Температура плавления цинка: свойства химического элемента

Историческая справка

Само название «цинк» впервые упоминается в книге Парацельса «Liber Mineralium». По некоторым данным, это означало «зубец». Сплав цинка с медью или латунью известен давно. Его использовали в Древней Греции, Индии и Древнем Египте, позже материал стал известен в Китае.

В чистом виде металл был получен только в первой половине 18 века в 1738 году в Великобритании методом дистилляции. Его первооткрывателем был Уильям Чэмпион. Промышленное производство началось 5 лет спустя, а в 1746 году в Германии химик Андреас Сигизмунд Маргграф разработал и детализировал свой собственный метод получения цинка. Он предложил использовать метод прокалки смеси оксида металла с углеродом в шамотных ретортах без доступа воздуха. Последующая конденсация паров должна была происходить в холодильнике. Из-за подробного описания и кропотливой разработки Маргграфа часто называют первооткрывателем вещества.

В начале XIX века был найден способ разделения металла прокаткой при 100-150 ° С. В начале следующего века цинк научились извлекать электролитическим методом. В России первый металл был получен только в 1905 году.

Химические и физические свойства и история металла

Несмотря на долгое использование в различных целях, получить чистый цинк никак не удавалось. Только в начале 18 века Уильям Чэмпион открыл способ изолировать этот элемент от минерала путем дистилляции. В 1838 году он запатентовал свое открытие, а 5 лет спустя, в 1843 году, Уильям Чемпион запустил первый в истории завод по плавке этого металла. Через некоторое время Андреас Сигизмунд Маргграф открыл другой метод. Этот способ оказался более совершенным. Поэтому именно Маргграфа часто считают первооткрывателем чистого цинка. Последующие открытия только способствовали расширению его популярности.

Месторождения и получение

Самородного цинка в природе не существует. Сегодня используется около 70 минералов, из которых он выплавляется. Самый известный из них — сфалерит (цинковая обманка), который в небольших количествах содержится в организме человека и животных, а также в некоторых растениях. Прежде всего — в фиолетовом.

Цинковые руды добываются в Казахстане, Боливии, Австралии, Иране, России. Лидер производства — Китай, Австралия, Перу, США, Канада, Мексика, Ирландия, Индия.

Сегодня наиболее популярным методом получения чистого металла является электролитический. Чистота полученного металла почти стопроцентная (возможны лишь мелкие примеси в объеме не более сотых долей процента. В целом они незначительны, поэтому такой цинк считается чистым).

Общее производство цинка в мире оценивается более чем в десять миллионов тонн в год.

Физические свойства

• Атомный номер: 30.
• Атомная масса: 65.37 а
• Атомный объем: 9.15
• Плотность: 7,133 г / см3.
• Температура, необходимая для плавления: около 419,5 С.
• Температура кипения: 906 C о.
• Поверхностная энергия: 105 мДж / м2.
• Удельная электропроводность: 16,2 * 10-6 См / м.
• Молярная теплоемкость: 25,4 Дж / (К * моль).
• Молярный объем: 9,2 см3 / моль.

Цинк имеет слабые механические свойства, при нормальной температуре он легко ломается и крошится, но при температуре 100 С или -150 С становится достаточно вязким и легко деформируется: ковка, раскатка в листы. Природная вода безопасна для металла, а кислоты и щелочи легко разъедают. По этой причине чистый цинк не используется для производства деталей, только сплавы.

Он нужен человеку

Сферы применения нашего героя очень широки, будь то чистый металл, его соединения или сплавы.

В виде порошка он используется в качестве восстановителя во многих химических процессах. Это очистка растворов сульфата цинка, осаждение золота из растворов.

В цветном телевидении используются металлические соединения, такие как люминофор; основные цвета на экране (синий, красный, зеленый) дают ZnS · Ag, ZnSe · Ag, Zn3 (PO4) 2 · Mn.

Сульфид цинка, активированный серебром, используется в радарах.

Ржавчина — головная боль потребителей изделий из металла (особенно черных). Здесь очень помогает покрытие с защитным металлом.

