第一章鋅的基本情況及在中國(guó)的發(fā)展

　　一、鋅的自然屬性及用途

　　金屬鋅，化學(xué)符號(hào)Zn。屬化學(xué)元素周期表第II族副族元素，是六種基本金屬之一。鋅是自然界分布較廣的金屬元素。主要以硫化物、氧化物狀態(tài)存在。礦物有閃鋅礦、菱鋅礦、硅鋅礦、異極礦、水鋅礦等。由于鋅熔點(diǎn)較低故冶煉中多采用密閉鼓風(fēng)爐法生產(chǎn)及電解法生產(chǎn)。鋅具有良好的壓延性、抗腐性和耐磨性，是10種常用有色金屬中第三個(gè)重要的有色金屬，目前，鋅在有色金屬的消費(fèi)中僅次于銅和鋁，廣泛應(yīng)用于有色、冶金、建材、輕工、機(jī)電、化工、汽車、軍工、煤炭和石油等行業(yè)和部門。

　　鋅鋅金屬具有良好的壓延性、耐磨性和抗腐性，和許多金屬能組成性能優(yōu)良的各種合金。最主要的是，鋅與銅、錫、鉛等制成黃銅，用于機(jī)械制造業(yè)；鋅與鋁、鎂、銅等制成壓鑄合金，用于制造各種精密鑄件；鋼鐵及各種鑄鐵表面鍍鋅能防止腐蝕，含鋅噴涂材料和各種抗腐蝕材料得到廣泛應(yīng)用；鋅加工材是制造干電池的主要材料。鋅的化學(xué)物，如氧化鋅和立德粉是醫(yī)藥、橡膠、顏料和油漆等行業(yè)不可缺少的原材料。鋅消費(fèi)量的近50%用作防腐蝕鍍層，15%用于生產(chǎn)黃銅(包括直接應(yīng)用的再生原料鋅)，約15%用于生產(chǎn)鑄造合金，其余的則用于軋制鋅板、鋅的化工及顏料生產(chǎn)等。原生鋅企業(yè)生產(chǎn)的主要產(chǎn)品有：金屬鋅、鋅基合金、氧化鋅。這些產(chǎn)品用途非常廣泛，主要有以下幾個(gè)方面：

　　(一)鍍鋅

　　用作防腐蝕的鍍層(如鍍鋅板)，廣泛用于汽車、建筑、船舶、輕工等行業(yè)，約占鋅用量的46%。鋅具有優(yōu)良的抗大氣腐蝕性能，所以鋅被主要用于鋼材和鋼結(jié)構(gòu)件的表面鍍層。電鍍用熱鍍鋅合金表面氧化后會(huì)形成一層均勻細(xì)密的堿式碳酸鋅ZnCO3 3Zn(OH)2氧化膜保護(hù)層，該氧化膜保護(hù)層還有防止霉菌生長(zhǎng)的作用。由于鋅合金板具有良好的抗大氣腐蝕性，近年來(lái)西方國(guó)家也開(kāi)始嘗試著直接用它做屋頂覆蓋材料，用它作屋頂板材使用年限可長(zhǎng)達(dá)120-140年，而且可回收再用，而用鍍鋅鐵板作屋頂材料的使用壽命一般為5-10年。

　　(二)制造銅合金材(如黃銅)

　　用于汽車制造和機(jī)械行業(yè)，約占15%。鋅具有適用的機(jī)械性能。鋅本身的強(qiáng)度和硬度不高，加入鋁、銅等合金元素后，其強(qiáng)度和硬度均大為提高，尤其是鋅銅鈦合金的出現(xiàn)，其綜合機(jī)械性能已接近或達(dá)到鋁合金、黃銅、灰鑄鐵的水平，其抗蠕變性能也大幅度被提高。因此，鋅銅鈦合金目前已經(jīng)被廣泛應(yīng)用于小五金生產(chǎn)中。

　　(三)用于鑄造鋅合金

　　主要為壓鑄件，用于汽車、輕工等行業(yè)，約占15%。許多鋅合金的加工性能都比較優(yōu)良，道次加工率可達(dá)60%-80%。中壓性能優(yōu)越，可進(jìn)行深拉延，并具有自潤(rùn)滑性，延長(zhǎng)了模具壽命，可用釬焊或電阻焊或電弧焊(需在氦氣中)進(jìn)行焊接，表面可進(jìn)行電鍍、涂漆處理，切削加工性能良好。在一定條件下具有優(yōu)越的超塑性能。

　　此外，鋅具有良好的抗電磁場(chǎng)性能。鋅的導(dǎo)電率是標(biāo)準(zhǔn)電工銅的29%，在射頻干擾的場(chǎng)合，鋅板是一種非常有效的屏蔽材料，同時(shí)由于鋅是非磁性的，適合做儀器儀表零件的材料及儀表殼體及錢幣，同時(shí)，鋅自身及與其他金屬碰撞不會(huì)發(fā)生火花，適合作井下防爆器材。

