아연 알칼리. 아연 및 그 화합물의 화학적 성질

아주 오래 전에 발견되었지만 오늘날까지도 놀라운 특성으로 인해 사용 관련성을 잃지 않은 금속 중 하나는 아연입니다. 물리적, 화학적 특성으로 인해 다양한 산업 및 일상 생활에서 재료를 사용할 수 있습니다. 또한 인간의 건강에도 큰 영향을 미칩니다.

원소 발견의 간략한 역사

사람들은 우리 시대 이전에도 아연이 무엇인지 알고 있었습니다. 결국, 그들은 이 금속을 함유한 합금을 사용하는 법을 배웠습니다. 이집트인들은 구리와 아연을 함유한 광석을 사용하여 이를 제련하여 매우 강하고 산화에 강한 물질을 얻었습니다. 이 재료로 만든 생활용품과 접시가 발견되었습니다.

아연이라는 이름은 서기 16세기 의사 파라셀수스(Paracelsus)의 글에 등장합니다. 같은 기간 동안 중국인은 금속을 적극적으로 사용하여 동전을 주조하기 시작했습니다. 점차적으로 이 물질과 그 우수한 기술적 특성에 대한 지식이 유럽으로 퍼지고 있습니다. 그런 다음 독일과 영국에서도 아연이 무엇인지, 어디에 사용할 수 있는지도 배웠습니다.

황동은 고대부터 키프로스, 이후 독일 및 기타 국가에서 사용된 최초이자 가장 유명한 합금 중 하나였습니다.

이름은 라틴어 아연(zincum)에서 유래했지만 어원은 완전히 명확하지 않습니다. 여러 버전이 있습니다.

1. "가장자리"로 번역되는 독일어 zinke에서 유래.
2. "백색 코팅"을 의미하는 라틴어 아연(zincum)에서 유래.
3. 페르시아어 "쳉", 즉 돌입니다.
4. "플라크", "눈에 거슬리는"으로 번역되는 오래된 독일 징코.

이 요소는 20세기 초에야 현재 이름을 받았습니다. 인체 내 아연 이온의 중요성 역시 비교적 최근(20세기)에야 알려졌습니다. 이전에는 이 요소와 관련된 질병이 없었습니다.

그러나 고대에는 이미 많은 사람들이 질병 회복과 빠른 회복을 위해 어린 양고기로 만든 수프를 사용했다고 알려져 있습니다. 오늘날 우리는 이 요리에 상당히 많이 포함되어 있는 아연 이온으로 인해 효과가 달성되었다고 말할 수 있습니다. 혈액 순환을 회복하고 피로를 완화하며 뇌 활동을 활성화하는 데 도움이 되었습니다.

원소 아연: 특성

이 원소는 주기율표에서 두 번째 그룹인 보조 하위 그룹에 위치합니다. 일련 번호 30, 아연 질량 - 65.37. 유일하고 일정한 산화 상태는 +2입니다. 4s 2 원자의 외부층의 전자 구성.

표에서 아연, 구리, 카드뮴, 크롬, 망간 등은 전이금속입니다. 여기에는 전자가 외부 및 사전 외부 d 및 f 에너지 하위 수준을 채우는 모든 것이 포함됩니다.

아연염

이중염 및 착염이 아닌, 즉 이물질을 포함하지 않는 거의 모든 염은 무색이며, 인체 사용 측면에서 가장 널리 사용되는 염은 다음과 같습니다.

