Zinc Y Sus Componentes

GENERALIDADES

El cinc es un metal usado por el ser humano desde la prehistoria. Hoy, es el cuarto metal más usado en el mundo y su producción alcanzó más de 7,5 millones de toneladas en 1997. Los mayores productores de cinc son la Unión Europa, China, Canadá, y Japón, mientras que España es el productor más importante de Europa, con una producción de 364000 toneladas en 1997. El cinc es un elemento utilizado para una multitud de aplicaciones, cada una más útil que la otra, para nuestra vida cotidiana. Los usos más importantes de este metal son la galvanización de acero, la fabricación de piezas de latón, de piezas fundidas, y la acumulación de energía. Por otro lado, los compuestos de cinc se usan para fabricar componentes electrónicos y ingredientes para productos de cosmética. El cinc es uno de los metales más reciclados. El reciclado del cinc representa cerca del 40 % de su consumo mundial. La proporción de cinc recuperado, a partir de polvos de hornos eléctricos (EAFD), está creciendo rápidamente.

PROPIEDADES

Peso Atómico: 65.39 g/mol

Densidad: 7.14g/cc

Temperatura de fusión 419.5 °C

Conductividad térmica:

Temperatura de ebullición 907 ºC

Estructura Cristalina Hexagonal compacta

El cinc metálico es un material blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. El cinc es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30.

Cristaliza en el sistema hexagonal. Es extremadamente frágil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150 °C, y se lamina fácilmente al pasarlo entre rodillos calientes. Ocupa el lugar 24 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe libre en la naturaleza, sino que se encuentra como óxido de cinc (ZnO) en el mineral cincita y como silicato de cinc (2ZnOSiO2H2O) en la hemimorfita. También se encuentra como carbonato de cinc (ZnCO3) en el mineral esmitsonita, como óxido mixto de hierro y cinc (Zn(FeO2)O2) en la franklinita, y como sulfuro de cinc (ZnS) en la esfalerita, o blenda de cinc. Las menas utilizadas más comúnmente como fuente de cinc son la esmitsonita y la esfalerita.

HISTORIA

La palabra "cinc" viene del alemán antiguo "Zink", de oscuro origen. Muchos siglos antes que el cinc fuera identificado como elemento distinto, los minerales de cinc se usaban ya para producir latón. Una aleación que contiene el 87 % de cinc fue descubierta en un sitio prehistórico, en Transilvania. En el siglo tercero A. C. (Antes de Cristo), los babilonios produjeron ya aleaciones de cinc. En China, el cinc era utilizado para fabricar monedas y espejos, alrededor del siglo sexto. Los griegos y los romanos utilizaron intensivamente el cinc para producir latón. Al parecer, los metalúrgicos hindúes aislaron el cinc metal en el siglo tercero. En Europa, el cinc se volvió a descubrir como elemento en 1746, por el químico Marggraf. Sin embargo, su producción industrial empezó en 1738, cuando el inglés William Champion construyó una pequeña fábrica cerca de Bristol (Inglaterra). En 1871, cerca de 60000 toneladas de cinc se producían ya cada año. Hoy en día, más de siete millones de toneladas de cinc se consumen al año.

BENEFICIO Y EXPLOTACIÓN

Los principales minerales de cinc son la blenda (ZnS), la smithsonita (carbonato de cinc, ZnCO3), y la calamina (silicato de cinc). El cinc se puede obtener por tostación de sus minerales, produciendo el óxido (el calcinado), y por la subsiguiente reducción del dicho óxido con carbón o hulla. Otro método consiste en tostar los concentrados de cinc para obtener el óxido, el cual es lixiviado con ácido sulfúrico. El cinc obtenido por destilación contiene pequeñas cantidades de hierro, arsénico, cadmio y plomo, y es conocido en metalurgia como peltre. Las impurezas insolubles (tal como Pb, Fe y Ag) se extraen por filtración. Las impurezas solubles tal como el cobre se precipitan y el cinc metal se recupera de la solución por electrodeposición. Al final, el cinc de los cátodos se funde para producir lingotes, aleaciones o polvos, etc. El cinc electrolítico es puro y tiene cualidades superiores como, por ejemplo, una mayor resistencia a la corrosión. Hay también otros métodos para extraer el cinc, incluyendo alternativas para reducir las emisiones de SO2.

El más importante productor de cinc metálico es China, seguida por Canadá, Japón, Estados Unidos, España y Holanda. La producción mundial de cinc, primaria y secundaria totalizadas, alcanzó 7,74 millones de toneladas en 1997. En el mismo año, las reservas mundiales de cinc fueron estimadas en cerca de 190 millones de toneladas.

APLICACIONES

El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizado para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel. El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. También se utiliza como relleno en la industria del caucho y como pomada antiséptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador. El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminiscencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usos electrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes.

A continuación se hará una descripción mas minuciosa de las aplicaciones del cinc.

Protección contra la corrosión en acero mediante el cinc

La mayoría de los métodos de protección del acero consisten en colocar una película de material resistente a la corrosión entre el acero y el medio ambiente. Una de las ventajas de los revestimientos metálicos aíslan el acero de la atmósfera ofreciendo elevada resistencia al desgaste. Una característica importante de la protección del acero con revestimientos de cinc es que esta no se ve afectada cuando se dan pequeñas fallas en la continuidad de la película protectora. Además el cinc se corroe con una velocidad sensiblemente menor , esto es de 1/10 a 1/14 de la velocidad de corrosión del metal base (acero)

Los principales métodos de protección con revestimientos de cinc son:

Zincado en caliente por inmersión (Galvanizado)

Una pieza de acero, previamente limpiada superficialmente, es sumergida en cinc fundido, en ese baño ocurre una reacción entre el zinc y el hierro formando una capa intermedia entre el revestimiento de cinc puro y el metal base, constituida de compuestos intermetálicos de estos metales.

El espesor final del revestimiento es la suma del espesor de la aleación zinc-hierro y de la capa de cinc puro,

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