цинк сплав каких металлов
Цинковый сплав
Опасные примеси цинка
Отделять цинк от примесей необходимо не только из-за их влияния на рабочие качества металла, но и потому что многие из них вредны для человека.
Чаще всего цинксодержащие руды содержат примеси следующих металлов:
Наличие большинства этих примесей делает цинковые отливки более прочными, но отрицательно сказывается на их пластичности, устойчивости к воздействию коррозии и делает их более хрупкими и ломкими.
Виды цинковых сплавов и их свойства
Сплавы с различными металлами: медью, магнием, алюминием, никелем легко паяются и свариваются, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства сплава и применяется в разных отраслях промышленности.
По своему назначению цинковые сплавы делятся на следующие виды:
Среди распространенных и известных сплавов цинка:
Влияние различных металлов на свойства сплава
Медно цинковые сплавы находят все большее применение в изготовлении различных промышленных изделий, а присутствие таких металлов как магний, алюминий, никель улучшают их рабочие качества.
Они легче поддаются обработке при помощи пайки и сварки, имеют более низкую температуру плавления и лучше льются в формы. Каждый из этих металлов по-своему влияет на свойства и применяется в разных отраслях промышленности.
Цинковый сплав в бижутерии вреден ли
Своим внешним видом такие ювелирные изделия напоминают благородные металлы, поэтому широкое применение они нашли в ювелирной промышленности. Их часто применяют для изготовления бижутерии. Украшения, сделанные из цинковых сплавов, смотрятся достаточно дорого, при этом, благодаря легкости обработки, просты в изготовлении.
Существует особый цинковый сплав, применяемый только для изготовления украшений, его так и называют «бижутерным», в паспорте на украшения даже ставится отметка «цинковый сплав для бижутерии».
Наиболее часто в производстве бижутерии используется латунь или томпак (золотистая латунь), он меньше подвержен воздействию коррозии, поэтому используется в процессе изготовления более дорогих украшений. Украшения из сплава меди и цинка с добавлением алюминия внешне очень похожи на серебряные.
Для изготовления украшений применяется цинк очищенный от никеля, свинца и других, опасных для человека металлов. В паспорте на такие ювелирные изделия обязательно ставится отметка об отсутствии вредных примесей в сплаве, из которого они изготовлены. Поэтому можно говорить об абсолютной безопасности таких украшений для носящих их людей.
Цинковый сплав ржавеет или нет
Для предотвращения возникновения ржавчины бижутерию с содержанием цинка обрабатывают специальным защитным составом, и такие украшения могут прослужить достаточно долго.
Темнеет или нет
Правда цинк, взаимодействуя с атмосферным кислородом и различными бытовыми жидкостями, включая воду, подвержен окислению даже при нормальных температурах, что способствует потемнению изделий из цинкового сплава. Такие украшения могут оставлять следы на одежде и коже, поэтому за ними нужен дополнительный уход.
Так же для предотвращения окисления на изделия из цинка некоторые производители гальваническим методом наносят напыление золота или серебра, но такая обработка значительно увеличивает стоимость украшений.
Месторождения цинка достаточно распространены на земле, и несмотря на его малое содержание в руде и сложность его очищения от примесей, получаемый из нее цинк и его сплавы с другими металлами находят все большее применение в различных отраслях промышленности.
Цинк сплав каких металлов
Цинк имеет гексагональную плотно упакованную решетку (ГПУ). Этим объясняется резкая анизотропия его свойств. При комнатной температуре цинк в литом состоянии малопластичен, а при 100–150 °С становится пластичным и может подвергаться обработке давлением — прокатке, прессованию, штамповке и глубокой вытяжке. Технологичность цинка в процессе обработки давлением зависит от его чистоты. Отрицательное влияние на горячую обработку давлением оказывает примесь олова, образующая с цинком эвтектику с температурой плавления 199 °С, и особенно одновременное присутствие олова, свинца и кадмия, образующих с цинком сложную эвтектику с температурой плавления менее 150 °С. Поэтому содержание этих примесей строго ограничено как в цинке, так и в сплавах на его основе.