1. 염화 아연 - ZnCL 2. 화합물의 또 다른 이름은 납땜 산입니다. 외부적으로는 공기의 수분을 잘 흡수하는 흰색 결정체로 나타납니다. 납땜 전 금속 표면 청소, 섬유 획득, 배터리 내, 목재 함침, 소독제로 가공하는 데 사용됩니다.
2. 황화아연. 백색분말로 가열하면 빠르게 황색으로 변한다. 순금속과 달리 녹는점이 높다. 이는 스크린, 패널 및 기타 물체에 적용되는 발광 화합물 생산에 사용됩니다. 반도체 입니다.
3. - 갉아먹는 동물(생쥐, 쥐)을 제거하는 데 사용되는 일반적인 독입니다.
4. Smithsonite 또는 탄산아연 - ZnCO 3. 무색 결정성 화합물로 물에 불용성이다. 실크 생산 반응뿐만 아니라 석유화학 생산에도 사용됩니다. 유기 합성의 촉매제이며 토양 비료로 사용됩니다.
5. 아연 아세테이트 - (CH 3 COO) 2 Zn. 무색 결정으로 모든 종류의 용매에 잘 녹는다. 그것은 화학, 의료 및 식품 산업에서 널리 사용됩니다. 비인두염 치료에 사용됩니다. 식품 첨가물 E650으로 사용 - 호흡을 상쾌하게 하고 츄잉껌에 포함될 때 치아에 플라크가 나타나는 것을 방지합니다. 또한 염료 에칭, 목재 보존, 플라스틱 생산 및 기타 유기 합성에도 사용됩니다. 거의 모든 곳에서 억제제 역할을 합니다.
6. 요오드화 아연은 방사선 촬영, 배터리 전해질, 전자 현미경용 염료로 사용되는 백색 결정입니다.
7. 아연은 질소와 반응하지 않기 때문에 직접 합성으로는 얻을 수 없는 검은색 또는 짙은 녹색 결정입니다. 금속 암모니아로 형성됩니다. 고온에서는 아연이 방출되면서 분해되므로 생산에 사용됩니다.
8. 질산아연. 무색 흡습성 결정. 아연은 섬유 및 가죽 산업에서 직물 처리를 위해 이러한 형태로 사용됩니다.

아연 합금

위에서 언급했듯이 가장 일반적인 아연 합금은 황동입니다. 고대부터 알려져 왔으며 오늘날까지도 사람들이 활발하게 사용하고 있습니다. 그는 같은 것입니다?

황동은 구리와 아연으로 이루어져 있으며, 여러 다른 금속과 조화롭게 결합되어 합금에 추가적인 광택, 강도 및 내화성을 부여합니다. 합금원소로는 아연이, 주성분은 구리가 포함되어 있습니다. 소재의 색상은 노란색이고 광택이 있지만 습한 환경의 야외에서 검게 변할 수 있습니다. 녹는점은 약 950oC이며, 아연 함량에 따라 달라질 수 있습니다(높을수록 온도는 낮아집니다).

재료는 시트, 파이프 및 접촉 용접으로 잘 압연됩니다. 기술적 특성이 우수하므로 다음 요소가 만들어집니다.

1. 기계 부품 및 각종 기술 장치.
2. 슬리브 및 스탬프 제품.
3. 너트, 볼트, 파이프.
4. 다양한 운송 수단을 위한 피팅, 부싱, 부식 방지 부품.
5. 세부정보를 확인하세요.

우리가 세계에서 채굴되는 것으로 간주하는 대부분의 금속은 특히 이 합금 생산에 사용됩니다.

또 다른 유형의 금속간 화합물은 아연 안티몬화물입니다. 그 공식은 Zn 4 Sb 3 입니다. 또한 트랜지스터, 열화상 장비, 자기 저항 장치의 반도체로 사용되는 합금이기도 합니다.

아연과 그 화합물의 사용은 매우 광범위하고 거의 모든 곳에서 명백합니다. 이 금속은 구리와 알루미늄, 은과 금, 망간과 철만큼 인기가 있습니다. 특히 부식 방지 재료로서의 기술적 목적에 있어서 그 중요성은 매우 큽니다. 결국 다양한 합금과 제품은 이러한 파괴적인 자연 과정으로부터 보호하기 위해 아연으로 코팅됩니다.

생물학적 역할

의학적, 생물학적 관점에서 아연이란 무엇입니까? 그것이 유기체의 생명에 중요하고 얼마나 큰 것인가? 아연 이온은 생명체에 존재해야 한다는 사실이 밝혀졌습니다. 그렇지 않으면 적자가 다음과 같은 결과를 초래합니다.

