цинк что это за металл
ЦИНК — утраченный и обретенный
Цинк — металл, давно известный человеку. Древние египтяне лечили цинковой мазью раны. Португальские купцы в XV и XVI веках привозили в Европу металл, но называли его «индийским оловом».
Обходились без чистого цинка
Цинк — это удивительный металл. Сплав его с медью был известен в древности во многих странах. Латунь описывал еще Аристотель, алхимики прокаливали карбонат цинка с углем, получая «философскую шерсть». А вот чистого металла люди еще не знали. Но не везде. В индийском Раджастане нашли остатки плавильного оборудования, и остатки соединений цинка.
Совсем непонятна находка цинковой статуэтки на землях древней Дакии. Статуэтка датируется доримской эпохой. В журнале «Химия и жизнь» рассказали о находке цинковой сережки на Северном Кавказе. Возраст — более 5000 лет! Скорее всего, люди не раз находили и утрачивали секрет выплавки цинка.
Белый налет или бельмо?
Слово «цинк» первым использовал Парацельс.
Лингвистам бывает сложно отследить происхождение названий. Имя (название) нашего нынешнего героя возводят к персидскому слову «ченг» (Tschang); древнегерманское «цинко» означало бельмо на глазу (вполне соотносится с цветом металла), или Zinke — «зубец».
В разные времена и в разных странах имя металла менялось. Это были «шпиаутер», «спелтер», «тутия» (Tutia). Нынешнее имя металл получил в начале прошлого века.
Свойства металла
Наш хрупкий герой — переходный металл синевато-белого цвета. На воздухе быстро окисляется, темнеет от пленки оксида.
В таблице Менделеева этот химический элемент находится в 12 группе (по старой классификации во II группе четвертого периода).
Химические свойства цинка обусловлены его «темпераментом». До щелочноземельных металлов ему далековато, но в реакции он вступает охотно. В реакциях проявляет степени окисления 0; +2.
Взаимодействие с металлами происходит в расплавленном состоянии, но это мало касается химических реакций.
Свойства атома | |
---|---|
Название, символ, номер | Цинк / Zincum (Zn), 30 |
Атомная масса (молярная масса) | 65,38(2)[1] а. е. м. (г/моль) |
Электронная конфигурация | [Ar] 3d10 4s2 |
Радиус атома | 138 пм |
Химические свойства | |
Ковалентный радиус | 125 пм |
Радиус иона | (+2e) 74 пм |
Электроотрицательность | 1,65 (шкала Полинга) |
Электродный потенциал | -0,76 В |
Степени окисления | 0; +2 |
Энергия ионизации (первый электрон) | 905,8(9,39) кДж/моль (эВ) |
Термодинамические свойства простого вещества | |
Плотность (при н. у.) | 7,133 г/см³ |
Температура плавления | 419,6 °C |
Температура кипения | 906,2 °C |
Уд. теплота плавления | 7,28 кДж/моль |
Уд. теплота испарения | 114,8 кДж/моль |
Молярная теплоёмкость | 25,4[2] Дж/(K·моль) |
Молярный объём | 9,2 см³/моль |
Кристаллическая решётка простого вещества | |
Структура решётки | гексагональная |
Параметры решётки | a=2,6648 c=4,9468 Å |
Отношение c/a | 1,856 |
Температура Дебая | 234 K |
Прочие характеристики | |
Теплопроводность | (300 K) 116 Вт/(м·К) |
Номер CAS | 7440-66-6 |
Физические свойства цинка:
В природе металл состоит из пяти изотопов:
Смесь металлов — это сплав
Сплавы для промышленного использования содержат Zn-Al и Zn-Al-Cu. Почти всегда в состав добавляется магний (не более 0,1%). Сплавы цинка делятся на антифрикционные и литейные.
Месторождения и руды
Нахождение в природе минералов, содержащих цинк, приурочено к терригенным и карбонатно-терригенным, вулканогенных формациям, известнякам и скарнам.
Происхождение металл берет в медно-цинковых, свинцово-цинковых, сульфидных рудах.