Способы цинкования метизов и крепежа:

1. Горячее цинкование. Считается самым надежным методом. Подходит для дорожных ограждений, строительных лесов, конструктивных элементов мостов, крепежа. Он состоит из очистки, обезжиривания, травления с последующим ополаскиванием. Затем изделие помещают в ванну с жидким металлом. Толщина и прочность покрытия зависят от времени пребывания в расплаве.
2. Холодная оцинковка. Просто, удобно, практично. Краску с содержанием цинка до 95% наносим кистью или пульверизатором. Можно просто окунуть деталь в краску. Это надежный метод и дает хорошие результаты. Достоинства метода: простота нанесения, простота ремонта, недорогая стоимость.
3. Термодиффузионный метод. Довольно молодой и самый перспективный метод цинкования (по мнению специалистов). Подготовленные метизы помещают в емкость, наполненную защитной смесью, в духовку. Емкость поворачивают и переворачивают в духовке на несколько часов.

Достоинства метода: образуется защитный слой даже в труднодоступных местах.

Минус: ограничение температуры эксплуатации изделия (не более 370 градусов).

Информация: в 1950-х годах система водоснабжения Австралии была защищена от ржавчины холодным цинкованием. До сих пор покрытие не обновлялось — в этом не было необходимости.

Использование металла в строительстве естественно. Долговечные, устойчивые к коррозии кровли всегда в тренде».

Батарейки, аккумуляторы содержат цинк. Многие химические источники тока содержат металл в отрицательном электроде.

Востребованы соединения металлов. Хлорид цинка используется в производстве волокон, как флюс для пайки. Полиграфическая промышленность начала использовать сплав, содержащий почти 95% цинка для букв (остальное — алюминий и магний). В прошлом веке цинкографию начали использовать для иллюстрирования печатных книг. Книжки с картинками становятся все интереснее, не так ли?

Он нужен всем

Цинк как микроэлемент необходим человеческому организму. Это естественный иммуномодулятор, регулятор функций центральной нервной системы и антиоксидант.

Наше тело — идеальная большая лаборатория, где каждую минуту происходит множество реакций. Наш герой участвует в десятках из них: синтез белка, выработка пищеварительных ферментов, правильный метаболизм кислот. Низкое содержание цинка: у вас возникает множество проблем в разных «местах» тела. И решить их просто, достаточно дать себе, любимому человеку нужное количество необходимого микроэлемента.

Беременным в первом триместре нужны препараты нашего героя, иначе токсикоза и всех связанных с ним «радостей жизни» не избежать».

Важно: исследователи считают, что некоторые виды шизофрении вызваны нехваткой цинка, марганца и витамина B6.

Мужчины, это ваш металл

Журнал Men’s Health назвал цинк «незаменимым микроэлементом для сексуального здоровья мужчин». Показана роль дефицита металлов в развитии сексуальной дисфункции.

Подросткам цинк необходим для правильного развития половых органов. Дефицит может привести к замедлению роста, росту молочных желез и изменению голоса.

Сексуально активные мужчины теряют значительные запасы цинка со спермой, поэтому им необходимо восполнить свои запасы цинка.

Ученые считают, что цинк предотвращает развитие аденомы простаты.

Не забывайте, что алкоголь «выводит» из организма полезный микроэлемент. Возможно, поэтому мудрое изречение «рождено пить .. не может любить».

Важно: нельзя принимать вместе препараты цинка и селена, они «убивают» друг друга в организме.

Химические свойства

Внешнюю электронную конфигурацию атома цинка можно записать как 3 d 104 с 2. Металл активен и является восстановителем энергии. При температуре 100 ° C на открытом воздухе покрывается пленкой основных карбонатов и значительно темнеет. При воздействии углекислого газа и высокой влажности элемент начинает разрушаться. В насыщенной кислородом или нормальной среде при сильном нагревании цинк горит, образуя голубоватое пламя и белый дым, состоящий из оксида цинка. Сухие элементы фтора, брома и хлора оказывают горючее действие на цинк, но только с участием водяного пара.

При соединении металлических и сильных минеральных кислот первые растворяются, особенно если смесь нагревается, что приводит к образованию соответствующих солей. Щелочи, расплавы и растворы окисляют вещество, в результате чего образуются цинкиты, растворимые в воде, и выделяется водород. Интенсивность действия кислот и щелочей зависит от наличия в цинке примесей. Чем более «чистый» металл, тем слабее он взаимодействует из-за перенапряжения водорода.

Производство

Для получения чистого материала используются две технологии:

1. Электролитический метод. Полученная из руды масса помещается в емкость, наполненную серной кислотой. Через раствор пропускают ток. Металл отделяется от примесей. Затем его готовят в промышленных печах.
2. Пирометаллургический метод. Сначала делается приготовление. Кроме того, для восстановления готовой массы используется коксующийся уголь. Последний шаг — это процесс заселения.

