Rozpuścić chlorek cynku w wodzie. Chlorek cynku: skład i masa molowa. Masa molowa pierwiastków i związków
Chlorek cynku (chlorek cynku, dichlorek cynku, kwas lutowniczy)– związek chemiczny cynku z chlorem.
Charakterystyka fizykochemiczna.
Formuła ZnCl 2. Biały proszek. Gęstość 2,91 g/cm3. Temperatura topnienia - 318°C. Roztopiony preparat stanowi przezroczystą masę porcelanową. Temperatura wrzenia 732°C. W temperaturze 650-700°C tworzy się gęsty, biały dym sublimującego ZnCl2. Jest to powietrze niezwykle higroskopijne, wilgotne powietrze przepuszczane przez ZnCl 2 zawiera jedynie 0,98 mg/l H 2 O. W zakresie temperatur 12,5 26°C może występować w postaci hydratu ZnCl 2 × 1,5 H 2 O o temperaturze topnienia 26°C, który jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, etanolu, glicerynie.
| Rozpuszczalnik | Temperatura, °C | Rozpuszczalność, g/100g rozpuszczalnika |
| Etanol | 12,5 | 100 |
| Dwutlenek siarki | 0 | 0,160 |
| Glicerol | 15,3 | 49,9 |
| Płynny amoniak | Nierozpuszczalny | |
| Eter dietylowy | Dobrze rozpuszczalny | |
| Pirydyna | 0 | 1,6 |
| 20 | 2,6 | |
| 105 | 19,4 | |
| Aceton | 18 | 43,5 |
| Woda | 0 | 208 |
| 10 | 272 | |
| 20 | 367 | |
| 25 | 408 | |
| 30 | 435 | |
| 40 | 453 | |
| 50 | 471 | |
| 60 | 495 | |
| 80 | 549 | |
| 100 | 614 |
Aplikacja.
Stosuje się chlorek cynku (chlorek cynku):
- jako środek suszący;
- w ochronie przeciwpożarowej dla ochrony przeciwpożarowej (pianki ognioodporne, impregnacja tektury i tkanin);
- do antyseptycznej impregnacji drewna, podkładów;
- w produkcji włókien;
- w przemyśle chemicznym do produkcji waniliny i cyjanku cynku;
- w procesach technologicznych do produkcji barwników i barwienia bawełny;
- w przemyśle naftowym podczas rafinacji ropy naftowej;
- w metalurgii przy produkcji metali takich jak aluminium, w procesach lutowania, przy przygotowaniu wyrobów metalowych do cynkowania i chromowania;
- w bateriach galwanicznych i do innych celów.
Węgiel aktywny to produkt obróbki cieplnej surowców zawierających węgiel (drewno, torf, węgiel), który posiada porowatą strukturę i dzięki temu dużą powierzchnię właściwą. Służy do oczyszczania gazów i cieczy z zanieczyszczeń.
Zastosowanie chlorku cynku w technologii produkcji węgla aktywnego pozwala na otrzymanie węgla aktywnego o wysokich parametrach technicznych.
Na przykład, w przypadku węgla aktywnego z trocin brzozowych, obróbka chlorkiem cynku umożliwia 20-krotne zwiększenie powierzchni właściwej z 50 m 2 /g do 1000 m 2 /g w porównaniu z nieobrobionym węglem aktywnym.
Technologia produkcji węgla aktywnego z chlorku cynku z trocin brzozowych o wielkości 5 mm realizowana jest w trzech etapach.
1. Najpierw materiał wyjściowy impregnuje się wodnym roztworem chlorku cynku (0,5 kg chlorku cynku na 1 kg trocin). Następnie suszenie przeprowadza się przez 50-70 godzin w temperaturze 102-105 ° C. Suszenie prowadzi się do momentu, aż masa materiału przestanie spadać.
2. Obróbkę cieplną (karbonizację) przeprowadza się w reaktorze z przepływem poziomym, w przepływie argonu, w temperaturze 25–800 °C, z szybkością ogrzewania 10 °C/min i utrzymując temperaturę końcową przez 30 minut. z reaktorem z przepływem poziomym w przepływie argonu
3. Płukać produkty wodą przez 1,5 godziny w temperaturze 60 stopni C do uzyskania neutralnego środowiska.
Ten produkt ma wielkość porów 0,5-3 mikronów i włóknistą teksturę. Powierzchnia właściwa 1000 m 2 /g.
