Цинк: производство и применение

Содержание в организме человека и продуктах питания

Организм человека обычно содержит около двух граммов цинка. Многие ферменты содержат в себе этот металл. Элемент играет роль в синтезе важных гормонов, таких как тестостерон и инсулин. Элемент крайне необходим для полноценного функционирования мужских половых органов. Кстати, он даже помогает нам справиться с сильным похмельем. С его помощью выводится из нашего организма лишний алкоголь.

Недостаток цинка в рационе может привести к множеству нарушений функций организма. Такие люди подвержены депрессии, постоянной усталости, нервозности. Дневная норма для взрослого мужчины — 11 миллиграммов в день, для женщины — 8 миллиграмм.

Содержание в продуктах (в миллиграммах на 100 грамм продукта):

  • устрицы — 40 мг;
  • отруби — 16 мг;
  • семена тыквы — 10 ;
  • печень говяжья — 8 мг;
  • говядина — 8 мг;
  • баранина — 6 мг;
  • семена подсолнуха — 5 мг;
  • сыр — 4 мг;
  • овёс — 4 мг;
  • курица — 3 мг;
  • орехи грецкие — 3 мг;
  • фасоль — 3 мг;
  • свинина — 3 мг;
  • шоколад — 2 мг;
  • кукуруза — 0,5 мг;
  • бананы — 0,15 мг.

Избыток элемента в человеческом организме также приводит к серьёзным проблемам, поэтому не стоит хранить продукты в цинковой посуде.

Сырье для получения цинка

Основным источником получения цинка являются сульфидные, медно-свинцово-цинковые, медно-цинковые и свинцово-цинковые руды.

В сульфидных рудах цинк обычно присутствует в виде сфалерита или вуртцита, состав которых отвечает формуле ZnS, и марматита nZnS · mFeS. Спутниками цинка в полиметаллических рудах являются минералы и элементы.

В окисленных зонах месторождений цинксодержащих руд основными кислородсодержащими минералами цинка являются: смитсонит ZnCO3, цинкит ZnO и каламин ZnO·SiO2 ·H2O. Окисленные цинковые руды в настоящее время имеют подчиненное значение.

В сульфидных полиметаллических рудах содержание цинка обычно составляет 1…3 %. Эти руды имеют сложный состав. Все это обусловливает необходимость проведения предварительного обогащения руд по селективной схеме с получением нескольких концентратов.

Цинковые концентраты селективного флотационного обогащения полиметаллических руд содержат, %: Zn – 48…60; Pb – 1,5…2,5; Cu – 1…3; Cd – до 0,25; Fe – 3…10; S – 30…38, пустой породы – до 10.

Цинковые концентраты – комплексное дорогостоящее сырьё. Из них нужно извлекать цинк, свинец, медь, кадмий, серу, золото, серебро, ртуть, галлий, индий, таллий, селен, теллур и др.

Иногда при обогащении труднообогатимых медно-цинковых руд получают промежуточные продукты, содержащие 12…18 % Zn и 4…8 % Cu. Переработка этих материалов затруднена как на цинковых, так и на медных заводах.

Переработку цинковых концентратов в настоящее время осуществляют двумя методами – пирометаллургическим и гидрометаллургическим.

В основе пирометаллургического способа лежит процесс восстановления оксида цинка при 1000…1100 ºС, т. е. при температуре выше точки кипения металлического цинка, что обеспечивает выделение его в момент образования в парообразном состоянии и возгонку в виде паров:

ZnO + C = Znпар + CO; ZnO + CO = Znпар + CO2.

Пары цинка в дальнейшем конденсируют. Получение жидкого цинка дистилляцией возможно только в условиях сильно восстановительной атмосферы и полной герметизации применяемой аппаратуры.

В связи с тем что цинковый концентрат представляет собой сульфидный материал, а восстановление цинка возможно только из его оксида, дистилляции предшествует окислительный обжиг с полным удалением серы.

Возможны несколько вариантов аппаратурного оформления пирометаллургического способа получения цинка: в горизонтальных и вертикальных ретортах, в шахтных и электрических печах. Принцип действия положен в основу получения паров цинка в электротермической части кивцетного агрегата.

