Цинк где используется


свойства, характеристики и применение элемента

Цинк – это металл, стоящий в таблице Менделеева, под номером 30 и имеет обозначение Zn. Плавится при температуре 419 °С градусов, если же температура кипения 913 °С – начинает превращаться в пар. При температурном обычном режиме, состояние хрупкое, а при ста градусах начинает гнуться.

Цвет цинка сине-белый. При воздействии кислорода появляется окисление, а также покрытие карбоната, предохраняющего металл от дальнейшей реакции окисления. Появление на цинке гидроокиси обозначает то, что вода на химический элемент не действует.

Цинк — химический элемент, имеет свои отличительные свойства, преимущества и недостатки. Он широко применяется в повседневной жизни человека, в фармацевтике и металлургии.

Цинк

Особенности цинка

Металл является необходимым и широко применяемым практически во всех отраслях повседневной жизни человека.

Добыча в основном, производится в Иране, Казахстане, Австралии, Боливии. В России изготовителем является ОАО «ГМК Дальполиметалл».

Это переходной металл, имеет степень окисления +2, радиоактивный изотоп, период полураспада 244 дня.

Водный арсенат кадмия, цинка и меди

В чистом виде элемент не добывается. Содержится в рудах и минералах: клейофане, марматите, вюртците, цинките. Обязательно присутствует в сплаве с алюминием, медью, оловом, никелем.

Химические, физические свойства и характеристики цинка

Цинк – металл, обладает рядом свойств и характеристик, отличающих его от иных элементов периодической таблицы.

К физическим свойствам цинка относится его состояние. Основным фактором выступает температурный режим. Если при комнатной температуре это хрупкий материал, плотность цинка 7130 кг/м3 (˃ плотности стали), который практически не гнётся, то при повышении он легко изгибается и прокатывается в листах на заводах. Если взять более высокий температурный режим – материал приобретает жидкое состояние, а если еще поднять температуру на 400-450 °С градусов, тогда он просто испарится. В этом уникальность – менять своё состояние. Если же подействовать кислотами и щелочами, он может рассыпаться, взорваться, расплавиться.

Цинк в жидком состоянии

Формула цинка Zn – zincum. Атомная масса цинка 65.382 а.е.м.

Электронная формула: ядро атома металла содержит 30 протон, 35 нейтрон. В атоме 4 энергетических уровня – 30 электронов. (рис. строение атома цинка)1s22s22p63s23p63d104s2.

Кристаллическая решётка цинка – шестиугольная кристаллическая система с плотно прижатыми атомами. Данные решётки: A=2.66У, С=4.94.

Структура и состав цинка

Добытый и не переработанный материал имеет изотопы 64, 66, 67, электроны 2-8-18-2.

По применению среди всех элементов периодической таблицы металл стоит на 23 месте. В природе элемент выступает в виде сульфида с примесями свинца Pb, кадмия Cd, железа Fe, меди Cu, серебра Ag.

Сульфид цинка

В зависимости от того, какое количество примесей, металл имеет маркировку.

Производство цинка

Как было сказано выше, чистого вида данного элемента в природе нет. Он добывается из иных пород, таких как руда – кадмий, галлий, минералы – сфалерит.

Металл получают на заводе. Каждый завод имеет свои отличительные особенности производства, поэтому оборудование для получения чистого материала различно. Оно может быть таким:

  • Роторы, расположенные вертикально, электролитные.
  • Специальные печи с достаточно высокой температурой для обжига, а также специальные электропечи.
  • Транспортёры и ванны для электролиза.

В зависимости от принимаемого метода добычи металла, задействовано соответствующее оборудование.

Получение чистого цинка

Как упоминалось выше – в природе чистого вида нет. В основном добыча производится из руд, в которых он идет с различными элементами.

Для получения чистого материала задействован специальный флотационный процесс с избирательностью (селективностью). После проведения процесса руда распадается на элементы: цинк, свинец, медь и так далее.

Добытый таким методом чистый металл обжигается в специальной печи. Там при определенных температурах сульфидное состояние материала переходит в оксидное. При обжиге выделяется газ с содержанием серы, направляемый для получения серной кислоты.

Чистый цинк

Есть 2 способа получения металла:

  1. Пирометаллургический – идет процесс обжигания, после — полученная масса восстанавливается с помощью чёрного угля и кокса. Конечным процессом является отстаивание.
  2. Электролитический – добытая масса обрабатывается серной кислотой. Полученный раствор подвергают электролизу, при этом металл оседает, его плавят в печах.

Выплавка цинка в печи

Температура плавления цинка в печи 419-480 °С градусов. Если же температурный режим превышен, тогда материал начинает испаряться. При данной температуре допускается примесь железа 0.05%.

При процентной ставке 0.2 железа, лист невозможно будет прокатать.

Применяются различные способы выплавки чистого металла, вплоть до получения цинковых паров, которые направляются в специальные резервуары и там вещество опадает вниз.

Применение металла

Свойства цинка позволяют его применение во многих сферах. В процентном соотношении:

  1. Цинкование – до 60%.
  2. Медицина – 10%.
  3. Различные сплавы, содержащие данный металл 10%.
  4. Выпуск шин 10%.
  5. Производство красок – 10%.

Медно-цинковый сплав

А также применение цинка необходимо для восстановления таких металлов, как золото, серебро, платина.

Цинк в металлургии

Металлургическая промышленность задействует данный элемент периодической таблицы как основной для достижения определенных целей. Выплавка чугуна, стали является главной во всей металлургии страны. Но, данные металлы подвержены негативному влиянию окружающей среды. Без определенной обработки идет быстрое окисление металлов, что приводит к их порче. Наилучшей защитой служит оцинкование.

Нанесение защитной плёнки на чугун и сталь является лучшим средством от коррозии. На оцинкование уходит около 40% всего производства чистого материала.

Способы оцинкования

Металлургические заводы отличительны не только своим оборудованием, но и применяемыми методами производства. Это зависит от ценовой политики, и месторасположения (природных ресурсов, используемых для металлургической промышленности). Есть несколько методов оцинкования, которые рассматриваются ниже.

Горячий способ оцинкования

Данный способ заключается в обмакивании металлической детали в жидком растворе. Происходит это так:

  1. Деталь или изделие обезжиривается, очищается, промывается и сушится.
  2. Далее, цинк расплавляется до жидкого состояния при температуре до 480 °С.
  3. В жидкий раствор опускается подготовленное изделие. При этом оно хорошо смачивается в растворе и образуется покрытие толщиной до 450 мкм. Это является 100% защитой от воздействия внешних факторов на изделие (влага, прямые солнечные лучи, вода с химическими примесями).

Горячее цинкование металлоконструкций

Но, данный метод имеет ряд недостатков:

  • Цинковая пленка на изделии получается неравномерного слоя.
  • Нельзя использовать данный метод для деталей, отвечающих точным стандартам по ГОСТу. Где каждый миллиметр считается браком.
  • После горячего оцинкования, не каждая деталь останется прочной и износостойкой, поскольку после прохождения высокой температуры появляется хрупкость.

А также данный метод не подходит для изделий, покрытых лакокрасочными материалами.

Холодное оцинкование

Этот метод носит 2 названия: гальванический и электролитический. Методика покрытия изделия защитой от коррозии такова:

  1. Металлическая деталь, изделие подготавливается (обезжиривается, очищается).
  2. После этого проводится «метод окрашивания» — применяется специальный состав, имеющий главный компонент – цинк.
  3. Деталь покрывается данным составом методом распыления.

Холодное цинкование

Благодаря этому методу защитой покрываются детали с точным допуском, изделия, покрытые лакокрасочными материалами. Повышается стойкость к внешним факторам, приводящим к коррозии.

Недостатки данного метода: тонкий защитный слой – до 35 мкм. Это приводит к меньшей защите и небольшим срокам защиты.

Термодиффузионный способ

Данный метод делает покрытие, которое является электродом с положительной полярностью, в то время как металл изделия (сталь) становится отрицательной полярности. Появляется электрохимический защитный слой.

Метод применим только в случае, если детали произведены из углеродистой стали, чугуна, стали с примесями. Цинк используется таким образом:

  1. При температуре от 290 °С до 450 °С в порошковой среде, поверхность детали насыщается Zn. Здесь маркировка стали, а также тип изделия имеют значение – выбирается соответствующая температура.
  2. Толщина защитного слоя достигает 110 мкм.
  3. В закрытый резервуар помещается изделие из стали, чугуна.
  4. Добавляется туда специальная смесь.
  5. Последним шагом является специальная обработка изделия от появления белых высолов от солёной воды.

Термодиффузионное цинкование

В основном данным методом пользуются в случае, если требуется покрыть детали, имеющие сложную форму: резьбу, мелкие штрихи. Образование равномерного защитного слоя является важным, поскольку данные детали претерпевают множественное воздействие внешней агрессивной среды (постоянная влага).

Данный метод дает самый большой процент защиты изделия от коррозии. Оцинкованное напыление является износостойким и практически нестираемым, что очень важно для деталей, которые время о времени крутятся и разбираются.

Иные сферы применения цинка

Помимо оцинкования, металл применяется и в других сферах промышленности.

  1. Цинковые листы. Для производства листа выполняется прокатка, в которой важна пластичность. Это зависит от температурного режима. Температура в 25 °С дает пластичность только в одной плоскости, что создает определенные свойства металла. Тут главное для чего изготавливается лист. Чем выше температура, тем тоньше получается металл. В зависимости от этого идет маркировка изделия Ц1, Ц2, Ц3. После этого из листов создаются различные изделия для автомобилей, профиля для строительства и ремонта, для полиграфии и так далее.
  2. Цинковые сплавы. Для улучшенных свойств металлических изделий, добавляется цинк. Данные сплавы создаются при высоких температурах в специальных печах. Чаще всего производятся сплавы из меди, алюминия. Данные сплавы применяются для производства подшипников, различных втулок, которые применимы в машиностроении, судостроении и авиации.

В домашнем обиходе оцинкованное ведро, корыто, листы на крыше – это норма. Применяется цинк, а не хром или никель. И дело не только в том, что оцинкование дешевле, чем покрытие другими материалами. Это наиболее надёжный и продолжительный по службе эксплуатации защитный материал нежели, хром или другие применяемые материалы.

В итоге – цинк наиболее распространенный металл, применяемый широко в металлургии. В машиностроении, строительстве, медицине – материал применим не только как защита от коррозии, но и для увеличения прочности, продолжительного срока эксплуатации. В частных домах оцинкованные листы защищают крышу от осадков, в зданиях выравниваются стены и потолки гипсокартонными листами на основе оцинкованных профилей.

Практически у каждой хозяйки в доме есть оцинкованное ведро, корыто, которым она пользуется длительное время.

Цинк. Описание, свойства, происхождение и применение металла

Цинк — хрупкий переходный металл голубовато-белого цвета (тускнеет на воздухе, покрываясь тонким слоем оксида цинка). Эссенциальный (незаменимый) микроэлемент тканей человека. По количественному соотношению в организме занимает второе, после железа, место. Ему принадлежит ключевая роль в регенерации поврежденных тканей, так как без цинка нарушается синтез нуклеиновых кислот и белка.
 

