Цинк в строительстве: особенности металла, его плюсы и минусы

Химические свойства

Типичный пример металла, образующего амфотерные соединения. Амфотерными являются соединения цинка ZnO и Zn(OH)₂. Стандартный электродный потенциал −0,76 В, в ряду стандартных потенциалов расположен до железа.

На воздухе цинк покрывается тонкой пленкой оксида ZnO. При сильном нагревании сгорает с образованием амфотерного белого оксида ZnO:

2Zn+O2→2ZnO{\displaystyle {\mathsf {2Zn+O_{2}\rightarrow 2ZnO}}}

Оксид цинка реагирует как с растворами кислот:

ZnO+2HCl→ZnCl2+H2O{\displaystyle {\mathsf {ZnO+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}O}}}

так и щелочами:

ZnO+2NaOH+H2O→Na2Zn(OH)4{\displaystyle {\mathsf {ZnO+2NaOH+H_{2}O\rightarrow Na_{2}}}}

Цинк обычной чистоты активно реагирует с растворами кислот:

Zn+2HCl→ZnCl2+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Zn+2HCl\rightarrow ZnCl_{2}+H_{2}\uparrow }}}

и растворами щелочей:

Zn+2NaOH+2H2O→Na2Zn(OH)4+H2↑{\displaystyle {\mathsf {Zn+2NaOH+2H_{2}O\rightarrow Na_{2}+H_{2}\uparrow }}}

образуя гидроксоцинкаты. С растворами кислот и щелочей очень чистый цинк не реагирует. Взаимодействие начинается при добавлении нескольких капель раствора сульфата меди CuSO₄.

При нагревании цинк реагирует с галогенами с образованием галогенидов ZnHal₂. С фосфором цинк образует фосфиды Zn₃P₂ и ZnP₂. С серой и её аналогами — селеном и теллуром — различные халькогениды, ZnS, ZnSe, ZnSe₂ и ZnTe.

С водородом, азотом, углеродом, кремнием и бором цинк непосредственно не реагирует. Нитрид Zn₃N₂ получают реакцией цинка с аммиаком при 550—600 °C.

В водных растворах ионы цинка Zn2+ образуют аквакомплексы [Zn(H₂O)₄]2+ и [Zn(H₂O)₆]2+.

От чего помогает цинковая мазь

Средство для наружного применения уменьшает экссудацию (выделение жидкости в воспаленных тканях), мокнутие (отделение экссудата из пузырьков на коже). Слой препарата не пропускает кровь и пот.

Основные терапевтические эффекты:

• слабый антисептический (дезинфицирующий);
• умеренный противовоспалительный;
• ранозаживляющий;
• подсушивающий;
• адсорбирующий;
• вяжущий.

Антисептические свойства оксида цинка слабее по сравнению с йодом, хлоргексидином, перекисью водорода, салициловой кислотой. Это одна из причин, почему средство не применяют для лечения инфицированных повреждений.

Лечебные свойства цинковой мази полезны для уменьшения покраснения и воспаления при солнечных ожогах, для защиты пораженной кожи во время занятий спортом и активного отдыха. После нанесения препарата на коже образуется тонкая пленка, под которой подсыхает и заживает эпидермис.

Кроме этого, средство

• предотвращает размягчение тканей и увеличение размеров раны;
• защищает поврежденную кожу от проникновения микробов;
• уменьшает раздражающее воздействие экссудата;
• впитывает токсины бактерий и грибков;
• создает условия для регенерации;
• устраняет покраснение и отек.

Эффективность препарата при различных повреждениях кожи отличается. Не помогает цинковая мазь от папиллом, появление которых обусловлено вирусной инфекцией. Средство не обладает противовирусным и кератолитическим эффектами.

Цинковая мазь от мозолей защищает поврежденную кожу от высыхания, проникновения микробов. Под пленкой идет естественное заживление.