Получающийся пирометаллургическим способом цинк обязательно содержит большое количество металлов-примесей, возгоняемых вместе с ним или попадающих в него из выносимой газами пыли. Поэтому дистилляционный цинк, как и всякий черновой металл, нуждается в рафинировании.

Пирометаллургический способ применяют с момента возникновения цинкового производства. Доля выпуска цинка этим способом из года в год сокращается и в настоящее время составляет не более 20 %.

Гидрометаллургический способ является в настоящее время основным. Широкое распространение гидрометаллургии при производстве цинка обусловлено ее значительными преимуществами по сравнению с дистилляцией. К ним относятся:

  • извлечение большего количества цинка и сопутствующих элементов;
  • большая комплексность использования сырья;
  • высокое качество цинка;
  • высокая механизация трудоемких процессов.

По этому способу цинк выщелачивают раствором серной кислоты из предварительно обожженного концентрата. При выщелачивании цинк переходит в раствор в виде сернокислого цинка по реакции

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O.

При выщелачивании цинкового огарка в раствор частично переходят содержащиеся в нем компоненты. Качество получаемого электролитическим осаждением цинка зависит от чистоты раствора: чем чище раствор, поступающий на электролиз, тем более чистым получается товарный цинк. Поэтому перед электролизом раствор тщательно очищают от примесей.

Процесс электролитического осаждения цинка из очищенного раствора протекает по следующей суммарной реакции:

ZnSO4 + H2O = Zn + H2SO4 + 0,5O2

Цинк при электролизе осаждается на катоде, а на аноде регенерируется серная кислота, необходимая для выщелачивания свежих порций огарка, и выделяется кислород. Катодные осадки цинка переплавляют и разливают в слитки.

Кек (нерастворенный осадок), получаемый после выщелачивания, подвергают дополнительной переработке с целью доизвлечения из него цинка и других ценных компонентов.

Свойства металла

Наш хрупкий герой — переходный металл синевато-белого цвета. На воздухе быстро окисляется, темнеет от пленки оксида.

В таблице Менделеева этот химический элемент находится в 12 группе (по старой классификации во II группе четвертого периода).

Особенности цинка:

  • атомный номер 30;
  • атомная масса 65,38 г/моль;
  • металлический блеск;
  • непрозрачность;
  • плотность 7,14 г/см3;
  • структура кристаллической решетки гексагональная.

Химические свойства цинка обусловлены его «темпераментом». До щелочноземельных металлов ему далековато, но в реакции он вступает охотно. В реакциях проявляет степени окисления 0; +2.

  • Цинк хороший восстановитель и активный металл.
  • Наш герой охотно реагирует с разбавленной азотной кислотой, с концентрированными серной и азотной кислотами.
  • С галогенами в присутствии паров воды может воспламениться.
  • С растворами щелочей образует гидрокомплексы.
  • При температуре красного каления (550-600°С) вступает в реакцию с водой, с сероводородом. При реакции выделяется водород.

Рекомендуем: Обзор 15 СИНИХ КАМНЕЙ

Взаимодействие с металлами происходит в расплавленном состоянии, но это мало касается химических реакций.

Свойства атома
Название, символ, номерЦинк / Zincum (Zn), 30
Атомная масса (молярная масса)65,38(2) а. е. м. (г/моль)
Электронная конфигурация 3d10 4s2
Радиус атома138 пм
Химические свойства
Ковалентный радиус125 пм
Радиус иона(+2e) 74 пм
Электроотрицательность1,65 (шкала Полинга)
Электродный потенциал-0,76 В
Степени окисления0; +2
Энергия ионизации (первый электрон)905,8(9,39) кДж/моль (эВ)
Термодинамические свойства простого вещества
Плотность (при н. у.)7,133 г/см³
Температура плавления419,6 °C
Температура кипения906,2 °C
Уд. теплота плавления7,28 кДж/моль
Уд. теплота испарения114,8 кДж/моль
Молярная теплоёмкость25,4 Дж/(K·моль)
Молярный объём9,2 см³/моль
Кристаллическая решётка простого вещества
Структура решёткигексагональная
Параметры решёткиa=2,6648 c=4,9468 Å
Отношение c/a1,856
Температура Дебая234 K
Прочие характеристики
Теплопроводность(300 K) 116 Вт/(м·К)
Номер CAS7440-66-6

Физические свойства цинка:

  1. Температуры плавления и кипения равны соответственно 427 и 907 ºС.
  2. Нагрев до 100-150 градусов дает возможность прокатки и вытягивания металла; чем больше примесей в металле, тем более хрупким он становится.
  3. Хотите услышать «оловянный крик» — сгибайте и разгибайте пруток или металлическую пластинку. Правда, на крик это мало похоже, скорее треск или скрип. Но для незамысловатого фокуса на вечеринке сойдет.