СТРУКТУРА


Кристаллы цинка имеют гексагональную упаковку атомов. Но в отличие от плотнейшей гексагональной упаковки сферических атомов решетки цинка вытянуты в одном направлении. Каждый атом окружен шестью другими атомами, лежащими в одной плоскости или слое. Расстояние между центрами соседних атомов в этом плоском слое а равно 0,26649 нм. Внешняя электронная конфигурация атома 3d104s2. Не полиморфен.

СВОЙСТВА


При комнатной температуре хрупок, при сгибании пластинки слышен треск от трения кристаллитов (обычно сильнее, чем «крик олова»). Имеет низкую температуру плавления. Объем металла при плавлении увеличивается в соответствии со снижением плотности. С повышением температуры уменьшается кинетическая вязкость и электропроводность цинка и возрастает его удельное электрическое сопротивление. При 100—150 °C цинк пластичен. Примеси, даже незначительные, резко увеличивают хрупкость цинка. Является диамагнетиком.

ЗАПАСЫ И ДОБЫЧА


Среднее содержание цинка в земной коре — 8,3·10-3%, в основных извержённых породах его несколько больше (1,3·10-2%), чем в кислых (6·10-3%). Цинк — энергичный водный мигрант, особенно характерна его миграция в термальных водах вместе со свинцом. Из этих вод осаждаются сульфиды цинка, имеющие важное промышленное значение. Цинк также энергично мигрирует в поверхностных и подземных водах, главным осадителем для него является сероводород, меньшую роль играет сорбция глинами 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 руд, содержащих 1—4% Zn в виде сульфида, а также Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50—60% Zn) и одновременно свинцовые, медные, а иногда также пиритные концентраты.
Основной способ получения цинка — электролитический (гидрометаллургический). Обожжённые концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах.

ПРОИСХОЖДЕНИЕ


Цинк в природе как самородный металл не встречается. Известно 66 минералов цинка, в частности цинкит, сфалерит, виллемит, каламин, смитсонит, франклинит. Наиболее распространенный минерал — сфалерит, или цинковая обманка. Основной компонент минерала — сульфид цинка ZnS, а разнообразные примеси придают этому веществу всевозможные цвета. Из-за трудности определения этого минерала его называют обманкой (др.-греч. σφαλερός — обманчивый). Цинковую обманку считают первичным минералом, из которого образовались другие минералы элемента № 30: смитсонит ZnCO3, цинкит ZnO, каламин 2ZnO · SiO2 · Н2O. На Алтае нередко можно встретить полосатую «бурундучную» руду — смесь цинковой обманки и бурого шпата. Кусок такой руды издали действительно похож на затаившегося полосатого зверька.

ПРИМЕНЕНИЕ


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.

Применяется для защиты стали от коррозии (оцинковка поверхностей, не подверженных механическим воздействиям, или металлизация — для мостов, емкостей, металлоконструкций).

Цинк используется в качестве материала для отрицательного электрода в химических источниках тока, то есть в батарейках и аккумуляторах.

Пластины цинка широко используются в полиграфии, в частности, для печати иллюстраций в многотиражных изданиях. Для этого с XIX века применяется цинкография — изготовление клише на цинковой пластине при помощи вытравливания кислотой рисунка в ней. Примеси, за исключением небольшого количества свинца, ухудшают процесс травления. Перед травлением цинковую пластину подвергают отжигу и прокатывают в нагретом состоянии.

Цинк вводится в состав многих твёрдых 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.

Теллурид, селенид, фосфид, сульфид цинка — широко применяемые полупроводники. Сульфид цинка — составная часть многих люминофоров. Фосфид цинка используется в качестве отравы для грызунов.

Селенид цинка используется для изготовления оптических стёкол с очень низким коэффициентом поглощения в среднем инфракрасном диапазоне, например, в углекислотных лазерах.


Цинк (англ. Zinc) — Zn

Молекулярный вес 65.39 г/моль
Происхождение названия Слово «цинк» впервые встречается в трудах Парацельса, который назвал этот металл словом «zincum» или «zinken» в книге Liber Mineralium II
IMA статус действителен, описан впервые до 1959 (до IMA)

КЛАССИФИКАЦИЯ


Strunz (8-ое издание) 1/A.04-10
Nickel-Strunz (10-ое издание) 1.AB.05
Dana (7-ое издание) 1.1.8.1
Dana (8-ое издание) 1.1.5.1
Hey’s CIM Ref 1.8

ФИЗИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Цвет минерала белый металлический
Цвет черты белый и слегка сероватый
Прозрачность непрозрачный
Блеск металлический
Спайность весьма совершенная по 0001
Твердость (шкала Мооса) 2
Прочность хрупкий
Излом зазубренный
Плотность (измеренная) 6.9 — 7.2 г/см3
Радиоактивность (GRapi) 0
Магнетизм диамагнетик

ОПТИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Плеохроизм не плеохроирует
Люминесценция в ультрафиолетовом излучении не флюоресцентный

КРИСТАЛЛОГРАФИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА


Точечная группа 6/mmm (6/m 2/m 2/m) — дигексагональная дипирамидальная
Пространственная группа P63/mmc
Сингония гексагональная
Параметры ячейки a = 2.665Å, c = 4.947Å

Интересные статьи:

mineralpro.ru   13.07.2016  

свойства и применение для поддержания корректной работы органов и система организма.

Цинк — это химический элемент периодической системы Менделеева. Атомный номер элемента Zn — 30, атомная масса — 65,39. Его польза для здоровья человека известна не одно столетье. Кроме того, он применяется во многих отраслях промышленности, прежде всего, в металлургии с целью получения сплавов и покрытий, защищающих металлические изделия от коррозии.


Немного истории

Сплав цинка и меди, известный под названием (латунь) использовался еще египтянами и древним грекам. Выплавлять чистый цинк впервые научились в Индии. В промышленных масштабах его производство было начато в Европе в 18-м веке из руды с содержанием серебра, свинца и золота.

Для лечения кожи цинк первыми стали использовать китайцы. В Европе более 100 лет назад появилась паста Лассара, которая применяется при лечении угрей и кожных воспалений.

Однакоо том, как дефицит цинка в организме влияет на самочувствие человека, стало известно значительно позже.

Свойства

Цинк — важный биогенный элемент. В природе существуют организмы, являющие его концентраторами.

Цинк присутствует практически в любой клетке человеческого организма. Он входит в состав более чем 200 ферментов — молекул, которые используются для ускорения химических реакций, требующихся для функционирования организма человека.


Если в ферменте наблюдается нехватка цинка или витамина Е, он перестает качественно выполнять свои функции. Из-за базовой роли цинка в таком значительном количестве ферментов, дефицит этого микроэлемента отражается на любых системах организма. Кроме того, он необходим для нормальной работы гормонов, включая половые гормоны, инсулин и пр.

Причины дефицита цинка

Поддержание нормального уровня цинка важно для здоровья. Как правило, его дефицит наблюдается у пожилых людей. Он может вызываться недопоступлением цинка с пищей или с его ухудшенным усвоением.

Как свидетельствуют результаты научных исследований, средний уровень потребления этого микроэлемента составляет 47-67% от рекомендованной дневной нормы.

Симптомами легкого недостатка цинка являются:

  • пониженная устойчивость к инфекционным болезням;
  • замедленное заживление ран;
  • появление акне, экзем, псориаза;
  • ухудшение обоняния и чувства вкуса.

Дефицит цинка совместно с другими факторами может привести к задержке роста, ухудшению ночного зрения, атрофии яичек, к появлению язвочек во рту, белого налета на языке и к выраженному галитозу.

Прием добавок с цинком

Цинк входит в число незаменимых пищевых веществ. При некоторых проблемах со здоровьем его назначают в качестве диетической добавки. К числу заболеваний, при которых показан прием цинкосодержащих препаратов, относятся:

  • Акне. Эффект достигается при приеме БАДов в течение не менее 12 недель.
  • Болезнь Альцгеймера. Прием БАДов приводит к улучшению памяти.
  • Простуды. Цинк обладает способностью подавлять вирусы некоторых типов. При простудах его принимают в форме леденцов.
  • Сахарный диабет. Цинк участвует в синтезе и секреции инсулина, а также в регуляции его количества в крови. При дефиците цинка инсулин перестает выполнять свои функции, как должно.
  • Нарушение мужской половой функции.Цинк участвует в метаболизме половых гормонов, в образовании спермы и способствует подвижности сперматозоидов.
  • Ревматоидный артрит. Это заболевание обычно развивается на фоне недостатка цинка. При приеме БАДов, как правило, наблюдается положительный терапевтический эффект.

Употребляйте добавки с цинком, чтобы избежать проблем со здоровьем.

Свойства цинка и его взаимодействие с другими веществами

Цинк относят к металлам, он обладает всеми их свойствами. Ему присущи блеск, твердость, пластичность, теплопроводность, электропроводность. Однако в определенных условиях цинк может проявлять свойства неметалла.

Характеристики цинка


Цинк имеет приятный серебристо-голубой цвет. В обычных температурных условиях он гибкий, иногда ломкий. Металл используют для того, чтобы раскатывать его в листы. Через некоторое время на листах возникает оксидный тонкий слой, поэтому цинк перестает взаимодействовать с воздухом. Со временем он начинает немного мутнеть, терять блеск.

В таблице Менделеева химический элемент стоит под 30-м номером. Относится к группе переходных металлов. Обозначается элемент как Zn.

Где содержится цинк?

В 18 веке Уильяму Чемпиону удалось получить чистый цинк. До этого его использовали вместе с медью, называя конечный продукт соединения латунью.

Большое количество цинка содержится в земной коре. Для промышленных целей цинк добывается из термальных источников.

Роль цинка в жизни растений и животных очень велика. Это важный биогенный элемент.


Взаимодействие цинка с водой

Если вода нагрета до высоких температур, то при взаимодействии с ней цинка выделается оксид цинка.

Взаимодействие цинка с кислотами

Конечный продукт реакции цинка с кислотой будет зависеть от двух факторов. Значение имеют вид кислоты, которая участвует в реакции, а также ее концентрация. Обычно, вступая в реакцию с кислотами, цинк вытесняет из них водород.

Технический цинк легко растворяется в кислотах, так как в нем содержатся примеси других активных металлов. Если речь идет о чистом цинке, то он практически не поддается воздействию кислот. Для ускорения реакции в раствор добавляют медь или медные соли.

Взаимодействие цинка со щелочами

Если в реакции участвует щелочь, доведенная до высоких температур, то образуются гидроцинкаты.

Внимание! В сильной щелочной среде цинк начинает демонстрировать свойства восстановителя.

Где применяют цинк?