W przemyśle stoczniowym zamiast powłok kadmowych stosuje się elektrolityczne powłoki cynkowo-kobaltowe. Powłoki te są wysoce odporne na korozję w środowisku morskim, ale w przeciwieństwie do powłok kadmowych są tańsze i mniej toksyczne.
Powłokę cynkowo-kobaltową nałożono stosując elektrolit o składzie (g/l):
Chlorek cynku (w przeliczeniu na metal) 30-40;
Chlorek kobaltu (II) (w przeliczeniu na metal) 10–20;
Chlorek amonu 20-260;
Kwas borowy 20-30;
Klej kostny 2-3.
Przygotowanie elektrolitu do osadzania galwanicznego stopu cynku i kobaltu w celu zastąpienia toksycznego elektrolitu do platerowania kadmem przeprowadza się w następujący sposób:
1) Obliczoną ilość chlorku amonu rozpuszcza się i roztwór wprowadza do kąpieli galwanicznej;
2) Obliczoną ilość chlorku cynku rozpuścić w osobnym naczyniu i dodać do roztworu chlorku amonu;
3) Rozpuścić chlorek kobaltu i dodać go do roztworu chlorku amonu;
4) Obliczoną ilość kwasu borowego wprowadza się do elektrolitu, który najpierw rozpuszcza się w gorącej wodzie.
Elektrolit należy przechowywać przez 24 godziny, aby utworzyły się kompleksy cynku i kobaltu. Elektrolit jest filtrowany, pH elektrolitu doprowadzane do wymaganej wartości i przetwarzane przy gęstości prądu 0,5-0,7 A/dm 2 przez 2-3 godziny. Następnie wprowadza się dodatek TsKN-3 lub klej. Klej należy najpierw namoczyć w ciepłej wodzie (t=40-45°C). Po wprowadzeniu kleju lub dodatku elektrolit należy pracować w trybie pracy przez 1 godzinę, aż do uzyskania powłoki o wymaganej jakości.
Elektrolit dobiera się na podstawie danych analizy chemicznej cynku i kobaltu. Do elektrolitu wprowadza się złożoną sól cynku i kobaltu. Dodatek kleju lub TsKN-3 przeprowadza się zgodnie z wyglądem powłoki. pH elektrolitu reguluje się dodając wodorotlenek amonu lub kwas solny (1:2).
Produkcja próbek laboratoryjnych powłoki cynkowo-kobaltowej:
1) Próbkę do powlekania odtłuszcza się w środowisku zasadowym;
2) Przemycie próbki w wodzie destylowanej w temperaturze 298K;
3) Próbkę trawi się w roztworze kwasu, którego skład zależy od materiału bazowego. W przypadku próbki miedzi trawienie przeprowadza się w mieszaninie kwasu azotowego i solnego. W przypadku podłoża stalowego trawienie przeprowadza się w kwasie solnym;
4) Przemycie próbki w wodzie destylowanej w temperaturze 298K.
Nasycony roztwór chlorku cynku stosuje się jako topnik podczas lutowania miękkimi lutami o niskiej zawartości cyny POS-18, POS-30 itp. Topnik ten stosuje się w przypadkach, gdy korozyjne działanie pozostałości topnika nie jest istotne i nie jest wymagana specjalna wytrzymałość wymagane od lutu. W ten sposób lutowane są produkty wykonane z cynku, żelaza ocynkowanego, żelaza, mosiądzu i miedzi.
Chlorek cynku jest częścią pastowatego topnika do lutowania stali nierdzewnej. Strumień ten wytwarza się w następujący sposób. Krystaliczny tetraboran sodu i kwas borowy miesza się w równych ilościach. Następnie mieszaninę proszkową dodaje się do nasyconego wodnego roztworu chlorku cynku, aż do uzyskania konsystencji pasty.
Ponadto chlorek cynku stosuje się razem z chlorkiem amonu jako topnik przy topieniu i zalewaniu łożysk ślizgowych na bazie stopów kadmu.
Drewno jest materiałem mało odpornym na gnicie (infekcję zarodnikami grzybów rozkładających drewno).
Do obsługi wyrobów drewnianych w pobliżu źródeł infekcji grzybiczych (temperatura od +2 do +45°C, wilgotność powyżej 25%) drewno impregnuje się środkiem antyseptycznym – nasyconym roztworem chlorku cynku. Na przykład średni czas trwania usług kolejowych podkłady impregnowane chlorkiem cynku to: sosna – 15 lat; świerk, buk - 10 lat; dąb - 18 lat. Impregnację przeprowadza się pod ciśnieniem lub w otwartych kąpielach poprzez zanurzenie.
