Цинк
Матеріал з Вікіпедії — вільної енциклопедії.
Цинк - хімічний елемент з атомним номером 30, в'язкий голубовато-сірий метал.
Зміст |
[ред.] Історія
Хоча людство використовувало латунь - сплав міді з цинком дуже давно, виділення цинку, як окремого елемента відбулося порівняно пізно. Древні римляни отримували латунь, нагріваючи каламін із деревним вугіллям та міддю.
[ред.] Походження назви
Вважається, що назву цинку дав Парацельс, мабуть, як похідну від слова нім. Zinke - зубчастий. За іншою версією слово цинк могло бути похідною від перського سنگ (сенг), що означає «камінь».
[ред.] Отримання
У світі щорічно виробляється 10 мільйонів тон цинку. Це четвертий за об'ємом використання метал після заліза, алюмінію та міді. Здебільшого сировиною служать сірчані руди, в яких сфалерит змішаний із сульфідами інших металів.
Цинк у природі як самородний метал не зустрічається. Цинк добувають з поліметалічних руд, що містять 1-4% Zn у вигляді сульфіду, а також Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi. Руди збагачують селективної флотацією, отримуючи цинкові концентрати (50-60% Zn) і одночасно свинцеві, мідні, а іноді також піритні концентрати. Цинкові концентрати обпалюють в печах в киплячому шарі, переводячи сульфід цинку в оксид ZnO; при цьому утворюється сірчистий газ SO2 витрачається на виробництво сірчаної кислоти. Від ZnO до Zn йдуть двома шляхами. За пірометалургійним (дистиляційним) способом, який існує здавна, обпалений концентрат піддають спіканню для збільшення зернистості і газопроникності, а потім відновлюють вугіллям або коксом при 1200-1300° С: ZnO + С = Zn + CO. Утворені при цьому пари металу конденсують і розливають у форми. Спочатку відновлення проводили тільки в ретортах з обпаленої глини, що обслуговуються вручну, пізніше стали застосовувати вертикальні механізовані реторти з карборунду, потім - шахтні і дугові електропечі; з свинцево-цинкових концентратів цинк одержують в шахтних печах з дуттям. Продуктивність поступово підвищувалася, але цинк містив до 3% домішок, в тому числі і цінний кадмій. Дистилляційно цинк очищають ліквацією (тобто відстоюванням рідкого металу від заліза і частини свинцю при 500° C), досягаючи чистоти 98,7%. Застосовують іноді більш складне і дороге очищення - ректифікацію, вона дає метал чистотою 99,995% і дозволяє витягувати з цинку кадмій.
Основний спосіб отримання цинку - електролітичний (гідрометалургійний). Обпалені концентрати обробляють сірчаною кислотою; сульфатний розчин що отримали очищають від домішок осадженням їх цинковим пилом і піддають електролізу у ваннах, щільно викладених всередині свинцем або вініпластом. Цинк осідає на алюмінієвих катодах, з яких його щодоби видаляють (здирають) і плавлять в індукційних печах. Зазвичай чистота електролітного цинку 99,95%, повнота вилучення його з концентрату (з урахуванням переробки відходів) 93-94%. З відходів виробництва отримують цинковий купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag, іноді також In, Ga, Ge, Tl.
[ред.] Застосування
Цинк використовують як антикорозійний матеріал, ним покривають вироби з заліза і сталі, а також як конструкціонний матеріал для цинкографії анодів, використаних в електролізерах і в гальванічних елементах.
Використовується також латунь - сплав цинку з міддю.
[ред.] Біологічна роль
Цинк впливає на активність тропних гормонів гіпофізу, бере участь в реалізації біологічних функцій інсуліну, нормалізуючи жировий обмін. Цинк приймає участь в кровотворенні, а також необхідний для нормального функціонування гіпофіза, підшлункової залози, сім'яних міхурів. Сполуки цинку використовують в медицині в якості лікарських засобів.
[ред.] Негативний вплив
Надлишок цинку в організмі може призвести до загальної інтоксикації та мутацій ДНК.
