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废黄铜和锌冶炼的含量?
黄铜是铜与锌的合金。最简单的黄铜是铜—锌二元合金,称为简单黄铜或普通黄铜。改变黄铜中锌的含量可以得到不同机械性能的黄铜。黄铜中锌的含量越高,其强度也较高,塑性稍低。工业中采用的黄铜含锌量不超过45%,含锌量再高将会产生脆性,使合金性能变坏。
至于含量问题,呵呵,可以参考以下内容:《周礼。考工记》中总结的“六齐”(六剂)规则,一直是冶炼青铜(铜锡合金)的指导技术思想。该书指出,如将铜与锡(还应有铅)按六种不同配比冶炼,则所得到的青铜合金便有呈现不同的性质,用作不同器具。如“六分其金而锡居一,谓之钟鼎之齐。五分其金而锡居一,谓之斧斤之齐。四分其金而锡居一,谓之戈戟之齐。三分其金而锡居一,谓之大刃之齐。五分其金而锡居二,谓之杀矢之齐。金、锡半,谓之鉴燧之齐。”②此处“金”应理解为铜。对古代青铜的化验证明,书中所述基本反映实际。如作戈戟的青铜,四分其铜而锡居一,即含锡1/5 或20%,而当青铜含17—20%时最为坚利。
既然铜与锡按不同重量配比可冶炼出性质不同的青铜,那么铜与锌按不同配比所炼出的铜锌合金(黄铜)是否也会有不同性质呢?回答是肯定的。宋应星将“六齐”原理运用于黄铜冶炼时写道:“每红铜六斤,人倭铅(锌)四斤,先后入罐熔化,冷定取出即成黄铜,唯人打造”。③又说:“凡铸器低〔质〕者,红铜、倭铅均平分两(各含50%),甚至〔倭〕铅六铜四。高者名三火黄铜、四火黄铜,则铜七而〔倭〕铅三也。”④上述第一种黄铜以铜与锌按6:4 之比冶炼后,合金强度好,适于锻造加工成器。后种黄铜含铜锌各半,适于铸造成低质的黄铜器,再低者铜四锌六。制高质的黄铜必须提高铜的含量。
使铜与锌之比为7:3 或6:4,适用于铸币。宋应星还指出铜九锌一的合金可铸最好的钱,“掷地作金声”。他实际上也列举了铜锌六种配比,并叙述不同配比导致黄铜性质的不同。
如何提炼黄铜中的锌
我国用锌是从炼制黄铜开始的。黄铜即铜锌合金。我国在汉朝时,便有过这样的法律——不准使用“伪黄金”。据考证,这“伪黄金”就是黄铜。在我国南北朝(公元四世纪)时的一些著作中,有“鍮石”一词。据考证,我国古代称黄铜为“鍮石”。在唐朝的一些文献中,则记载着用“炉甘石”(碳酸锌)炼制黄铜。《唐书·食货志》中说:“玄宗时(712—755年)天下炉九十九,每炉岁铸三千三百缗(即丝),黄铜二万一千二百斤”。明宋应星著的《天工开物》一书,便更具体,详细地记载了炼制黄铜的方法:“每红铜六斤,入倭铅四斤,先后入罐熔化,冷定取出,即成黄铜。”这里所说的“红铜”即铜,“倭铅”即锌。
我国炼制黄铜始于汉初,那么,炼制金属锌从什么时候开始的呢?据考证,至迟当在明朝。明《天工开物》一书《五金》一章,十分详细地讲述了如何用“炉甘石”升炼“倭铅”,亦即用碳酸锌炼制金属锌。炼锌要比炼铁、炼铜容易,因为锌的熔点只有419℃,沸点也不过907℃,况且锌又较易被还原。如果把锌矿石和焦炭放在一起,加热到1000℃以上,金属锌被焦炭从矿石中还原出来,并象开水一样沸腾起来,变成锌蒸气。再把这种蒸气冷凝,便可制得非常纯净而又漂亮的金属锌结晶。在过去,世界上都以为最早会炼制金属锌的是英国,因为英国在1739年公布了蒸馏法制金属锌的专利文献。其实,经过我国化学史工作者的考证,证明这个方法是英国人在1730年左右从中国学去的。据考证,在十六、七世纪,我国制造纯度高达98%的金属锌,被以东印度公司为代表的西方殖民者从我国大量运至欧洲,后来,连我国炼锌的方法也被他们传至欧洲。至今,欧洲仍有人称锌为“荷兰锡”,这是因为东印度公司是由荷兰、英、法、葡萄牙等国开设的,锌的外表又酷似锡,那锌被称为“荷兰锡”便不言而喻了。实际上,这“荷兰锡”的真名应该是“中国锌”。
