亜鉛
亜鉛鉱としては閃亜鉛鉱 (ZnS) や菱亜鉛鉱 (ZnCO3) が主要であり、日本の亜鉛鉱山は閃亜鉛鉱が主である。細かく破砕された鉱石から浮遊選鉱などで脈石・銅鉱物・鉛鉱物などを分離したものは亜鉛精鉱と呼ばれる(亜鉛含量 50-58 %)。亜鉛精鉱は焼結により団塊とされることが多い。亜鉛精鉱は焙焼により酸化亜鉛(亜鉛焼鉱)とされた後に、乾式製錬法もしくは湿式製錬法(電解精錬)により金属亜鉛に製錬される。
2 ZnS + 3 O 2 ⟶ 2 ZnO + 2 SO 2 {\displaystyle {\ce {2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2}}}
閃亜鉛鉱にはカドミウムが、菱亜鉛鉱には鉛が随伴するため、亜鉛精錬においてはこれらの有害金属が環境放出されないように制御される。
亜鉛は周期表の第12族元素に属し、[Ar]3d4sの電子配置を取る。単体亜鉛は中程度の反応性を持つ金属であり、強還元剤として働く。純粋な金属の表面は湿った空気中で錆びて変色(英語版)しやすく、最終的には空気中の二酸化炭素との反応によって塩基性炭酸亜鉛からなる灰白色の不動態皮膜が形成される。
亜鉛は空気中で燃焼して明るい青緑色の炎色を発しながら酸化亜鉛のフュームとなる。
2 Zn + O 2 ⟶ 2 ZnO {\displaystyle {\ce {2 Zn + O2 -> 2ZnO}}}
亜鉛は酸および塩基と容易に反応し、極めて純度の高い亜鉛では室温において酸とのみ徐々に反応する。塩酸や硫酸のような強酸は不動態皮膜を除去することができるため、不動態が除去された金属表面と継続的に反応して水素を発生させる。希硝酸に溶解させた場合は濃度により、亜酸化窒素、窒素、ヒドロキシルアミンあるいはアンモニウムイオンを生成する。
Zn + 2 H + ( aq ) ⟶ Zn 2 + ( aq ) + H 2 {\displaystyle {\ce {Zn + 2 H^+(aq) -> Zn^{2+}(aq) + H2}}}
Zn + 2 OH − ( aq ) + 2 H 2 O ⟶ w [ Zn ( OH ) 4 ] 2 − ( aq ) + H 2 {\displaystyle {\ce {Zn + 2OH^{-}(aq) + 2H2O ->w [Zn(OH)4]^{2-}(aq) + H2}}}