Цинк активно применяется в современной жизни:

  1. Цинк часто используется для создания специального покрытия, благодаря которому изделие меньше подвергается ржавчине и разрушению. Такие вещи называют оцинкованными. Этот прием защиты от коррозии активно используется в строительной и автомобильной промышленности.
  2. Из цинка делают сплавы с другими металлами, что активно применяется в машиностроении.
  3. Этот металл входит в состав аккумуляторов.
  4. Цинк добавляют в краски. В продаже имеются цинковые белила, которые используют художники для рисования картин, маляры для покраски помещений. Также эта белая краска используется для смешивания с другими цветами и получения новых оттенков.
  5. В химической промышленности металл используют, когда необходимо провести реакцию органического синтеза.
  6. Цинк входит в состав электродов, которые находятся внутри бытовых приборов.
  7. Металл, измельчённый до порошкообразного состояния (он называется оксидом), используют в фармацевтической промышленности. Он входит в состав мазей, кремов и присыпок, оказывающих противовоспалительное и подсушивающее действие.
  8. Цинк является наполнителем для резины.
Внимание! В организме цинк играет важную роль, так как поддерживает гомеостаз. Также он отвечает за формирование первичных половых признаков, поддерживает в норме обменные процессы.

Данный металл активно вступает во взаимодействие с кислородом, водой, кислотами и щелочами, водородом, используется в различных сферах человеческой жизни.

Цинк и его сплавы — производство, свойства, виды и 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.

  • Вступает в реакцию со многими неметаллами: фосфором, серой, кислородом.
  • При повышении температуры взаимодействует с водой и сероводородом, выделяя водород.
  • При сплавлении с щелочами образует цинкаты — соли цинковой кислоты.
  • Реагирует с серной кислотой, образуя различные вещества в зависимости от концентрации кислоты.
  • При сильном нагревании вступает в реакции со многими газами: газообразным хлором, фтором, йодом.
  • Не реагирует с азотом, углеродом и водородом.

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.

  • Плотность — 7,133 г/см³.
  • Теплопроводность — 116 Вт/(м·К).
  • Температура плавления цинка — 419,6 °C.
  • Температура кипения — 906,2 °C.
  • Удельная теплота испарения — 114,8 кДж/моль.
  • Удельная теплота плавления — 7,28 кДж/моль.
  • Удельная магнитная восприимчивость — 0,175·10-6.
  • Предел прочности при растяжении — 200–250 Мн/м2.

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

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.

Цинк: полезные свойства и инструкция по применению

Цинк, который на самом деле является разновидностью металла — это незаменимый элемент, присутствующий в крайне малом количестве.

Когда вы слышите о цинке для здоровья, то, скорее всего, полагаете, что это эффективное натуральное средство от простуды, не более того. Другими словами, что он нужен изредка и только при большой необходимости.

На самом же деле, в малых количествах цинк необходим нашему организму каждый день.

Для чего нужен цинк?

  • он способствует выработке, росту и восстановлению гормонов;
  • укрепляет иммунитет;
  • облегчает пищеварение.

Кроме того, цинк обладает противовоспалительными свойствами, что делает его крайне полезным при ряде распространенных хронических состояний, таких как рак и сердечно-сосудистые заболевания.

В действительности цинк присутствует во всех тканях организма и необходим для здорового деления клеток. Он действует как антиоксидант, борется с повреждениями, вызванными свободными радикалами и замедляет процесс старения. Также цинк оказывает большое влияние на гормональный баланс. По этой причине даже небольшой дефицит этого элемента способен повысить риск бесплодия и диабета.

Недостаток цинка в рационе может быть связан с рядом негативных реакций, например, вы можете часто болеть, постоянно чувствовать усталость и слабость, также он может проявляться в виде недостаточной концентрации внимания, задержек роста и неспособности тела залечивать раны.

Цинк: полезные свойства

Пищевые источники цинка:

Животные источники:

  • Ягненок - 35% дневной нормы на 100 гр
  • Говядина - 32%
  • Цыпленок - 12,5%
  • Индейка - 12,5%
  • Йогурт (или кефир) - 12.% на 200 гр
  • Яйца - 7% дневной нормы на 1 большое яйцо
  • Лосось - 6%

Растительные источники (для веганов):

  • Нут - 32% дневной нормы на 1 чашку
  • Кешью - 23% дневной нормы на 1/4 чашки
  • Семена тыквы - 20% дневной нормы на 1/4 чашки
  • Грибы - 7% дневной нормы на 1 стакан
  • Какао-порошок - 3% дневной нормы на 1 столовую ложку

Сколько нужно цинка?

По данным Министерства сельского хозяйства США представленная ниже суточная норма потребления цинка зависит от возраста и половой принадлежности: (1)

Младенцы:

  • 0-6 месяцев: 2 миллиграмма/сутки
  • 7–12 месяцев: 3 миллиграмма/сутки

Дети:

  • 1–3 года: 3 миллиграмма/сутки
  • 4–8 лет: 5 миллиграммов/сутки
  • 9-13 лет: 8 миллиграммов/сутки

Подростки и взрослые:

  • Мужчины в возрасте от 14 лет и старше: 11 миллиграммов/сутки
  • Женщины в возрасте от 14 до 18 лет: 9 миллиграммов/сутки
  • Женщины в возрасте от 19 лет и старше: 8 миллиграммов/сутки

Как правило, цинк доступен в различных формах, включая пастилки для рассасывания, сиропы, гели и капсулы. Цинк также содержится во многих мультивитаминах и минеральных добавках. Такие добавки могут содержать цинк в форме глюконата цинка, сульфата цинка или ацетата цинка.

По имеющимся на сегодняшний день данным, все эти формы действуют достаточно схоже, поэтому нельзя выделить один тип добавки, который превосходил бы другие.

Симптомы дефицита цинка

Дефицит цинка - состояние, распространенное по всему миру. (2)

Дефицит цинка возникает в результате недостаточного потребления продуктов, содержащих цинк, либо при невозможности нормально усваивать и использовать полученный из пищи цинк, в результате нарушений пищеварения или крайне слабого здоровья кишечника, например, при синдроме повышенной проницаемости кишечника.

Кто наиболее подвержен дефициту цинка?

Как правило, риск дефицита цинка выше у тех, кто придерживается растительной диеты, исключающей мясо или молочные продукты, (веганы или вегетарианцы), поскольку в таком рационе отсутствуют самые главные источники цинка. Люди с серьезными проблемами с желудочным соком, хроническими проблемами с пищеварением, такими как синдром повышенной кишечной проницаемости или алкоголизм, также склонны к дефициту цинка.

И наконец, считается, что у женщин, принимающих противозачаточные таблетки или препараты гормонозаместительной терапии, риск дефицита цинка выше, поскольку данные препараты могут препятствовать связанной с гормонами роли цинка в организме.

Среди проявлений и симптомов дефицита цинка наиболее часто встречаются:

  • Изменения аппетита, включая тягу к соленому или сладкому
  • Изменения чувства вкуса и запаха
  • Потеря или набор веса
  • Облысение
  • Проблемы с пищеварением, включая диарею
  • Синдром хронической усталости
  • Бесплодие
  • Гормональные проблемы, включая ухудшение ПМС или симптомы менопаузы
  • Слабый иммунитет
  • Слабая концентрация внимания и память
  • Замедленная способность организма к заживлению ран, кожных инфекций или раздражения
  • Нарушение нормальной функции нервов

Польза цинка для здоровья

1. Укрепляет иммунитет и борется с простудными заболеваниями

Цинк часто используют в качестве натурального, безрецептурного средства от простуды или симптомов данной болезни. Прием цинка в течение не менее пяти месяцев снижает риск простудных заболеваний. Кроме того, принимая данную добавку во время болезни, вы быстрее придете в норму.

Исследования показывают, что цинк может препятствовать молекулярному процессу, который вызывает образование слизи и бактерий в носовых проходах. Ионический цинк, в зависимости от его электрического заряда, оказывает антивирусное действие, присоединяясь к рецепторам в носовых эпителиальных клетках и блокируя их влияние. (3)

Исследование, проведенное Медицинским образовательным центром города Чандигарх, Индия, показало, что, если испытуемые получали цинк в течение 24 часов с момента проявления симптомов простуды, то продолжительность таких симптомов значительно снижалась, по сравнению с контрольной группой, не получавшей добавки цинка. По сравнению с контрольной группой, в группе, получавшей цинк, гораздо меньше пациентов испытывали симптомы простуды на пятый и седьмой день после первого их проявления. (4)

2. Действует как мощный антиоксидант и помогает бороться с раком
рак

Цинк — это эффективное противовоспалительное и антиоксидантное вещество, которое способствует уменьшению окислительного стресса, снижает вероятность развития заболеваний, а также является натуральным средством для лечения рака. Цинк поддерживает здоровое деление клеток, предотвращает мутации раковых клеток и замедляет рост опухоли, особенно у пациентов пожилого возраста.

Когда исследователи с Медицинского факультета Мичиганского университета на 50 взрослых изучали потенциальную пользу приема добавок цинка, они обнаружили, что, по сравнению с группой плацебо, у группы, принимавшей добавки цинка, значительно снизился уровень маркёров окислительного стресса. У испытуемых, не принимавших добавки цинка, наблюдался высокий уровень воспалительных цитокинов, маркёров окислительного стресса в плазме и адгезивных молекул эндотелиоцитов. В результате приема добавок цинка также значительно снизилась частота побочных эффектов и инфекций, связанных с болезнями. (5)

3. Поддерживает гормональный баланс

Цинк благотворно влияет на гормональное здоровье и репродуктивную функцию, поскольку играет важную роль в производстве гормонов, например, естественным образом повышает уровень тестостерона, который имеет достаточно большое значение как для мужского, так и для женского организма. Также цинк оказывает влияние на женские половые гормоны. Более того, он даже причастен к формированию яйцеклеток и их выходу из яичников.

Женщинам цинк необходим для выработки эстрогена и прогестерона - гормонов, поддерживающих репродуктивное здоровье. И высокий, и низкий уровень эстрогена может привести к проблемам с менструальным циклом, скачкам настроения, раннему наступлению менопаузы, бесплодию. Кроме того, такое состояние даже может увеличить риск развития определенных типов рака.

4. Помогает бороться с диабетом

Цинк необходим для поддержания баланса множества гормонов, включая инсулин - основной гормон, участвующий в регулировании уровня сахара в крови, и выступающий в роли натурального средства для лечения диабета. Цинк положительно влияет на уровень сахара в крови, поскольку связывается с инсулином, в результате чего инсулин нормальным образом хранится в поджелудочной железе и высвобождается, когда глюкоза поступает в кровоток. Это также способствует правильному использованию пищеварительных ферментов, которые необходимы для связывания инсулина с клетками таким образом, чтобы глюкоза использовалась как источник энергии, а не запасалась организмом в виде жира.

5. Поддерживает здоровье сердца и кровеносных сосудов

Цинк необходим для поддержания здоровья клеток сердечно-сосудистой системы, а также снижения воспаления и окислительного стресса. Эндотелий - тонкий слой клеток, выстилающий кровеносные сосуды - частично зависит от достаточного уровня цинка. Цинк способствует здоровому кровообращению, действует как натуральное средство от повышенного артериального давления и холестерина. Кроме того, он препятствует закупорке и повреждению артерий.

6. Предотвращает диарею

Дефицит цинка связан с хроническими проблемами с пищеварением и острыми кишечными инфекциями. По этой причине добавки цинка являются эффективным средством для профилактики и лечения острой диареи.