При обжиге руды выделяется газ, в котором содержится большое количество серы. Он используется для создания серной кислоты.

Цинк — популярный цветной металл. По объему производства он уступает алюминию и меди. Плохие механические свойства не делают его плохим. Материал нашел свое применение в различных отраслях промышленности.

Температура – плавление – цинк

Температура плавления цинка 419 С, цинк имеет низкие механические свойства, при нормальной температуре он хрупкий, крошится от ударов молотка, а при температуре 100 — 150 С становится пластичным и пластичным и хорошо раскатывается в листы. Кислоты и щелочи разъедают цинк, но чистая вода не разрушает его. Из-за низких механических свойств чистый цинк не используется для производства деталей. 1

При температуре плавления цинка 419 практически установлено, что температура ванны цинка должна быть около 450 и не выше 480, так как в противном случае толщина покрытия уменьшается, отходы цинка увеличиваются и износ стенок ванны, обычно железо, увеличивается. Расплавленный цинк должен быть как можно более чистым. Содержание железа в расплавленном цинке не должно превышать 0,05%, так как в противном случае температура плавления цинка повысится. В связи с тем, что цинковое покрытие становится более хрупким, чем выше в нем содержание железо-цинкового сплава, на практике тщательно следят за систематическим удалением хартцинка со дна ванны и соблюдением специальных мер по предотвращению его волнение. Накопление оксида цинка в расплавленном металле из-за окисления цинка кислородом воздуха приводит к увеличению вязкости расплава, а также к образованию хрупких покрытий. 2

Не рекомендуется проводить шерардизацию при температурах выше точки плавления цинка, так как в этом случае частицы расплавленного цинка обертываются пленкой оксида цинка, что создает препятствие для взаимного сплавления расплавленных частиц. После нагрева барабан охлаждают до комнатной температуры. Не остывший барабан открывать не следует, так как шерардовая смесь может загореться. Готовые изделия бросают в сито, через которое просеивают цинковую пыль. 3

Если измерения проводятся при температурах ниже точки плавления цинка, кривые роста напряжения хорошо согласуются с кривыми падения напряжения. В то же время на катоде выделяется цинк в виде дендритов. При измерении выше точки плавления цинка определенный деполяризующий эффект проявляется реакцией восстановления цинка сульфатов до сульфидов, хотя в этом случае после охлаждения в католите может быть обнаружен цинк в виде шариков. 4

При нагревании температура нагрева должна быть немного ниже точки плавления цинка. 5

При прохождении тока короткого замыкания узкие места вставки быстро нагреваются до температуры плавления цинка, и плавкий предохранитель плавится одновременно во всех узких местах. 6

Он должен знать: кинематические и электрические схемы сплошного оцинкованного агрегата в пределах выполняемых работ и правила их выполнения; температура плавления цинка и влияние температуры расплавленного цинка на толщину слоя покрытия; физико-химические свойства цинка и химикатов, используемых для гальванизации, в ходе выполняемых работ; виды дефектов и причины некачественной подготовки поверхности стального листа и проволоки. 7

Цинк в чистом виде в основном используется для цинкования стали, в электрических батареях и элементах. Температура плавления цинка составляет 419 ° C 8

Так, например, при температуре плавления цинка 419 C и олова 232 C латунь и бронза имеют температуру плавления 800 — 950 C. Существует опасность испарения легкоплавких компонентов. 10

Повышение температуры вызывает более интенсивное образование диффузионных слоев покрытия, но при толщине выше определенного предела толщины покрытие разрыхляется, легко опускаясь с поверхности продукта на дно ванны. Температура плавления в ванне (при температуре плавления цинка 419 С) поддерживается на уровне 450 С и не превышает 480 С. При более высокой температуре недопустимо уменьшается толщина покрытия и срок службы стенок ванны ванная, которая обычно делается из стали, уменьшается. Холодные ванны (с температурой плавления ниже 450 C) дают шероховатое покрытие неравномерной толщины с повышенным расходом цинка для покрытия. Необходимо систематически удалять хартцинк со дна ванной и принимать специальные меры, чтобы он не возвращался. Расплавленный металл постепенно загрязняется оксидом цинка из-за окисления цинка кислородом воздуха. Это увеличивает вязкость расплава, а также вызывает образование хрупких покрытий. одиннадцать