Марки и химический состав (%). ГОСТ 3640–94
| Обозначение марок | Zn не менее | Примесь, не более | |||||||
| Pb | Cd | Fe | Cu | Sn | As | Al | Всего | ||
| ЦВ00 | 99,997 | 0,00001 | 0,002 | 0,00001 | 0,00001 | 0,00001 | 0,0005 | 0,00001 | 0,003 |
| ЦВО | 99,995 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,005 |
| ЦВ | 99,99 | 0,005* | 0,002 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,01 |
| ЦОА | 99,98 | 0,01 | 0,003 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,02 |
| ЦО | 99,975 | 0,013 | 0,004 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,025 |
| Ц1 | 99,95 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,05 |
| Ц2 | 98,7 | 1,0 | 0,2 | 0,05 | 0,005 | 0,002 | 0,01 | 0,010** | 1,3 |
| Ц3 | 97,5 | 2,0 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,005 | 0,01 | – | 2,5 |
* В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004 %.
** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005 %.
В цинке марки ЦВ00 массовая доля алюминия, висмута, никеля и сурьмы не должна превышать 0,00001% каждого.
В цинке марки ЦВ00 и ЦВ0 по требованию потребителя массовая доля мышьяка не должна превышать 0,0005%.
Цинк марки ЦВ00 изготовляют в виде ЧУШЕК массой 4-5 кг и 8-10 кг.
Цинк марок ЦВ0, ЦВ, Ц0А, Ц0, Ц1, Ц2, Ц3 изготовляют в виде ЧУШЕК массой 19-25 кг и БЛОКОВ массой 500, 1000 кг.
Цинк применяют: для горячего, химического и термодиффузионного оцинковывания стальных деталей; в полиграфической промышленности; для изготовления химических источников тока; как легирующий элемент в сплавах, в первую очередь в латунях (сплав системы Cu—Zn), и как основу для цинковых сплавов.
Цветная маркировка (чушки и блоки цинка маркируют по торцу краской)
| ЦВ ЦВ0 Ц0 Ц1 Ц2С Ц3 Ц0А Ц1С Ц2 Ц3С | одна полоса желтого цвета одна полоса голубого цвета одна полоса белого цвета одна полоса зеленого цвета двойная полоса красного цвета одна полоса коричневого цвета не маркируют двойная полоса белого цвета одна полоса красного цвета одна полоса черного цвета |
для чушек марки ЦВ00 цветную маркировку двойной полосой голубого цвета наносят на тару или ярлык, прикрепленный к таре.
Основные характеристики физико-химических и механических свойств цинка приведены ниже.
Характеристики физико-химических и механических свойств цинка
Области применения цинка.
| ЦВ00 | Для производства химически чистых реактивов для нужд электротехнической промышленности и для научных целей. |
| ЦВ0 | Для нужд полиграфической и автомобильной отраслей промышленности. |
| ЦВ | Для отливаемых под давлением особо ответственных деталей, авиа- и автоприборов; для изготовления окиси цинка, применяемой в химико-фармацевтической промышленности; для химически чистых реактивов; для получения цинкового порошка, используемого в аккумуляторной промышленности. |
| Ц0А | Для цинковых листов, применяемых в производстве гальванических элементов, для отливаемых под давлением ответственных деталей авиа- и автоприборов; для изготовления цинковых сплавов, обрабатываемых давлением; для горячего и гальванического оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления цинкового порошка; для легирования алюминиевых сплавов; для изготовления цинковых белил. |
| Ц0 | Для цинковых листов, применяемых в производстве гальванических элементов; для отливаемых под давлением ответственных деталей авиа- и автоприборов; для изготовления цинковых сплавов, обрабатываемых давлением, для горячего и гальванического оцинкования изделий и полуфабрикатов, в том числе на непрерывных агрегатах оцинкования; для изготовления муфельных и печных сухих цинковых белил; для изготовления цинкового порошка; для легирования алюминиевых сплавов. |
| Ц1 | Для производства сплавов, обрабатываемых давлением (в том числе для цинковых листов); для изготовления гальванических элементов (отливки); для гальванического оцинкования в виде анодов; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов, в том числе на непрерывных агрегатах оцинкования; для изготовления муфельных и печных сухих цинковых белил; для специальных латуней; медно-цинковых сплавов; для приготовления флюса при лужении жести для консервных банок; для изготовления цинкового порошка, применяемого в химической и металлургической промышленности. |
| Ц2 | Для производства цинковых листов, для медно-цинковых сплавов и бронз; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления проволоки для шоопирования; для изготовления цинкового порошка, применяемого, в химической и металлургической промышленности. |
| Ц3 | Для производства цинковых листов, в том числе предназначенных для полиграфической промышленности, для обычных литейных и свинЦ0вых медно-цинковых сплавов; для горячего оцинкования изделий и полуфабрикатов; для изготовления цинкового порошка, применяемого в металлургической промышленности. |
СПЛАВЫ НА ОСНОВЕ ЦИНКА
Промышленные цинковые сплавы разработаны на базе систем Zn—Al и Zn—Al—Cu. Практически во все цинковые сплавы введена добавка магния (до 0,1 %), что повышает размерную стабильность литых деталей и увеличивает коррозионную стойкость сплавов.