Самородный цинк существует, но встречается настолько редко, что его нельзя принимать в качестве металлургического сырья.
Извлекают руды в основном шахтным способом.
Основные руды на цинк:
Где искать цинк
Месторождения в мире (разведанные и подтвержденные) обещают, что цинком человечество обеспечено на 40 лет вперед.
Запасы в природе (в порядке уменьшения) распределены следующим образом:
Данные могут отличаться по разным статистическим источникам.
Мелкие месторождения имеют около 70 стран, но далеко не везде металл добывают.
Добыча в России возможна в Крыму, на Дальнем Востоке, Кольском полуострове, на Камчатке. Несмотря на огромный потенциал в запасах, Россия имеет не более 3% мировой добычи, да и потребляет металла мало. В основном он идет на экспорт.
Производство металла
Невысокая температура кипения замедлила развитие промышленного производства металла. Обычные способы производства (нагревом смеси руды и угля) не проходили. Цинк испарялся и в виде паров уходил из печи с дымовыми газами. Когда научились конденсировать пары, появился дистилляционный метод выплавки, а производство металла увеличилось.
Сейчас в металлургии цинковые концентраты перерабатывают двумя методами — гидро- и пирометаллургическим.
В обоих случаях вначале происходит выплавка (обжиг) обогащенной руды в печи.
С помощью огненной металлургии цинк начали получать уже давно. Способ морально устарел; сейчас с его помощью выплавляют около 20% металла.
Остальные 80% получают гидрометаллургическим (электролитическим) методом.
Он нужен человеку
Сферы применения нашего героя очень широки, будь то чистый металл, его соединения или сплавы.
В порошкообразном состоянии он используется в качестве восстановителя во многих химических процессах. Это очистка растворов цинкового купороса, осаждение золота из растворов.
Сульфид цинка, активированный серебром, применяют в радиолокации.
Головной болью потребителей изделий из металлов (особенно черных) является ржавчина. Тут отлично помогает покрытие защитным металлом.
Способы оцинкования метизов и крепежа:
Плюсы метода: защитный слой образуется даже в труднодоступных местах.
Минус — ограничение температуры эксплуатации изделия (не более 370 градусов).
Применение металла в строительстве естественно. Нержавеющие прочные крыши всегда «в тренде».
Батарейки, аккумуляторы содержат цинк. Многие химические источники тока содержат металл в отрицательном электроде.
Соединения металла пользуются спросом. Хлорид цинка применяют в производстве фибры, как флюс для пайки. Полиграфия стала использовать для литер сплав, содержащий почти 95% цинка (остальное алюминий и магний). В позапрошлом веке начали использовать цинкографию для иллюстраций печатных книг. Книги с картинками всегда интереснее, правда?
Он нужен всем
Цинк как микроэлемент необходим организму человека. Это естественный иммуномодулятор, регулятор функций центральной нервной системы, антиоксидант.
Наш организм — это большая совершенная лаборатория, где ежеминутно проходят множество реакций. Наш герой участвует в десятках из них: синтез белков, выработка пищеварительных ферментов, правильный метаболизм кислот. Мало цинка — получайте массу проблем в разных «точках» тела. А решить их просто, всего-то дать себе, любимому, нужное количество нужного микроэлемента.
Беременным в первом триместре необходимы препараты нашего героя, иначе не избежать токсикоза и всех связанных с ним «прелестей жизни».
Мужчины, это ваш металл
Журнал Men’s Health назвал цинк «основным микроэлементом для мужского полового здоровья». Роль недостатка металла в развитии половых дисфункций доказана.
Подросткам для правильного развития половых органов цинк необходим. Недостаток может привести к замедлению роста, росту молочных желез, изменению голоса.
Сексуально активные мужчины теряют со спермой значительный запас цинка, поэтому им необходимо пополнять запас металла.
Ученые считают, что цинк предотвращает развитие аденомы простаты.
Не забывайте, что алкоголь «вымывает» полезный микроэлемент из организма. Может, отсюда мудрая поговорка «рожденный пить … любить не может».