Повышение температуры вызывает более интенсивное формирование диффузионных слоев покрытия, но при толщине, превышающей определенный предел, покрытие отслаивается, легко падая с поверхности продукта на дно ванны. Температура плавления в ванне (при температуре плавления цинка 419 С) поддерживается1 на уровне 450 С и не превышает 480 С. При более высокой температуре недопустима толщина покрытия и срок службы стенок ванны, который обычно сталь, редуцированная. Холодные ванны (с температурой плавления ниже 450 C) создают шероховатую неравномерную толщину покрытия с повышенным расходом цинка для покрытия. Необходимо систематически удалять хартцинк со дна ванной и принимать специальные меры, чтобы он не возвращался. Расплавленный металл постепенно загрязняется оксидом цинка из-за окисления цинка кислородом воздуха. Это увеличивает вязкость расплава, а также вызывает образование хрупких покрытий. 13

Использование цинковых предохранителей в предохранителях ПР объясняется не только их вышеупомянутыми преимуществами перед свинцовыми вставками и его сплавами с оловом. Также очень важно, чтобы при использовании цинковой вставки температура внутри трубы во время эксплуатации не могла быть выше точки плавления цинка, равной 420 ° C, что может привести к сильной карбонизации поверхности трубчатое волокно и повреждение изоляции силовых кабелей. 15

Цинк — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (на воздухе тускнеет, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Незаменимый микроэлемент тканей человека. По количественному соотношению в организме занимает второе место после железа. Он играет ключевую роль в регенерации поврежденных тканей, поскольку без цинка нарушается синтез нуклеиновых кислот и белков.

Описание и физические характеристики цинка

• В природе цинк в виде самородков не встречается. На сегодняшний день существует 66 видов минералов, которые содержат этот элемент. Чаще всего они встречаются в кислых и вулканических породах, в термальных водах, их можно найти в глубоких слоях земной коры, откуда они разносятся грунтовыми водами.
• Самый распространенный минерал — смесь цинка. Содержит сульфид цинка и различные примеси. Примеси придают минералам различные цветовые оттенки, поэтому этот минерал легко «обмануть» и неверно идентифицировать, что затрудняет его поиск и добычу.
• Свежий слиток имеет серебристый цвет, но очень быстро, как алюминий, свинец, олово, покрывается оксидной пленкой и тускнеет.
• Удельная теплота плавления цинка составляет 122 кДж / кг. Определяет количество энергии, необходимое для плавления 1 кг цинка, нагретого до точки плавления. Удельная теплота плавления цинка достаточно высока, она в 2 раза выше, чем у олова, и в 5 раз выше, чем у свинца.
• Удельная теплоемкость цинка составляет 400 Дж / (кг * ° C). Количество определяет количество энергии, необходимое для повышения температуры 1 кг металла на 1 ° C. Он совпадает с удельной теплоемкостью меди и латуни. Для свинца и олова удельная теплоемкость составляет 140 и 230 Дж / (кг * ° C) соответственно).

Удельная теплота плавления цинка составляет 122 кДж / кг.

Указанные значения показывают, что плавление цинка требует больших затрат энергии.

Особенности выплавки

Температура, необходимая для плавления цинка, должна быть ниже 419 ° C, но не выше 480 ° C. В противном случае увеличится металлический мусор и возрастет износ стен ванной комнаты, которые обычно железные. В расплавленном состоянии допускается наличие примесей железа не более 0,05%, иначе температура, необходимая для плавки, начнет повышаться. Если содержание железа превышает 0,2%, цинк нельзя ламинировать.

Цинк получают из полиметаллических минералов, которые могут содержать до 4% этого элемента. Если минералы обогащены селективной флотацией, из них можно получить до 60% цинковых концентратов, остальное займут концентраты других металлов. Концентраты цинка запекаются в печах с псевдоожиженным слоем, после чего сульфид цинка превращается в оксид и выделяется диоксид серы. Последний расходуется: из него получается серная кислота.

Чтобы превратить оксид цинка в сам металл, используются два метода.

1. Дистилляция или пирометаллургия. Концентрат подвергается тепловой обработке, затем спекается для придания газопроницаемости и зернистости и восстанавливается с помощью кокса или угля при воздействии температуры около 1200-1300 ° C. В процессе реакции образуются пары металла, которые конденсируются и разливаются в формы. Чистота цинка достигает 98,7%, после чего ее можно увеличить до 99,995% путем измельчения, но последний метод довольно дорог и сложен.
2. Электролитический или гидрометаллургический. Готовые концентраты обрабатывают серной кислотой, раствор очищают от примесей цинковой пылью и подвергают электролизу в ваннах, покрытых свинцом или виниловым пластиком. Цинк наносится на алюминиевые катоды, откуда собирается и плавится в индукционных печах. Чистота металла, полученного этим методом, достигает 99,95%.