Paragon.
Chlorek cynku otrzymuje się przez rozpuszczenie cynku lub jego tlenku w kwasie solnym, a następnie odparowanie roztworów lub przez ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru.
Chlorek cynku jest również nazywany chlorkiem cynku i dichlorkiem cynku. Ten odczynnik chemiczny ma dość szeroki zakres zastosowań. Chlorek cynku (ZnCl 2) to białe kryształy lub płatki, czasem z żółtawym odcieniem, zdolne do pochłaniania pary wodnej z otoczenia.
Główna charakterystyka
Całkowicie bezwonny.
- Rozpuszczalność, która zmienia się w zależności od temperatury wody. Przykładowo w temperaturze 25°C w 100 g wody można rozpuścić 432 g chlorku cynku, a w temperaturze 100°C już 614 g. Związek ma średnio 80% rozpuszczalności w wodzie. Oprócz wody dobrymi rozpuszczalnikami chlorku cynku są aceton, alkohol etylowy, eter i gliceryna.
- Niepalny.
- Działa toksycznie w przypadku wdychania, w przypadku kontaktu ze skórą i błonami śluzowymi powoduje oparzenia chemiczne, dlatego należy pracować z tą substancją przy użyciu środków ochrony osobistej.
Produkcja
Przemysłowa produkcja chlorku cynku odbywa się na dwa sposoby. Podczas pierwszego cynk rozpuszcza się w kwasie solnym. Ponadto do tej metody nadają się zarówno czysty cynk i jego tlenki, jak i nawet surowce wtórne zawierające cynk. Po rozpuszczeniu roztwór odparowuje się.
Druga metoda polega na zastosowaniu cynku w postaci płynnej lub (rzadziej) granulowanej. Do cynku dodawany jest chlor, jednocześnie podgrzewając cynk do temperatury 420°C.
Oczyszczanie chlorku cynku odbywa się poprzez sublimację, normy produkcyjne są określone w GOST 7345-78 i 4529-78.
Przechowywanie i transport
Miejsce przechowywania musi być suche i dobrze wentylowane. Należy koniecznie wykluczyć możliwość rozsypania się i rozsypania preparatu (jeżeli transportowany jest w postaci roztworu), do tego celu zaleca się stosowanie szczelnych pojemników. Średni okres trwałości wynosi od 2 miesięcy do sześciu miesięcy.
Dwuchlorek cynku przewożony jest zgodnie z zasadami przewozu ładunków obowiązującymi dla tego rodzaju transportu. Na czas transportu odczynnik musi być hermetycznie zapakowany, a pojemnik oznakowany zgodnie z GOST 19433-88.
ZnCl2 jest zwykle transportowany i przechowywany w szczelnych zbiornikach lub beczkach.
Aplikacja
Chlorek cynku ma szerokie zastosowanie w zupełnie innych gałęziach przemysłu. Najczęstsze obszary jego zastosowania:
- W stomatologii do produkcji cementów.
- Do drukowania wzorów na perkalu, przy produkcji barwników, w tym do tkanin bawełnianych, w przemyśle lekkim.
- Do produkcji impregnatów ogniotrwałych różnych materiałów. 
- Do rafinacji ropy naftowej.
- Jako osuszacz.
- W przemyśle węglowym - do prowadzenia badań frakcyjnych próbek węgla.
- W obróbce drewna do antyseptycznej impregnacji drewna.
- W metalurgii do rafinacji wytopów, do oczyszczania metali z warstwy tlenkowej.
- W produkcji baterii.
- Aby poprawić jakość lutowania. Jest to jeden z głównych obszarów zastosowań tego odczynnika, dlatego jego wodny roztwór jest powszechnie nazywany „kwasem lutowniczym”.
Chlorek cynku (chlorek cynku, dichlorek cynku), oznaczony wzorem ZnCl 2 i jest związkiem dwóch pierwiastków chemicznych - cynku i chloru. Jest bezbarwną, silnie higroskopijną, krystaliczną substancją o właściwościach żrących. Chlorek cynku jest rozpuszczalny w eterze, etanolu, glicerynie i acetonie. Stężone wodne roztwory chlorku cynku rozpuszczają skrobię, jedwab i celulozę, dlatego takim płynem jest średnio mocny kwas Lewisa. Kwas Lewisa to dowolny związek, który może przyjąć parę elektronów na niewypełniony orbital. Innymi słowy, kwas Lewisa jest akceptorem pary elektronów.
