Введение. 
Сведения о цинке

В повседневной жизни мы часто встречаемся с цинком. Он добросовестно служит человеку в электрических батарейках, в виде цинкового покрытия защищает сталь от коррозии, входит в состав бронз, латуней, литейных сплавов. цинк термический металл Об этих сферах применения цинка знают почти все. Мало кто, кроме специалистов, знает о применении цинка и его соединений в золотодобывающей и лакокрасочной промышленности, при обогащении цветных металлов, при производстве двуокиси титана, вискозных волокон, при производстве спичек, быстросхватывающихся цементов. Еще меньше знают о роли цинка для растений и организма животных и человека, о применении цинковых соединений в косметике, лекарственных и ветеринарных препаратах.

Данная статья составлена на основе сведений, почерпнутых из Интернет. Цель статьи — побудить интерес читателей к такому уникальному по областям применения элементу, как цинк. Автор не является специалистом во всех областях применения цинка, поэтому все данные содержат ссылки на сайты, откуда была взята информация. Ссылки выделены цветом.

История открытия цинка, его распространенность в земной коре, цинковые месторождения и цинковая промышленность.

Немного сведений о цинке. Цинк — синевато-белый металл с плотностью при нормальных условиях 7,13 г/см3, атомный вес 65,38. Температура плавления у него довольно низкая — всего 419,5 °с, температура кипения 906,20с, нерастворим в воде, реагирует с кислотами и щелочами. Нагретый до 100—150° цинк становится очень ковким и тягучим, а при 200° настолько хрупким, что его можно истолочь в порошок. Пары цинка воспламеняются на воздухе с образованием густого белого дыма — окиси цинка.

Цинк известен давно: латунь, сплав меди и цинка, знали древние египтяне и греки. Полагают, что искусство выплавки чистого цинка возникло много столетий назад в индии, оттуда оно распространилось в Китай и затем в Европу, где промышленное производство цинка — в Германии, Англии, Бельгии и Франции — началось в середине xviii в. Известно, что в горах Гарца (Германия) цинковые руды были выявлены в xv в. Однако только в 1721 г. Саксонский металлург И. Генкель, у которого М. И. Ломоносов обучался металлургии, открыл способ получения цинка из руды. Название цинка произошло от слова цинкен, которым называли остатки в ретортах, где впоследствии был обнаружен цинк.

Цинк — 23-й по распространенности элемент на земле. Среднее содержание цинка в земной коре (кларк) составляет 8,3.10−3% по массе, а среднее содержание в морской воде 5,0.10−6 г/л. Цинк обычно извлекается из полиметаллических сульфидных руд. Основные минералы: сфалерит (цинковая обманка), вюрцит (ZnS), смитсонит (ZnCO3), гемиморфит, цинкит (ZnO).

В мире ежегодно добывается более 9 млн т цинка. По оценкам, при нынешнем уровне добычи цинка выявленных запасов металла хватит лишь на несколько десятилетий. А объемы извлечения цинка из земной коры постоянно возрастают. По запасам цинка в мире выделяются две страны — Китай и Австралия. У каждой в недрах около 30 млн т цинка. Следом идут США (25 млн т), далее с большим отрывом — Канада и Перу.

Возможно, в будущем, чтобы обеспечить промышленность цинком, научатся добывать его со дна океанов и морей. Уже сейчас в рифтовых зонах мирового океана (Галапагосский рифт, Срединно-атлантический хребет, Калифорнийский залив) на глубинах 2700—2900 м обнаружены высокотемпературные рудоносные растворы, содержащие медь и цинк в промышленных масштабах. Около 2,5 млн т цинка содержится во впадине Красного моря.

Добыча цинка ведется почти в 50 странах. Лидеры — Китай, Австралия, Перу, Канада и США, намного опережающие остальных добытчиков На эти пять стран приходится 2/3 всего добываемого в мире цинка. В конце 90-х годов Канада уступила первое место по добыче руды Китаю (а ведь еще в 1990 г. КНР занимала лишь 4-е место, уступая не только Канаде, но и Австралии и СССР). На территории СНГ цинк в настоящее время добывают в России, Казахстане и Узбекистане; небольшое количество — в республиках Закавказья.

Практически вся добытая цинковая руда переводится в концентрат на обогатительных фабриках при рудниках. Большая часть концентрата перерабатывается в металл в тех странах, где добывается цинк, треть цинковых концентратов из стран-добытчиков отправляется на экспорт. Крупные поставщики цинкового концентрата на мировой рынок — Австралия, Канада, Мексика и США. Большое количество цинкового концентрата для внутреннего производства металла ввозят Бельгия, Франция, Финляндия, Германия, Италия, Норвегия, Великобритания, Япония и Южная Корея.

Цинк обычно получают из сульфидных руд, содержащих некоторое количество свинца (руды эти часто называют свинцово-цинковыми), а часто и серебро. Руды обогащаются либо флотационным, либо гравитационным способами.

Выплавка и очистка выполняются обычно термическим или электролитическим способами. В любом случае первой стадией процесса является обжиг измельченной и обогащенной руды в печах с кипящим слоем. В результате обжига образуется оксид цинка и выделяется сернистый газ. В некоторых печах сернистый газ улавливается для производства побочного продукта — серной кислоты, из других печей, расположенных в малонаселенных районах, он выбрасывается в атмосферу.

По термическому методу концентрат оксида цинка, остающийся после обжига руды, смешивают с углем и при температуре 1200—1300 °С восстанавливают металл. Электролитический метод выплавки цинка запущен в производство в Северной Америке во время Первой мировой войны. Обожженный цинковый концентрат обрабатывают серной кислотой, чтобы перевести окись цинка в сульфатный раствор, который подвергают электролизу.

Конечным продуктом выплавки и очистки (рафинирования) является литой цинк. Цинк отливается в пластины массой около 25 кг. На рынок поступает цинк следующих сортов: особо высококачественный (свыше 99,99%), высококачественный, сортовой, промежуточный, латунный специальный и так называемый прайм-вестерн (98,4%). Кроме рынка первичного металла широко развит рынок вторичного цинка.