Смеси и сплавы

Для увеличения прочности и повышения температуры плавления металл смешивают с медью, алюминием, оловом, магнием и свинцом.

Самый известный и востребованный сплав — латунь. Это смесь меди с добавлением цинка, иногда встречаются олово, никель, марганец, железо, свинец. Плотность латуни достигает 8700 кг / м3. Температура, необходимая для плавления, поддерживается на уровне 880 ° C или -950 ° C или: чем выше в нем содержание цинка, тем оно ниже. Сплав отлично противостоит неблагоприятной внешней среде, хотя на воздухе становится черным, если не покрывать краской, он отлично полируется и сваривается контактной сваркой.

Есть два вида латуни:

1. Альфа-латунь: более пластичная, хорошо гнется в любых условиях, но больше изнашивается.
2. Латунь Alpha + Beta: деформируется только при нагревании и более устойчива к износу. Часто легируется магнием, алюминием, свинцом и железом. Это увеличивает прочность, но снижает пластичность.

Замак или сплав Замак состоит из цинка, алюминия, меди и магния. Само название образовано из первых букв латинского названия: Цинк — Алюминий — Магний — Купфер / Купрум (Цинк-Алюминий-Магний-Медь). В СССР сплав был известен как ЦАМ: Цинк-Алюминий-Медь. Он активно используется в литье под давлением, литье начинается при низкой температуре (381 C o — 387 C o) и имеет низкий коэффициент трения (0,07). Он имеет повышенную прочность, что позволяет получать сложные формы, которые не боятся сломаться: дверные ручки, клюшки для гольфа, защелки для огнестрельного оружия, строительные аксессуары, крепежи разного типа и рыболовные снасти.

Небольшой процент цинка (не более 0,01%) содержится в сплавах Hart, используемых в полиграфической промышленности для литья шрифтов и линейок, печатных форм и набора текста. Это устаревшие смеси, замененные чистым цинком с небольшими добавками примесей.

Низкая температура, необходимая для плавления цинка, часто компенсируется легированием других металлов, но бывает и наоборот. Если температура, необходимая для плавления «чистого» металла, составляет 419,5 C o, то сплав с оловом восстанавливается до 199 C oe, а с оловом и свинцом — до 150 C o. И хотя такие сплавы можно паять и паять, очень часто смеси с цинком используют только для заделки имеющихся дефектов из-за их слабой прочности. Например, сплав олова, свинца и цинка рекомендуется использовать только на никелированных изделиях.

Чаще всего из цинковых сплавов делают карбюраторы, рамки одометров, решетки радиаторов, гидравлические тормоза, насосы и декоративные элементы, детали для стиральных машин, смесителей и кухонного оборудования, корпусов часов, пишущих машинок, кассовых аппаратов и бытовой техники. Эти детали нельзя использовать в промышленном производстве: при повышении температуры до 100 С прочность изделия снижается на треть, а твердость — почти на 40%. Когда температура падает до 0 C, цинк становится слишком хрупким, что может привести к поломке.

Применение

Цинк — один из самых востребованных металлов в мире: он занимает третье место по производству среди цветных металлов, уступая только меди и алюминию. Этому способствует его невысокая цена. Он часто используется для защиты от коррозии и как часть сплава, такого как латунь.

1. В металлургии особенно ценен цинк. Наносится тонким слоем на стальную поверхность многих металлических конструкций, чтобы полностью защитить их от ржавчины на механическом и химическом уровне. На это уходит до 40% всей продукции. Поскольку цинк, в отличие от никеля, кобальта, олова и кадмия, более активен, чем железо, он первым вступает в контакт с агрессивной внешней средой, полностью защищая основу.
2. Чистый металл используется для извлечения драгоценных металлов после извлечения выщелачиванием. Также с его помощью из свинца-сырца добывают золото и серебро.
3. Цинк — самый электроположительный металл, практически нечувствительный к воде. Это позволило создать большое количество различных источников химического тока: воздух-цинк, серебро-цинк, ртуть-цинк, сухие элементы Лекланша.
4. Порошок цинка используется в фейерверках и пиротехнических изделиях для создания голубого огня, в красках, особенно в цинковых белых, для защиты от коррозии и лучшей адгезии к основанию. Он также используется для замены драгоценных металлов из цианидных растворов и для очистки раствора сульфата цинка от кадмия и меди.
5. В полиграфической промышленности цинк используется для отливки шрифтов и для печати иллюстраций — цинк используется с 19 века. При этом печатная форма изготавливается на основе цинка с небольшой добавкой, не более 5%, других металлов. Перед каждым разрезом пластину отжигают и подвергают горячей прокатке.
6. В медицине оксид цинка используется как антисептик в мазях «Паста Лассара», «Судокрем» и «Цинковая мазь», а также в виде порошка, зубной пасты и материала для цементирования зубов. Металл используется для создания бактерицидных столешниц и самоочищающихся поверхностей. Ранее цинк использовался для фотокаталитической очистки воды в промышленных масштабах.