В природе металл состоит из пяти изотопов:

  • Zn64;
  • Zn66;
  • Zn67;
  • Zn68;
  • Zn70.

Смесь металлов — это сплав

Сплавы для промышленного использования содержат Zn-Al и Zn-Al-Cu. Почти всегда в состав добавляется магний (не более 0,1%). Сплавы цинка делятся на антифрикционные и литейные.

  • Марки антифрикционных сплавов: ЦАМ9-1,5; ЦАМ10-5.
  • Литейные марки: ЦА4, ЦА4М1, ЦА30М5.

Химические и физические свойства и история металла

Несмотря на использование с давних времён в различных целях, чистый цинк получить никак не удавалось. Только в начале восемнадцатого века Уильям Чемпион сумел открыть способ выделения этот элемент из руды с помощью дистилляции. В 1838 году он запатентовал своё открытие, а спустя 5 лет, в 1843 году, Уильямом Чемпионом был запущен первый в истории завод по выплавке этого металла. Спустя некоторое время Андреас Сигизмунд Маргграф открыл ещё один метод. Этот способ был признан более совершенным. Поэтому именно Маргграфа зачастую считают открывателем чистого цинка. Последующие открытия только поспособствовали расширению его популярности.

Изготовление и применение чистого металла

Многие виды повседневных хозяйственных вещей оцинкованы. Например:

  • металлические крыши сооружений,
  • водосточные желоба зданий,
  • резервуары для воды и т.д.

Достаточно большая доля цинка используется в конструкциях одноразовых цинк-углеродистых не перезаряжаемых аккумуляторов. Процесс изготовления латуни также требует значительных объёмов этого вещества.

Характерной особенностью цинка является образование целого ряда полезных соединений:

  1. Сульфид (люминофор экранов старых телевизоров, осциллографов, люминесцентные лампы и светящиеся краски);
  2. Сульфат (защитные средства от сорняков, применение в текстильном производстве);
  3. Оксид (используется для изготовления резины, способствует улучшению свойств пластмасс, красок, чернила, бетона, косметики).

Многие известные сплавы формируются на цинковой составляющей. Например, латунь, зубная амальгама, бронза и некоторые виды припоев. Оцинковка не только предотвращает ржавление резервуаров для воды. Практически все виды лекарств от кашля и простуды, витаминные таблетки и добавки никак не обходятся без этого вещества.

Часто встречающиеся таблетки (капсулы) биологических добавок включают добавки кальция для укрепления зубов и костей, витамин «С», омега-3 для глаз, а также цинк для усиления иммунитета

Дефицит цинка в организме сопровождается различными проблемами по отношению к здоровью организма, приводит к развитию болезней. Правда, в основном эта проблема характерна для развивающихся стран, где отмечаются факторы недоедания населения, недостаток сбалансированного полезного питания.

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.

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.

Горячий

Образец очищается, моется, протравливается, погружается в ванну с расплавленным цинком. На поверхности формируется покрытие в 0,035-0,097 мм.

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.

Оксид цинка

Белый пористый порошок, желтеющий при нагревании и возвращающий свой первоначальный цвет при охлаждении – это окись металла. Химические свойства оксида цинка, уравнения реакций его взаимодействия с кислотами и щелочами подтверждают амфотерный характер соединения. Так, вещество не может реагировать с водой, но взаимодействует как с кислотами, так и со щелочами. Продуктами реакций будут средние соли (в случае взаимодействия с кислотами) или комплексные соединения – тетрагидроксоцинкаты.