7. Повышает репродуктивную функцию

Исследования показывают, что цинк играет важную роль в поддержании репродуктивной функции, особенно в регулировании концентрации тестостерона в сыворотке у мужчин. Ограничение и дефицит цинка у здоровых молодых людей связаны со значительным снижением концентрации тестостерона в сыворотке, что может негативно отразиться на репродуктивной способности и привести к снижению либидо. В ходе исследования, проводимого кафедрой терапии университета Уэйна, испытуемые получали добавки цинка после 20 недель ограничения приема данного вещества. В результате ученые отметили повышение концентрации тестостерона в сыворотке у большей части мужчин, принимавших участие в исследовании.

Цинк также влияет на репродуктивную способность у женщин, поскольку достаточный уровень этого элемента необходим для нормального роста яйцеклеток.

8. Способствует усвоению питательных веществ и пищеварению

Цинк влияет на синтез белка и необходим организму для того, чтобы эффективно использовать аминокислоты, содержащиеся в продуктах питания. Кроме того, он участвует в процессе расщепления углеводов, являющихся одним из основных источников энергии. По этой причине дефицит цинка может привести к низкому уровню энергии и адреналиновой или хронической усталости. В то же время потребление необходимого количества цинка способствует достаточному уровню энергии и здоровью обмена веществ.

9. Поддерживает здоровье печени

Было выявлено, что прием добавок цинка приводит к снижению частоты случаев инфекций и связан с более низким уровнем поражений печени. Цинк способствует очищению печени для снижения воспаления; уменьшает повреждения, вызванные свободными радикалами; помогает усвоению питательных веществ и способствует надлежащему избавлению от отходов жизнедеятельности.

10. Способствует мышечному росту и восстановлению

Цинк играет решающую роль в клеточном делении и росте, поэтому прием данной добавки положительно сказывается на восстановлении и росте мышц, позволяя организму поддерживать силу в мышечной и скелетной системах. Также цинк способствует выработке тестостерона, гормона роста и инсулиноподобного фактора роста-1 (ИФР-1), которые необходимы для роста мышечной массы и здорового обмена веществ.

Цинк полезен для мышечной массы, поскольку повышает количество тестостерона, который организм способен произвести после тренировки - особенно после силовых и высокоинтенсивных интервальных тренировок. Это обусловлено тем, что цинк повышает скорость превращения андростендиона в тестостерон.

Негативные последствия приема добавок цинка

Прием большого количества цинка в течение длительного периода времени может помешать поглощению организмом других важных минеров, например, меди. В результате это может привести к подавлению иммунной системы и нарушению формирования клеток крови.

Чаще всего при приеме умеренно высоких доз цинка возникают только кратковременные и незначительные симптомы. Некоторые люди, использующие цинк в форме спрея для носа или геля, отмечают изменения в способности чувствовать запах и вкус продуктов, что также может отразиться на аппетите. Помимо этого, цинк может вызывать тошноту, несварение желудка, диарею, колики в животе и рвоту. Как правило, такие побочные эффекты возникают в течение 3-10 часов с момента приема добавки. К счастью, после прекращения приема цинка все симптомы проходят достаточно быстро.

Изучить отзывы, а также купить цинк, можно в магазине iHerb.

  • Этот абзац содержит рекламную ссылку. Вы получите от нас скидку при оформлении первого заказа, а магазин выплатит нам небольшой процент от прибыли с вашей покупки. Это позволяет вам сэкономить, а нам поддерживать работу сайта и редакции. Спасибо!

применений цинка | Предложение, спрос, производство, ресурсы

На главную »Металлы» Использование цинка


Металл, который играет ключевую роль в предотвращении коррозии


Переиздано из Информационного бюллетеня Геологической службы США 2011-3016, S.J. Кропшот и Джефф Л. Добрих

Цинк: Очищенный металлический цинк имеет голубовато-белый цвет в свежем виде; он твердый и хрупкий при большинстве температур и имеет относительно низкие температуры плавления и кипения.Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Svengine.

Историческое использование цинка

За века до того, как цинк был идентифицирован как элемент, цинк использовался для производства латуни (сплава цинка). и медь) и в лечебных целях. Металлический цинк и оксид цинка когда-то производились в Индии. между 11 и 14 веками и в Китае в 17 веке, хотя открытие чистых Металлический цинк приписывают немецкому химику Андреасу Маргграфу, который выделил этот элемент в 1746 году.

Сфалерит: первичная руда

Сфалерит (сульфид цинка) является основным рудным минералом, из которого производится большая часть мирового цинка. производятся, но ряд других минералов, не содержащих сульфидов, содержат цинк в качестве основного компонента. Большая часть раннего производства цинка была из несульфидных месторождений; однако, поскольку эти ресурсы были истощились, добыча переместилась на сульфидные месторождения. За последние 30 лет достижения в добывающей металлургии привели к возобновлению интереса к месторождениям несульфидного цинка.

Цинковое цинкование: Около половины производимого цинка используется в цинковании, которое представляет собой процесс добавления тонких слоев цинка в железо или сталь для предотвращения коррозии. На этом фото показана поверхность металлического листа с гальваническим цинковым покрытием. Разные цветные домены на листе вызваны кристаллами цинка в разной кристаллографической ориентации, отражающими разное количество света. Правообладатель иллюстрации iStockphoto / Стивен Суит.

Рафинированный металлический цинк

Рафинированный металлический цинк после литья приобретает голубовато-белый цвет; он твердый и хрупкий при большинстве температур и имеет относительно низкие температуры плавления и кипения.Цинк легко сплавляется с другими металлами и химически активный. На воздухе образуется тонкая серая оксидная пленка (патина), препятствующая более глубокому окислению. (коррозия) металла. Устойчивость металла к коррозии - важная характеристика при его использовании.

Цинковые сплавы: На втором месте цинк используется в качестве сплава; цинк соединяется с медью (с образованием латуни) и с другими металлами с образованием материалов, которые используются в автомобилях, электрических компонентах и ​​бытовой технике.Светильник из латуни изображение авторских прав iStockphoto / Вова Калина.

Использование цинка сегодня

Цинк в настоящее время является четвертым по потреблению металлом в мире после железа, алюминия и меди. Обладает сильными антикоррозийными свойствами и хорошо сцепляется с другими металлами. Следовательно, около половины Полученный цинк используется в цинковании, которое представляет собой процесс добавления тонких слоев цинка к железу или сталь для предотвращения ржавчины.

Следующее лидирующее применение цинка - это сплав; цинк соединяется с медью (для образования латуни) и с другими металлами для образования материалов которые используются в автомобилях, электрических компонентах и ​​бытовой технике.Третье важное применение цинка в производстве оксида цинка (наиболее важного цинкового химического вещества по объему производства), который используется в производство резины и как защитная мазь для кожи.

Цинк также важен для здоровья. Это необходимый элемент для правильного роста и развития люди, животные и растения. В организме взрослого человека содержится от 2 до 3 граммов цинка, который является количество, необходимое для нормального функционирования ферментов и иммунной системы организма.Также важно для вкуса, запах, и для заживления ран. Незначительное количество цинка содержится во многих продуктах, таких как устрицы, говядина и арахис.

Оксид цинка: Третье важное применение цинка - это производство оксида цинка (наиболее важного цинкового химического вещества по объему производства), который используется в производстве резины и в качестве защитной мази для кожи. Право на изображения оксида цинка принадлежит iStockphoto / Demiren.

Откуда берется цинк?

Исследования для лучшего понимания геологических процессов, образующих месторождения полезных ископаемых, в том числе цинка, является важным компонентом программы минеральных ресурсов Геологической службы США.Цинк обычно встречается в месторождениях полезных ископаемых вместе с другими цветными металлами, такими как медь и свинец. Цинковые месторождения широко распространены. классифицируются на основании того, как они сформированы. Цинк добывается в основном из трех типов месторождений: осадочный эксгаляционный (Sedex), тип долины Миссисипи (MVT) и вулканогенный массивный сульфид (VMS).

Карта производства цинка: Крупнейшие мировые производители цинка в процентах от мирового предложения, произведенного в 2010 году. Изображение основано на данных, приведенных в Обзоре минерального сырья Геологической службы США, январь 2011 года.

Осадочные эксгаляционные отложения

Депозиты Sedex составляют более 50 процентов мировых запасов цинка и формируются когда богатые металлами гидротермальные жидкости попадают в заполненный водой бассейн (обычно океан), в результате чего в осадках рудоносного материала в донных отложениях бассейна. Самый большой в мире цинковый рудник, Рудник Red Dog на Аляске разрабатывается на месторождении Седекс.

Типовые месторождения долины Миссисипи

депозитов MVT обнаружены по всему миру и получили свое название от депозитов, которые происходят в Область долины Миссисипи в Соединенных Штатах.Месторождения характеризуются рудно-минеральным замещением карбонатная вмещающая порода; они часто приурочены к одному стратиграфическому слою и простираются на сотни квадратных километров. Месторождения MVT были основным источником цинка в Соединенных Штатах из 19 век до середины 20 века.

Вулканогенные массивные сульфидные месторождения

В отличие от месторождений Sedex и MVT, месторождения VMS имеют четкую связь с подводными вулканические процессы.Они также могут содержать значительное количество меди, золота и серебра в дополнение к цинк и свинец. Морские жерла «черного курильщика», обнаруженные во время глубоководных экспедиций, являются примерами В настоящее время на морском дне формируются отложения ЗМС.

Производство и запасы цинка
Страна Производство Запасы
США 720 12000
Австралия 1,450 53000
Боливия 430 6000
Канада 670 6000
Китай 3,500 42000
Индия 750 11000
Ирландия 350 2,000
Казахстан 480 16,000
Мексика 550 15,000
Перу 1,520 23,000
Другие страны 1,580 62,000
Итого (округлено) 12,000 250,000
Данные в тысячах метрических тонн.Данные USGS Mineral Commodity Summary, январь 2011 г.

Мировое предложение и спрос на цинк

В 2009 году цинк добывался в шести различных штатах; однако Соединенные Штаты импортировали 76 процентов очищенного цинка, используемого внутри страны, в основном из Канады, Мексики, Казахстана и Республики Корея в порядке убывания. Согласно статистическим данным International Lead and Zinc Study Group, мировое потребление цинка в 2008 году оставалось стабильным, поскольку рост потребления в странах с формирующимися рынками (таких как Китай, Бразилия и Индия) компенсировал снижение потребления в Европе и США.

Хотя многие элементы могут использоваться в качестве замены цинка в химической, электронной и пигментной промышленности, спрос на оцинкованные цинком изделия остается высоким, особенно в регионах, где разрабатываются важные инфраструктурные проекты. Резкое увеличение мирового производство (предложение) и потребление (спрос) цинка за последние 35 лет отражает спрос в секторах транспорта и связи на такие вещи, как автомобильные кузова, дорожные ограждения и конструкции из оцинкованного железа.

Обеспечение достаточных запасов цинка на будущее

Чтобы помочь предсказать, где могут быть расположены будущие поставки цинка, ученые Геологической службы США изучить, как и где выявленные ресурсы цинка сосредоточены в земной коре и использовать эти знания для оценки вероятности того, что неизведанные ресурсы цинка существовать. Были разработаны методы оценки потенциала минеральных ресурсов и доработан Геологической службой США для поддержки управления федеральными землями и улучшения оценить доступность минеральных ресурсов в глобальном контексте.