Средство наносят на пораженную кожу для уменьшения проявлений воспаления и раздражения. Препарат снижает выраженность экссудативных процессов, устраняет вредное действие различных факторов.

Используется цинковая мазь при ожогах и небольших повреждениях как средство «скорой помощи». Зуд и покраснение проходят уже через 10-15 минут после нанесения препарата.

От аллергии на коже – это не самое эффективное лечение. Однако средство имеет меньше побочных эффектов по сравнению с гормональными кремами. Препарат наносят тонким слоем на зудящие высыпания для уменьшения воспаления и раздражения.

Цинковая мазь от герпеса на губах относительно быстро уменьшает зуд, подсушивает пузырьки.

При атопическом дерматите используется как негормональное средство, безопасное даже для грудных детей. Смазывают покрасневшие области лица, рук, другие пострадавшие участки тела для избавления детей от зуда. Следят, чтобы ребенок не расчесывал обработанные места.

Сухость эпидермиса вызвана потерей воды в верхнем слое кожи. В результате образуются микротрещины, ухудшается процесс заживления. Цинковая мазь при псориазе создает маслянистый слой, удерживающий воду в коже. Средство смягчает роговое вещество (кератин), избыток которого накапливается в виде чешуек и бляшек.

Показания к применению цинковой мази включают:

• опрелость, потница (пеленочная сыпь) и другие дерматиты, в том числе фотоконтактный;
• пролежни, трофические язвы, иные язвенные поражения кожи;
• поверхностные ссадины, порезы, трещины, раны;
• ожоги (включая солнечные);
• экзема в стадии обострения;
• сыпь при простом герпесе;
• стрептодермия.

Цинковая мазь при беременности не наносит вред здоровью женщины и будущего ребенка. Необходимо правильно дозировать и применять средство, придерживаться инструкции.

Цинк необходим для нормального протекания сперматогенеза и синтеза тестостерона. Микроэлемент попадает в организм с пищей.

Используется цинковая мазь для потенции (профилактики импотенции). Ежедневно втирают средство в течение 10 минут. Длительность одного курса лечения составляет 10 дней. После перерыва 2 месяца продолжают терапию (профилактику).

При втирании препарата в область простаты улучшается микроциркуляция в тканях железы.

Как применяется для детей

Цинковая мазь от опрелостей у новорожденных и грудных детей используется под подгузник. Наносят средство перед сном, чтобы ребенок не испытывал дискомфорт из-за раздражения кожи.

Если опрелости не проходят 7 дней, обращаются к педиатру.

Применяется цинковая мазь для детей с чувствительной кожей, подверженных «пеленочному» дерматиту. Смазывают кожу вокруг заднего прохода и ягодицы. Тонкий слой препарата создает барьер от агрессивного воздействия испражнений.

На половых органах средство не используют.

Препарат применяют для устранения зуда в области заднего прохода, вызванного активностью мельчайших паразитов. Используется цинковая мазь от остриц у детей на ночь. Ребенка меньше беспокоят неприятные ощущения, связанные с выходом паразитов из кишечника.

Цинковая мазь при ветрянке нужна для уменьшения зуда в области пузырьков. Наносят препарат 1-3 раза в день.

Цинк витамины. И швец, и жнец

Перечисляя все функции цинка в организме, легко сбиться со счета. Ведь этот микроэлемент трудится практически на всех фронтах. Вот лишь главные его функции:

Укрепление иммунитета, защита от инфекций. Цинк – это естественный иммуномодулятор. При нехватке цинка в крови поднимается уровень кортизола – гормона, подавляющего иммунитет и разрушающего мышечные волокна. Если пить цинк в сочетании с витамином С в холодное время года, можно уберечься от гриппа и ОРВИ.

Участие в образовании костной ткани . Наряду с кальцием этот микроэлемент необходим для формирования и укрепления зубов и костей как у детей, так и у взрослых.