Оксид цинка применяют в производстве белой краски, которую называют цинковыми белилами. В дерматологии вещество входит в состав мазей, присыпок и паст, оказывающих на кожу противовоспалительное и подсушивающее действие. Большая же часть производимого оксида цинка применяется в качестве наполнителя для резины. Продолжая изучать химические свойства цинка и его соединений, рассмотрим гидроксид Zn(OH)2.

Обходились без чистого цинка

Цинк — это удивительный металл. Сплав его с медью был известен в древности во многих странах. Латунь описывал еще Аристотель, алхимики прокаливали карбонат цинка с углем, получая «философскую шерсть». А вот чистого металла люди еще не знали. Но не везде. В индийском Раджастане нашли остатки плавильного оборудования, и остатки соединений цинка.

Совсем непонятна находка цинковой статуэтки на землях древней Дакии. Статуэтка датируется доримской эпохой. В журнале «Химия и жизнь» рассказали о находке цинковой сережки на Северном Кавказе. Возраст — более 5000 лет! Скорее всего, люди не раз находили и утрачивали секрет выплавки цинка.

В XVIII веке люди нашли секрет выплавки цинка из руды, и пока точно помнит, как это делается.

Белый налет или бельмо?

Слово «цинк» первым использовал Парацельс.

Лингвистам бывает сложно отследить происхождение названий. Имя (название) нашего нынешнего героя возводят к персидскому слову «ченг» (Tschang); древнегерманское «цинко» означало бельмо на глазу (вполне соотносится с цветом металла), или Zinke — «зубец».

В разные времена и в разных странах имя металла менялось. Это были «шпиаутер», «спелтер», «тутия» (Tutia). Нынешнее имя металл получил в начале прошлого века.

Взаимодействие цинка с другими веществами

  • Прием витаминов А, E, C, В6, фтор, пиколиновая кислота улучшают усваивание организмом Zn;
  • Большие дозы витамина В9, железа, олова, меди, свинца, кадмия, кальция, марганца, селена и ртути препятствуют усвоение организмом Zn;
  • Нарушению усвоения Zn также могут способствовать поступление следующих веществ – фосфаты, фитаты, диуретики, глюкокортикостероиды, анаболики, алкоголь, иммуносупрессоры, противозачаточные препараты, танины (чай и кофе);
  • Повышенное поступление Zn может способствовать недостатку витамина А, а также меди и железа;
  • Полноценное снабжение Zn способствует нормальному усвоению витамина E.

Физические и химические свойства

Цинк (Zn) – элемент побочной подгруппы второй группы периодической системы Менделеева. Атомный номер – 30. Атомная масса – 65,39. Цинк обладает типичными свойствами металла и проявляет стабильную валентность +2. Характеризуется высокой комплексообразующей способностью.

Цинк – голубовато-серебристый металл. При комнатной температуре хрупкий. При 100–150 °C становится пластичным, хорошо гнется и прокатывается в листы. При нагревании выше 200 °C очень хрупкий. На воздухе цинк покрывается тонким слоем оксида либо основного карбоната, который предохраняет его от дальнейшего окисления. Вода на цинк практически не действует, поскольку образующийся на поверхности металла при взаимодействии с водой гидроксид нерастворим и препятствует дальнейшему течению реакции. В разбавленных кислотах цинк растворяется и образует соответствующие соли. Данный металл образует амфотерные гидроксилы и растворяется в щелочах. При сильном нагревании на воздухе пары цинка воспламеняются и сгорают зеленовато-белым пламенем с образованием ZnO.

Эффект от применения цинксодержащих удобрений

Эффективность цинковых удобрений определяется количеством подвижного цинка в почве. Установлено, что при содержании подвижного цинка менее 1 мг/кг урожайность кукурузы при некорневой подкормке и обработке семян цинком повысилась с 4,7 до 5,3 т/га. Однако при содержании этого же элемента свыше 3 мг/кг прибавки урожайности не было. Обеспеченность почвы подвижным цинком – это показатель ее окультуренности.

На кислых почвах внесение цинковых удобрений эффекта не дает. Наилучшие результаты установлены на слабокислых и нейтральных почвах. Максимальный эффект наблюдается на почвах с pH5,6–7.

Наибольшую эффективность цинковые удобрения показывают на дерново-карбонатных, перегнойно-карбонатных, каштановых почвах Закавказья. Кроме того, целесообразно внесение этих удобрений на бурых, сероземных, сероземно-луговых черноземах и почвах.