Chlorek cynku jest białą, krystaliczną substancją o gęstości 2,91 g/cm3 i temperaturze topnienia 322°C. Produkt jest dobrze rozpuszczalny w wodzie, średnia rozpuszczalność związku wynosi 80%. I tak 368 g chlorku cynku rozpuszcza się w 100 g wody o temperaturze 20° C i 614 g w temperaturze 100° C. Kiedy chlorek cynku rozpuszcza się w wodzie, roztwór nagrzewa się w wyniku chemicznego oddziaływania substancji z rozpuszczalnikiem. Roztwory dichlorku cynku są kwaśne, pH roztworów zwykle waha się od 1,5 do 3,5.
Chlorek cynku zawsze zawiera pewną ilość wody, ponieważ... jest higroskopijny. Dzięki dobrej rozpuszczalności substancja ta może całkowicie rozpuścić się w higroskopijnej wodzie i tworzyć lepkie, gęste roztwory o dużej gęstości. Zazwyczaj skład roztworu chlorku cynku należy skorygować po określeniu jego gęstości za pomocą areometru (urządzenia do pomiaru gęstości cieczy i ciał stałych).
Chlorek cynku ma właściwości chemiczne charakterystyczne dla rozpuszczalnych soli cynku. Można go otrzymać poprzez rozpuszczenie cynku lub jego tlenku w kwasie solnym, ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru lub wyparcie innych metali z ich związków (chlorków) cynkiem.
Przemysłową metodą produkcji jest rozpuszczanie cynku i jego związków w kwasie solnym. Do tej metody nadają się zarówno czysty cynk i jego tlenki, jak i nawet surowce wtórne zawierające cynk. Następnie powstały roztwór odparowuje się, ponieważ produktem końcowym oprócz chlorku cynku będzie woda lub lotne gazy. Drugą przemysłową metodą wytwarzania ZnCl 2 jest ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru. W tym celu granulowany cynk topi się w temperaturze 419,6°C (temperatura topnienia cynku).
W laboratoriach dichlorek cynku można otrzymać przez działanie czystego cynku na roztwory chlorków niektórych metali. Metale znajdujące się na prawo od cynku w elektrochemicznym szeregu napięć zostaną przez niego wyparte ze związków. Najpopularniejszymi metalami zawartymi w odczynnikach są miedź, żelazo, rtęć i srebro. Inną metodą otrzymywania chlorku cynku w laboratoriach jest działanie chlorków metali lub kwasu solnego na związki cynku.
Oczyszczanie chlorku cynku następuje poprzez sublimację (przejście substancji ze stanu stałego w stan gazowy bez pozostawania w stanie ciekłym) w temperaturze 600°C - 700°C w strumieniu chloru.
Techniczny chlorek cynku dostarczany jest w opakowaniach przemysłowych:
- ładunek jest przewożony transportem kolejowym, drogowym i morskim w zamkniętych przedziałach;
- transportowany w zapieczętowanym oryginalnym opakowaniu;
- podczas transportu należy zapewnić bezpieczeństwo i integralność opakowania oraz nie dopuszczać do kontaktu chlorku cynku ze środowiskiem zewnętrznym;
- konieczne jest przechowywanie produktu w zamkniętych magazynach, w oryginalnych, zapieczętowanych opakowaniach;
- podczas przechowywania i stosowania należy zapewnić wymagane środki bezpieczeństwa produktu i nie dopuścić do jego rozlania;
- Zaleca się przechowywanie chlorku cynku oddzielnie od żywności.
Z zastrzeżeniem warunków transportu i przechowywania w nieotwartym, oryginalnym opakowaniu, gwarantowany okres przydatności chlorku cynku wynosi 12 miesięcy.
Chlorek cynku jest użyteczną substancją szeroko stosowaną w przemyśle. Jego zastosowanie opiera się na jego specyficznych właściwościach chemicznych jako środka suszącego i zmniejszającego palność.
