Чернение металла востребовано в различных сферах производства, однако чаще всего используется для декоративных целей в ювелирном деле и различных ремеслах.
Оцинковка металла является наиболее простым и дешевым способом его защиты от образования ржавчины. Наиболее популярным является метод горячей оцинковки.
Цинк – химический элемент II группы периодической системы Менделеева, с атомным номером 30; при обычных условиях – хрупкий металл голубовато-белого цвета.
Сплав цинка с медью (латунь) производился еще древними египтянами и греками, однако чистый цинк был выделен гораздо позже. В промышленном масштабе цинк начали выплавлять только в 17 веке.
Среднее содержание цинка в земной коре составляет 8,3•10-3% по массе, при этом в основных изверженных породах его относительно больше, чем в кислых. Из 55 минералов цинка наиболее важными являются сфалерит (цинковая обманка), цинкит, виллемит, каламин, фракн-линит и смитсонит. Цинк энергично мигрирует в водной среде, особенно в термальных водах вместе со свинцом с последующим осаждением сульфидов цинка. Также цинк мигрирует в подземных и поверхностных водах, осаждаясь за счет воздействия сероводорода и в меньшей степени – за счет сорбции глинами и других процессов.
Цинк имеет среднюю твердость. В холодном состоянии он хрупок, при температуре 100-150С становится пластичным и легко прокатывается в тонкие листы и фольгу, а при 250С к нему вновь возвращается хрупкость. При наличии даже незначительных примесей хрупкость цинка значительно увеличивается. Полиморфных модификаций нет. Кристаллическая решетка – гексагональная, температура плавления 419,46С, температура кипения 906С.
На воздухе цинк медленно покрывается серым защитным слоем карбоната цинка и окиси цинка, что приводит к исчезновению его металлического блеска. Защитная пленка аналогичного состава образуется при повышенной влажности на оцинкованном железе.
При температуре 500С цинк загорается голубовато-синим пламенем. На поверхности возле пламени выпадает оксид цинка – желтый порошок, который при остывании становится белым.
Цинк обычной чистоты взаимодействует с растворами кислот и растворами щелочей с образованием гидроксоцинкатов. Очень чистый цинк не реагирует с растворами ни кислот, ни щелочей. Реакция начинается с добавлением малого количества раствора сульфата меди.
При нагревании цинк взаимодействует с галогенами, образуя галогениды. С серой, селеном и теллуром цинк образует различные халькогениды, с фосфором – фосфиды, а взаимодействие цинка с аммиаком при 550-600С позволяет получить нитрид цинка. С азотом, водородом, углеродом, бором и кремнием не непосредственно не взаимодействует.
Основой для промышленного производства цинка служит цинковый концентрат, извлеченный путем обогащения полиметаллических руд, в которых цинк содержится в виде сульфида. Полученный цинковый концентрат обжигают в печах, обожженный концентрат обрабатывают электролитическим (гидрометаллургическим) или (реже) пирометаллургическим (дистилляционным) способом, что дает возможность получить цинк чистотой 98-99,95%.
Около половины всего мирового производства цинка направляется на защиту стали от коррозии (оцинковку или металлизацию). Чистый металлический цинк применяется для восстановления золота и серебра, добываемых подземным выщелачиванием. Также цинк помогает извлекать серебро и золото из чернового свинца в виде так называемой «серебристой пены» - интерметаллидов цинка, которые затем обрабатываются стандартными методами аффинажа.
Цинк в соединении с другими элементами используется для изготовления отрицательного электрода в химических источниках тока (например, серебряно-цинковый аккумулятор, ртутно-цинковый элемент, марганцево-цинковый элемент и другие). Очень важную роль цинк играет в цинк-воздушных аккумуляторах, отличающихся очень высокой удельной энергоемкостью.
Большое количество цинка требуется для производства латуни и других сплавов. Так, сплавы цинка с магнием и алюминием широко используются в машиностроении, также из цинковых сплавов изготовляют различную техническую фурнитуру и другие изделия.
Оксид цинка используется в медицине в качестве антисептического и противовоспалительного средства, а также применяется для производства краски – цинковых белил. Из других соединений цинка особенно важен сульфид цинка, способный светиться под воздействием электронного луча, что дает возможность использовать его для синтеза люминофоров и люминесцентов.
Люминофоры на основе сульфидов цинка и кадмия применяются в электронной промышленности для покрытия экранов телевизоров, осциллографов и другой аппаратуры.
Часто во время осуществления сварки или пайки металлов и их сплавов возникают неожиданные проблемы. О многих из них мы и поговорим в разделе «вопросы и ответы»
Эмалирование металлов – технология, которая позволяет наносить на поверхность изделий из стали специальный защитный слой, отличающийся великолепными эстетическими свойствами.
Цинк – химический элемент II группы периодической системы Менделеева, с атомным номером 30; при обычных условиях – хрупкий металл голубовато-белого цвета.