Цена вопроса
Стоимость цинка — 2001 USD/тонна (на 13.05.2020); с чистотой 99,995 % он известен под аббревиатурой SHG.
Мне 42 года и я специалист в области минералогии. Здесь на сайте я делюсь информацией про камни и их свойства — задавайте вопросы и пишите комментарии!
Новое в блогах
Цинк. Таблица Менделеева Д. И.
Цинк — элемент побочной подгруппы второй группы, четвёртого периода периодической системы химических элементов Д. И. Менделеева, с атомным номером 30. Обозначается символом Zn (лат. Zincum). Простое вещество цинк (CAS-номер: 7440-66-6) при нормальных условиях — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка).
История и происхождение названия
Сплав цинка с медью — латунь — был известен ещё в Древней Греции, Древнем Египте, Индии (VII в.), Китае (XI в.). Долгое время не удавалось выделить чистый цинк. В 1746 А. С. Маргграф разработал способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его окиси с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. В промышленном масштабе выплавка цинка началась в XVII в.
Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium II. Это слово, вероятно, восходит к нем. Zinke, означающее «зубец» (кристаллы металлического цинка похожи на иглы).
Получение
Цинк в природе как самородный металл не встречается. Цинк добывают из полиметаллических руд, содержащих 1-4 % Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50-60 % Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты. Цинковые концентраты обжигают в печах в кипящем слое, переводя сульфид цинка в оксид ZnO; образующийся при этом сернистый газ SO2 расходуется на производство серной кислоты. Чистый цинк из оксида ZnO получают двумя способами. По пирометаллургическому (дистилляционному) способу, существующему издавна, обожженный концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углем или коксом при 1200—1300 °C: ZnO + С = Zn + CO. Образующиеся при этом пары металла конденсируют и разливают в изложницы. Сначала восстановление проводили только в ретортах из обожженной глины, обслуживаемых вручную, позднее стали применять вертикальные механизированные реторты из карборунда, затем — шахтные и дуговые электропечи; из свинцово-цинковых концентратов цинк получают в шахтных печах с дутьем. Производительность постепенно повышалась, но цинк содержал до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий. Дистилляционный цинк очищают ликвацией (то есть отстаиванием жидкого металла от железа и части свинца при 500 °C), достигая чистоты 98,7 %. Применяющаяся иногда более сложная и дорогая очистка ректификацией дает металл чистотой 99,995 % и позволяет извлекать кадмий.
Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожженные концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах. Обычно чистота электролитного цинка 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учете переработки отходов) 93-94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl.
Физические свойства
В чистом виде — довольно пластичный серебристо-белый металл. Обладает гексагональной решеткой с параметрами а = 0,26649 нм, с = 0,49431 нм, пространственная группа P 63/mmc, Z = 2. При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Собственная концентрация носителей заряда в цинке 13,1×1028 м-3
Кого, в своё время, не забавлял кусочек цинка брошенный в соляную кислоту? Пузырьки, шипение. водород. Ну, а если учитель вышел, на мгновение, а в кармане(по какой то случайности) оказались спички.
Короче, поговорим о цинке.
Так что же ты такое, цинк? Цинк в природе как самородный металл не встречается. Цинк это простое вещество которое при обычных условиях — хрупкий металл голубовато-белого цвета, тускнеющий на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка. Состав соединений цинка оставался неизученным вплоть до 18 века, хотя некоторые из них, например белый купорос (сульфат цинка), использовали для получения латуни, добавляя к расплаву меди вместе с порошком угля. В 1721 г. саксонский металлург Иоганн Фридрих Генкель (учитель Ломоносова) подробно описал цинк и его некоторые минералы и соединения.
Не занижая заслуги Генкеля стоит упомянуть, что о латуни упоминают многие авторы, в том числе Аристотель, который рассказывает о производстве латуни в стране моссинеков, но. Может Аристотель зачитывался приключениями аргонавтов? Кто же теперь узнает? «. проплыли страну страну моссинеков, живущих в деревянных домах, беспорядочно совокупляющихся и носящих неописуемой длины копья и белые щиты в форме листьев плюща. » Может речь о Колхиде.