　　(四)用于制造氧化鋅

　　廣泛用于橡膠、涂料、搪瓷、醫(yī)藥、印刷、纖維等工業(yè)，約占11%。

　　(五)用于制造干電池，以鋅餅、鋅板形式，約占13%。

　　鋅具有適宜的化學(xué)性能。鋅可與NH4CI發(fā)生作用，放出H+正離子。鋅-二氧化錳電池正是利用鋅的這個(gè)特點(diǎn)，用鋅合金做電池的外殼，既是電池電解質(zhì)的容器，又參加電池反應(yīng)構(gòu)成電池的陽(yáng)極。它的著一性能也被廣泛地應(yīng)用于醫(yī)藥行業(yè)。

　　二、鋅的儲(chǔ)量及資源分布

　　世界鋅資源較為豐富。自然條件下并不存在單一的鋅金屬礦床，通常情況鋅與鉛、銅、金等金屬以共生礦的形式存在。據(jù)美國(guó)地質(zhì)調(diào)查局資料顯示，2004年世界鋅儲(chǔ)量22,000萬(wàn)噸，儲(chǔ)量基礎(chǔ)為46,000萬(wàn)噸(見(jiàn)表一)。鋅儲(chǔ)量較多的國(guó)家有中國(guó)、澳大利亞、美國(guó)、加拿大、哈薩克斯坦、秘魯和墨西哥等。

　　世界鋅資源地理分布廣泛。澳大利亞、中國(guó)、美國(guó)、哈薩克斯坦四國(guó)的礦石儲(chǔ)量占世界鋅儲(chǔ)量的57%左右，占世界儲(chǔ)量基礎(chǔ)的64.66%。

　　表一 世界鋅儲(chǔ)量和儲(chǔ)量基礎(chǔ)(萬(wàn)噸)

　　注：1、資料來(lái)源：Minerol Commodity Summaries, 2005

　　圖一 世界鋅資源的儲(chǔ)量分布

　　已知的鋅礦物大約有55種，其中約13種鋅礦物有經(jīng)濟(jì)價(jià)值。閃鋅礦(ZnS)是最富含鋅的礦物，占鋅總產(chǎn)量90%左右。重要的鋅礦物還包括纖鋅礦、異極礦、菱鋅礦、水鋅礦、紅鋅礦、硅鋅礦等。

　　三、鋅的生產(chǎn)供應(yīng)情況及全球貿(mào)易

　　20世紀(jì)90年代以來(lái)，中國(guó)一直是位居世界前列的鋅礦生產(chǎn)國(guó)。而澳大利亞則從20世紀(jì)80年代以來(lái)始終是世界重要鋅礦生產(chǎn)國(guó)，排名第二，此外，加拿大、美國(guó)、秘魯?shù)纫彩侵匾�的鋅生產(chǎn)國(guó)。

　　表二 世界礦產(chǎn)鋅產(chǎn)量(單位：萬(wàn)噸)

　　資料來(lái)源：ILZSG

　　表三 世界精鋅產(chǎn)量(單位：萬(wàn)噸)

　　資料來(lái)源：ILZSG

　　圖二 2005年世界精鋅產(chǎn)量分布圖

　　近年來(lái)全球鋅產(chǎn)量基本保持穩(wěn)定的增長(zhǎng)趨勢(shì)。2005 年全球精鋅產(chǎn)量1014.59 萬(wàn)噸，較2004年增長(zhǎng)0.35%。從地區(qū)看，美洲地區(qū)鋅精礦產(chǎn)量同比下降4.64%；亞洲鋅精礦產(chǎn)量同比增長(zhǎng)8.7%。亞洲和美洲的鋅精礦產(chǎn)量占全球產(chǎn)量的72.8%。西方國(guó)家的鋅產(chǎn)量呈逐年遞減的趨勢(shì)，而亞洲地區(qū)的產(chǎn)量則表現(xiàn)出逐年大幅遞增的態(tài)勢(shì)。

　　我國(guó)的鋅資源豐富，地質(zhì)儲(chǔ)量居世界第一位，至2004年底，我國(guó)鋅的地質(zhì)保有儲(chǔ)量為9,200萬(wàn)噸(其中A+B+C級(jí)3,300萬(wàn)噸)，資源分布相當(dāng)廣泛，幾乎遍及全國(guó)各省、市、自治區(qū)。目前全國(guó)已探明的鋅礦床778處，保有地質(zhì)儲(chǔ)量較多的省份有云南、廣東、湖南、甘肅、廣西、內(nèi)蒙古、四川和青海等地。我國(guó)鋅資源的總體特征是：富礦少，低品位礦多；大型礦少，中小型礦多；開(kāi)采難度較大。