Najczęstsze obszary zastosowania chlorku cynku:
- w produkcji środków uniepalniających, takich jak pianka ognioodporna, impregnacja tkanin i tektury;
- w przemyśle naftowym za zabijanie szybów naftowych;
- jako antyseptyczna impregnacja podkładów drewnianych i kolejowych;
- w przemyśle chemicznym przy produkcji cyjanku cynku;
- w procesach technologicznych do produkcji barwników;
- w hutnictwie przy produkcji aluminium oraz w procesach lutowania osłon stalowych lub miedzianych, ekranów, także jako topnik do czyszczenia metali przed lutowaniem;
- stosowany do przygotowania elektrolitu do ogniw suchych i kąpieli galwanicznych w galwanizacji;
- w przemyśle tekstylnym jako utrwalacz farb przy barwieniu tkanin;
- w górnictwie węgla kamiennego przy badaniu próbek węgla pod kątem składu frakcyjnego;
- jako katalizator w syntezie organicznej do alkilowania, acylowania Friedela-Craftsa;
- podczas cynkowania ogniowego (cynkowanie w stopionym cynku).
Chlorek cynku jest związkiem chemicznym dwóch pierwiastków – chloru i cynku – i jest oznaczony wzorem ZnCl2. Substancja ta to białe kryształy.
Chlorek cynku dość łatwo rozpuszcza się w wodzie - w temperaturze pokojowej jego rozpuszczalność wynosi 80%. Chlorek topi się w temperaturze 322°C i wrze w temperaturze 722°C.
Chlorek cynku otrzymuje się na dwa sposoby. Pierwsza opcja: cynk lub jego tlenek rozpuszcza się w kwasie solnym, po czym roztwory odparowuje się z powstałej mieszaniny. Opcja druga: cynk (w stanie ciekłym) podgrzewa się w strumieniu chloru.
Hydroliza chlorku cynku zachodzi kationowo i ma następujący wzór: ZnCl2 + H2O = ZnOHCl + HCl. Powstały roztwór jest kwaśny.
Produkowany przemysłowo chlorek cynku jest dostępny w dwóch postaciach: stałej i płynnej. W postaci stałej substancja powinna mieć wygląd białych płatków, dopuszczalne jest nieznaczne zabarwienie dowolnego koloru. W postaci roztworu chlorek powinien być bezbarwny lub mieć lekko żółtawy odcień. Roztwór może być lekko mętny.
W postaci stałej chlorek nie powinien być mniejszy niż 97,7%, w roztworze - 50%. Chlorek cynku nie jest palny.
Substancja jest bardzo niebezpieczna dla środowiska i ludzi: posiada stopień toksyczności 2. Substancja w kontakcie ze skórą i błonami śluzowymi człowieka lub zwierzęcia powoduje podrażnienie, przy dłuższym kontakcie ze skórą powoduje oparzenia i żrowanie tkanek. Powstałe w ten sposób rany są bardzo trudne do zagojenia.
Niebezpieczeństwo istnieje również w przypadku przedostania się substancji do dróg oddechowych. W małych dawkach powoduje ból nosogardzieli i gardła oraz suchy kaszel. Wdychanie dużych ilości chlorku może powodować duszność i tzw. świszczący oddech.
Jeśli substancja przedostanie się do błony śluzowej oka, ofiara odczuwa dość silny ból kłujący. Jeśli oczy nie zostaną natychmiast umyte, może wystąpić całkowita lub częściowa ślepota.
Ze względu na toksyczność chlorku cynku należy zachować szczególną ostrożność podczas jego transportu i stosowania. Krystaliczny chlorek cynku pakowany jest w worki lub bębny, a roztwór transportowany jest w stalowych beczkach lub specjalnych zbiornikach.
Transport substancji odbywa się zarówno koleją, jak i transportem drogowym, a substancja jest przewożona wyłącznie w krytych przedziałach, a osoba odpowiedzialna jest zobowiązana do monitorowania integralności opakowania podczas transportu.
Podczas pracy z chlorkiem cynku pracownicy mają obowiązek nosić odzież ochronną, gumowane rękawice i maski oddechowe odpowiadające stężeniu substancji w powietrzu.
W żadnym wypadku nie należy dopuścić do przedostania się chlorku cynku do zbiorników wodnych lub systemów kanalizacyjnych.
Chlorek cynku stosowany jest w wielu obszarach produkcji. Służy do impregnacji elementów drewnianych w celu ich dezynfekcji (np. podkładów drewnianych). Substancja ta bierze udział w produkcji błonnika, wielu barwników, wielu cementów dentystycznych, bawełny, cyjanku cynku, aluminium, a nawet waniliny. Ponadto chlorek cynku służy do czyszczenia powierzchni metalowych przed malowaniem, lutowaniem i chromowaniem. Substancja ta odgrywa również znaczącą rolę w rafinacji ropy naftowej, analizie próbek węgla i produkcji akumulatorów galwanicznych.