В древнем мире производство латуни восходит, вероятно, ко II веку до н. э. Небольшие количества цинка, присутствующие в образцах древнеегипетской меди отражают состав местных руд, но для выплавки латуни, датируемой 1400–1000 гг до н.э. и содержащей около 23% цинка, уже должны были преднамеренно смешивать медную руду с цинковой. Что же касается производства металлического цинка, то есть основания полагать, что оно зародилось в Индии около 12 века. Латунь получали и на Кипре. Сплав цинка с медью был известен ещё в Древней Греции и Египте, в Индии (в 7 веке), Китае (в 11веке). Но долгое время не удавалось выделить чистый цинк. Почему? Да потому что при получение сплавов цинка из смешанных руд не требует выделения самого цинка. А вот китайские мастера овладели искусством выплавки цинка. Цинковые монеты использовались в годы правления династии Минь (1368–1644). Если говорить про средневековую Европу, то специального производства цинка ещё не было, хотя небольшие количества всё же получались при производстве свинца, серебра и латуни, поэтому ввозился индийский и китайский цинк.
Но история не стоит на месте. И в 1738 году англичанин Уильям Чэмпион запатентовал дистилляционный способ получения цинка, т.е. процесс перегонки металлического цинка из каламина с использованием древесного угля в плавильной печи, что послужило началу выплавки цинка в промышленном масштабе. И в 1743 году в Бристоле вступил в строй первый цинковый завод, основанный Уильямом Чэмпионом. Но во всей этой истории есть небольшой «душок». А дело в том, что в Германии, в 1746 году Андреас Сигизмунд Маргграф разработал похожий способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его оксида с углём без доступа воздуха, в глиняных огнеупорных ретортах(перегонных аппаратах) с последующей конденсацией паров цинка в холодильниках. Маргграф описал свой метод во всех деталях и этим заложил основы теории производства цинка. Поэтому его часто называют первооткрывателем цинка.
И в двух словах, как всё быстренько-быстренько пошло в «гору». В 1805 году Чарльз Гобсон и Чарльз Сильвестр из Шеффилда запатентовали способ обработки цинка способом прокатки при 100—150 °C.
1 января 1905 году первый в России цинк был получен на заводе «Алагир» во Владикавказе(сейчас это завод «Электроцинк»). Первые заводы, где цинк получали электролитическим способом, появились в 1915 году в Канаде и США Сейчас известно 66 минералов цинка.
Цинк — энергичный водный «мигрант», особенно это характерно в термальных водах. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах, главным «осадителем» для него является сероводород.
Что бы не занимать слишком много места и времени пропустим перечисления месторождений и процесс добычи цинка из полиметаллических руд(не-е-е, если кому надо, только «цинканите»).
Притормозим чуть на применении. Ну во первых; чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро), во вторых с помощью цинка извлекают то же золото и серебро из чернового свинца в виде интерметаллидов(химических соединений двух или более металлов) цинка. Не забудем и про оцинковку поверхностей для защиты от коррозии. Да-да самое обыкновенное ведро тоже его «рук» дело. Ну, а без оцинкованного днища какого ни будь авто и поста не было бы. Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах. Он вводится в состав многих твёрдых припоев для снижения их температуры плавления.
Сплавы цинка с алюминием и магнием, благодаря сравнительно высоким механическим и очень высоким литейным качествам широко используются в машиностроении, а именно для точного литья. Кстати, в оружейном деле из некоторых сплавов, иногда, отливают затворы пистолетов, которые рассчитаны на использование слабых или травматических патронов. Также из цинковых сплавов отливают всевозможную техническую фурнитуру, вроде автомобильных ручек, корпусы карбюраторов(поэтому их в цветмет и не принимают). Хлорид цинка — важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры. Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах. Перечислять можно до бесконечности.
Цинк играет и огромную биологическую роль.
В организме взрослого человека содержится в среднем около 2 г цинка, в виде его соединений, который концентрируется преимущественно в простате, мышцах, печени и поджелудочной железе. На этом чуть задержимся.