В живых организмах

В организме человека содержится около 2 граммов цинка, его содержат около 400 ферментов. К последним относятся ферменты, катализирующие гидролиз белков, сложных эфиров и лептидов, полимеризацию РНК и ДНК и образование альдегидов. Этот чистый элемент содержится в мышцах, поджелудочной железе и печени. Мужчинам нужно 11 мг цинка в сутки, женщинам — 8 мг.

В организме цинк выполняет следующие функции:

1. Нормализует деятельность простаты;
2. Способствует метаболизму витамина Е;
3. Участвует в синтезе анаболических гормонов: гормона роста, инсулина, тестостерона и других;
4. Участвует в выработке мужских гормонов и спермы;
5. Помогает расщеплять алкоголь в организме.

При нехватке элемента в организме наблюдается быстрая утомляемость, раздражительность, потеря памяти, снижение зрения и веса без объективной причины, приступы аллергии и депрессия. Происходит снижение уровня инсулина и накопление в организме определенных элементов: железа, свинца, меди, кадмия.

Как примеси изменяют свойства цинка

Производители ограничивают содержание кадмия, олова и свинца в расплавленных цинковых сплавах для подавления межкристаллитной коррозии.

Олово — вредная примесь. Металл не растворяется и выделяется из расплава — способствует хрупкости цинковых отливок. Напротив, кадмий растворяется в цинке и снижает его пластичность в горячем состоянии. Свинец увеличивает растворимость металла в кислой среде.

Железо увеличивает твердость цинка, но снижает его прочность. В то же время это усложняет процесс заполнения форм при литье.

Медь увеличивает твердость цинка, но снижает его пластичность и коррозионную стойкость. Содержание меди также препятствует рекристаллизации цинка.

Самая вредная примесь — мышьяк. Даже при небольшом количестве металл становится хрупким и менее пластичным.

Во избежание поломки кромки при горячей прокатке цинка содержание сурьмы не должно превышать 0,01%. В горячем состоянии увеличивает твердость цинка, лишая его хорошей пластичности.

В продуктах питания

Этот элемент содержится в мясе, сырах, семенах кунжута, устрицах, шоколаде, бобовых, овсянке, семенах подсолнечника и тыквы, а также часто содержится в минеральной воде. Наибольший процент цинка содержится в следующих продуктах (на 100 грамм):

1. Устрицы (до 40 мг), анчоусы (1,72 мг), осьминоги (1,68 мг), карп (1,48 мг), икра (до 1 мг), сельдь (около 1 мг).
2. Семена тыквы (10 мг), семена кунжута (7 мг), семена подсолнечника (5,3 мг), арахис (4 мг), грецкие орехи (3 мг), миндаль (3 мг).
3. Говядина (до 8,4 мг), баранина (до 6 мг), говяжья печень (4 мг), свинина (до 3,5 мг), курица (до 3,5 мг).
4. Какао-порошок без сахара и без подсластителей (6,81 мг), чистый темный шоколад (2,3 мг), шоколадные конфеты (до 2 мг, в зависимости от количества и типа шоколада).
5. Чечевица (4,78 мг), овес (3,97 мг), пшеница (3,46 мг), соя (3 мг), рожь (2,65 мг), хлеб (до 1,5 мг), горох (1,24 мг), горох (1,2 мг), побеги бамбука (1,1 мг), рис (1 мг), хлебные злаки (до 1 мг).
6. Сыр твердый (до 4 мг).

Использование цинка в гальванических элементах

Химические свойства цинка лежат в основе принципа действия различных типов гальванических устройств. Марганцево-цинковый элемент — самый распространенный элемент в технике. Он работает, подвергаясь окислительно-восстановительной реакции между металлом и диоксидом марганца. Из них сделаны оба электрода и помещены внутрь устройства. Активный ингредиент, хлорид аммония, выпускается в виде пасты, или пористые пластины, пропитанные им, вставляются между катодом и анодом. Цинково-воздушный элемент представлен отрицательным цинковым электродом: катодом. Анод представляет собой стержень из углеродного графита, заполненный воздухом. В качестве электролита используются растворы хлорида аммония или гидроксида натрия.