Цинковые сплавы подразделяются на литейные и антифрикционные.
Цинковые литейные сплавы. Эти сплавы выпускаются промышленностью в соответствии с ГОСТ 25140–93. Марки и химический состав литейных цинковых сплавов представлены в таблице.
Марки и химический состав (%) литейных цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)
| Марки сплавов | Основных компонентов | Примесей, не более | ||||||||||
| Al | Cu | Mg | Fe | Zn | Cu | Pb | Cd | Sn | Fe | Si | Pb + Cd + Sn | |
| ZnA14A* | 3,5–4,5 | – | 0,02–0,06 | – | Основа | 0,06 | 0,004 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,007 |
| ЦА4 о | 3,5–4,5 | – | 0,02–0,06 | – | 0,06 | 0,005 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,009 | |
| ЦА4 | 3,5–4,5 | – | 0,02–0,06 | – | 0,06 | 0,01 | 0,005 | 0,002 | 0,07 | 0,015 | – | |
| ZnA14Cu1A* | 3,5–4,5 | 0,7–1,3 | 0,02–0,06 | – | – | 0,004 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,007 | |
| ЦА4М1о | 3,5–4,5 | 0,7–1,3 | 0,02–0,06 | – | – | 0,005 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,009 | |
| ЦА4М1 | 3,5–4,5 | 0,7–1,3 | 0,02–0,06 | – | – | 0,01 | 0,005 | 0,002 | 0,07 | 0,015 | – | |
| ЦА4М1в | 3,5–4,5 | 0,6–1,3 | 0,02–0,10 | – | – | 0,02 | 0,015 | 0,005 | 0,12 | 0,03 | – | |
| ZnA14Cu3A* | 3,5–4,5 | 2,5–3,7 | 0,02–0,06 | – | – | 0,004 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,007 | |
| ЦА4М3 о | 3,5–4,5 | 2,5–3,7 | 0,02–0,06 | – | – | 0,006 | 0,003 | 0,001 | 0,06 | 0,015 | 0,009 | |
| ЦА4М3 | 3,5–4,5 | 2,5–3,7 | 0,02–0,06 | – | – | 0,01 | 0,005 | 0,002 | 0,07 | 0,015 | – | |
| ЦА8М1 | 7,1–8,9 | 0,70–1,40 | 0,01–0,06 | – | – | 0,01 | 0,006 | 0,002 | 0,10 | 0,015 | – | |
| ЦА30М5 | 28,5–32,1 | 3,8–5,6 | 0,01–0,08 | 0,01–0,5 | – | 0,02 | 0,016 | 0,01 | 0,075 | – | ||
* Сплавы, изготовляемые по согласованию потребителя с изготовителем.
Все литейные цинковые сплавы имеют очень узкий температурный интервал кристаллизации, содержат много эвтектики, поэтому обладают хорошей жидкотекучестью и дают плотные отливки. Лучшими способами получения отливок являются литье под давлением и литье в кокиль. Относительно низкая температура литья (440–470 °С) определяет легкие условия работы пресс-форм и кокилей, а высокая жидкотекучесть позволяет отливать тонкостенные детали сложной формы. В некоторых случаях (детали особо сложной конфигурации) применяется литье в песчаные формы. Отливки, полученные таким способом, содержат большое количество пор, имеют более крупнозернистую структуру, что приводит к снижению и значительному разбросу характеристик механических свойств.
В процессе естественного старения цинковых сплавов происходит уменьшение размеров (усадка) отлитых деталей (на 0,07–0,09 %). Две трети усадки происходит в течение 4–5 недель, остальное — в течение многих лет. Для стабилизации размеров применяют термообработку — отжиг (3–6 ч при 100 °С, или 5–10 ч при 85 °С, или 10–20 ч при 70 °С).