Кислые дерново-подзолистые и торфяно-глеевые почвы содержат, как правило, достаточно цинка и во внесении цинковых подкормок не нуждаются.

При указанных почвенных условиях подкормки цинковыми удобрениями влияют на растения следующим образом:

Виноград

Положительно влияет цинк на урожайность целого ряда овощных культур: томатов, огурцов, капусты и прочих. Однако надо отметить, что немаловажным фактором, определяющим эффективность применения цинковых удобрений, является степень обеспеченности растений другими элементами питания.

Установлено, что повышенный уровень азота и фосфора приводит к цинковой недостаточности у растений.

Окислительные реакции металла

Окисление цинка происходит на воздухе с образованием оксидной пленки, которая защищает поверхность от дальнейшего разрушения под влиянием реагентов и препятствует вытеснению водорода из воды.

Степенью окисления, которую проявляет химический элемент в соединениях, является +2.

  • Цинк легко растворяется в разбавленных соляной и серной кислотах. В результате реакции происходит восстановление серной кислоты до серы или сероводорода.
  • В результате реакции цинка с азотной кислотой образуются различные продукты восстановления кислоты.
  • При взаимодействии цинка с раствором перманганата калия происходит обесцвечивание раствора.
  • Реакция металла с ванадатом калия характеризуется восстановлением ванадия с последовательным изменением цвета раствора: желтый, синий, зеленый, фиолетовый.
  • Металлический цинк растворяется в растворах щелочей с высокой концентрацией.
  • Оксиды металла можно получить в результате термического разложения карбонатов и синтеза простых веществ.
  • Соли цинка легко подвергаются гидролизу. В результате реакции металлического цинка с раствором хлорида металла, выделяется водород.

Отличие горячего и холодного цинкования

Статьи

Отличие горячего и холодного цинкования.

Как известно, цинкование конструкций – один из самых надежных способов защиты металла от коррозии. Существует несколько принципиально разных способов цинкования. Так как же выбрать способ, который оптимально подойдет конкретно под Ваши потребности?

Для начала, ознакомимся с сутью наиболее популярных методов оцинкования конструкций – методов горячего цинкования и холодного цинкования.

Горячее цинкование – способ нанесения антикоррозионного покрытия на конструкцию, посредством опускания ее в ванну с расплавленным цинком и последующим подвешиванием до полного высыхания покрытия. В результате имеем ровную надежную плотную защиту с продолжительным сроком службы. Поверхность имеет глянцевый внешний вид, приятный взору, конструкция надежно защищена.

Каковы же недостатки данного метода антикоррозионной защиты? Их несколько. Из-за ограниченности размеров ванны затрудняется горячее цинкование крупногабаритных конструкций, кроме того, из-за отсутствия большой конкуренции на рынке горячего оцинкования, потребитель лишается естественного права на выбор. Что же касается внешнего вида конструкции, его ухудшают потеки цинка, застывшие самым непрезентабельным образом. Еще одним существенным минусом является то, что по оцинкованной поверхности запрещено проводить сварные работы, что значительно затрудняет монтаж на месте, где часто не обойтись без монтажной сварки.

В противоположность горячему цинкованию, большой популярностью пользуется холодное цинкование конструкций. Оно, в свою очередь, подразделяется на гальваническое цинкование и покрытие цинкосодержащим грунтом.

Гальваническое цинкование. Здесь оцинкование конструкций происходит за счет электролиза. Представьте себе большую стиральную машинку, куда вы загружаете ваши детали, а после «стирки» получаете готовые оцинкование изделия – таково очень приблизительное описание «гальваники». Ее достоинством является сравнительно низкая стоимость, однако на этом достоинства и заканчиваются.

Также, как и для горячего цинкования, для гальванического цинкования существуют ограничения по размеру деталей, однако в данном случае они более жесткие. В добавок к этому, слой цинка, получаемый после гальванической обработки составляет, в среднем, 8-20 мкм, что в 3-4 раза меньше, чем при других способах цинкования. Обобщая, можно сказать, что гальаническое цинкование пригодно для небольших деталей, эксплуатируемых в неагрессивной среде и не имеющих значительной степени ответственности.