Состав сплава ЦАМ

это разновидность цинкового сплава, основными легирующими элементами которого являются алюминий и медь. Такая же аббревиатура ЦАМ расшифровывается как цинк-алюминий-медь. Цифры после названия сплава указывают процентное содержание металлов. Так, в обозначении ЦАМ 4-1 указано, что в составе сплава примерно 4% алюминия, 1% меди и 95% цинка. Кроме того, ЦАМ всегда содержит в своем составе небольшое количество (до 0,1%) магния.

Цинк — пластичный металл серебристого цвета и белого оттенка. Довольно хрупкий. Он имеет низкую температуру плавления, высокую текучесть и низкую стоимость. Это основа ЦАМ.

Алюминий снижает растворимость железа в сплаве, что благоприятно сказывается на механических и литейных характеристиках ЗАМ. Кроме того, алюминий снижает эффект зональной сегрегации. Он способствует изысканности зерна.

Медь вводится в сплав для повышения его прочностных характеристик. 1% меди увеличивает твердость ZAM примерно на 7%. Недостатком этого сплава является ухудшение коррозионной стойкости и пластичности сплава.

Магний является компонентом, ответственным за ограничение TSAM возникновения вспышек коррозии, включая ее худший тип: мелкозернистый. Это также замедляет процесс старения сплава. Чрезмерное легирование ЦАМ магнием (более 0,1%) приводит к ухудшению пластичности, прочности и появлению признаков красной хрупкости.

Помимо основных элементов, в сплав входят компоненты, отрицательно влияющие на его свойства — вредные примеси. Причина тому — несовершенство технологии литья и чистота используемой шихты. Наиболее распространенные примеси:

• Олово (до 0,001%).
• Свинец (до 0,007%).
• Кадмий (до 0,003%).
• Железо (до 0,1%).

Введение этих металлов в ZAM приводит к снижению механических характеристик, текучести и увеличению склонности к образованию трещин.

Металлургия предлагает более 25 разновидностей ЦАМ, но наиболее распространенными из них являются такие марки, как:

• ЦАМ 4-1 ГОСТ 19424-97.
• ЦАМ 4-3 ГОСТ 19424-97.
• ЦАМ 9-1,5 ГОСТ 21438-95.
• ЦАМ 10-5 ГОСТ 24438-95.

Физические свойства

Плотность ЦАМ 6700 кг / м3. Температура плавления колеблется в пределах 380-387 градусов в зависимости от марки сплава. ЦАМ закипает при температуре 710 С

Цинковый сплав хорошо проводит тепло. Коэффициент теплопроводности 110 Вт / м * К. Имеет незначительный коэффициент линейного расширения. При повышении температуры на 20 градусов длина планки ЦАМ увеличивается на 27,7 мкм.

Механические свойства

Прочность ЦАМ по своему значению сопоставима с прочностными характеристиками стали 20. Разрывная нагрузка равна 245 МПа. Он начинает деформироваться при нагрузке 120 МПа. Твердость сплавов по шкале Бринелля 95-100 единиц.

Пластические свойства сильно зависят от количественного содержания легирующих элементов в составе. В зависимости от их содержания относительное удлинение при растяжении может варьироваться от 0,4 до 1,0%.

Химические свойства

Сплавы ЦАМ отличаются хорошей стойкостью к коррозионному образованию. Хотя обязательным условием для этого должно быть предварительное нанесение гальванических покрытий на их поверхность. Активно реагирует с большинством кислот и щелочей.

ЦАМ не вступают в химические реакции с такими химическими элементами, как азот, углерод, водород, бор и кремний. Среда инертна к аммиаку при температуре до 480 градусов.

Технологические свойства

В зависимости от технологического назначения ЦАМы делятся на следующие категории:

• Литейные сплавы. В основном это ЦАМ 4-1 и 4-3. Эти марки отличаются повышенными литейными качествами. Величина их текучести и усадки позволяет получать тонкостенные отливки (до 0,5 мм) сложной формы. Основной метод изготовления таких заготовок — литье под давлением.
• Сплавы антифрикционные (ЦАМ 9-1,5 и 10-5) отличаются низким коэффициентом пробки, значение которого достигает порядка 0,007 ед.
• Обработанные сплавы ZAM имеют более высокую пластичность и пониженную красную хрупкость, что позволяет обрабатывать их под давлением. Также они хорошо поддаются стрижке.