Механические свойства цинковых сплавов
| Марка сплавов | Способ литья | Механические свойства, не менее | ||
| Временное сопротивление,МПа (кгс/мм2) | Относительное удлинение, % | Твердость, НВ | ||
| ZnA14A | K | 196 (20) | 1,2 | 70 |
| ЦА4 о, ЦА4 | Д | 256 (26) | 1,8 | 70 |
| ZnA14Cu1A,ЦА4М1 о, ЦА4М1 | КД | 215 (22)270 (28) | 1,01,7 | 8080 |
| ЦА4М1в | КД | 196 (20) | 0,5 | 65 |
| ZnA14Cu3A, | П | 215 (22) | 1,0 | 85 |
| ЦА4М3 о | К | 235 (24) | 1,0 | 90 |
| ЦА4М3 | Д | 290 (30) | 1,5 | 90 |
| ЦА8М | КД | 235 (24)270 (28) | 1,51,5 | 7090 |
| ЦА30М5 | КД | 435 (44)370 (38) | 8,01,0 | 115115 |
Примечание. В таблице приняты следующие обозначения способов литья: П — литье в песчаные формы; К — литье в кокиль; Д — литье под давлением.
Характеристики физических свойств литейных цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)
Цинковые сплавы могут подвергаться сварке и пайке. Однако эти процессы применяют главным образом для заделки дефектов, так как сварные и паяные швы имеют низкую прочность. Оловянно-свинцовыми припоями можно паять только предварительно никелированные детали с использованием флюса — подкисленного хлористого цинка. Лучшие результаты дает припой, содержащий 82,5 % Cd + 17,5 % Zn. В этом случае флюс не требуется.
Сварку ведут в восстановительном пламени с использованием присадки из того же сплава, что и свариваемые детали.
Наиболее широко литейные цинковые сплавы используются в автомобильной промышленности для отливки корпусов карбюраторов, насосов, спидометров, решеток радиаторов, деталей гидравлических тормозов, а также в других отраслях промышленности, бытовой технике для отливки деталей приборов, корпусов, арматуры и т. д. Рекомендации по применению представлены в таблице.
Рекомендации по применению цинковых сплавов (ГОСТ 25140–93)
| Марка сплава | Характерные свойства | Область применения |
| ZnA14A | Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, стабильность размеров | В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки деталей приборов, требующих стабильности размеров |
| ЦА4 о | Хорошая жидкотекучесть, хорошая коррозионная стойкость, стабильность размеров | |
| ЦА4 | Как для марки ЦА4 о, но с меньшей коррозионной стойкостью | |
| ZnA14Cu1A | Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении | В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности |
| ЦА4М1 о | Хорошая жидкотекучесть, повышенная коррозионная стойкость, практически неизменяемость размеров при естественном старении | |
| ЦА4М1 | Как для марки ЦА4М1 о, но с меньшей устойчивостью размеров | В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности для отливки корпусных, арматурных, декоративных деталей, не требующих повышенной точности |
| ЦА4М1в | По технологическим и эксплуатационным свойствам уступает предыдущим маркам сплавов этой группы | В различных отраслях промышленности для литья неответственных деталей |
| ZnAl4Cu3A | Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 % | В автомобильной и других отраслях промышленности для изготовления деталей, требующих повышенной точности |
| ЦА4М3 о | Хорошая жидкотекучесть, высокая прочность, хорошая коррозионная стойкость, изменяемость размеров до 0,5 % | |
| ЦА4М3 | Как для марки ЦА4М3 о, но с пониженной коррозионной стойкостью | |
| ЦА30М5 | Предназначены для замены стандартного антифрикционного сплава ЦАМ10-5, значительно превосходят его по механическим свойствам и износостойкости | Вкладыши подшипников, втулки балансированной подвески, червячные шестерни, сепараторы подшипников качения |
| ЦА8М1 | Как для марки ЦА4М1, но с более высокими прочностными свойствами | В автомобильной, тракторной, электротехнической и других отраслях промышленности |
Эти сплавы нельзя использовать в условиях повышенных и низких температур, так как уже при температуре 100 °С их прочность снижается на 30 %, твердость на 40 %, а при температуре ниже 0 °С они становятся хрупкими.