　　盡管我國(guó)鋅礦的開(kāi)采條件較差，但根據(jù)2004年全球前十位鋅精礦生產(chǎn)國(guó)產(chǎn)量的統(tǒng)計(jì)資料，我國(guó)2004年鋅精礦產(chǎn)量達(dá)到206.5萬(wàn)噸，約占全球鋅精礦產(chǎn)量的22%，是全球最大的鋅礦產(chǎn)資源生產(chǎn)國(guó)，在全球鋅礦產(chǎn)資源的配制中占有極其重要地位。如果按照現(xiàn)已探明的資源儲(chǔ)量與礦產(chǎn)資源產(chǎn)出量計(jì)算，我國(guó)的鋅的礦山儲(chǔ)量可供開(kāi)采16年以上。

　　由于我國(guó)不僅具有良好鋅資源條件，而且擁有相對(duì)寬松的環(huán)保政策，因此鋅工業(yè)近幾年保持高速增長(zhǎng)的勢(shì)頭，產(chǎn)業(yè)規(guī)模不斷擴(kuò)大。2005年我國(guó)精鋅產(chǎn)量達(dá)271萬(wàn)噸，較2000年增長(zhǎng)了38.5%，較1997年則增長(zhǎng)了89%。我國(guó)鋅產(chǎn)量年均增幅是全球平均增幅的2倍多，且 在占全球鋅產(chǎn)量的比例也逐年增加。以2005年的數(shù)據(jù)計(jì)，中國(guó)鋅礦產(chǎn)量約占全球總產(chǎn)量的1/5，精鋅產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的1/4，我國(guó)成為世界第一大鋅生產(chǎn)國(guó)。至2005年我國(guó)鋅產(chǎn)量已連續(xù)14年位居世界第一 。

　　圖三 2000-2005年中國(guó)鋅產(chǎn)量變化

　　我國(guó)鋅的總產(chǎn)量居世界首位并具有相當(dāng)大的份額。我國(guó)鋅企業(yè)的總體情況是企業(yè)規(guī)模小、數(shù)量多、分布廣。但近年來(lái)我國(guó)鋅企業(yè)的規(guī)模和生產(chǎn)能力不斷提高，2005年我國(guó)鋅精礦產(chǎn)量254.78萬(wàn)噸，金屬鋅產(chǎn)量277.61萬(wàn)噸，分別較2000年增長(zhǎng)了43.11%和41.85%。

　　1、我國(guó)上規(guī)模礦山企業(yè)433個(gè)，分布在全國(guó)24個(gè)省、市、自治區(qū)；其中年產(chǎn)鋅精礦1萬(wàn)噸以上的有37家，占全國(guó)產(chǎn)量45%。鋅礦山主產(chǎn)區(qū)在云南、內(nèi)蒙、甘肅、湖南、廣西、陜西、廣東、四川、青海、福建，2005年以上地區(qū)產(chǎn)量189.52萬(wàn)噸，占全國(guó)產(chǎn)量的74.38%。

　　2、我國(guó)上規(guī)模冶煉企業(yè)466個(gè)，分布在全國(guó)25個(gè)省、市、自治區(qū)；鋅冶煉主產(chǎn)區(qū)：其中年產(chǎn)鋅10萬(wàn)噸以上6家，占全國(guó)產(chǎn)量40%。湖南、云南、遼寧、廣西、四川、甘肅、陜西、廣東、貴州，2005年以上地區(qū)產(chǎn)量251.32萬(wàn)噸，占全國(guó)產(chǎn)量90.53%。

　　2005年我國(guó)鋅產(chǎn)量前20位企業(yè)如下：

　　資料來(lái)源：中國(guó)有色金屬工業(yè)協(xié)會(huì)

　　世界精煉鋅消費(fèi)大國(guó)或地區(qū)主要有中國(guó)、美國(guó)、日本、德國(guó)、韓國(guó)、意大利、印度、比利時(shí)和中國(guó)臺(tái)灣等，年消費(fèi)量均在30萬(wàn)噸以上。近年來(lái)，鋅錠消費(fèi)量增加較多的國(guó)家或地區(qū)主要有中國(guó)、德國(guó)、印度、中國(guó)臺(tái)灣和俄羅斯等；消費(fèi)量下降幅度較大的則是美國(guó)、韓國(guó)、比利時(shí)、意大利和法國(guó)等。

　　表四 世界主要地區(qū)鋅消費(fèi)量(單位：萬(wàn)噸)

　　資料來(lái)源：《World Metal Statistic》

　　圖四 2005年世界主要地區(qū)鋅消費(fèi)量分布