Улучшение работы мозга. Кора головного мозга, недополучая цинк, начинает давать сбой, что может выражаться в появлении галлюцинаций, потере вкуса, нарушении обоняния и даже возникновении эпилептических припадков. Существует связь между содержанием в организме цинка и умственными способностями человека. Исследования показали, что у хорошо успевающих студентов в волосах содержится больше цинка, чем у отстающих. Особенно важен цинк для отделов мозга, отвечающих за концентрацию внимания и память.

Стимуляция половой системы. Мужчинам этот минерал необходим для производства спермы и синтеза тестостерона, а также для профилактики аденомы предстательной железы, а женщинам – для хорошей работы яичников и здорового гормонального фона.

Укрепление зрения. Участвуя в биохимических реакциях сетчатки, цинк помогает усваивать витамин А, важный для нормальной работы глаз. А при его недостатке может развиться катаракта и блефарит.

История – краткая справка

Первые изделия из латуни, являющейся сплавом меди с цинком датированы еще срединой первого тысячелетия по рождеству Христову. Это были преимущественно предметы интерьера и кухонные предметы, используемые жителями древних Греции, Индии, Китая, Египта и других развитых на то время стран. Получить чистую форму металла удалось дистилляционным способом аж в 1738 году английским ученым Уильямом Чемпионом, который уже в 1743 году запустил работу первого завода по добыче Zn.

Добыча чистейшего цинка с помощью электролитического способа стала возможна уже в 1915 году, на заводах США и Канады.

Свое название Zn – Zincum (Zinken – в переводе с немецкого «зубец») получил от швейцарского исследователя, алхимика и врача Филиппа Парацельса (1493—1541 гг).

Физические свойства гидроксида цинка:

* Примечание:

— нет данных.

Избыток цинка

Переизбыток макроэлемента наступает при употреблении более двух грамм в сутки. Если же принять более 200 г цинка, то он вызовет рвоту. Длительное употребление вещества в количестве более 100 грамм в день приводит к ухудшению иммунитета и способствует развитию язв желудка. Острое отравление сопровождается рвотными рефлексами, диареей и появлением во рту специфического привкуса.

Причиной переизбытка цинка может быть прием препаратов несогласованных с врачом, нарушение обмена веществ на клеточном уровне, работа на вредном производстве и даже неправильное использование оцинкованной посуды.

Симптомами начальных стадий отравления данным макроэлементом являются: патологии кожи, ногтей и волос, ослабление иммунной системы, боли в желудке, нарушения в работе печени, поджелудочной железы и простаты. При более сильных отравлениях могут возникнуть боли в поясничном отделе, усиленное сердцебиение и боли при мочеиспускании. Велика также вероятность повышения уровня холестерина в сосудах.

Положительным является тот факт, что, по мнению многих ученых, передозировка цинком практически невозможна, так как он не обладает токсичностью и не может накапливаться в тканях в виде излишков. Особенно это касается макроэлемента, содержащегося в естественном виде в продуктах питания. А вот дефицит вещества в рационе питания многих людей действительно является серьезной проблемой.

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:

1. Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
2. Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
3. В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

• Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
• Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
• После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

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:

1. Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
2. После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
3. Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Холодное цинкование

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:

1. При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
2. Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
3. В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
4. Добавляется туда специальная смесь.
5. Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

Термодиффузионное цинкование

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

Свойства цинковых сплавов

Чтобы понимать какими свойствами должны обладать цинковые сплавы, необходимо знать характеристики цинка. Литейные качества, температура плавления, твердость и другие параметры напрямую зависят от химических и физических свойств цинка. Он представляет собой голубоватый металл. Это вещество не встречается в природных месторождениях в чистом виде. В процессе длительной обработки получается оксид цинка, из которого можно получить чистый металл.

Характеристики и свойства цинка

Перед описанием цинковых сплавов и их применения в различных направлениях производства требуется разобраться со свойствами цинка.