Для повышения коррозионной стойкости и для декоративных целей на цинковые изделия наносят различные защитные покрытия. В зависимости от условий службы цинковых изделий применяют двух- или трехслойные защитные покрытия различных толщин. Как правило, в качестве покрытий используют медь, никель и хром.
Благодарим ООО «НПО «Профессионал» за предоставленные материалы.
ООО «Металловед»
603053, г. Нижний Новгород
ул. Борская, 17
Цинк и его сплавы: химический состав, физические свойства, применение
Цинк — хрупкий голубовато-белый металл. В природе без примесей не встречается. В 1738 году Уильям Чемпион добыл чистые пары цинка с помощью конденсации. В периодической системе Менделеева находится под номером 30 и обозначается символом Zn.
Свойства цинка
Химические свойства цинка
Цинк — активный металл. При комнатной температуре тускнеет и покрывается слоем оксида цинка.
Физические свойства цинка
Цинк — твердый металл, но становится пластичным при 100–150 °C. При температуре выше 210 °С может деформироваться. Температура плавления — очень низкая для металлов. Несмотря на это, цинк имеет хорошую электропроводность.
Подробный химический состав цинка различных марок указан в таблице ниже.
| Обозначение марок | Цинк, не менее | Примесь, не более | |||||||
| свинец | кадмий | железо | медь | олово | мышьяк | алюминий | всего | ||
| ЦВ00 | 99,997 | 0,00001 | 0,002 | 0,00001 | 0,00001 | 0,00001 | 0,0005 | 0,00001 | 0,003 |
| ЦВ0 | 99,995 | 0,003 | 0,002 | 0,002 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,005 |
| ЦВ | 99,99 | 0,005* | 0,002 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,01 |
| Ц0А | 99,98 | 0,01 | 0,003 | 0,003 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,02 |
| Ц0 | 99,975 | 0,013 | 0,004 | 0,005 | 0,001 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,025 |
| Ц1 | 99,95 | 0,02 | 0,01 | 0,01 | 0,002 | 0,001 | 0,0005 | 0,005 | 0,05 |
| Ц2 | 98,7 | 1,0 | 0,2 | 0,05 | 0,005 | 0,002 | 0,01 | 0,010** | 1,3 |
| Ц3 | 97,5 | 2,0 | 0,2 | 0,1 | 0,05 | 0,005 | 0,01 | — | 2,5 |
| * В цинке, применяемом для производства сплава марки ЦАМ4-1о, массовая доля свинца должна быть не более 0,004%. ** В цинке, применяемом для проката, массовая доля алюминия должна быть не более 0,005%. | |||||||||
Содержание примесей в цинке зависит от способа производства и качества сырья.
В России основной процент цинка получают гидрометаллургическим способом — металл восстанавливают из солей в растворах. Такой способ позволяет получить наиболее чистый металл. Но часть цинка обрабатывают при высоких температурах. Такой метод называют пирометаллургическим.
Свинец — особая примесь в цинке, так как основная его часть оседает из-за нерастворимых анодов, содержащихся в металле. Катодный цинк, помимо всех указанных примесей, состоит из хлора и фтора.
Как примеси изменяют свойства цинка
Производители ограничивают содержание кадмия, олова и свинца в литейных сплавах цинка, чтобы подавить межкристаллитную коррозию.
Олово — вредная примесь. Металл не растворяется и выделяется из расплава — способствует ломкости цинковых отливок. Кадмий напротив — растворяется в цинке и снижает его пластичность в горячем состоянии. Свинец увеличивает растворимость металла в кислотной среде.
Железо повышает твердость цинка, но снижает его прочность. Вместе с тем оно усложняет процесс заполнения форм при литье.
Медь увеличивает твердость цинка, но уменьшает его пластичность и стойкость при коррозии. Содержание меди также мешает рекристаллизации цинка.
Наиболее вредная примесь — мышьяк. Даже при небольшом ее количестве металл становится хрупким и менее пластичным.
Чтобы избежать растрескивания кромок при горячей прокатке цинка, содержание сурьмы не должна быть выше 0,01%. В горячем состоянии она увеличивает твердость цинка, лишая его хорошей пластичности.
Сплавы цинка
Сплавы на цинковой основе с добавлением меди, магния и алюминия имеют низкую температуру плавления и обладают хорошей текучестью. Они легко поддаются обработке, свариванию и паянию.