Холодное цинкование цинкосодержащим грунтом. Цинкосодержащий грунт являет собой композицию цинкового порошка (часть цинка в составе должна превышать 80%, у качественного грунта этот показатель достигает отметки 95-98%) с полимерным, эфирным или полиуретановым наполнителем. Такие грунты (цинкосодержащие мастики или эмульсии) незначительно разнятся составом, однако цель их одна – составить конкуренцию горячему цинкованию, в некоторых аспектах превозойти его характеристики.

Защита данного метода холодного цинкования более надежна и доступна, чем при горячем цинковании, при этом не уступает в сроках службы. Грунтовка (которую можно использовать в качестве самостоятельного покрытия) легка в нанесении с помощью стандартных средств окрашивания (возможно даже цинкование в домашних условиях), при этом мы получаем надежный слой (в среднем, 50 мкм) плотно прилегающего цинка.

Холодное цинкование пригодно для защиты крупногабаритных конструкций (конструкции мостов, железнодорожные металлоконструкции, баки, резервуары, нефтепроводы), для которых невозможно горячее цинкование. Также данные цинконаполненные композиции используют для ремонта цинковых покрытий (в частности, горче цинкованных), возможно использование после монтажной сварки.

Холодное цинкование обеспечивает высокие сроки службы антикоррозионного покрытия и является лидером по соотношению цена/качество.

предлагает поставки цинкосодержащего грунта высокого качества с массовой долей цинка до 96%, производства российского научно-производственного холдинга.

sapriko.com.ua

Биологическая роль и функции цинка в организме

В организме взрослого среднестатистического человека находится примерно 1,5-3 г цинка. Больше всего его присутствие обнаружено в мышечных тканях, печени, различных ферментах и поджелудочной железе. Причем у мужчин этого микроэлемента может быть вдвое больше, нежели у женщин.

Одна из основных функций цинка в человеке – формирование белка карбоангидраза, который присутствуя в эритроцитах (красные кровяные тельца) обеспечивает превращение углекислого газа в тканях и его обратный транспорт в легкие, откуда он и выводится с выдохом. Кроме того, в связи с тем, что Zn присутствует примерно в 400 ферментах, в большей мере ЖКТ, то без него практически невозможно нормальное усваивание пищи и превращение полезных и необходимых для организма веществ, поступаемых с продуктами.

Цинк выполняет и множество других полезных функций, среди которых:

Участие в синтезе многих важных гормонов – инсулина, тестостерона, эстрогена, соматропина (гормон роста) и другие;
Участие в репродуктивной функции у мужчин – стимулирует выработку семени, а также поддерживает функционирование и здоровье простаты;
Нивелирует действие различных токсинов, т.к

находится в составе вырабатываемой печенью супероксиддисмутазы, выполняющей роль очищения организма, что также важно при алкогольном и других отравлениях, инфекционных болезнях;
Берет непосредственное участие в формировании и поддержании стабильности ДНК и РНК, что минимизирует риск отклонений в развитии и жизнедеятельности живых организмов – мутации, рак и т.д.;
Участие в синтезе коллагена, жизненно важного для здоровья связок, суставов, волос, кожи и других тканей;
Участие в формировании новых клеток, что очень важно в период роста, а также при различных травмах и воспалительных процессах т.к. помогает тканям быстрее регенерироваться;
В сочетании с витаминами C и A стимулирует активность иммунной системы, предотвращая развитие инфекционных и аутоиммунных болезней, уязвимость перед эмоциональными стрессами, неблагоприятными экологическими условиями пребывания;
Защищает нервную систему от повреждения и неврологических расстройств, улучшает умственную деятельность, поддерживает хорошее настроение, улучшает сон;
Участие в метаболизме витамина Е;
Регулирует аллергический статус, предотвращая развитию сезонной аллергии, аллергического ринита и других;
Является антиоксидантом;
Повышает плотность костной ткани, помогает в борьбе с остеопорозом.