В 1990-х Геологическая служба США провела оценку запасов цинка в США. и пришел к выводу, что осталось найти в два раза больше цинка, чем уже было обнаружен. В частности, Геологическая служба США обнаружила, что менее 100 миллионов метрических тонн цинк был обнаружен в Соединенных Штатах, и, по оценкам, около 210 миллионов метрические тонны цинка остались неоткрытыми.

Оценка минеральных ресурсов носит динамический характер. Потому что они предоставляют снимок в определенное время и на определенном уровне знаний, оценки должны обновляться по мере того, как становятся доступными более качественные данные и разрабатываются новые концепции.Например, во время геологические изыскания в конце 1960-х годов, отметили геологи Геологической службы США. наличие широко распространенного окрашивания оксидами железа в дренаже западных Брукс Рэйндж, Аляска.

Свинцово-цинковое месторождение Red Dog

Последующие исследования привели к открытию красной собаки. свинцово-цинковое месторождение. В конце 1990 г., после 10 лет разведки и разработки шахта Red Dog на Аляске была запущена в эксплуатацию и с тех пор внесла свой вклад значительно повлияет на мировые поставки цинка.Последующие исследования местности привели к лучшему пониманию комплексных факторов, которые контролировали формирование Red Dog и других отложений и обеспечивают основу для оценка аналогичных месторождений в аналогичных геологических средах в других местах. Другое текущее исследование USGS включает обновление моделей месторождений полезных ископаемых и моделей окружающей среды для цинка и другие важные нетопливные товары и совершенствование методов, используемых для оценки скрытого потенциала минеральных ресурсов.Результаты, достижения этого исследования предоставят новую информацию и уменьшат степень неопределенности в будущих оценках минеральных ресурсов.


Найдите другие темы на Geology.com:


Скалы: Галереи фотографий вулканических, осадочных и метаморфических пород с описаниями.
Минералы: Информация о рудных минералах, драгоценных камнях и породообразующих минералах.
Вулканы: Статьи о вулканах, вулканических опасностях и извержениях прошлого и настоящего.
Драгоценные камни: Яркие изображения и статьи об алмазах и цветных камнях.
Общая геология: Статьи о гейзерах, маарах, дельтах, перекатах, соляных куполах, воде и многом другом!
Магазин геологии: Молотки, полевые сумки, ручные линзы, карты, книги, кирки твердости, золотые кастрюли.
Алмазы: Узнайте о свойствах алмаза, его разнообразных применениях и открытиях.
.

Цинк - Информация об элементе, свойства и использование

Расшифровка:

Химия в ее элементе: цинк

(Promo)

Вы слушаете Химию в ее элементе, представленную вам журналом Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

(Конец промо)

Крис Смит

На этой неделе химический лосьон с каламином для зудящей кожи, шампунь против перхоти для шелушащейся кожи головы и дезодорант для подмышек - ну, я думаю, мы, наверное, все стоял рядом с кем-то, кто, как нам хотелось бы, знал немного больше о химии цинка.Вот Брайан Клегг.

Брайан Клегг

Не так много элементов с названиями, которые являются звукоподражательными. Скажите «кислород» или «йод», и в звучании этого слова нет ключа к природе элемента. Но с цинком все иначе. Цинк - цинк - цинк - вы почти можете услышать, как набор монет падает в старомодную ванну. Это просто должен быть твердый металл.

При использовании цинк часто спрятан, почти скрыт. Он предотвращает ржавление железа, успокаивает солнечные ожоги, защищает от перхоти, соединяется с медью, образуя очень знакомый сплав золотого цвета и сохраняет нам жизнь, но мы этого почти не замечаем.Этот сине-серый металл, коммерчески известный как Spelter, совсем не кричащий и привлекающий внимание. Даже происхождение этого вызывающего воспоминания имени неясно.

Словарь говорит нам, что слово цинк происходит от немецкого языка (с буквой K в конце вместо C), но как это название возникло, неизвестно. Самое раннее упоминание о цинке относится к 1651 году. Вещество было известно и раньше - предметы с цинком в них датируются более 2500 лет назад, и римляне использовали этот сплав золотого цвета, - но цинк не был идентифицирован как отдельный материал на западе до семнадцатый век.

Обозначается в периодической таблице как Zn, цинк является переходным металлом, сгруппированным с кадмием и ртутью. Со средним атомным номером 30 он имеет пять стабильных изотопов с атомной массой от доминирующего цинка 64 до цинка 70 плюс еще 25 радиоизотопов.

Из-за туманного происхождения трудно назвать одного человека первооткрывателем этого элемента. Хотя кажется, что он был очищен в Индии еще в двенадцатом веке, первое конкретное заявление о том, что он произвел этот металл, относится к 1668 году, а процесс извлечения цинка из его оксида был запатентован в Великобритании в 1738 году торговцем металлами Уильямом. Чемпион.Но, как правило, именно немецкий химик Андреас Маргграф завоевывает лавры как «первооткрыватель» за свой эксперимент 1746 года по выделению цинка.

Хотя история цинка более чем туманна, нет никаких сомнений в его полезности. Достаточно взглянуть на оцинкованную металлическую крышу или ведро, чтобы увидеть, как работает цинк. Гальванизация названа в честь Луиджи Гальвани, человека, который заставил лягушачьи лапки подергиваться электрическим током, но гальванизация не имеет ничего общего с электрическим зрелищем. На самом деле роль электричества на удивление тонка.

Наиболее распространенной формой цинкования является горячее цинкование, при котором железо или сталь пропускают через ванну с жидким цинком при температуре около 460 градусов по Цельсию, что на 40 градусов выше его точки плавления. Покрытие предохраняет обрабатываемый объект от ржавчины. Первоначально цинк просто препятствует попаданию воздуха в железо, но позже цинк подвергается коррозии, а не железу, в электрохимическом процессе, действуя как так называемый жертвенный анод. Здесь и появляется «гальваническая» часть названия. Некоторая гальваника носит более буквальный характер - например, автомобильные кузова гальванизируют цинком, чтобы нанести тонкий ровный слой.

Электрические возможности цинка распространяются также на самые популярные батареи. Традиционный сухой элемент имеет внешний цинковый корпус, действующий как анод (что сбивает с толку, анод, обычно считающийся положительным, является отрицательным концом батареи), в то время как угольный стержень обеспечивает катод, положительный электрод. В щелочных батареях с более длительным сроком службы анод образован из порошкообразного цинка (что дает большую площадь поверхности для реакции), а катод - из сложного диоксида марганца.

Но самый видимый пример цинка в действии не дает никаких указаний на этот сероватый металл - вместо этого он находится в сплаве, который смешивает блеск золота с обычным оттенком.Когда расплавленный цинк и медь смешиваются вместе, результат становится жирным, как латунь. На самом деле это латунь. Из этого гибкого сплава изготовлено все, от дверных креплений до декоративных накладок для конских ошейников. Любой оркестр был бы намного беднее без медных духовых инструментов. Он даже может застегнуть молнию на вашей одежде.

Хорошо отполированная латунь имеет приятный блеск, но наиболее тесный контакт с цинком, а точнее оксидом цинка, часто возникает, когда мы имеем дело с нежелательным сиянием солнечных ожогов.Когда я был молод, и солнцезащитных кремов было мало, загорелую кожу щедро покрывали успокаивающим розовым лосьоном с каламином. Основным ингредиентом этого вещества является оксид цинка, который имеет белый цвет - его цвет придают небольшие количества оксида железа. Даже сейчас, когда мы можем избежать потребности в каламине, оксид цинка играет свою роль. Оксид цинка, называемый китайским белым, когда его используют в красках, является хорошим поглотителем ультрафиолетового света, поэтому солнцезащитный крем часто содержит суспензию крошечных частиц оксида цинка - как и большинство косметических средств на минеральной основе.

И это только начало для этого универсального оксида. Вы найдете его в антипирене и пищевых продуктах, где он обогащает сухие завтраки, в стекле и керамике, в клеях и резине. Это неожиданное появление на столе для завтрака отражает еще одну важную сторону цинка. Он нужен нам, чтобы оставаться здоровыми. Это один из микроэлементов, питательных веществ, в которых наш организм нуждается в небольших количествах для нормальной работы. Он часто присутствует в витаминных добавках, хотя большинство из нас получает много из мяса и яиц.Цинк попадает в различные белки, особенно в ферменты, участвующие в развитии организма, пищеварении и плодовитости. Недостаток цинка в рационе может привести к замедленному заживлению, раздражению кожи и потере вкусовых ощущений, а также к развитию многих хронических заболеваний.

Поскольку цинк также присутствует в шампунях против перхоти в виде пиритиона цинка и в дезодорантах для подмышек в виде хлорида цинка, этот элемент даже делает нас более привлекательными для противоположного пола. Цинк - скрытая звезда.Мы редко осознаем это, в отличие от более ярких соседей в таблице периодов, но цинк - это элемент рабочей лошадки, который помогает всем нам.

Крис Смит

Научный писатель из Бристоля Брайан Клегг со звукоподражательным элементом, цинком. На следующей неделе, что таится в вашем подвале.

Кэтрин Холт

Первые сообщения о проблемах, связанных с газообразным радоном в жилых домах, были в Соединенных Штатах в 1984 году, когда служащий на атомной электростанции начал подавать сигнал тревоги детектора излучения по пути на работу . .В конечном итоге проблема была обнаружена в его доме, где уровень газа радона в подвале оказался аномально высоким.

Крис Смит

Но откуда это взялось и каков риск для его здоровья. Кэтрин Холт будет здесь со всеми ответами и остальной частью рассказа Радона о химии в ее элементе на следующей неделе. Я действительно надеюсь, что вы присоединитесь к нам. Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

(промо)

(конец промо)

.