Химические свойства:

1. При длительном нагревании может вступать в реакции с Н2О и сероводородом. В ее процессе выделяется водород.
2. Не вступает в контакт с углеродом и азотом.
3. Смешивается с различными неметаллами — кислородом, фосфором и серой.
4. При соединении с щелочами, образуются цинкаты (это соли цинковой кислоты).
5. Если смешивать металл с серной кислотой, могут образовываться различные вещества. Все зависит от количества кислоты.
6. При очень высокой температуре металл может контактировать с различными газами (йод в газообразном состоянии, хлор и фтор).

Физические свойства:

1. Представляет собой прочный металл. При нагревании до 100–150°С он становится пластичным. При разогревании более 210 °С металл изменяет свою форму. В сравнении с другими металлами цинк плавится при низкой температуре.
2. Обладает хорошей теплопроводностью — 116 Вт/м К.
3. Кипение материала при температуре — 906°С.
4. Плотность — 7.133 гр./см куб.
5. Плавление материала — 419°С.
6. Максимальная прочность при растяжении — 200–250 МН/м2.
7. Удельная теплота испарения — 114.8 КДж/моль.

Количество примесей в составе металла напрямую зависит от способа добычи, обработки и изначальной породы материала. Часто встречающиеся примеси, содержащиеся в цинке — никель, фтор, хлор и свинец.

Необработанный металл

Как примеси изменяют свойства цинка

Посторонние примеси, содержащиеся в цинке, ухудшают характеристики этого металла (при большом содержании). Первостепенная задача производителей — снизить количество свинца, кадмия и олова в этом металле, чтобы избежать межкристаллической коррозии.

Воздействие примесей на цинк:

1. Свинец — усиливает растворимость металла в воде.
2. Медь — ухудшает показатель пластичности. Металл становится более уязвимым для коррозии, однако улучшается его прочность.
3. Мышьяк — ухудшает прочность и пластичность цинка даже при минимальном содержании.
4. Олово — увеличивает ломкость готовых отливок.
5. Кадмий — снижает пластичность металла.
6. Сурьма — в процессе прокатки при больших температурах, увеличивает прочность и ухудшает пластичность цинка.

Практически все примеси считаются вредными для готовых заготовок. Из-за этого производители в первую очередь проводят ряд процедур, чтобы содержание цинка в готовой отливке было наиболее высоким.

Цинк и кофе. Шоколад, чай и кофе с добавлением цинка, возможно, способны укрепить здоровье

Цинк — это микроэлемент, необходимый для поддержания здоровья. Исследователи в Университете Эрлангена-Нюрнберга, работая совместно с профессором Кристианом Голдсмитом из Обернского университета в Алабаме обнаружили, что цинк способен защитить от супероксида (перекиси), вызывающего оксидативный стресс, если принимать его совместно с веществом, содержащимся в вине, кофе, чае и шоколаде. Это вещество относится к группе гидрохинонов, содержащихся в полифенолах, то есть в веществах, ответственных за запах и вкус в растениях. Цинк активирует гидрохиноны, образуя естественную защиту от супероксида, который является побочным продуктом процесса клеточного дыхания. Супероксид повреждает биомолекулы, например, протеины и липиды, а также геном. Считается, что супероксиды играют роль в процессе старения и развитии некоторых заболеваний, таких как воспаления, рак, и нейродегенеративные болезни.

Новый металлический комплекс против супероксида

Сами по себе гидрохиноны не способны разрушить супероксид. Совместно же с цинком они образуют комплекс, который имитирует фермент супероксида дисмутазу (SOD). Этот фермент защищает организм от процессов деградации, вызываемых окислением, и оказывает антиоксидантный эффект. Таким образом, супероксид будет метаболизирован и не причинит вреда организму; и удастся избежать оксидативного стресса.