• 빈혈증;
• 인슐린 감소;
• 알레르기;
• 체중 감소 및 기억력;
• 피로;
• 우울증;
• 흐려진 시야;
• 과민성 및 기타.

인체에서 아연 이온이 집중되는 주요 장소는 간과 근육입니다. 또한 대부분의 효소(예: 탄산탈수효소)의 일부인 금속이기도 합니다. 따라서 대부분의 촉매 반응은 아연의 참여로 발생합니다.

이온은 정확히 어떤 일을 하나요?

1. 남성 호르몬과 정액의 합성에 참여하십시오.
2. 비타민E의 흡수를 촉진합니다.
3. 신체의 알코올 분자 분해에 참여하십시오.
4. 그들은 많은 호르몬(인슐린, 성장 호르몬, 테스토스테론 등)의 합성에 직접 참여합니다.
5. 손상된 조직의 조혈 및 치유에 참여합니다.
6. 피지선의 분비를 조절하고, 정상적인 모발과 손톱 성장을 유지하며, 피부의 재생 과정을 촉진합니다.
7. 체내 독소를 제거하고 면역력을 강화하는 효능이 있습니다.
8. 미각 형성과 후각에 영향을 미칩니다.
9. 전사 과정, 비타민 A 대사, 핵산 합성 및 부패에 참여합니다.
10. 이는 세포 성장 및 발달의 모든 단계에 참여하며 유전자 발현 과정에도 수반됩니다.

이 모든 것은 이 금속이 얼마나 중요한지 다시 한번 증명합니다. 생물학적 시스템에서의 역할은 20세기에 와서야 명확해졌습니다. 사람들이 아연 기반 약물 치료에 대해 알았더라면 과거의 많은 문제와 질병을 피할 수 있었을 것입니다.

신체에서 이 요소의 필요한 양을 어떻게 유지할 수 있습니까? 대답은 분명합니다. 아연이 함유된 식품을 섭취하는 것이 필요합니다. 목록이 길 수 있으므로 해당 요소의 최대 개수를 가진 항목만 표시합니다.

• 견과류와 씨앗;
• 콩과 식물;
• 고기;
• 해산물, 특히 굴;
• 시리얼과 빵;
• 우유 제품;
• 채소, 야채, 과일.

인간의 사용

우리는 이미 아연이 사용되는 산업 부문과 영역을 일반적으로 표시했습니다. 이 금속과 그 합금의 가격은 상당히 높습니다. 예를 들어, 0.6 x 1.5 크기의 황동 시트는 대략 260 루블의 가치가 있습니다. 그리고 이것은 재료의 품질이 상당히 높기 때문에 상당히 정당합니다.

따라서 금속 아연, 즉 단순한 물질이 사용됩니다.

• 철 및 강철 제품의 부식 방지 코팅용;
• 배터리에서;
• 인쇄소;
• 유기 합성에서 환원제 및 촉매로;
• 용액에서 다른 금속을 분리하기 위한 야금술.

이는 이미 언급한 미용 목적뿐만 아니라 고무 생산 시 필러, 페인트의 백색 안료로도 사용됩니다.

우리는 이러한 화합물을 고려할 때 다양한 아연염이 어디에 사용되는지에 대해 이야기했습니다. 일반적으로 아연과 그 물질은 산업, 의학 및 기타 분야에서 중요하고 중요한 구성 요소이며, 아연 없이는 많은 공정이 불가능하거나 매우 어렵다는 것은 명백합니다.