Chlorek cynku stosowany jest również do barwienia perkalu, produkcji włókien wiskozowych oraz jako elektrolit do cynkowania. Możliwe jest zastosowanie substancji w medycynie - jako leku, który przestaje gnić; w ogrodnictwie – jako mikronawóz.
Dodatkowo chlorek cynku, ze względu na znakomitą zdolność do łapczywego wchłaniania wilgoci z powietrza, stosowany jest jako środek osuszający. Jest niezastąpiony także w straży pożarnej, gdyż zajmuje się produkcją pianek ognioodpornych oraz impregnacją tkanin i tektury.
ADNOTACJA
W artykule przedstawiono informacje na temat znaczenia związków cynku, w szczególności chlorku cynku, a także omówiono niektóre jego właściwości i technologie wytwarzania.
Szczegółowo opisano metody wytwarzania chlorku cynku i ich badania w warunkach laboratoryjnych. Wprowadzając granulki czystego cynku i płytki do roztworów chlorków żelaza, miedzi i rtęci, otrzymano roztwory chlorku cynku.
Krystaliczny chlorek cynku otrzymuje się przez działanie kwasu solnego na wodorotlenek cynku, a następnie odparowanie roztworu. W wyniku działania chlorku baru na siarczan cynku i późniejszego oddzielenia siarczanu baru otrzymuje się roztwór chlorku cynku, a następnie krystaliczny chlorek cynku.
Rozważono przemysłowe metody wytwarzania chlorku cynku z prażonej rudy poprzez rozpuszczenie w kwasie solnym, ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru i ługowanie placków cynkowych – odpadu z przetwarzania koncentratu cynku – roztworami kwasu siarkowego. Podano wymagania dotyczące chlorku cynku.
Wyciągnięto wniosek o możliwości zorganizowania produkcji chlorku cynku, ponieważ republika ma na to wszelkie możliwości.
ABSTRAKCYJNY
Przedstawiono informacje o znaczeniu związków cynku, w szczególności chlorku cynku; W artykule omówiono niektóre jego właściwości i technologie wytwarzania.
Szczegółowo opisano metody otrzymywania chlorku cynku i ich aprobatę w warunkach laboratoryjnych. Roztwory chlorku cynku otrzymuje się poprzez wprowadzenie granulatu czystego cynku i płytek do roztworów chlorków żelaza, miedzi i rtęci.
Krystaliczny chlorek cynku otrzymano przez działanie kwasu solnego na wodorotlenek cynku, a następnie odparowanie roztworu. Roztwór chlorku cynku, a następnie krystaliczny chlorek cynku otrzymuje się przez działanie chlorku baru na siarczan cynku i późniejsze oddzielenie siarczanu baru.
Przemysłowe metody produkcji chlorku cynku z rudy kalcynowanej poprzez rozpuszczenie w kwasie solnym, ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru, przez ługowanie placków cynkowych - rozważa się odpady z przerobu koncentratu cynku roztworami kwasu siarkowego. Podano wymagania dotyczące chlorku cynku.
Wyciąga się wniosek o możliwości zorganizowania produkcji chlorku cynku, ponieważ kraj ma wszystkie możliwości.
Słowa kluczowe: chlorek cynku, lutowanie, osad, kwas solny, hydrometalurgia, walcowanie.
Słowa kluczowe: chlorek cynku; lutowanie; pozostałość; kwas chlorowodorowy; hydrometalurgia; giętarka do rolek.
Chlorek cynku jest szeroko stosowany w Uzbekistanie, ale obecnie nie jest produkowany, mimo że istnieje duża ilość surowców cynkowych.
Związki cynku mają ogromne znaczenie w przemyśle metalurgicznym, farbiarskim i chemicznym. Najważniejsze z nich to siarczan cynku i chlorek cynku. Inne związki – tlenek i wodorotlenek cynku, siarczek cynku i inne – pełnią rolę surowców, półproduktów i produktów w wielu gałęziach przemysłu. Omówiono niektóre właściwości głównych związków cynku oraz technologię siarczanu cynku i chlorku cynku.
Chlorek cynku techniczny (chlorek cynku) stosuje się jako środek suszący; do ochrony przeciwpożarowej (pianka ognioodporna, impregnacja tektury i tkanin); do antyseptycznej impregnacji drewna, podkładów; w produkcji włókien; przy produkcji waniliny i cyjanku cynku; przy produkcji barwników i barwieniu bawełny; podczas rafinacji ropy naftowej; w produkcji aluminium; w procesie lutowania, podczas cynkowania i przygotowania wyrobów metalowych do chromowania; w bateriach galwanicznych i do innych celów.