Латунь
Различают латуни двухкомпонентные и многокомпонентные.
Двухкомпонентная латунь — сплав цинка с высоким содержанием меди. Существует желтая латунь с медью в количестве 67%, золотистая медь или томпак — 75%, и зеленая — 60%. Такие сплавы могут деформироваться при температуре 300 °C.
Многокомпонентные латуни, помимо 2-х основных металлов, состоят из других добавок: никеля, железа, свинца или марганца. Каждый из элементов влияет на свойства сплава.
ЦАМ — семейство цинковых сплавов. В их состав входят магний, алюминий и медь. Такие сплавы цинка используются в литейном производстве. В них содержится алюминий в количестве 4%.
Основная область применения сплавов ЦАМ — литье цинка под давлением. Сплавы этого семейства обладают низкой температурой плавления и хорошими литейными свойствами. Их высокопрочность позволяет производить прочные и сложные детали.
Вирениум
Сплав состоит из цинка (24,5%), меди (70%), никеля (5,5%).
Производств цинка
Добыча металла
Цинк как самородный металл в природе не встречается. Добывается из полиметаллических руд, содержащих 1–4% металла в виде сульфида, а также меди, свинца, золота, серебра, висмута и кадмия. Руды обогащаются селективной флотацией и получаются цинковые концентраты (50–60% Zn).
Концентраты цинка обжигают в печах. Сульфид цинка переводится в оксид ZnO. При этом выделяется сернистый газ SO2, который используется в производстве серной кислоты.
Получение металла
Существуют два способа получения чистого цинка из оксида ZnO.
Самый древний метод — дистилляционный. Обожженный концентрированный состав подвергают термообработке, чтобы придать ему зернистость и газопроницаемость.
Затем концентрат восстанавливают коксом или углем при температуре 1200–1300 °C. В процессе образуются пары металла, которые конденсируют и разливают в изложницы. Жидкий металл отстаивают от железа и свинца при температуре 500 °C. Так достигается цинк чистотой 98,7%.
Иногда используется сложная и дорогая обработка цинка ректификацией — разделением смесей за счет обмена теплом между паром и жидкостью. Такая чистка позволяет получить металл чистотой 99,995% и извлечь кадмий.
Второй метод производства цинка — электролитический. Обожженный концентрат обрабатывается серной кислотой. Готовый сульфатный раствор очищается от примесей, после чего подвергается электролизу в свинцовых ваннах. Цинк дает осадок на алюминиевых катодах. Полученный металл удаляют с ванн и плавят в индукционных печах. После этого получается электролитный цинк чистотой 99,95%.
Литье металла
Горячий цинк — жидкий и текучий металл. Благодаря таким свойствам он легко заполняется в литейные формы.
Примеси влияют на величину натяжения поверхности цинка. Технологические свойства металла можно улучшить, добавив небольшое количество лития, магния, олова, кальция, свинца или висмута.
Чем выше температура перегрева цинка, тем лучше он заполняет формы. При литье металла в чугунные изложницы его объем уменьшается на 1,6%. Это затрудняет получение крупных и длинных цинковых отливок.
Применение цинка
Для защиты металлов от коррозии
Чистый цинк используется для защиты металлов от коррозии. Основу покрывают тонкой пленкой. Этот процесс называется металлизацией.
В автомобильной отрасли
Сплавы на цинковой основе используют для оформления декора автомобильного салона, в производстве ручек дверей, замков, зеркал и корпусов стеклоочистителей.
В автомобильные покрышки добавляют окись цинка, которая повышает качество резины.
В батарейках, аккумуляторах и других химических источниках тока цинк используется как материал для отрицательного электрода. В производстве электромобилей применяются цинк-воздушные аккумуляторы, которые обладают высокой удельной энергоемкостью.
В производстве ювелирных украшений
Ювелиры добавляют цинк в сплавы на основе золота. В итоге они легко поддаются ковке и становятся пластичными — прочно соединяют мелкие детали изделия между собой.
Металл также осветляет ювелирные изделия, поэтому его часто используют в изготовлении белого золота.
В медицине
Окись цинка применяется в медицине как антисептическое средство. Окись добавляют в мази и другие составы для заживления ран.
Благодаря своим свойствам, цинк широко применяется в различных областях промышленности. Металл пользуется спросом из-за относительно низкой цены и хороших физических свойств.