Цинк необходим для продукции спермы и мужских гормонов( а тут как ни крути, 50 миллилитрах человеческой спермы содержится около 10 миллиграммов цинка), необходим для метаболизма витамина E, необходим для расщепления алкоголя в организме, важен для нормальной деятельности простаты, участвует в синтезе разных анаболических гормонов в организме, включая инсулин, тестостерон и гормон роста.
Среди продуктов, употребляемых в пищу человеком, наибольшее содержание цинка — в тыквенных и подсолнечных семечках, кунжуте, мясе, сыре, овсяной крупе, бобовых, шоколаде, ну и на любителей, в устрицах. Цинк – одно из наиболее важных биологически активных элементов и необходим для всех форм жизни.
Цинк влияет на вкус и обоняние. Из-за нехватки цинка, необходимого для полноценного развития плода, многие женщины в первые 3 месяца беременности жалуются на капризы вкуса и обоняния.
Цинк (Zn, Zincum)
История цинка
Цинк в чистом виде впервые выделил Уильям Чемпион в 1738 году, хотя латунь (сплав меди с цинком) использовали в Древнем Египте и Древней Греции (calorizator). Иногда первооткрывателем цинка называют немца С. Маргграфа, который в 1746 году разработал аналогичный способ выработки цинка и описал его более подробно, чем Чемпион.
Названием цинк обязан Парацельсу, в чьих трудах встречаются слова zincum и zinken, которыми назван металл, видимо, из-за схожести его кристаллитов с иглами (zinke – зубец).
Общая характеристика цинка
Цинк является элементом побочной подгруппы II группы IV периода периодической системы химических элементов Д.И. Менделеева, имеет атомный номер 30 и атомную массу 65,39. Принятое обозначение – Zn (от латинского Zincum).
Нахождение в природе
Цинк достаточно распространённый элемент, он содержится в земной коре, практически во всех водных ресурсах Мирового Океана и во многих живых организмах. На сегодняшний день известно более 60-ти минералов цинка (сфалерит, цинкит, каламин и др.). крупные месторождения цинка обнаружены в Австралии, Боливии, Иране и Казахстане.
Физические и химические свойства
Цинк является хрупким, пластичным переходным металлом, имеет бело-голубоватый цвет, на воздухе покрывается слоем оксида цинка, что приводит к потускнению. При высоких температурах сгорает, образуя белый оксид цинка.
Суточная потребность в цинке
В сутки организм взрослого здорового человека должен получать от 9 до 11 мг цинка, дети – чуть меньше, от 2 до 8 мг, женщины в период беременности и кормления грудью – от 11 до 13 мг.
Продукты питания богатые цинком
Основные поставщики цинка – продукты питания, важный для жизнедеятельности организма элемент содержится в зелёных листовых овощах, брокколи, цветной капусте и редисе, моркови и кукурузе, зелёном луке, фасоли, горохе и чечевице, авокадо и ягодах, арахисе, кокосе, грецких и кедровых орехах, кунжуте, пшенице, овсянке и рисе. Присутствует цинк и в продуктах животного происхождения – свинине и баранине, говядине и индейке, мясе утки и говяжьем языке, морепродуктах и рыбе, плавленом сыре и яичном желтке.
Полезные свойства цинка и его влияние на организм
Функции и полезные свойства цинка:
Взаимодействие с другими
Признаки нехватки цинка
Нехватка цинка в организме человека характеризуется следующими симптомами:
Признаки избытка цинка
Избыточное содержание цинка в организме человека как правило обусловлено приёмом БАДов и препаратов цинка, характеризуется головными болями, приступами слабости и тошнотой.
Применение цинка в жизни
Цинк в чистом виде используется как восстановитель благородных металлов, как защита стали от коррозии, для производства аккумуляторов, в полиграфической промышленности, в медицине, производстве различных сплавов, резиновых шин и масляных красок.
Цинк: производство и применение
Цинк – это металл, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться.
Цвет цинка сине-белый. При воздействии кислорода появляется окисление, а также покрытие карбоната, предохраняющего металл от дальнейшей реакции окисления. Появление на цинке гидроокиси обозначает то, что вода на химический элемент не действует.
