Макеты страниц
214. Цинк (Zincum).Главные природные соединения цинка, из которых его добывают, — минералы галмей![]() ![]() ![]()
Большинство цинковых
Обжиг ведется в многоподовых или в шахтных печах. В последнее время при обжиге цинковых
Метод обработки мелко раздробленных твердых материалов в так называемом «кипящем слое» получил широкое распространение в различных отраслях промышленности. Этот метод заключается в следующем. Через слой порошкообразного материала, помещенного на решетке, продувают снизу воздух (или какой-либо газ) с такой скоростью, что его струи пронизывают и интенсивио перемешивают материал, приводя его как бы в «кипящее» состояние. Такое состояние твердого материала часто называют «псевдоожиженным»,
Благодаря тесному соприкосновению твердого материала с газом химические реакции в «кипящем слое» протекают с большой скоростью. Применение обжига в «кипящем слое» дает повышение производительности обжиговых печей в 3—4 раза при более полном извлечении цинка из концентрата.
Метод весьма эффективен при обжиге сульфидных
Из обожженного концентрата цинк извлекают, восстанавливая его коксом и отгоняя образующиеся пары цинка. Другой метод восстановления цинка заключается в электролитическом выделении его из сульфата. Последний получается обработкой обожженных концентратов серной кислотой.
Цинк — голубовато-серебристый металл. При комнатной температуре он довольно хрупок, но при
Применение цинка очень разнообразно. Значительная часть его идет для нанесения покрытий на железные и стальные изделия, предназначенные для работы в атмосферных условиях или в воде. При этом цинковые покрытия в течение многих лет хорошо защищают основной металл от коррозии. Однако в условиях высокой влажности воздуха при значительных колебаниях температуры, а также в морской воде цинковые покрытия неэффективны. Широкое промышленное использование имеют сплавы цинка с алюминием, медью и магнием. С медью цинк образует важную группу сплавов — латуни (см. § 200). Значительное количество цинка расходуется для изготовления гальванических элементов.
Марганцово-цинковый элемент. Из всех применяемых в настоящее время гальванических элементов маргаицово-цииковые наиболее распространены. Имеется несколько разновидностей элементов этой системы,
В элементах этой системы один электрод цинковый, другой состоит из
При работе элемента цинк окисляется:
Часть образующихся ионов цинка связывается молекулами аммиака в комплексный ион:
Молекулы аммиака образуются в растворе вследствие гидролиза иона аммония:
Электроны, получающиеся при окислении цинка, по внешней цепи переходят к диоксиду марганца, который при этом восстанавливается. В результате восстановления
Таким образом, цинковый электрод элемента является анодом и заряжен отрицательно, а электрод из
Имеющиеся в растворе ионы
Если сложить последние четыре уравнения, отвечающие отдельным протекающим при работе элемента процессам, то получится суммарное уравнение окислительно-восстановительной реакции, идущей в элементе:
Марганцово-цинковые элементы не содержат в себе раствора в обычном понимании этого слова. Необходимый для их работы раствор
Марганцово-цинковые элементы широко применяются в качестве источников электропитания установок связи, различных измерительных приборов, карманных фонарей.
Воздушно-цинковый элемент. Здесь отрицательным электродом является цинк, а активным веществом положительного электрода служит кислород воздуха (поры электрода, изготовляемого из смеси активного угля с графитом, заполнены воздухом). Кислород диффундирует к поверхности раздела электрод — раствор. В качестве электролита применяются растворы
При работе такого элемента в нем протекает окислительно-восстановительная реакция, которая в случае щелочного электролита выражается уравнением:
Механические и коррозионные свойства цинка зависят от присутствия в нем небольших количеств примесей других металлов.
Например, примесь железа повышает хрупкость цинка и его сплавов и затрудняет их обработку, а также резко увеличивает скорость коррозии цинка в кислотах. Поэтому высококачественные сплавы цинка содержат очень малые количества примесей других металлов. Например, примесь свинца не должна превышать
Оксид цинка
Гидроксид цинка
Осадок легко растворяется в кислотах с образованием солей цинка и в избытке щелочей с образованием цинкатов. Таким образом, гидроксид цинка — амфотерное соединение. Так, с
Как и в случае бериллатов (см. § 209), при образовании цинкатов происходит не только замещение водорода в
Растворение металлического цинка в щелочах тоже сопровождается образованием гидроксоцинкатов, например:
Гидроксид цинка растворяется также в водном растворе аммиака. При этом образуются комплексные ионы
Сульфат цинка
Хлорид цинка
Для этой же цели при пайке и сварке металлов применяется тетрахлорцинкат аммония
Сульфид цинка
Сульфид цинка, а также оксид цинка входят в группу веществ, обладающих способностью люминесцировать — испускать холодное свечение в результате действия
Люминесцентный анализ основан на различном характере свечения разных веществ. Он дает возможность устанавливать присутствие очень малых количеств веществ в смесях, а также обнаруживать различия между предметами, которые в видимом свете представляются одинаковыми. С его помощью сортируют сгекла, семена, обнаруживают микродефекты в металлических изделиях. Он применяется при поисках битумных и нефтяных месторождений, урановых
В люминесцентных лампах дневного света находящиеся в них пары ртути при прохождении электрического тока испускают ультрафиолетовое излучение, которое вызывает свечение веществ, покрывающих тонким слоем внутреннюю поверхность лампы. Эти вещества — люминофоры — можно подобрать так, чтобы их излучение по своему спектральному составу приближалось к дневному свету. Огромное значение имеет применение люминофоров в различных электронно-лучевых приборах: катодных осциллографах, телезизорах и других. Экраны телевизора обычно изготовляют из сульфида цинка.
|
Оглавление
|