아연과 구리의 합금인 황동은 고대 그리스, 고대 이집트, 인도(7세기), 중국(11세기)에 알려졌습니다. 오랫동안 순수한 아연을 분리하는 것은 불가능했습니다. 1746년에 A. S. Marggraf는 점토 내화물 레토르트에서 공기의 접근 없이 산화물과 석탄의 혼합물을 하소한 후 냉장고에서 아연 증기를 응축시켜 순수한 아연을 생산하는 방법을 개발했습니다. 아연 제련은 17세기에 산업적 규모로 시작되었습니다.
라틴어 아연은 "백색 코팅"으로 번역됩니다. 이 단어의 유래는 정확하게 밝혀지지 않았습니다. 아마도 이 이름은 아연이 아니라 일반적으로 돌을 가리키는 이름이지만 페르시아어 "cheng"에서 유래한 것 같습니다. "아연"이라는 단어는 16세기와 17세기 파라켈수스와 다른 연구자들의 연구에서 발견됩니다. 아마도 고대 독일의 "아연"(플라크, 눈에 거슬리는)으로 돌아갈 것입니다. "아연"이라는 이름은 1920년대에만 일반적으로 사용되었습니다.

자연 속에서 다음을 받습니다:

가장 흔한 아연 광물은 섬아연석(sphalerite) 또는 아연 블렌드(zinc blende)입니다. 광물의 주성분은 황화아연 ZnS이며, 다양한 불순물이 이 물질에 온갖 색상을 부여합니다. 분명히 이것이 미네랄을 블렌드라고 부르는 이유입니다. 아연 혼합물은 30번 원소의 다른 광물(스미소나이트 ZnCO 3, 징카이트 ZnO, 칼라민 2ZnO·SiO 2 ·H 2 O)이 형성된 주요 광물로 간주됩니다. 알타이에서는 종종 줄무늬 "다람쥐" 광석(혼합물)을 찾을 수 있습니다. 아연 블렌드와 브라운 스파. 멀리서 보면 그러한 광석 조각은 실제로 숨겨진 줄무늬 동물처럼 보입니다.
아연 분리는 침전 또는 부유 방법을 사용하여 광석을 농축한 후 산화물이 형성될 때까지 로스팅됩니다. 2ZnS + 3O 2 = 2ZnO + 2SO 2
산화아연은 ​​전해 처리되거나 코크스로 환원됩니다. 첫 번째 경우에는 묽은 황산 용액을 사용하여 조산화물에서 아연을 침출시키고 아연 가루로 카드뮴 불순물을 침전시킨 다음 황산아연 용액을 전기분해합니다. 알루미늄 음극에는 순도 99.95%의 금속이 증착됩니다.

물리적 특성:

순수한 형태에서는 다소 연성이 있는 은백색 금속입니다. 실온에서는 깨지기 쉽습니다. 판이 구부러지면 결정의 마찰로 인해 갈라지는 소리가 들립니다(보통 "주석의 울음소리"보다 더 강함). 100-150 °C에서 아연은 플라스틱입니다. 불순물은 비록 사소한 것일지라도 아연의 취약성을 극적으로 증가시킵니다. 녹는점 - 692°C, 끓는점 - 1180°C

화학적 특성:

전형적인 양쪽성 금속. 표준 전극 전위는 -0.76V이며 표준 전위 범위에서는 철까지 위치합니다. 공기 중에서 아연은 ZnO 산화물의 얇은 막으로 코팅되어 있습니다. 너무 많이 가열하면 화상을 입습니다. 가열되면 아연은 할로겐, 인과 반응하여 인화물 Zn 3 P 2 및 ZnP 2를 형성하고 황 및 그 유사체와 반응하여 다양한 칼코겐화물, ZnS, ZnSe, ZnSe 2 및 ZnTe를 형성합니다. 아연은 수소, 질소, 탄소, 규소 및 붕소와 직접 반응하지 않습니다. Zn 3 N 2 질화물은 550-600°C에서 아연과 암모니아의 반응에 의해 생성됩니다.
일반 순도의 아연은 산 및 알칼리 용액과 적극적으로 반응하며 후자의 경우 수산화물을 형성합니다. Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2
매우 순수한 아연은 산이나 알칼리 용액과 반응하지 않습니다.
아연은 산화 상태가 +2인 화합물이 특징입니다.