锌是银白色的金属。提水的小铁桶,常常见用白铁皮做的,在它的表面有着冰花状的结晶,这就是锌的结晶体。在白铁皮上镀了锌,主要是为了防止铁被绣蚀。然而,奇怪的是,锌比铁却更易生锈:一块纯金属锌,放在空气里,表面很快就变成蓝灰色——生锈了。这是因为锌与氧气化合生成氧化锌的缘故。可是这层氧化锌却非常致密,它能严严实实地覆盖在锌的表面,保护里面的锌不再生锈。这样,锌就很难被腐蚀。正因为这样,人们便在白铁皮表面镀了一层锌防止铁生锈。每年,世界上所生产的锌,有40%被用于制造白铁皮,制成各种管子、桶等等。
白铁皮要比马口铁耐用:马口铁碰破一点,很快会烂掉;可是白铁皮即使碰破一大块,也不容易被锈蚀。这是因为锌的化学性质比铁活泼,当外界的空气和水份向白铁皮“进攻”时,锌首先与氧气化合,而保护了铁的安全。不过,白铁皮要比马口铁贵。
金属锌除了用来制造白铁皮外,也用来制造干电池的外壳。不过干电池外壳的锌是较纯的。此外,锌也与铜制成铜锌合金——黄铜。
最重要的锌的化合物是氧化锌,俗名叫“锌白”,是著名的白色颜料,用来制造白色油漆等。在室温下氧化锌是白色的,受热后却会变成黄色,而再冷却时,又重新变成白色。现在,人们利用它的这个特点,制成“变色温度计”——用它颜色的变化来测量温度。
具体方法:1、50%:50%的盐酸+双氧水溶解
然后用铁在酸性条件下置换
2 、用锌做负极,电解的方法在 负极就可以 得到。
中国是世界上最早炼锌的国家,早在什么时候开始的?
我国是世界上最早冶炼金属锌的国家。明代,我国就出现了比较科学的炼锌技术。
据文献和一些实物分析,西汉至宋元时期,我们祖先已将一种叫做炉甘石的含锌矿物与铜共熔,炼成以锌为主要合金元素的铜合金——黄铜。但是,炉甘石的主要矿物成分是硫酸锌,它的含量不稳定,用炉甘石与铜配料炼出的黄铜,锌的含量不易控制,从而直接影响到黄铜的质量。
明代,我国劳动人民成功地从炉甘石中炼出了金属锌。宋应星的《天工开物》详细描述了炼锌过程:“每炉甘石十斤,装载入一泥罐内,封裹泥固,以渐砑干,勿使见火拆裂。然后逐层用煤炭饼垫盛,其底铺薪,发火锻红,罐中炉甘石熔化成团,冷定毁罐取出,……即倭铅(锌在古代也叫倭铅)也。”就是把十斤炉甘石装入泥罐,用泥密闭封牢,慢慢风干,再用煤垫底,下面铺柴引火烧红,罐里的炉甘石便熔化成团,冷却后破罐取出,即得倭铅。这段记载虽不尽完善,遗漏了还原剂,但仍能说明当时的炼锌技术已经比较科学,在基本原理和设备上,与现代的横罐炼锌法相似。
冶炼金属锌是比较困难的。因为锌的还原温度约为1000℃,而它的沸点却只有90.7℃,如果不是密闭煅烧的话,得到的锌会立即挥发掉。我国发明的炼锌术,对世界冶金生产产生了重大影响,直到今天,火法炼锌依然利用这一基本工艺原理。冶炼出金属锌,人们就能用铜与金属锌配料生产质量稳定的黄铜。黄铜有良好的机械性能和铸造性能,容易加工,色泽美观,是一种对人类有着重要作用的金属。
从16世纪开始,我国的锌远销欧洲,这时欧洲人才知道锌是一种金属;18世纪,英国人才建立了欧洲的第一家炼锌厂,比我国晚了几百年。
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