Цинк прочно прописался в жизни людей. Это и оцинкованная посуда, и сетка-рабица, и компонент витаминно-минеральных аптечных комплексов. Но металл коварен, взаимодействие с ним требует осмотрительности.
Оттуда его соскребают, отправляют на выплавку в печи.
Пирометаллургический (дистилляционный) метод
Концентрат обжигают, спекают, после чего восстанавливают коксом либо углем. Образующиеся пары металла превращают в конденсат, разливают по изложницам.
Жидкий металл очищают от железа, свинца отстаиванием при 500°C. Примесей остается 1,3%. Чистоты 99,994% (плюс извлечение кадмия) добиваются ректификацией.
Способы оцинкования
Металлы ржавеют в воде, влажном воздухе. Для решения этой проблемы их покрывают защитным слоем. Самый распространенный материал – цинк. Попутно обеспечивается защита от воздействия тока и химикалий.
Различные способы оцинкования металла создают покрытие толщиной 0,005 – 1,5 мм.
Слой металла наносят несколькими способами.
Холодный
Применяется на любых материалах, кроме сплавов магния и высокопрочной стали.
Поверхность очищают от пыли, грязи, ржавчины, окалины. Наносят состав для холодной цинковки.
Холодное оцинкование – единственный из методов, который возможно проводить в домашней мастерской.
Горячий
Образец очищается, моется, протравливается, погружается в ванну с расплавленным цинком. На поверхности формируется покрытие в 0,035-0,097 мм.
Горячий способ оцинкования оптимален по соотношению цена – надежность – универсальность.
Гальванический
На очищенную поверхность способом электролиза наносится слой цинка. Электролитом служит водно-цинковая среда.
Воздействие постоянного тока на поверхность заготовки (катод) осаждает ионы цинка (выделяются электролитом). Анодом выбирают цинковый материал.
Технология позволяет создавать слой 0,005 – 0,5 мм.
Преимущества метода:
- Высокая производительность.
- Низкая себестоимость.
- Равномерность покрытия.
- Работа с формами любой структуры, включая пористую.
- Создание декоративной оцинковки.
Эти характеристики сделали метод самым востребованным.
Минусы: губительность для экологии, хрупкость изделия при нарушении технологии.
Газотермический
Струя цинковой взвеси напыляется на поверхность изделия под углом.
Минусы:
- Неравномерность толщины слоя.
- Сложность контроля процесса.
- Дороговизна (втрое-вчетверо) по сравнению с другими способами.
Плюс: годится для обработки изделий любых форм, габаритов. Термодиффузионный
Реторту с шихтой и образцами помещают в камеру, снабженную индуктором. Тепло от реторты, изделий нагревает шихту.
В магнитном поле индуктора в изделиях образуются токи, нагревающие их за полчаса до 500-800°C.
Результат: 98% верхнего слоя покрытия – чистый цинк.
Толщина металлического слоя при термодиффузионном способе определяется параметрами изделий, шихты, временем прогрева, температурой.
Где применяется
Свойства металла, его сплавов, соединений обусловили их использование в металлургии, электротехнике, медицине.
Чистый металл
Основные направления:
- Отрицательный электрод батареек, аккумуляторов.
- Восстановитель благородных металлов.
- Защитное покрытие стали от коррозии.
- Компонент твердых припоев для повышения легкоплавкости.
- Извлекатель металлов из чернового свинца.
До середины XX века популярной сферой применения цинка была полиграфия. Для создания черно-белых иллюстраций в газетах или книгах использовался метод цинкографии. На цинковой пластине кислотой вытравливалось изображение. Затем с нее на печатной машине делались оттиски.
Слитки цинка
Сплавы
Цинк востребован как компонент сплавов с металлами. Например, латуни.
Она используется машиностроителями для точного литья:
- Автомобильная фурнитура.
- Оболочка карбюраторной коробки.
- Затворы травматических пистолетов.
Пятая часть сырья идет на производство автошин и масляных красок.
Соединения
Применение нашли соединения металла, созданные природой или человеком:
- Хлорид – паяние металлов, изготовление фибры.
- Теллурид, селенид, фосфит – полупроводники.
- Селенид задействован при изготовлении специальных сортов стекла для лазеров.
- Окись – исходник для цинковых белил.
- Сульфид – компонент люминофоров (гибкие панели, экраны).
Фосфитом металла изничтожают грызунов.
Значение для человека
Цинк – незаменимый компонент тканей тела. Второй по количеству после железа микроэлемент. Без него не синтезируются белок, нуклеиновые кислоты.
Жизненные процессы
Металл задействован при следующих процессах:
- Регенерация тканей.
- Метаболизм витамина Е.
- Синтез тестостерона, инсулина, гормонов роста, других.
- Расщепление алкоголя.
- Функционирование простаты, продуцирование спермы.
Организм человека средней комплекции содержит до 2 г соединений цинка.
Места аккумуляции металла – мышечная ткань, печень, поджелудочная железа, простата.
Питание
Суточный «норматив» цинка для женщин/мужчин – 9/12 мг.
Богаты цинком:
- Семечки тыквы, подсолнечника.
- Мясо.
- Твердые сорта сыра.
- Устрицы.
- Овсянка.
- Горох, фасоль, нут, маш.
- Горький шоколад.
Дефицит цинка порождает раздражительность, депрессию. На физическом плане – анемичность, немотивированное истощение, амнезию, ослабление зрения, аллергию.
Применение металла медициной – окись цинка (цинковая мазь). Это популярный антисептик, противовоспалительное средство.
Предостережение
Неконтролируемое поступление металла в организм вызывает отравление. Его порождают сульфаты или хлориды. Они могут образоваться при хранении пищи в оцинкованной посуде.
Симптомы отравления парами цинка:
- Сильная жажда.
- Сладковатый привкус во рту.
- Утрата либо снижение аппетита.
- Сухой кашель.
Человек чувствует себя разбитым, усталым. Ощущает сонливость, боль в груди.
Для тяжелой формы отравления достаточно 1 грамма сульфата цинка.
Выводить токсины нужно немедленно. Их присутствие провоцирует малокровие, торможение роста, бесплодие.
Цены
Стоимость цинка определяется Лондонской биржей металлов. В конце января 2021 года за тонну выкладывали $2800.
Источник: