Применение цинка в промышленности - Свойства цинка
Чистый металлический цинк используется для восстановления благородных металлов, добываемых подземным выщелачиванием (золото, серебро). Кроме того, цинк используется для извлечения серебра, золота (и других металлов) из чернового свинца в виде интерметаллидов цинка с серебром и золотом (так называемой "серебристой пены"), обрабатываемых затем обычными методами аффинажа. Рентгенофлуоресцентный анализ в этом производстве очень важен, поскольку он относится к нерзрушающим видам анализа.
Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация -- для мостов, емкостей, металлоконструкций). РФА анализ позволяет не только определить элементный состав, но и толщину напыления цинка на поверхности деталей.
Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах, например: марганцево-цинковый элемент, серебряно-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,85 В, 150 Вт-ч/кг, 650 Вт-ч/дм?, малое сопротивление и колоссальные разрядные токи), ртутно-цинковый элемент (ЭДС 1,35 В, 135 Вт-ч/кг, 550--650 Вт-ч/дм?), диоксисульфатно-ртутный элемент, йодатно-цинковый элемент, медно-окисный гальванический элемент (ЭДС 0,7--1,6 Вольт, 84--127 Вт-ч/кг, 410--570 Вт-ч/дм?), хром-цинковый элемент, цинк-хлоросеребряный элемент, никель-цинковый аккумулятор (ЭДС 1,82 Вольт, 95--118 Вт-ч/кг, 230--295 Вт-ч/дм?), свинцово-цинковый элемент, цинк-хлорный аккумулятор, цинк-бромный аккумулятор и др.
Очень важна роль цинка в цинк-воздушных аккумуляторах, которые отличаются весьма высокой удельной энергоемкостью. Они перспективны для пуска двигателей (свинцовый аккумулятор -- 55 Вт-ч/кг, цинк-воздух -- 220--300 Вт-ч/кг) и для электромобилей (пробег до 900 км).
Цинк вводится в состав многих твердых припоев для снижения их температуры плавления.
Окись цинка широко используется в медицине как антисептическое и противовоспалительное средство. Также окись цинка используется для производства краски -- цинковых белил.
Цинк -- важный компонент латуни. Сплавы цинка с алюминием и магнием (ЦАМ, ZAMAK) благодаря сравнительно высоким механическим и очень высоким литейным качествам очень широко используются в машиностроении для точного литья. В частности, в оружейном деле из сплава ZAMAK (-3, -5) иногда отливают затворы пистолетов, особенно рассчитанных на использование слабых или травматических патронов. Также из цинковых сплавов отливают всевозможную техническую фурнитуру, вроде автомобильных ручек, корпусы карбюраторов, масштабные модели и всевозможные миниатюры, а также любые другие изделия, требующие точного литья при приемлемой прочности.
Хлорид цинка -- важный флюс для пайки металлов и компонент при производстве фибры. цинкование металлический промышленный концентрат
Сульфид цинка используется для синтеза люминофоров временного действия и разного рода люминесцентов на базе смеси ZnS и CdS. Люминофоры на базе сульфидов цинка и кадмия, также применяются в электронной промышленности для изготовления светящихся гибких панелей и экранов в качестве электролюминофоров и составов с коротким временем высвечивания.
Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка -- широко применяемые полупроводники.
Селенид цинка используется для изготовления оптических стекол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.
На разные применения цинка приходится:
Цинкование -- 45-60 %
Медицина (оксид цинка как антисептик) -- 10 %
Производство сплавов -- 10 %
Производство резиновых шин -- 10 %
Масляные краски -- 10 %
Рисунок 1. Динамика добычи цинка и прироста его разведанных запасов в 2003-2012 гг., тыс. т.
Рисунок 2. Динамика движения запасов цинка в 2003-2012 гг., млн. т.
Выплавка и очистка. Выплавка и очистка выполняются двумя главными способами - термическим и электролитическим. В любом случае первой стадией процесса является обжиг измельченной и обогащенной сульфидной руды в печах с кипящим слоем, в результате которого образуется оксид цинка и выделяется сернистый газ 2ZnS + 3O2 -> 2ZnO + 2SO2 С помощью электролитического и термического методов получают примерно половину всего производимого цинка.
Термический метод. По термическому методу концентрат оксида цинка, остающийся после обжига руды, часто смешивают с порошкообразным углем в цилиндрических ретортах, изготовленных из огнеупорной глины, которые вводят в печь в горизонтальном положении. Для восстановления цинка углем из оксида требуется температура от 1200 до 1300° С, а поскольку температура кипения металлического цинка составляет 907° С, он испаряется сразу же после восстановления ZnO + C -> Zn + CO. Этот метод, усовершенствованный позднее, применяли с первых лет коммерческого производства цинка; он известен под названием "процесс в горизонтальных ретортах". Альтернативный термический процесс был разработан так, чтобы обеспечить непрерывную подачу материала сверху в вертикальную реторту, изготовленную из карборунда; продукт реакции отводится со дна реторты. Этот процесс, названный процессом в вертикальной реторте, был разработан фирмой "Нью-Джерси цинк компани" в конце 1920-х годов. Посредством фракционной дистилляции цинка, произведенного таким способом, получают металл чистотой 99,99%. Процесс в вертикальной реторте высокоэффективен и обеспечивает большую производительность, чем процесс в горизонтальной реторте. В некоторых печах сернистый газ улавливается для производства побочного продукта - серной кислоты; из печей другого типа, расположенных главным образом в малонаселенных безлесных областях, он выбрасывается в атмосферу.
Электролитический метод. Электролитический метод выплавки и очистки цинка запущен в производство в штате Монтана и Канаде в период Первой мировой войны. В этом процессе обожженный цинковый концентрат обрабатывают серной кислотой, чтобы перевести окись цинка в сульфатный раствор. Присутствующие в концентрате примеси тоже растворяются и должны быть удалены из раствора до его электролиза. Цинк, получаемый электролитическим методом, имеет высокую степень чистоты.
Похожие статьи
-
Результирующая вольт-амперная характеристика туннельного диода определяется комбинацией туннельных и тепловых свойств и имеет довольно необычный вид. В...
-
Анализ первичного производства - Свойства цинка
Положение цинка в таблице электрохимических потенциалов металлических элементов указывает, что он способен защитить железо, сталь и медные сплавы от...
-
В фрикционных узлах с небольшой тормозной мощностью используются пластмассы с асбестовым наполнителем. Температура нагрева для этих материалов не должна...
-
Применение лазерного луча в промышленности и технике - Лазеры
Оптические квантовые генераторы и их излучение нашли применение во многих отраслях промышленности. Так, например, в индустрии наблюдается применение...
-
Магний - металл серебристо-белого цвета с плотностью 1,74 Мг/м3 и температурой плавления 651 С; имеет гексагональную плотноупакованную кристаллическую...
-
Свойства и применение керамических материалов - Новые материалы в металлургии
Принципиальными недостатками керамики являются ее хрупкость и сложность обработки. Керамические материалы плохо работают в условиях механических или...
-
Литье под давлением, Экструзия - Пластмассы. Их свойства и области применения
Литье под давлением применяют для формования термопластов. Исходный материал (гранулы, таблетки) подвергают нагреву до полного размягчения. Литьевая...
-
Пластмассовые уплотнители и амортизаторы. - Пластмассы. Их свойства и области применения
Детали уплотнений из пластмасс находят очень широкое применение. Это объясняется тем, что пластмассы обеспечивают не только высокую герметичность...
-
Свойства и применение композиционных материалов - Новые материалы в металлургии
Физико-механические свойства основных компонентов КМ на основе алюминиевой матрицы приведены. Хорошая совместимость матрицы с армирующим элементом,...
-
Применение углепластиков - Свойства и применение углепластиков
Углепластик (карбон) имеет невероятно широкую сферу применения. Углеродные материалы и изделия из них можно встретить в самых разнообразных отраслях...
-
Технология изготовления углепластика - Свойства и применение углепластиков
Углероное волокно является основой для производства Углепластиков (или Карбона , карбонопластиков) [3]. Существуют следующие основные методы изготовления...
-
Основные сведения - Свойства и применение углепластиков
Углепластики - композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна. Этот сравнительно новый класс ПКМ получил в последние годы наиболее...
-
Технологические свойства, Список используемой литературы - Область применения цементуемых сталей
Температура ковки, 0 С: начала 1250, конца 780 - 760. Охлаждение заготовок сечением до 100 мм производится на воздухе, сечения 101 - 300 мм - в мульде....
-
Истинная плотность полуводного гипса 2,65-2,75 г/см3. По срокам схватывания гипс делят на 3 группы (А, Б, В) Вид гипса Начало схватывания Конец...
-
Выводы - Свойства и применение углепластиков
Углепластики - композиты, содержащие в качестве наполнителя углеродные волокна. Популярность углепластика объясняется его уникальными эксплуатационными...
-
Пластмассовые антифрикционные материалы - Пластмассы. Их свойства и области применения
Из-за малого сходства с металлами и из-за больших упругих деформаций пластмассы в узлах трения менее чувствительны к схватыванию и задиранию, что резко...
-
Пластмассы. Основные характеристики пластмасс - Пластмассы. Их свойства и области применения
Пластические массы (пластмассы, пластики) -- материалы на основе природных или синтетических полимеров, способные под влиянием нагревания и давления...
-
Достоинства и недостатки карбона - Свойства и применение углепластиков
Более высокая цена карбона по сравнению со стеклопластиком и стекловолокном объясняется более сложной, энергоемкоймногоэтапной технологией, дорогими...
-
Рабочие инструменты и детали, оснастка и их восстановление и ремонт Гильотины (пресс-ножницы), пилы по металлу (ленточные, маятниковые, Геллера,...
-
Серый чугун. Свойства, марки и области применения - Технологии машиностроения
Наиболее широкое распространение в литейном производстве получил сплав железа с углеродом и кремнием, известный под названием серого чугуна. Этот чугун...
-
Связующие - Свойства и применение углепластиков
В качестве матриц (связующих) при изготовлении судовых конструкций используются преимущественно эпоксидные н полиэфирные синтетические смолы [6]....
-
Виды волокон карбона. Полотно - Свойства и применение углепластиков
Волокна могут быть короткими, резаными, их называют "штапелированными", а могут быть непрерывные нити на бобинах. Это могут быть жгуты, пряжа, ровинг,...
-
Слюда. Химический состав, свойства и области применения - Диэлектрические материалы для изоляции
Слюда является обычным породообразующим минералом многих изверженных, метаморфических и некоторых осадочных горных пород. Это один из наиболее...
-
Введение - Свойства и применение углепластиков
Композиционные материалы - это искусственные материалы, полу-чаемые сочетанием компонентов с различными свойствами. Одним из компонентов является матрица...
-
Авиационная промышленность была первым потребителем титана. Создание летательных аппаратов со скоростями близкими к скорости звука и превосходящими ее,...
-
С древних времен известны латуни, являющиеся сплавами Cu-Zn. Металлический цинк впервые получен в 1746 году в Англии нагреванием каламина с древесным...
-
Применение золота - Обогащение золотосодержащих руд
Широкое применение благородных металлов и сплавов в современной технике и быту связано в первую очередь с такими свойствами, как химическая и...
-
Физико-механические свойства углепластиков - Свойства и применение углепластиков
Уровень свойств углепластиков зависит от характеристик применяемых углеродных волокон, вида и текстурной формы армирующего наполнителя, упругопрочностных...
-
По объему, качеству и сортаменту выпускаемых ферросплавов промышленность Казахстана находится на уровне технически развитых стран, но при этом отстает от...
-
Производит углеродистый феррохром (ФХ800, ФХ900) - 93850 т/год, рафинированные марки феррохрома - 33900 т/год с потреблением хромистой руды Донского...
-
Бериллий и сплавы на его основе, Свойства бериллия, Бериллиевые сплавы - Сплавы цветных металлов
Свойства бериллия Бериллий - металл серого цвета, обладающий полиморфизмом. Помимо очень высоких удельных прочности и жесткости, бериллий имеет большую...
-
Свойства меди Медь - металл красновато-розового цвета, медь менее тугоплавка, чем железо, но имеет большую плотность. Медь обладает хорошей...
-
Химические свойства - Целюллоза и ее применение
Химические свойства целлюлозы определяются прежде всего присутствием гидроксильных групп. Действуя металлическим натрием, можно получить алкоголят...
-
Воздух в химической промышленности применяют в основном как сырье или как реагент в технологических процессах, а также для энергетических целей....
-
Сталь 65Г. Состав, свойства, область применения - Область применения цементуемых сталей
Таблица 1 - Состав, свойства, область применения стали 65Г Сталь марка Температура испытания, ОС 20- 100 20- 200 20- 300 20- 400 20- 500 20- 600 20- 700...
-
В условиях обостряющейся конкурентной борьбы на внутреннем и мировом рынках ферросплавов весьма актуален рост их конкурентоспособности за счет снижения...
-
Пшеничная мука, химический состав и свойства При выработке мучных кондитерских изделий в основном используется пшеничная мука высшего и I сорта и в...
-
Строение, Физические свойства - Целюллоза и ее применение
Молекулярная формула целлюлозы (-C6H10O5-) N, как и у крахмала. Целлюлоза тоже является природным полимером. Ее макромолекула состоит из многих остатков...
-
Сварка электронно-лучевая и лазерная - Виды сварки и способы их применения
В промышленности все более широкое применение находят тугоплавкие и химически активные металлы и сплавы. Поэтому для их сварки необходимо применять...
-
Офлюсованный агломерат и его свойства - Агломерационное производство
В настоящее время производят офлюсованный агломерат, т. е. в шихту агломерации вводят известняк, чтобы агломерат содержал СаО и его основность CaO/SiO2...
Применение цинка в промышленности - Свойства цинка