Применение цинка в других сферах человеческой жизни

  • Наносится на поверхность стальных поверхностей для предотвращения процессов коррозии (оцинковка и металлизация);
  • Используется для извлечения или восстановления золота, серебра и других металлов;
  • Применяется в изготовлении некоторых видов аккумуляторов и батареек;
  • В медицинской практике входит в состав различных антисептических и противовоспалительных средств;
  • Входит в состав латуни, масляных красок, люминофоров, оптических стекол, флюса для пайки металлов и другие.

Что такое цинк

Цинк — металл сине-белого цвета. Стоит под тридцатым номером в таблице Менделеева. При взаимодействии поверхности материала с кислородом, на ней образуется оксидная плёнка. Она скрывает естественный блеск металла, защищает его от окисления.

Структура и состав

В природе цинк нельзя найти в чистом виде. Он будет состоять по большей части из основного металла, дополнительно иметь примеси. К ним относится серебро, кадмий, свинец, медь, железо. Зависимо от процентного содержания дополнительных элементов проводится маркировка материала.

Свойства и характеристики

Характеристики металла зависят от его состава. Зависимо от физических и химических свойств мастера металлургии определяют, где лучше использовать материал, чтобы добиться наилучшей эффективности.

Физические

Физические свойства материала определяют его возможности изменения под воздействием сторонних сил. К ним относятся:

  1. Легко растворяется в щелочах и кислотах.
  2. Температура плавления — 419 градусов по Цельсию. Особенности плавления могут изменяться зависимо от присадок в составе цинка. Высокой пластичности материал достигает при нагревании до 100 градусов.
  3. Температура закипания — 906 градусов.
  4. Имеет средний показатель твердости.
  5. Во время охлаждения металл крошится.
  6. Плотность — 7,133 г/см3.

Механические свойства цинка не подходят для изготовления из него износоустойчивых деталей. Относительно нормальных условий эксплуатации он легко ломается, не устойчив к ударам, большим физическим нагрузкам.

Химические

На химические свойства материала влияют примеси, содержащиеся в его составе. Средние параметры:

  1. При снижении температур теряет блеск, покрывается оксидной плёнкой.
  2. Разрушается при длительном воздействии влажного воздуха.
  3. Активный металл, который относится к энергетическим восстановителям.
  4. Гидроизолируется при нагревании металла в воде. Во время этого процесса образуется белый осадок.
  5. Растворяется в мощных минеральных кислотах.

От процентного содержание примесей сторонних металлов зависит воздействие щелочей, кислот на материал.

Области применения

Используют цинк в различных сферах промышленности. Говоря о популярности этого материала относительно мирового масштаба, он стоит на третьем место по добыче среди других цветных металлов. Сферы применения:

  1. Металлургия — используется как защитное покрытие от коррозий для металлоконструкций. Защищает основу первым контактируя с агрессивными факторами окружающей среды. Используется при производстве стали.
  2. Ювелирное дело — применяется для восстановления золота и серебра после их добычи.
  3. Пиротехника — применяется при создании красителей для фейерверков.
  4. Используется при печати изображений в типографии.
  5. Медицина — цинк считается качественным антисептиком, добавляется в разные мази, зубные пасты.

Содержится в организме человека, продуктах питания.


Металлургия

В природе нельзя найти чистый цинк. Его добывают из руд, которые содержат примеси других металлов. Основными месторождениями материала являются Россия, Иран, Боливия, Австралия, Казахстан.

Как происходит изготовление сплавов

Перед тем как разбираться с изготовлением сплавов, требуется понять, как получают чистый металл. Самым известным способом считается дистилляционный. В первую очередь, концентрированный состав обжигается. Затем он разогревается до тех пор, пока не получится зернистая структура. После этого концентрированное вещество восстанавливается с помощью угля при нагревании до 1300°С. Пары, получаемые в этом процессе, конденсируют и разливают по формам. Далее жидкий металл отстаивается при температуре в 500°С. Из него выходит свинец и железо. После процесса дистилляции получается материал чистотой в 98–99%.

Также существует более сложный и дорогой способ обработки — ректификация. Во время этого процесса происходит теплообмен между жидкостью и паром. Теплообмен разделяет смеси и исключает примеси. На выходе получается материал чистотой в — 99–99.9%.