Przy lutowaniu stalowych lub miedzianych obudów, ekranów lub innych dużych obiektów, gdzie zastosowanie innych topników utrudnia lutowanie, stosuje się wyłącznie chlorek cynku.
Warunki eksperymentalne całkowicie symulują warunki produkcyjne. Analizę rudy wyjściowej, produktów pośrednich i końcowych przeprowadzono przy zastosowaniu znanych i stosowanych w przedsiębiorstwie metod analitycznych.
W laboratorium chlorek cynku można otrzymać przez działanie czystego cynku na roztwory chlorków niektórych metali. Metale znajdujące się na prawo od cynku w elektrochemicznym szeregu napięć zostaną przez niego wyparte ze związków. Metalami najczęściej spotykanymi w odczynnikach są żelazo, miedź, rtęć i srebro. W celu przeprowadzenia reakcji do probówki pobiera się niewielką ilość roztworu chlorku żelaza (miedzi, rtęci lub srebra), po czym dodaje się do niej granulat czystego cynku lub płytkę cynkową.
2 FeCl 3 + 3 Zn = 3 ZnCl 2 + 2 Fe
Ponieważ roztwór chlorku żelaza III ma barwę żółtą, po reakcji roztwór ulega odbarwieniu i wytrąca się czyste żelazo. Jest to wizualne potwierdzenie pomyślnego zakończenia reakcji:
CuCl 2 + Zn = ZnCl 2 + CuHgCl 2 + Zn =
=ZnCl 2 + Hg 2AgCl + Zn = ZnCl 2 + 2 Ag
Inną laboratoryjną metodą otrzymywania chlorku cynku jest działanie soli chlorkowych niektórych metali lub kwasu solnego na związki cynku. W celu przeprowadzenia reakcji do probówki wlewa się obliczoną ilość wodorotlenku cynku i dodaje równoważną ilość kwasu solnego. Po reakcji zobojętniania powstaje bezbarwny roztwór chlorku cynku. Aby otrzymać substancję w postaci suchej, roztwór przenosi się do porcelanowego kubka i umieszcza na kuchence elektrycznej. Po odparowaniu tworzy się biały osad.
Zn(OH) 2 + 2 HCl = ZnCl 2 + 2 H 2 O
Do probówki należy pobrać wymaganą ilość roztworu siarczanu cynku i dodać chlorek baru. Przy prawidłowym obliczeniu substancje reagują ze sobą całkowicie (bez pozostałości), a produkty końcowe oddzielają się. Siarczan baru wytrąci się, a chlorek cynku pozostanie w roztworze. Osad odsącza się i roztwór odparowuje.
ZnSO 4 + BaCl 2 = ZnCl 2 + BaSO 4 ↓
Produkcja cynku jest jedną z największych gałęzi przemysłu metalurgicznego. Całkowita produkcja cynku na świecie wynosi ponad 8 milionów ton rocznie. W Uzbekistanie główną ilość cynku produkuje Almalyk Mining and Metallurgical Combine JSC.
Przemysłową metodą produkcji jest rozpuszczanie cynku i jego związków w kwasie solnym. Materiałem wyjściowym może być prażona ruda. Następnie powstały roztwór odparowuje się, ponieważ produktem końcowym oprócz chlorku cynku będzie woda lub lotne gazy.
Zn + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 ZnO + 2 HCl =
ZnCl 2 + H 2 OZnS + 2 HCl = ZnCl 2 + H 2 S
Inną przemysłową metodą wytwarzania ZnCl2 jest ogrzewanie ciekłego cynku w strumieniu chloru. W tym celu granulowany cynk topi się w temperaturze 419,6°C (temperatura topnienia cynku).
Zn + Cl2 =t= ZnCl2
Chlorek cynku, otrzymywany w wyniku poddania kalcynowanej rudy działaniu kwasu solnego i ogrzewania ciekłego cynku w strumieniu chloru, musi spełniać następujące wymagania:
Certyfikat jakości (chlorek cynku):
Indeks | Norma |
Wygląd | Łuski białe lub lekko zabarwione |
Udział masowy substancji głównej,%, nie mniej | |
Substancje nierozpuszczalne w kwasie solnym, %, nie więcej | |
Sód, potas, wapń (Na + K + Ca), %, nie więcej | |
Udział masowy żelaza (Fe), %, nie więcej | |
Udział masowy metali ciężkich (Pb), %, nie więcej | |
Udział masowy miedzi (Cu), %, nie więcej | |
Udział masowy kadmu (Cd), %, nie więcej | |
Udział masowy siarczanów (SO 4 2-),%, nie więcej |
Przy obliczaniu kosztów przedsiębiorstw hutniczych główny udział mają koszty wydobytych metali w zakupionych surowcach. Zatem cena cynku w koncentratach flotacji siarczkowo-cynkowej może sięgać nawet 60% ceny metalu w wlewkach.