Простая английская Википедия, бесплатная энциклопедия

Цинк, 30 Zn
Общие свойства
Внешний вид серебристо-серый
Стандартный атомный вес ( A r, стандартный ) 65,38 (2 ) [1]
Цинк в периодической таблице Менделеева
Атомный номер ( Z ) 30
Группа группа 12
Период период 4
Блок d-блок
Категория элемента постпереходный металл, альтернативно считающийся переходным металлом
Электронная конфигурация [Ar] 3d 10 4s 2

Электронов на оболочку

2, 8, 18, 2
Физические свойства
Фаза при STP твердое вещество
Точка плавления 692.68 K (419,53 ° C, 787,15 ° F)
Точка кипения 1180 K (907 ° C, 1665 ° F)
Плотность (около rt ) 7,14 г / см 3
в жидком состоянии (при т.пл. ) 6,57 г / см 3
Теплота плавления 7,32 кДж / моль
Теплота испарения 115 кДж / моль
Молярная теплоемкость 25.470 Дж / (моль · К)
Давление пара
P (Па) 1 10 100 1 к 10 к 100 к
при T (K) 610 670 750 852 990 1179
Атомные свойства
Степени окисления −2, 0, +1, +2 (амфотерный оксид)
Электроотрицательность Масштаб Полинга: 1.65
Энергии ионизации
  • 1-я: 906,4 кДж / моль
  • 2-я: 1733,3 кДж / моль
  • 3-я: 3833 кДж / моль
  • (подробнее)
Атомный радиус эмпирический 134 пм
Ковалентный радиус 122 ± 4 пм
Ван-дер-Ваальсовый радиус 139 пм
Спектральные линии цинка
Прочие свойства
Естественное происхождение изначальный
Кристаллическая структура гексагональный плотноупакованный (ГПУ)
Скорость звука тонкого стержня 3850 м / с (при об.т. ) (катаная)
Тепловое расширение 30,2 мкм / (м · К) (при 25 ° C)
Теплопроводность 116 Вт / (м · К)
Удельное электрическое сопротивление 59,0 нОм · м (при 20 ° C)
Магнитное упорядочение диамагнитное
Магнитная восприимчивость −11,4 · 10 −6 см 3 / моль (298 K) [2]
Модуль Юнга 108 ГПа
Модуль упругости 43 ГПа
Объемный модуль 70 ГПа
Коэффициент Пуассона 0.25
Твердость по Моосу 2,5
Твердость по Бринеллю 327–412 МПа
Номер CAS 7440-66-6
История
Discovery Индийские металлурги ( до 1000 г. до н.э.)
Первая изоляция Андреас Сигизмунд Маргграф (1746)
Признан уникальным металлом Расаратна Самучкая (800)
Основные изотопы цинка
| ссылки

Цинк , иногда называемый spelter , [3] - химический элемент.Это переходный металл, группа металлов. Иногда его считают пост-переходным металлом. Его символ в периодической таблице - « Zn ». Цинк является 30-м элементом в периодической таблице и имеет атомный номер 30. Цинк имеет массовое число 65,38. Он содержит 30 протонов и 30 электронов. Всего известно 29 изотопов цинка, пять из которых встречаются в природе. Некоторые изотопы радиоактивны. Их период полураспада составляет от 40 миллисекунд для 57 Zn и 5x10 18 лет для 70 Zn.

Цинк - это металл, который в основном используется для гальванизации и производства аккумуляторов. Это четвертый по распространенности металл.

Физические свойства [изменить | изменить источник]

Цинк - блестящий голубовато-серый металл. В только что отрезанном состоянии цинк имеет беловато-серый цвет. Если он подвергается воздействию воздуха, он не будет долго сиять. Его точка плавления составляет (419,58 ° C (787,24 ° F)), точка кипения (907,0 ° C (1664,6 ° F)), температура охлаждения составляет -419,58 ° C (-723,24 ° F), а температура замерзания составляет −907.0 ° C (-1 600,6 ° F). Эта температура ниже, чем у большинства переходных металлов, но выше, чем у олова или свинца. Его можно растопить на кухонной плите. Он закипает при низкой для металла температуре. [4] Не магнитный. При небольшом нагревании становится очень гибким. Если его нагреть больше, он станет очень хрупким. [5] Легко образует сплавы с другими металлами.

Химические свойства [изменить | изменить источник]

Цинк - химически активный металл. Он так же активен, как алюминий, и более активен, чем большинство наиболее распространенных металлов, таких как железо, медь, никель и хром.Он менее реактивен, чем магний. Цинк может реагировать с кислотами, основаниями и неметаллами. [6] Однако на воздухе не ржавеет. Покрытие из оксида цинка и карбоната цинка образуется на поверхности цинка, когда он находится на воздухе. [7] Это покрытие предотвращает коррозию. Кислоты могут растворять это покрытие и вступать в реакцию с металлическим цинком. [8] Эта реакция цинка с кислотой дает соль цинка (II), такую ​​как хлорид цинка и газообразный водород. Это очень распространенная химическая реакция. Нижеприведенная реакция представляет собой реакцию с соляной кислотой.

Zn + 2HCl → ZnCl 2 + H 2

Цинк может гореть в порошкообразном виде или в виде маленьких кусочков, образуя оксид цинка, белый порошок. Пламя яркое сине-зеленое. [9]

2 Zn + O 2 → 2 ZnO

Оксид цинка может растворяться в сильных основаниях. Эта реакция происходит в некоторых батареях, содержащих цинк.

ZnO + H 2 O + 2 OH - → Zn (OH) 4 2-.

Цинк - халькофил. Это означает, что он скорее будет реагировать с серой и элементами, находящимися под ней в периодической таблице, чем с кислородом. Вот почему сульфид цинка - самая распространенная цинковая руда, а не оксид цинка.

Химические соединения [изменить | изменить источник]

Цинк может образовывать химические соединения с другими элементами. Эти химические соединения находятся только в одной степени окисления: +2. Было обнаружено соединение +1, но его сложно сделать. Нет других степеней окисления, кроме +1 или +2. [10] Большинство этих соединений не имеют цвета. Если у них есть цвет, это не цинк, который делает цвет.

Хлорид цинка - одно из наиболее распространенных соединений цинка. Они совершенно инертны. Они немного кислые при растворении в воде. При нагревании в огне они загораются зеленым пламенем.

Прочие соединения цинка:

  • Антимонид цинка, серый полупроводник
  • Арсенид цинка, оранжевый полупроводник
  • Бромид цинка, защита от радиации
  • Карбонат цинка, руда цинка
  • Фторид цинка
  • Гидроксид цинка, используемый в хирургических повязках
  • Иодид цинка, используемый при рентгеновской съемке
  • Нитрат цинка, используемый в качестве протравы
  • Оксид цинка, используемый в солнцезащитных кремах
  • Фосфат цинка, используемый в стоматологии
  • Сульфат цинка, используемый в пигментах
  • Сульфид цинка, обычная цинковая руда

В природе встречается пять изотопов цинка. 64 Zn является наиболее распространенным изотопом, который составляет 48,63% природного цинка. [11] Этот изотоп имеет период полураспада 4,3х10 18 год. [12] Это так долго, что его радиоактивность можно не учитывать. [13] Аналогично, 70
Zn (0,6%) с периодом полураспада 1,3x10 16 лет обычно считается нерадиоактивным. Другие изотопы, встречающиеся в природе, - это 66
Zn (28%), 67
Zn (4%) и 68
Zn (19%).

Сфалерит, обычная цинковая руда

Цинк не встречается в качестве металла в земной коре. Цинк встречается только в виде соединений цинка. Сфалерит, минерал, состоящий из сульфида цинка, является основной рудой цинка. В океане очень мало цинка. Цинковая руда обычно встречается с медной и свинцовой рудами.

Есть и другие цинковые руды, такие как смитсонит (карбонат цинка) и силикат цинка. Они встречаются реже.

Сульфид цинка концентрируют флотацией. Есть моющее средство, собирающее сульфид цинка.Загрязнения опускаются на дно и удаляются. Затем сульфид цинка нагревается на воздухе с образованием оксида цинка и диоксида серы. [14]

2 ZnS + 3 O 2 → 2 ZnO + 2 SO 2

Диоксид серы окисляется до триоксида серы.

2 SO 2 + O 2 → 2 SO 3

Триоксид серы реагирует с оксидом цинка с образованием сульфата цинка. [15] Таким образом получается растворимая форма цинка, которую можно больше обрабатывать.

SO 3 + ZnO → ZnSO 4

Сульфат цинка очищается и подвергается электролизу. [14] В результате электролиза получают кислород, цинк и серную кислоту. Таким образом получается чистый цинк, известный как «SHG» или специальный высококачественный цинк. [16]

2 ZnSO 4 + 2 H 2 O → 2 Zn + 2 H 2 SO 4 + O 2

Серная кислота повторно используется вместо триоксида серы для выщелачивания большего количества цинка окись.

Оксид цинка также может быть восстановлен углеродом до металлического цинка и диоксида углерода при высоких температурах. [17] Это доменный процесс, аналогичный производству чугуна.

2 ZnO + C → 2 Zn + CO 2

Эта форма цинка дешевле, но не является чистой.

Цинк - четвертый по распространенности металл в мире. [18] Ежегодно производится около 10 миллионов тонн. [18]

Как металл [изменить | изменить источник]

Изделие, оцинкованное горячим способом. Обычные щелочные батареи.Эти батареи имеют голубовато-серый цинковый порошок в центре батареи.

Цинк используется в электрических батареях. [19] [20] Щелочная ячейка и ячейка Лекланша - это те, которые больше всего используют цинк. Он окисляется и обеспечивает работу батареи электронами.

Около 59% цинка используется для защиты от коррозии, включая цинкование. 47% цинка в мире используется для цинкования. [21] Используется для защиты другого металла, обычно железа, от ржавчины.Коррозирует цинковое покрытие вместо железа. Цинковое покрытие можно нанести на металл двумя способами. Металл можно окунуть в кастрюлю с расплавленным цинком. Цинк можно также нанести на металл гальваническим покрытием. Погружение длится дольше, но имеет неоднородную поверхность, которая некоторым не нравится. Он также используется в моторных лодках и трубопроводах для замедления коррозии. [22] Двигатель моторной лодки часто имеет «пулю» из цинка, которая легко подвергается коррозии, но помогает другим металлическим частям двигателя оставаться свободными от ржавчины.

Цинк используется в сплавах. Латунь - это сплав меди и цинка. Латунь - самый распространенный цинковый сплав. Цинк может образовывать сплавы со многими другими металлами. Цинк-алюминий - это сплав цинка и алюминия, из которого получаются хорошие подшипники. В технической бронзе содержится цинк. Иногда теллурид кадмия реагирует с цинком с образованием теллурида кадмия-цинка, полупроводника. Нейзильбер - еще один сплав цинка.

Цинк можно использовать в трубах органа. Раньше использовался сплав олова и свинца. [23] Цинк используется в пенни США, где у него есть только тонкий слой меди. Сердечник - цинк. [24] Старые монеты были полностью из бронзы.

Смесь порошкообразного цинка и серы может использоваться для приведения в действие модели ракеты. В этой реакции образуется сульфид цинка, тепло, свет и газы. [25] Листовой цинк используется для изготовления цинковых стержней. [26]

В виде соединений цинка [изменить | изменить источник]

Около 1/4 цинка используется для изготовления соединений цинка.Оксид цинка можно использовать в качестве солнцезащитного крема или красочного пигмента. Оксид цинка также является полупроводником. [27] Хлорид цинка используется для защиты древесины от гниения. [28] Некоторые фунгициды содержат цинк. Сульфат цинка используется в красителях и пигментах. Сульфид цинка используется в люминесцентных лампах для преобразования ультрафиолетового света в видимый свет.

По биологии [изменить | изменить источник]

Людям нужно немного цинка, чтобы поддерживать нормальную работу организма. [29] Если они не получают достаточно цинка с пищей, они могут получить минеральный дефицит.Почти два миллиарда человек испытывают дефицит цинка. [30] Дефицит цинка способствует более легкому заражению. Некоторые люди говорят, что при простуде нам следует принимать больше цинка. Другие говорят, что цинк не имеет значения. [31] Есть лекарства, которые можно принимать при простуде. [32] Люди добавляют крошечные количества соединений цинка в витаминные таблетки и каши, чтобы убедиться, что они получают достаточно цинка. В большинстве витаминов в одной таблетке содержится цинк. [33] Цинк содержится как минимум в 100 ферментах. [34] Это второй по распространенности переходный металл, кроме железа. Цинк также используется мозгом. В организме человека содержится от 2 до 4 граммов цинка. Фермент цинка помогает удалить углекислый газ из крови. В пшенице много цинка.