중요한 연결:

산화 아연- ZnO, 흰색, 양쪽성, 산성 용액 및 알칼리 모두와 반응합니다.
ZnO + 2NaOH = Na 2 ZnO 2 + H 2 O(융합).
수산화아연- 아연염 수용액에 알칼리를 첨가하면 젤라틴 같은 백색 침전이 형성된다. 양쪽성 수산화물
아연염. 무색의 결정성 물질. 수용액에서 아연 이온 Zn 2+는 아쿠아 복합체 2+와 2+를 형성하고 심각한 가수분해를 겪습니다.
아연산염산화 아연이나 수산화 아연이 알칼리와 상호 작용하여 형성됩니다. 융합되면 메타아진케이트가 형성되고(예: Na 2 ZnO 2) 물에 용해되면 테트라하이드록소 아연산염(Na 2 ZnO 2 + 2H 2 O = Na 2)으로 변합니다. 용액이 산성화되면 수산화아연이 침전됩니다.

애플리케이션:

부식 방지 코팅 생산. - 바 형태의 금속 아연은 해수와 접촉하는 철강 제품을 부식으로부터 보호하는 데 사용됩니다. 생산된 전체 아연의 약 절반은 아연 도금 강철 생산에 사용되고, 1/3은 완제품의 용융 아연 도금에 사용되며, 나머지는 스트립 및 와이어에 사용됩니다.
- 아연-황동 합금(구리 + 20-50% 아연)은 실용적으로 매우 중요합니다. 황동 외에도 다이캐스팅에 사용되는 특수 아연 합금의 수가 급증하고 있습니다.
- 또 다른 적용 분야는 건전지 생산이지만 최근 몇 년 동안 그 규모가 크게 감소했습니다.
- 아연텔루르화물 ZnTe는 포토레지스터, 적외선 방사선 수신기, 선량계 및 방사선 계수기의 재료로 사용됩니다. - 초산아연 Zn(CH 3 COO) 2 는 직물염색용 고착제, 목재 방부제, 의약용 항진균제, 유기합성 촉매제로 사용됩니다. 아연 아세테이트는 치과용 시멘트의 성분이며 유약 및 도자기 생산에 사용됩니다.

아연은 가장 중요한 생물학적 활성 성분 중 하나이며 모든 형태의 생명체에 필수적입니다. 그 역할은 주로 40개 이상의 중요한 효소의 일부라는 사실에 기인합니다. DNA의 염기 서열을 인식하여 DNA 복제 중 유전 정보의 전달을 조절하는 단백질 내 아연의 기능이 확립되었습니다. 아연은 아연 함유 호르몬인 인슐린의 도움으로 탄수화물 대사에 관여합니다. 비타민 A는 아연이 있어야만 효과적입니다. 아연도 뼈 형성에 필요합니다.
동시에 아연 이온은 독성이 있습니다.

Bespotestnykh S., Shtanova I.
HF 튜멘 주립 대학, 571 그룹.

출처: 위키피디아:

화학적 특성

Zn 원자의 외부 전자 구성은 3d 10 4s 2입니다. 화합물의 산화 상태는 +2입니다. 0.76V의 정상적인 산화환원 전위는 아연을 활성 금속이자 에너지 환원제로 특성화합니다. 최대 100°C의 공기 중에서 아연은 빠르게 변색되어 염기성 탄산염의 표면 필름으로 덮입니다. 공기 중에서 아연은 ZnO 산화물의 얇은 막으로 코팅되어 있습니다. 강하게 가열하면 연소하여 양성 백색 산화물 ZnO를 형성합니다.

2Zn + O 2 = 2ZnO

건조 불소, 염소 및 브롬은 추위에 아연과 반응하지 않지만 수증기가 있으면 금속이 발화하여 예를 들어 ZnCl 2를 형성할 수 있습니다. 아연 분말과 황의 가열된 혼합물은 황화아연 ZnS를 생성합니다. 황화아연은 황화수소가 Zn 염의 약산성 또는 암모니아 수용액에 작용할 때 침전됩니다. ZnH 2 수소화물은 LiAlH 4 를 Zn(CH 3) 2 및 기타 아연 화합물과 반응시켜 얻습니다. 가열하면 원소로 분해되는 금속 같은 물질.