W hydrometalurgicznej technologii produkcji cynku koncentraty cynku po prażeniu i ługowaniu tworzą znaczną ilość (ok. 30-45%) stałego półproduktu – placków cynkowych, które w zależności od surowców dostarczonych do prażenia zawierają dużą ilość cennych pierwiastków składniki - cynk, ołów, związki miedzi, kadm, srebro, złoto, a także pierwiastki śladowe: tal, ind itp. W tym przypadku aż 80% indu dostarczonego z wyjściowym koncentratem cynku trafia do placków ługowniczych. Zawartość cynku w ciastkach wynosi około 15-25% i jest porównywalna z zawartością w utlenionych rudach cynku, jednakże formy metalu w ciastach wymagają specjalnych metod przetwarzania.
Według dostępnych danych opracowano i wprowadzono na rynek następujące podstawowe technologie przetwarzania placków cynkowych:
– Hydrometalurgiczne – sprowadzają się głównie do ługowania placków cynkowych roztworami kwasu siarkowego w podwyższonych temperaturach (70-200°C). Dalsza technologia sprowadza się do oczyszczenia powstałego roztworu siarczanu cynku z zanieczyszczeń, przede wszystkim żelaza, w celu zapewnienia jego jakości niezbędnej do elektrolizy. Żelazo z roztworu jest najczęściej usuwane do oddzielnego produktu, zwanego produktem „ogonowym”.
– Metody pirometalurgiczne wykorzystujące procesy zachodzące w temperaturach 400-1300°C. Główną metodą obróbki pirometalurgicznej jest Waeltzing, czyli wypalanie w wysokiej temperaturze w obrotowych piecach rurowych. Znane są także technologie sublimacji cynku w elektrycznym piecu łukowym, prażenia magnetyzującego z późniejszym ługowaniem żużli oraz prażenia chlorującego w piecach ze złożem fluidalnym.
Republika Uzbekistanu posiada wszelkie możliwości produkcji chlorku cynku. Na podstawie danych literaturowych i prac doświadczalnych można stwierdzić, że w warunkach przemysłowych możliwe jest otrzymanie chlorku cynku.
Bibliografia:
1. Burriel-Marta F., Ramirez-Muñoz X. Fotometria płomieniowa. – M.: Mir, 1972. – 520 s.
2. GOST 20851.4-75. Nawozy mineralne. Metoda oznaczania wody. – M.: Wydawnictwo Standardy, 2000. – 5 s.
3. GOST 20851.3-93. Nawozy mineralne. Metody oznaczania udziału masowego potasu. – M.: Wydawnictwo Standardy, 1995. – 41 s.
4. GOST 24024.12-81. Fosfor i nieorganiczne związki fosforu. Metody oznaczania siarczanów. – M.: Wydawnictwo Standardy, 1981. – 4 s.
5. Metody analizy nawozów złożonych // M.M. Vinnik i wsp. - M.: Chemia, 1975. - 218 s.
6. Produkcja chlorku cynku w warunkach produkcyjnych / M.S. Rosilov i wsp. // Kimyo sanoatida innowacyjna technologia technologia va ularni rivozhlantirish istiqbollari. – Urgencz, 2017. – s. 222-223.
7. Otrzymywanie chlorku cynku z surowców zawierających cynk / M.S. Rosilov i wsp. // Kimyo sanoati-da Innovation Technologylar va ularni rivozhlantirish istiqbollari. – Urgencz, 2017. – s. 220-221.
8. Rosilov M.S., Samady M.A. Badanie obróbki metodą Waeltza placków cynkowych, która zapewnia zwiększoną ekstrakcję cynku do sublimatów // Materiały XI-International. naukowo-techniczne konf. „Osiągnięcia, problemy i aktualne trendy rozwoju kompleksu górniczo-hutniczego” (Navoi, 14-16 czerwca 2017 r.). – Navoi, 2017. – 421 s.