Металлический цинк в больших количествах токсичен. Он может растворяться в желудочной кислоте. Когда употребляется слишком много цинка, уровень меди и железа в организме снижается. Соединения цинка могут вызывать разъедание желудка. [35] При попадании в нос соединения цинка могут нарушить обоняние. [36]

Ионы цинка очень токсичны для рыб и многих веществ, живущих в воде. [37]

  1. Meija, J .; и другие. (2016). «Атомный вес элементов 2013 (Технический отчет IUPAC)». Чистая и прикладная химия . 88 (3): 265–91. DOI: 10.1515 / pac-2015-0305.
  2. Weast, Роберт (1984). CRC, Справочник по химии и физике . Бока-Ратон, Флорида: Издательство Chemical Rubber Company.стр. E110. ISBN 0-8493-0464-4 .
  3. Spelter , Encyclo, ISBN 0665822448 , получено 1 августа 2009 г.
  4. Zinc Metal Properties , American Galvanizers Association, 2008, извлечено 15 февраля 2009 г.
  5. Скофферн, Джон (1861), Полезные металлы и их сплавы , Хоулстон и Райт, стр. 591–603, извлечено 06 апреля 2009 г.
  6. Хайндс, Джон Иредель Диллард (1908), Неорганическая химия: с элементами физической и теоретической химии (2-е изд.), Нью-Йорк: John Wiley & Sons, стр. 506–508 .
  7. Портер, Франк К. (1994), Коррозионная стойкость цинка и цинковых сплавов , CRC Press, стр. 121, ISBN 0824792130
  8. Холлеман, Арнольд Ф .; Виберг, Эгон; Wiberg, Nils (1985), «Zink», Lehrbuch der Anorganischen Chemie (на немецком языке) (91–100 изд.), Walter de Gruyter, pp. 1034–1041, ISBN 3110075113
  9. «Цинк - обзор». химия объяснил.com. Проверено 7 ноября 2010.
  10. Brady, James E .; Humiston, Gerard E .; Хейккинен, Генри (1983), Общая химия: принципы и структура (3-е изд.), John Wiley & Sons, стр. 671, ISBN 047186739X
  11. Соавторы NNDC (2008), Алехандро А. Сонзони (менеджер базы данных) (редактор), Карта нуклидов , Аптон (Нью-Йорк): Национальный центр ядерных данных, Брукхейвенская национальная лаборатория, извлечено 13 сентября 2008 г.
  12. ↑ CRC 2006, p. 11 -70
  13. Соавторы НАСА, Наблюдения с помощью пятилетнего зонда Уилкинсона микроволновой анизотропии (WMAP): обработка данных, карты звездного неба и основные результаты (PDF), НАСА, извлечено 06 марта 2008 г.
  14. 14,0 14,1 Портер, Фрэнк К. (1991), Zinc Handbook , CRC Press, ISBN 9780824783402
  15. Gupta, C.K .; Мукерджи, Т. К. (1990), Гидрометаллургия в процессах добычи , CRC Press, стр.62, ISBN 0849368049
  16. Цинк особого качества (SHG) 99,995% (PDF), Nyrstar, 2008, получено 1 декабря 2008 г.
  17. Бодсворт, Колин (1994), Добыча и рафинирование металлов , CRC Press, стр. 148, ISBN 0849344336
  18. 18,0 18,1 «Цинк: мировая добыча полезных ископаемых (содержание цинка в концентрате) по странам» (PDF), Ежегодник полезных ископаемых 2006 г .: цинк , Вашингтон, округ Колумбия.С .: Геологическая служба США, стр. Таблица 15, февраль 2008 г., получено 2009-01-19
  19. Besenhard, Jürgen O. (1999), Справочник по материалам батарей (PDF), Wiley-VCH, ISBN 3527294694 , получено 2008-10-08
  20. Wiaux, J. -P .; Waefler, J. -P. (1995), «Переработка цинковых батарей: экономическая проблема в сфере обращения с бытовыми отходами», Journal of Power Sources , 57 : 61, DOI: 10.1016 / 0378-7753 (95) 02242-2
  21. Панагапко, Дуг (2006), Zinc , Natural Resources Canada, извлечено 12 декабря 2008 г.
  22. Боуноугхаз, М.(2003), Salhi, E .; Бензин, К .; Гали Э .; Далард Ф., «Сравнительное исследование электрохимического поведения алжирского цинка и цинка из коммерческого расходуемого анода», Journal of Materials Science , 38 : 1139, DOI: 10.1023 / A: 1022824813564
  23. Буш, Дуглас Эрл; Кассель, Ричард (2006), Орган: Энциклопедия , Рутледж, стр. 679, ISBN 9780415941747
  24. Характеристики монет , Монетный двор США, извлечено 2008-10-08
  25. Boudreaux, Kevin A, Zinc + Sulfur , Государственный университет Анджело, получено 2008-10-08
  26. Техническая информация , Счетчики цинка, 2008 г., получено 29 ноября 2008 г.
  27. Чжан, Сяогэ Грегори (1996), Коррозия и электрохимия цинка , Springer, стр.93, ISBN 0306453347
  28. Blew, Джозеф Оскар (1953), Консерванты для древесины , Министерство сельского хозяйства, Лесная служба, Лаборатория лесных продуктов
  29. Прасад А. С. (2008), «Цинк в здоровье человека: влияние цинка на иммунные клетки», Мол. Med. , 14 (5–6): 353, DOI: 10.2119 / 2008-00033.Prasad, PMC 2277319, PMID 18385818
  30. Прасад, А. С. (2003), «Дефицит цинка», British Medical Journal , 326 (7386): 409, DOI: 10.1136 / bmj.326.7386.409, PMC 1125304, PMID 12595353
  31. «Цинк и здоровье: простуда». Управление пищевых добавок, Национальные институты здравоохранения. Проверено 1 мая 2010.
  32. Ананда С., Прасад (2000), Фитцджеральд, Джеймс Т .; Бао, Бин; Beck, Frances W.J .; Чандрасекар, Пранатхарти Х., «Продолжительность симптомов и уровни цитокинов в плазме у пациентов с простудой, леченных ацетатом цинка: рандомизированное, двойное слепое, плацебо-контролируемое исследование» (PDF), Annals of Internal Medicine , 133 (4): 245
  33. ДиСильвестро, Роберт А.(2004), Справочник минералов как пищевых добавок , CRC Press, стр. 135, 155, ISBN 0849316529
  34. ↑ Хлопок 1999, стр. 625–629
  35. Bothwell, Dawn N. (2003), Mair, Eric A .; Кейбл, Бенджамин Б., «Хроническое употребление пенни на основе цинка», Pediatrics , 111 (3): 689, doi: 10.1542 / peds.111.3.689, PMID 12612262
  36. «FDA утверждает, что назальные продукты Zicam вредят обонянию». Лос-Анджелес Таймс.17 июня 2009 г. Дата обращения 17 июня 2009 г.
  37. Эйслер, Рональд (1993), «Опасность цинка для рыб, диких животных и беспозвоночных: синоптический обзор» (PDF), Contaminant Hazard Reviews , Laurel, Maryland: Department of the Internal, Fish and Wildlife Service ( 10)
.

Что такое цинк? (с иллюстрациями)

Цинк - это металлический химический элемент, который в разумных количествах встречается во всем мире. Он классифицируется как переходные металлы, наряду с никелем и ртутью. Металл используется в различных сплавах и соединениях, которые имеют широкий спектр применения, от солнцезащитного крема до изобразительного искусства. Живые организмы также полагаются на него как на ценный микроэлемент питания; многие продукты являются отличными источниками, включая семена и цельнозерновые продукты.

Оцинкованные винты устойчивы к ржавчине благодаря цинковому покрытию.

Чистый цинк - это голубовато-белый блестящий металл. Он чрезвычайно хрупкий при средней комнатной температуре, хотя при нагревании становится мягким, податливым и легко обрабатывается. При сгорании он дает от ярко-синего до зеленого пламени, и металл является реактивным, легко комбинируясь с множеством других элементов. В периодической таблице элементов цинк обозначается символом Zn, а металл имеет атомный номер 30.

Цельные зерна - хороший источник диетического цинка.

Люди использовали цинк тысячи лет; этот элемент широко использовался, в частности, в Индии. Примерно в 1500-х годах его начали импортировать в Европу, где это был дорогой и необычный металл. Предположительно, цинк был назван Парацельсом в честь немецкого zinke «зубчатый», чтобы описать его поведение в печи.К 1700-м годам нескольким европейским ученым удалось выделить элемент; Есть некоторые споры о том, кто это сделал первым, хотя многие люди отдают должное Андреасу Маргграфу.

Цинк используется в солнцезащитных кремах.

В сплавах, таких как бронза, цинк делает металл более прочным, а иногда и более легким в обработке. Он также используется в припоях и цинковании. Оксид цинка, хорошо известное соединение, является популярным ингредиентом солнцезащитного крема. Некоторые батарейки, пигменты и монеты также содержат этот металл. Людям требуется около 11 миллиграммов цинка каждый день, большая часть из которых усваивается через различные продукты.Дефицит может привести к выпадению волос, диарее и язвам, а избыток может вызвать спазмы желудка и анемию.

Избыточное количество цинка может вызвать спазмы желудка.

Чистый металлический цинк не токсичен, но при некоторых обстоятельствах следует обращаться с ним осторожно.Пары могут быть токсичными для людей, работающих с металлом, пока он нагрет, а свободные ионы могут быть очень опасными. При плавке и нагреве металлов в целом важно носить надлежащую защиту, чтобы снизить воздействие токсичных паров. Люди, которые подвергаются воздействию слишком большого количества цинка, могут испытывать трудности с приемом необходимых минералов с пищей, поскольку металл может блокировать абсорбцию. Следовательно, избыток может привести к серьезным проблемам со здоровьем, если его не устранить.

Цинк имеет атомный номер 30 и символ Zn в периодической таблице.Мясо ягненка богато цинком и некоторыми другими важными минералами. .

Преимущества, потребление, источники, дефицит и побочные эффекты

Мы включаем продукты, которые, по нашему мнению, полезны для наших читателей. Если вы покупаете по ссылкам на этой странице, мы можем получить небольшую комиссию. Вот наш процесс.

Цинк - это микроэлемент, необходимый для здоровой иммунной системы. Недостаток цинка может сделать человека более восприимчивым к болезням.

Он отвечает за ряд функций в организме человека и помогает стимулировать активность как минимум 100 различных ферментов.Для получения положительных результатов необходимо лишь небольшое количество цинка.

В настоящее время рекомендуемая суточная норма потребления цинка в Соединенных Штатах составляет 8 миллиграммов (мг) в день для женщин и 11 мг в день для мужчин.

Этот элемент естественным образом содержится во многих различных продуктах питания, но он также доступен в виде пищевой добавки.