Цинк — химический элемент, имеет свои отличительные свойства, преимущества и недостатки. Он широко применяется в повседневной жизни человека, в фармацевтике и металлургии.
Особенности цинка
Металл является необходимым и широко применяемым практически во всех отраслях повседневной жизни человека.
Добыча в основном, производится в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. В России изготовителем является ОАО «ГМК Дальполиметалл».
Это переходной металл, имеет степень окисления +2, радиоактивный изотоп, период полураспада 244 дня.
Водный арсенат кадмия, цинка и меди
В чистом виде элемент не добывается. Содержится в рудах и минералах: клейофане, марматите, вюртците, цинките. Обязательно присутствует в сплаве с алюминием, медью, оловом, никелем.
Химические, физические свойства и характеристики цинка
Цинк – металл, обладает рядом свойств и характеристик, отличающих его от иных элементов периодической таблицы.
К физическим свойствам цинка относится его состояние. Основным фактором выступает температурный режим. Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м 3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.
Цинк в жидком состоянии
Формула цинка Zn – zincum. Атомная масса цинка 65.382 а.е.м.
Кристаллическая решётка цинка – шестиугольная кристаллическая система с плотно прижатыми атомами. Данные решётки: A=2.66У, С=4.94.
Структура и состав цинка
Добытый и не переработанный материал имеет изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2.
По применению среди всех элементов периодической таблицы металл стоит на 23 месте. В природе элемент выступает в виде сульфида с примесями свинца Pb, кадмия Cd, железа Fe, меди Cu, серебра Ag.
В зависимости от того, какое количество примесей, металл имеет маркировку.
Производство цинка
Как было сказано выше, чистого вида данного элемента в природе нет. Он добывается из иных пород, таких как руда – кадмий, галлий, минералы – сфалерит.
Металл получают на заводе. Каждый завод имеет свои отличительные особенности производства, поэтому оборудование для получения чистого материала различно. Оно может быть таким:
В зависимости от принимаемого метода добычи металла, задействовано соответствующее оборудование.
Получение чистого цинка
Как упоминалось выше – в природе чистого вида нет. В основном добыча производится из руд, в которых он идет с различными элементами.
Для получения чистого материала задействован специальный флотационный процесс с избирательностью (селективностью). После проведения процесса руда распадается на элементы: цинк, свинец, медь и так далее.
Добытый таким методом чистый металл обжигается в специальной печи. Там при определенных температурах сульфидное состояние материала переходит в оксидное. При обжиге выделяется газ с содержанием серы, направляемый для получения серной кислоты.
Есть 2 способа получения металла:
Выплавка цинка в печи
Температура плавления цинка в печи 419-480 °С градусов. Если же температурный режим превышен, тогда материал начинает испаряться. При данной температуре допускается примесь железа 0.05%.
При процентной ставке 0.2 железа, лист невозможно будет прокатать.
Применяются различные способы выплавки чистого металла, вплоть до получения цинковых паров, которые направляются в специальные резервуары и там вещество опадает вниз.
Применение металла
Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:
А также применение цинка необходимо для восстановления таких металлов, как золото, серебро, платина.
Цинк в металлургии
Металлургическая промышленность задействует данный элемент периодической таблицы как основной для достижения определенных целей. Выплавка чугуна, стали является главной во всей металлургии страны. Но, данные металлы подвержены негативному влиянию окружающей среды. Без определенной обработки идет быстрое окисление металлов, что приводит к их порче. Наилучшей защитой служит оцинкование.
Нанесение защитной плёнки на чугун и сталь является лучшим средством от коррозии. На оцинкование уходит около 40% всего производства чистого материала.
Способы оцинкования
Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.
Горячий способ оцинкования
Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:
Горячее цинкование металлоконструкций
Но, данный метод имеет ряд недостатков:
А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.
Холодное оцинкование
Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:
Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.
Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.
Термодиффузионный способ
Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.
Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:
В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).
Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии. Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются.
Иные сферы применения цинка
Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.
В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.
В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.
Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.