ЦАМ относятся к третьей группе свариваемости. Получить качественный сварной шов для этого сплава очень проблематично.Одним из возможных методов является использование аргонодуговой сварки с постоянным током медной или алюминиевой шихты.

Также одним из преимуществ цинковых сплавов является возможность финишной обработки поверхности. ZAM отлично подходят для полировки и не имеют склонности к сколам и заусенцам.

Цинк Zincum происхождение названия

Откуда произошло название Zincum… Слово «цинк» впервые появляется в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «цинк» или «цинкен» в Liber Mineralium I. Это слово, вероятно, восходит к его. Цинке означает «зубец» (кристаллиты металлического цинка похожи на иглы)

Распространённость Цинк Zincum

Как и в любой химии, у этого элемента есть изобилие в природе, Zn …

Цинк как самородный металл не встречается в природе.

Получение Цинк Zincum

Цинк — получение элемента Цинк добывают из полиметаллических минералов, содержащих 1-4% Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Минералы обогащаются путем селективной флотации с получением цинковых концентратов (50-60% Zn) и одновременно концентратов свинца, меди и иногда даже пирита. Концентраты цинка варят в печах с псевдоожиженным слоем, превращая сульфид цинка в оксид ZnO; Образующийся диоксид серы SO2 расходуется на производство серной кислоты. Чистый цинк получают из оксида ZnO двумя способами.

Пирометаллургический способ (дистилляционный способ) / Pyrometallurgical method (distillation method)

По давно существующему пирометаллургическому методу (дистилляции) приготовленный концентрат спекается для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливается углем или коксом при 1200-1300 ° C: ZnO + C = Zn + CO . Образующиеся пары металла конденсируются и разливаются в формы. Первоначально реставрация проводилась только в ручных ретортах в обожженной глине, позже стали применяться механизированные вертикальные реторты в карборунде, затем — чановые и электродуговые печи; цинк получают из свинцово-цинковых концентратов в печах с высоким содержанием чана.

Производительность постепенно увеличивалась, но цинк содержал до 3% примесей, в том числе драгоценный кадмий. Цинк после перегонки очищают путем сегрегации (т.е путем осаждения жидкого металла из железа и части свинца при 500 ° C) до чистоты 98,7%. Иногда используется более сложная и дорогая очистка ректификацией, которая обеспечивает чистоту металла 99,995% и позволяет извлекать кадмий.

Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Готовые концентраты обрабатывают серной кислотой; Полученный сульфатный раствор очищают от примесей (осаждая их цинковой пылью) и подвергают электролизу в герметичных ваннах, облицованных свинцом или виниловым пластиком. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых ежедневно удаляется (отрывается) и плавится в индукционных печах. Обычно чистота цинкового электролита составляет 99,95%, полнота его извлечения из концентрата (с учетом обращения с отходами) 93-94 %.

Цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; In, Ga, Ge, Tl получают из отходов производства цинка

Цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag получают из производственных отходов; иногда также In, Ga, Ge, Tl.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА

Среднее содержание цинка в земной коре составляет 8,3 · 10 -3%, в основных магматических породах оно несколько выше (1,3 · 10 -2%), чем в кислых породах (6 · 10 -3%). Цинк является энергичным водным мигратором, особенно характерным является его миграция в термальных водах вместе со свинцом. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие большое промышленное значение. Цинк также активно мигрирует в поверхностные и подземные воды, основным осадителем является сероводород, второстепенную роль играет абсорбция глины и другие процессы.

Месторождения цинка известны в Иране, Австралии, Боливии, Казахстане. В России крупнейшим производителем свинцово-цинковых концентратов является ОАО «ГМК Дальполиметалл

Цинк добывают из полиметаллических минералов, содержащих 1-4% Zn в форме сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Минералы обогащаются путем селективной флотации с получением цинковых концентратов (50-60% Zn) и одновременно концентратов свинца, меди и иногда даже пирита. Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Готовые концентраты обрабатывают серной кислотой; Полученный сульфатный раствор очищают от примесей (осаждая их цинковой пылью) и подвергают электролизу в герметичных ваннах, облицованных свинцом или виниловым пластиком. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых ежедневно удаляется (отрывается) и плавится в индукционных печах.

Читайте также: Свинец в таблице Менделеева: молярная масса и плотность