Есть еще один метод изготовления чистого материала — электролитический. После обжига концентрата его обрабатывают серной кислотой. Получившееся вещество подвергается очистке от примесей и проходит процесс электролиза (производится в свинцовых ваннах). В ваннах остается металл, который переплавляют с помощью индукционных печей. На выходе получается материал чистотой в 99.95%.

После получения чистого материала его расплавляют. В жидкий металл добавляют другие вещества для улучшения его технических характеристик. Чем лучше будет разогрет металл, тем лучше он будет заполнять литейные формы.

Цинковые сплавы используются в различных отраслях производства, изготовлении украшений и медицине (оксид). Оцинкованные листы и изготовленные из них материалы популярны в строительстве

При покупке сплава важно уточнить о содержании свинца и никеля в его составе. Эти 2 вещества вредны для здоровья человека

Химические свойства цинка

Свойства вещества цинк позволяют ему проявлять высокую активность. Он отличается выраженными восстановительными свойствами, по активности проигрывает только щелочно-земельным металлам. Амфотерные свойства цинка также ярко выражены.У добытого и не переработанного материала имеются изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2. Атомы цинка объединены в гексагональные кристаллы с плотной упаковкой. Больше всего цинка используют для процесса гальванизации, в основе которого лежит электролиз, подразумевающий нанесение на железо тонкого слоя цинка. Окружающий воздух, а именно смесь кислорода и углекислого газа, способствуют формированию карбоната цинка, который предотвращает факт ржавления (коррозии) металлов во влажной среде. В ядре атома изотопа цинка 64Zn присутствуют тридцать протонов и тридцать четыре нейтрона, а прочие изотопы отличаются от него исключительно количеством нейтронов. Учеными выделены искусственные нестабильные изотопы цинка с массовыми числами от 54-х до 83-х, а также десяток изомерных состояний ядер, в числе которых и самый долго живущий изотоп – 65Zn, имеющий период полураспада 243,66 суток.Внешний энергетический уровень атома цинка имеет пару электронов, являющихся валентными:

1s22s22p63s23p63d104s2.

Вследствие химического взаимодействия цинк способен отдавать свои валентные электроны, т.е. выступать в качестве их донора, в результате чего он сам становится положительно заряженным ионом:

Zn0 -2e → Zn2+.

Кроме этого, он активно вступает во взаимодействие с неметаллами, водой, кислотами, щелочами, аммиаком, различными оксидами и солями.

Гальваническое покрытие в домашних условиях.

Добро пожаловать, Гость. Пожалуйста, войдите или зарегистрируйтесь. Не получили письмо с кодом активации? Страницы: 2 Столкнулся с проблемой где взять достоверно чистый цинк. Покупать на ебее не хочется. Там грамм и цена приличная. А мне то четверть грамма нужно.

Группа вспомогательных металлов, применяющихся в ортопедической стоматологии и зубопротезной технике, объединена по принципу их назначения и применения. К вспомогательным металлам относятся медь, алюминий, свинец, цинк, олово, висмут, кадмий, сурьма, магний. Вспомогательные металлы применяются для изготовления сплавов.

Где в быту применятся цинк? И как определить, что это именно цинк, а не какой-нибудь сплав цинка с другими металлами? Получить из них цинк не получится. Его проще всего достать в батарейках, где указан индекс L. Под внешней пластиковой оберткой у неё находится цинковый стакан. Определить цинк можно следующим образом – обмакнуть в соляную кислоту.

Цынк широко применяют в производстве главным образом для защиты поверхности железных изделий от коррозии — делают цинкование поверхности, но отделить его с поверхности железа в домашних условиях невозможно. А вот в широко распространенных батарейках часто в качестве анода используют цинк находится под внешней железной или полимерной оболочкой. Потому остаётся только найти отработавшую батарейку, разобрать её, только на улице, и цынк у вас в руках. Будьте осторожны при поиске батарейки не вскрывайте Литиевые аккумуляторы — взрывоопасно. Не думаю, что стальной корпус мог мгновенно расплавится. Весы у меня отличные.

Защита металлической поверхности от коррозии актуальна всегда, независимо от объемов производства. Она необходима и в частном хозяйстве. Подобная защита в значительной степени продлевает продолжительность службы изделий и делает их использование надежным.

Поделитесь в социальных сетях:FacebookTwitterВКонтакте
Напишите комментарий