Шоколад, кофе и чай — с добавкой цинка

Впервые действие этого фермента было воспроизведено без помощи редоксактивных переходных металлов, таких как марганец, железо, медь или никель. Хотя такие металлы тоже могут оказывать антиоксидантный эффект, но их положительное воздействие нивелируется тем фактом, что в больших дозах они способны даже усилить оксидативный стресс. Цинк значительно менее токсичен, чем упомянутые переходные металлы, поэтому новые лекарства или добавки будут иметь значительно меньше побочных эффектов. Также выглядит оправданным добавление цинка в пищу, которая содержит натуральный гидрохинон, для улучшения здоровья.

«Вполне возможно появление вина, кофе, чая и шоколада с добавкой цинка. Но только вот любое присутствие алкоголя разрушает положительный эффект этого сочетания», — подчёркивает Ивана Иванови-Бурмазови.

Цинка полезные свойства. 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:

• участие в формировании костных тканей,
• предупреждение диабета,
• препятствие появлению эпилепсии,
• обеспечение быстрого заживления ран,
• пособничество всасыванию витамина А,
• улучшение состояния волос,
• положительное влияние на умственные способности человека,
• профилактика возникновения артрита и ревматизма.

Взаимодействие с другими

Цинк необходим для метаболизма витамина E , витамин А действует только в присутствии цинка. Витамин С и цинк — хорошее средство против катаров и многих вирусных заболеваний.

Признаки нехватки цинка

Нехватка цинка в организме человека характеризуется следующими симптомами:

• расстройства деятельности желудочно-кишечного тракта,
• хрупкость ногтей и появление на них белых пятен,
• истощение и выпадение волос,
• потеря чувства вкуса и аппетита,
• незаживление мелких ран,
• нервозность, быстрая утомляемость,
• снижение памяти.

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.

Нахождение в природе

Известно 66 минералов цинка, в частности цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франклинит. Наиболее распространённый минерал — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Из-за трудности определения этого минерала его называют обманкой (др.-греч. σφαλερός — обманчивый). Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы элемента № 30: смитсонит ZnCO₃, цинкит ZnO, каламин 2ZnO · SiO₂ · Н₂O. На Алтае нередко можно встретить полосатую «бурундучную» руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата. Кусок такой руды издали действительно похож на затаившегося полосатого зверька.

Сфалерит

Среднее содержание цинка в земной коре — 8,3·10-3%, в основных извержённых породах его несколько больше (1,3·10-2%), чем в кислых (6·10-3%). Цинк — энергичный водный мигрант, особенно характерна его миграция в термальных водах вместе со свинцом

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, меньшую роль играет сорбция глинами и другие процессы.

Цинк — важный биогенный элемент, в живых организмах содержится в среднем 5·10-4% цинка. Но есть и исключения — так называемые организмы-концентраторы (например, некоторые фиалки).

Месторождения

Месторождения цинка известны в Иране, Австралии, Боливии, Казахстане. В России крупнейшим производителем свинцово-цинковых концентратов является ОАО «ГМК Дальполиметалл»[неавторитетный источник?].

История

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 1738 году в Англии был запатентован дистилляционный способ получения цинка. В промышленном масштабе выплавка цинка началась также в XVIII в.: в 1743 году в Бристоле вступил в строй первый цинковый завод, основанный Уильямом Чемпионом, где получение цинка проводилось дистилляционным способом. В А. С. Маргграф в Германии разработал похожий способ получения чистого цинка путём прокаливания смеси его оксида с углём без доступа воздуха в глиняных огнеупорных ретортах 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.

В 1805 году Чарльз Гобсон и Чарльз Сильвестр из Шеффилда запатентовали способ обработки цинка — прокатка при 100—150 °C . Первый в России цинк был получен на заводе «Алагир» 1 января 1905 года. Первые заводы, где цинк получали электролитическим способом, появились в 1915 году в Канаде и США.

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, обожжённый концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углём 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 обожжённой 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 дутьём. 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). Обожжённые 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 учёте переработки отходов) — 93—94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда также In, Ga, Ge, Tl.