壳状断口;
颜色:橙黄、暗红或褐红色(红色是由Mn杂质引起);
条痕:桔黄色条痕;
透明度:细碎片透明或沿边缘透光;
光泽:金刚光泽;
发光性:无;
其他: 脆性 。
硅锌矿
硅锌矿 是一种硅酸盐矿物。有 晶体 、粒状或纤维状。可无色或带绿的黄色、带黄的 褐色 ,如果其中含有锰的成分则还会呈浅红色。具有玻璃光泽或 珍珠 光泽,透明至半透明。硅锌矿可以用来制取锌盐。硅锌矿有一个特点,当用紫外光照射时,它会发出黄绿色的 荧光 。
硬度:5-6;
比重:3.89-4.18;
断口 :贝壳状断口;
解理 :平行中等;
颜色;无色,带绿的黄色,带黄的褐色,含锰时呈浅红色;
条痕:白色;
透明度:透明至半透明;
光泽:玻璃光泽或珍珠光泽;
相对密度:3.89-4.18;
其他: 脆性 。
锰硅锌矿
主要产于 铅锌矿 床氧化带,系锌的次生矿物,常与 异极矿 、 白铅矿 等共生。此外,也见与一些接触交代矿床中,其成分中常含有多量的锰,与红锌矿、锌铁尖晶石等成组合。
硬度:5-6;
比重:3.89-4.18;
断口 :贝壳状断口;
解理 :中等;
颜色: 苹果 绿色或肉红色;
条痕:白色或淡白色;
透明度:透明至半透明;
光泽:玻璃光泽或金属光泽;
其他:脆性。
异极矿
异极矿产于铅锌 硫化物 矿床的氧化带,一般是 闪锌矿 氧化的产物,与 菱锌矿 、 白铅矿 、 褐铁矿 等共生。稳定上限为250°C,过此温度即转变成 硅锌矿 Zn2[SiO4]。
硬度:5;
比重:3.40-3.50;
断口:参差状到贝壳状断口;
颜色:通常无色或淡蓝色,也可呈白、灰、浅绿、浅黄、褐、棕等色;
条痕:灰色;
透明度:透明或半透明;
光泽:玻璃光泽,面上有时显 珍珠 光泽或金刚光泽;
发光性:无;
其他:具强热电性,遇酸能形成胶状体。
冶炼
火法炼锌得到的 粗锌 含锌约98%,要用 分馏 方法将铅、锌和镉分离。湿法炼锌时,先于700℃焙烧,将 ZnS 变为 硫酸锌 和 氧化锌 ,用硫酸溶解得硫酸锌溶液,再加入 锌 ,将Cd、Co、Ni、Cu、Ag等杂质置换出来,然后以铝为 阴极 、铅为 阳极 进行 电解 ,在阴极上得到纯度为99.5%的锌。要达到99.97%以上纯度,则工艺流程更复杂。