Краткие сведения о цинке

  • Цинк - важный аспект питания.
  • Дефицит цинка может возникнуть при недостаточном потреблении с пищей или добавками.
  • Дефицит у детей может привести к задержкам роста и повышению риска инфицирования.
  • Во время беременности и кормления грудью женщинам может потребоваться дополнительный прием цинка.

Цинк жизненно важен для здоровой иммунной системы, правильного синтеза ДНК, обеспечения здорового роста в детстве и заживления ран.

Ниже приведены некоторые преимущества цинка для здоровья:

1) Цинк и регулирование иммунной функции

Согласно European Journal of Immunology , человеческий организм нуждается в цинке для активации Т-лимфоцитов (Т-лимфоцитов).

Т-клетки помогают организму двумя способами:

  1. контролируют и регулируют иммунные ответы
  2. атакуют инфицированные или раковые клетки

Дефицит цинка может серьезно нарушить функцию иммунной системы.

Согласно исследованию, опубликованному в American Journal of Clinical Nutrition , «люди с дефицитом цинка испытывают повышенную чувствительность к различным патогенам».

2) Цинк для лечения диареи

По данным Всемирной организации здравоохранения, диарея убивает удивительную 1.6 миллионов детей до 5 лет каждый год. Таблетки цинка могут помочь уменьшить диарею.

Исследование PLoS Medicine, которое «проводилось после общенациональной кампании общественного здравоохранения по увеличению использования цинка при детской диарее в Бангладеш», подтвердило, что 10-дневный курс приема таблеток цинка эффективен при лечении диареи, а также помогает предотвратить будущие приступы. состояние.

3) Влияние цинка на обучение и память

Исследования, проведенные в Университете Торонто и опубликованные в журнале Neuron , показали, что цинк играет решающую роль в регулировании того, как нейроны взаимодействуют друг с другом, влияя на то, как формируются воспоминания и как мы учим.

4) Цинк для лечения простуды

В исследовании, опубликованном в журнале Open Respiratory Medicine Journal , было обнаружено, что таблетки цинка сокращают продолжительность эпизодов простуды на 40 процентов.

Кроме того, в обзоре Cochrane сделан вывод о том, что «прием цинка (леденцов или сиропа) полезен для уменьшения продолжительности и тяжести простуды у здоровых людей, если принимать его в течение 24 часов с момента появления симптомов».

5) Роль цинка в заживлении ран

Цинк играет роль в поддержании целостности и структуры кожи.У пациентов с хроническими ранами или язвами часто наблюдается недостаточный метаболизм цинка и более низкий уровень цинка в сыворотке крови. Цинк часто используется в кремах для кожи для лечения опрелостей или других раздражений кожи.

Шведское исследование, в котором анализировалось влияние цинка на заживление ран, пришло к выводу, что «местный цинк может стимулировать заживление язв на ногах, усиливая реэпителизацию, уменьшая воспаление и рост бактерий. Нанесение цинка на раны не только устраняет местный дефицит цинка, но и действует фармакологически.”

Однако исследования не показали однозначно, что использование сульфата цинка у пациентов с хроническими ранами или язвами эффективно для улучшения скорости заживления.

6) Цинк и снижение риска возрастных хронических заболеваний

Исследование, проведенное исследователями из Университета штата Орегон, показало, что улучшение статуса цинка с помощью диеты и пищевых добавок может снизить риск воспалительных заболеваний. Уже несколько десятилетий известно, что цинк играет важную роль в иммунной функции.Дефицит был связан с усилением воспаления при хронических заболеваниях и запуском новых воспалительных процессов.

8) Цинк для предотвращения возрастной дегенерации желтого пятна (AMD)

Цинк предотвращает повреждение клеток сетчатки, что помогает замедлить прогрессирование AMD и потери зрения, согласно исследованию, опубликованному в Archives of Ophthalmology .

9) Цинк и фертильность

Несколько исследований и испытаний связали плохой статус цинка с низким качеством спермы.Например, одно исследование в Нидерландах показало, что у субъектов было больше сперматозоидов после приема сульфата цинка и фолиевой кислоты. В другом исследовании ученые пришли к выводу, что недостаточное потребление цинка может быть фактором риска низкого качества спермы и мужского бесплодия.

10) Другие возможные преимущества цинка

Цинк также может быть эффективным для лечения:

Адекватное потребление цинка особенно важно для детей, потому что даже легкий дефицит цинка может препятствовать росту, увеличивать риск инфекции и повышать риск диареи и респираторная инфекция.

Рекомендуемая доза для детей в возрасте 1-8 лет колеблется в пределах 3-5 миллиграммов, увеличиваясь по мере взросления ребенка.

Мужчинам 9-13 лет требуется 8 миллиграммов цинка в день. После 14 лет потребность увеличивается до 11 миллиграммов в день, необходимых для всех взрослых мужчин. Для женщин старше 8 лет потребность остается стабильной на уровне 8 миллиграммов в день, за исключением возраста 14-18 лет, где рекомендация увеличивается до 9 миллиграммов в день.

У беременных и кормящих женщин повышенная потребность в цинке составляет 11-13 миллиграммов в день, в зависимости от возраста.

Лучшие источники цинка - это бобы, мясо животных, орехи, рыба и другие морепродукты, цельнозерновые злаки и молочные продукты. Цинк также добавляют в некоторые сухие завтраки и другие обогащенные продукты.

Вегетарианцам может потребоваться на 50 процентов больше рекомендуемого потребления цинка из-за низкой биодоступности цинка из растительных продуктов.

Продукты с самым высоким содержанием цинка:

  • сырые устрицы (Тихоокеанский регион), 3 унции: 14,1 миллиграмма
  • говядина, нежирное жаркое из чака, тушеное, 3 унции: 7.0 миллиграммов
  • запеченные бобы, консервированные, ½ стакана: 6,9 миллиграмма
  • краб, король Аляски, приготовленные, 3 унции: 6,5 миллиграммов
  • говяжий фарш, нежирный, 3 унции: 5,3 миллиграмма
  • омар, приготовленный, 3 унции: 3,4 миллиграммы
  • свиная корейка, нежирная, приготовленная, 3 унции: 2,9 миллиграмма
  • дикий рис, приготовленный, ½ стакана: 2,2 миллиграмма
  • горох, зеленый, приготовленный, 1 чашка: 1,2 миллиграмма
  • йогурт, простой, 8 унций: 1,3 миллиграммы
  • орехов пекан, 1 унция: 1.3 миллиграмма
  • арахиса, обжаренного в сухом виде, 1 унция: 0,9 миллиграмма

Добавки цинка также доступны в форме капсул и таблеток. Однако допустимый верхний предел цинка составляет 40 миллиграммов для мужчин и женщин старше 18 лет.

Неоднократно было доказано, что выделение определенных питательных веществ в форме добавок не принесет такой же пользы для здоровья, как употребление питательных веществ из цельных продуктов. Сначала сосредоточьтесь на получении суточной потребности в цинке из продуктов, а затем при необходимости используйте добавки в качестве резерва.Добавки цинка можно купить во многих магазинах здорового питания и в Интернете.

Обычно дефицит цинка возникает из-за недостаточного питания. Однако это также может быть связано с мальабсорбцией и хроническими заболеваниями, такими как диабет, злокачественные новообразования (рак), заболевание печени и серповидноклеточная анемия.

Признаки дефицита цинка включают:

  • потеря аппетита
  • анемия
  • медленное заживление ран
  • кожные заболевания, такие как акне или экзема
  • ненормальный вкус и запах
  • подавленный рост
  • изменение когнитивных функций
  • депрессия (дополнительные исследования необходимо)
  • диарея
  • выпадение волос

Дефицит цинка во время беременности может увеличить шансы на тяжелые или продолжительные роды.

Цинк имеет много преимуществ для здоровья, но чрезмерное потребление цинка может быть вредным. Побочные эффекты чрезмерно высокого потребления цинка могут включать:

  • тошноту
  • рвоту
  • потеря аппетита
  • боли в животе
  • головные боли
  • диарея

Избыток цинка может подавлять всасывание меди, согласно исследованию, опубликованному в Biological Исследование микроэлементов .

Есть также некоторые свидетельства того, что повышенный уровень цинка в организме может играть роль в развитии камней в почках.Исследования этого и других преимуществ цинка для здоровья проводятся в настоящее время, но на протяжении десятилетий мы знали, что цинк важен для хорошего здоровья.

.

Все, что вам нужно знать

Оглядываясь назад на историю горных работ и на современные технологии, можно сказать, что в способах добычи полезных ископаемых произошло много достижений. Сверхмощное, надежное и компактное горнодобывающее оборудование повысило рентабельность и эффективность нашей добычи. В результате горнодобывающая промышленность смогла сократить количество отходов, а также количество опасных химикатов.

История добычи цинка относительно коротка по сравнению с добычей олова.В 18 веке было обнаружено, что сфалерит или сульфид цинка можно выплавлять в латунь, что привело к появлению первых запатентованных технологий. С тех пор цинковая промышленность перешла на нынешний процесс добычи цинка и методы производства, используемые сегодня.

Основы добычи и обработки цинка

От покрытий до смесей, цинк используется во многих сферах нашей жизни. Используется ли цинк дома или в промышленности, он остается важным материалом.В рамках нижеприведенных тем есть еще много конкретных способов, которыми цинк является частью нашей работы и нашей жизни.

Для чего используется цинк?

  • Антикоррозийное покрытие для стали, латуни и других металлов
  • Строительные материалы
  • Прецизионные детали для литья под давлением
  • Изготовление латуни
  • Косметика и фармацевтика
  • Микроэлементы для людей, растений и животных
  • Свойства полупроводников

Цинк находится в:

  • Порошки
  • Металлические покрытия
  • Макияж
  • Средства по уходу за кожей
  • Лекарства
  • Пигменты

Где находится цинк?

Хотя крупнейшим цинковым рудником является рудник Ред Дог, расположенный на Аляске, цинковые рудники существуют в 50 странах мира.Среди этих более чем 50 стран крупнейшими производителями цинка в мире являются Канада, Австралия, Китай, Перу и США. Несколько цинковых рудников в Канаде, Австралии, Ирландии и Намибии закроются в течение этого десятилетия из-за истощения запасов. Обычно обнаруживается, что основные типы месторождений цинковой руды находятся в осадочных породах, в вулканах, связаны с интрузиями, типа битой руды или типа долины Миссисипи.

Процесс добычи цинка

Процесс добычи цинка ведется в основном под землей, при этом более 80 процентов всего цинка добывается под поверхностью Земли.Восемь процентов цинка добывается на карьерах, а оставшиеся 12 процентов добываются обоими методами. После извлечения из земли концентрат обжигается при температуре 950 градусов по Цельсию, вызывая окисление цинка, серы и железа. После восстановления оксидов цинка и железа до порошкообразного состояния и выщелачивания разбавленной серной кислотой раствор нейтрализуют и загрязняющие вещества удаляются фильтрованием. В литейном производстве цинк принимает окончательную форму.

Узнайте больше о том, как General Kinematics улучшает добычу цинка и других полезных ископаемых с помощью своего горнодобывающего оборудования.

.

Смотрите также

 
 
© 2020 Спортивный клуб "Канку". Все права защищены.