Cinkipar, enciklopédia a világ körül
ZINC INDUSTRY
ZINC INDUSTRY. Az ókorban megfigyelték, hogy a réz tulajdonságai attól a helytől függnek, ahol az érc bányászott. Végül a tulajdonságok változása olyan szennyeződésekkel társult, amelyek megváltoztatták a fém tulajdonságait. Valójában nem réz volt, hanem rézből készült ötvözet. Úgy vélik, hogy így réz arzént először Egyiptomban, réz-nikkel ötvözetet és réz (réz) Németországban, valamint réz-cink ötvözetet (réz) Indiában. Csak a réz cink előtt előállított sárgaréz volt a cinkből származó polimetallos ércekből; ez nem meglepő, mivel a cink nem létezik természetben tiszta fém formájában, és a cinkérceket nem lehet rézzel vagy ólommal szemben alkalmas módszerekkel megolvasztani. A cink viszonylag alacsony hőmérsékleten (419 ° C) olvad, de az ércet sokkal magasabb hőmérsékleten fémre redukálják, amelynél a cink párolog, és tovább kell kondenzálni. Az ilyen folyamatokról a primitív metallurgistáknak fogalma sincs.
Cinkércek.
Bár a fémes cinket először egy kalaminból nyerik, amely lényegében cink-karbonát, ZnC03. ez a fém már szinte mindig olyan ólomtartalmú és gyakran ezüsttartalmú szulfidércekből származik. Ezek közül a legfontosabbak a cink-blende (sphalerite) és a marmatite. A cinkérceket az Egyesült Államokban, Kanadában, Mexikóban, Ausztráliában, Dél-Amerikában, Dél-Közép-Afrikában, Oroszországban, Kazahsztánban, Japánban és más országokban bányásznak ki. Bár az érceket általában azokban az országokban feldolgozzák, ahol bányásztak, egyes országok, különösen Belgium importál nagy mennyiségű koncentrátumot a hazai termelésre. Az USA és Japán, a cinkérc fő termelői, szintén fő importőrei. Az érceket szelektív flotációval vagy nedves gravitációs módszerekkel dúsítják. Az ismert módszerek közül az első fontosabb, mivel elválasztja a cinket az ólomból, valamint a gangue-ból.
Szennyezés és tisztítás.
Az olvasztást és a tisztítást két fő módszerrel végezzük: hő- és elektrolitikus. Mindkét esetben az eljárás első szakasza a talajban és a dúsított szulfid-érc lángja a fluidizált ágyas kemencékben, ami a cink-oxid képződését és a savanyú gáz felszabadulását eredményezi
Az elektrolitikus és termikus módszerek segítségével az előállított összes cink kb. Felét állítják elő.
Termikus módszer.
A hőkezelési módszer szerint a pörkölés után fennmaradó cink-oxid koncentrátumot gyakran por alakú szénzel összekeverik tűzálló agyagból készült hengeres retortokban, amelyeket vízszintes helyzetbe vezetnek a kemencébe. A cink-szén visszaszorítása az oxidból 1200 és 1300 ° C között van, és mivel a cinkfém forráspontja 907 ° C, a ZnO + C Zn + CO redukciója után azonnal párolog. Ezt a módszert a későbbiekben javították a cink kereskedelmi előállításának első éveként; a horizontális retortoknál ismert folyamat. Egy alternatív hőfolyamatot úgy terveztek, hogy biztosítsák a felülről származó anyag folyamatos szállítását a karborundumból álló függőleges retortól; a reakcióterméket eltávolítjuk a retort aljáról. Ez a folyamat, amelyet egy függőleges retort folyamatnak neveztek, a New Jersey Zinc Company kifejlesztette az 1920-as évek végén. Az így előállított cink frakcionált desztillációjával 99,99% -os tisztaságú fémet kapunk. A függőleges retort folyamata nagyon hatékony és nagyobb teljesítményt nyújt, mint a vízszintes retortban. Néhány sütőben a kén-dioxid csapdába kerül, hogy mellékterméket - kénsavat állítson elő; más típusú kemencékből, amelyek főként a ritkán lakott, fás területeken helyezkednek el, a légkörbe kerül.
Elektrolitikus módszer.
A cink megolvasztásának és tisztításának elektrolitikus módszere az első világháború idején Montanában és Kanadában történt. Ebben a folyamatban a kalcinált cinkkoncentrátumot kénsavval kezeljük, hogy a cink-oxidot szulfátoldatká alakítsuk át. A koncentrátumban jelenlévő szennyezések szintén feloldódnak, és az elektrolízis előtt el kell távolítani az oldatból. Az elektrolitikus eljárással előállított cink nagy tisztaságú.
Öntött cink.
Hulladék és másodlagos cink.
A cink olvadása és tisztítása magában foglalhatja a cinktörmelék remélési lépését is. Az újraélesztés mind az ércemelékekben, mind a rozsdásodás céljára tervezett kemencékben történik. Kétfajta törmelék létezik - új és régi. A törmelék ömlesztve "új törmelék", amely a horganyzás technológiai műveleteinek melléktermékeiből, a rézötvözetek gyártásából és a nátrium-hiposzulfit gyártásból áll. Egy másik fajta "régi törmelék" főleg gravírozó lemezekből, régi hűtőöntvényekből és más régi termékekből áll, amelyek jelentős mennyiségű cinkötvözetet tartalmaznak.
Alkalmazás.
A fémelemek elektrokémiai potenciáljának táblázatában található cinkhelyzet azt jelzi, hogy képes megvédeni a vasat, az acélt és a rézötvözeteket a korróziótól. Ezt a tulajdonságot anódos védelemnek nevezik, és a világ cinkének felét az acél bevonat felhasználja. A legősibb módszer a horganyzás az olvadékba merítéssel még mindig a legalkalmasabb módszer a fém ablakkeretek és más mechanikusan feldolgozott termékek bevonására. A cink következő legfontosabb alkalmazása réz és egyéb öntvényötvözet cinken alapul. Az ilyen ötvözeteknek jó korrózióállóságuk van; A termelésük során felhasznált cink körülbelül ugyanannyi mennyiségben fogyasztódik, mint a cink, amely galvanizáláshoz vezet. A cinkötvözetek erősek, ellenállóak és legfeljebb 300 MPa szakítószilárdsággal rendelkeznek. A könnyűség és pontosság, amellyel a termékeiket öntési eljárásokká alakíthatják hűtőformákká, meghatározhatják az autóipari alkatrészek, vasáru, játékok és egyéb termékek anyagként való felhasználását. A cink-oxidot bevonatokban használják, és cinkport használnak korróziógátló festékekben. A cink-szulfid és a bárium-szulfát együttes kicsapódott termékét Lithopon festékek és műanyagok használják. A cinket más fémek kis adalékanyagaival tetőfedő anyagként használják a dobfékek, a száraz galváncellák és az elektromos kondenzátorok súrlódó béléstermékeinek előállítására. Lásd még ELECTROCHEMISTRY; FÉMEK KORRÓZÁSA.
Kazakov BI Atlantiszból készült fém. M., 1984
Zaitsev V.Ya. Margulis EV Ólom és cink gyártása. M. 1985