질화물 Zn 3 N 2 - 흑색 분말은 암모니아 흐름에서 600 ° C로 가열되면 형성됩니다. 최대 750 °C의 공기 중에서 안정하며 물에 분해됩니다. 탄화 아연 ZnC 2는 아세틸렌 흐름에서 아연을 가열하여 얻었습니다. 강한 무기산은 특히 가열될 때 아연을 격렬하게 용해시켜 상응하는 염을 형성합니다. 묽은 HCl 및 H 2 SO 4와 상호 작용하면 H 2가 방출되고 HNO 3와 함께 NO, NO 2, NH 3도 방출됩니다. 아연은 농축된 HCl, H 2 SO 4 및 HNO 3와 반응하여 각각 H 2, SO 2, NO 및 NO 2를 방출합니다. 알칼리의 용액과 용융물은 아연을 산화시켜 H2를 방출하고 수용성 아연산염을 형성합니다. 아연에 대한 산과 알칼리의 작용 강도는 불순물의 존재 여부에 따라 달라집니다. 순수 아연은 높은 수소 과전압으로 인해 이러한 시약에 대해 덜 반응합니다. 물에서 아연 염은 가열되면 가수분해되어 Zn(OH) 2 수산화물의 흰색 침전물을 방출합니다. 아연을 함유한 복합 화합물(예: SO 4 등)이 알려져 있습니다.

산화아연은 ​​산성 용액과 반응합니다.

ZnO + 2HNO 3 = Zn(NO 3) 2 + H 2 O

그리고 알칼리의 경우:

ZnO + 2NaOH (융합) = Na 2 ZnO 2 + H 2 O

일반 순도의 아연은 산성 용액과 활발하게 반응합니다.

Zn + 2HCl = ZnCl 2 + H2

Zn + H2SO4 = ZnSO4 + H2

및 알칼리 용액:

Zn + 2NaOH + 2H 2 O = Na 2 + H 2

수산화물을 형성합니다. 매우 순수한 아연은 산이나 알칼리 용액과 반응하지 않습니다. 황산구리 용액 CuSO 4 몇 방울을 첨가하면 상호 작용이 시작됩니다.

가열되면 아연은 비금속(수소, 탄소 및 질소 제외)과 반응합니다. 산과 적극적으로 반응합니다.

Zn + H 2 SO 4 (희석) = ZnSO 4 + H 2

아연은 알칼리 수용액에 용해되어 2- 이온(수산화염)을 형성하는 그룹의 유일한 원소입니다.

Zn + 2OH – + 2H 2 O = 2– + H 2

금속 아연이 암모니아 용액에 용해되면 암모니아 복합체가 형성됩니다.

Zn + 4NH3H2O ​​= (OH)2 + 2H2O + H2

소개

주기율표의 아연(Zn) 원소는 일련번호 30번입니다. 두 번째 족의 네 번째 주기에 속합니다. 원자량 - 65.37. 2-8-18-2 층 위의 전자 분포

원소 이름의 유래는 불분명하지만, 금속의 모양으로 인해 Zinke(독일어로 "점" 또는 "치아")에서 유래했을 가능성이 높습니다.

아연은 청백색 금속으로 419C에서 녹고 913C에서 증기로 변합니다. 밀도는 7.14g/cm3입니다. 상온에서 아연은 매우 부서지기 쉽지만 100-110C에서는 잘 구부러지고 시트로 굴러갑니다. 공기 중에서 아연은 산화물 또는 염기성 탄산염의 얇은 층으로 코팅되어 추가 산화로부터 보호합니다.

물은 일련의 전압에서 수소보다 훨씬 왼쪽에 위치하지만 아연에는 거의 영향을 미치지 않습니다. 이는 물과 상호 작용할 때 아연 표면에 형성된 수산화물이 실제로 불용성이며 추가 반응 과정을 방해한다는 사실로 설명됩니다. 묽은 산에서는 아연이 쉽게 용해되어 해당 염을 형성합니다.

또한, 양쪽성 수산화물을 형성하는 베릴륨 및 기타 금속과 같은 아연은 알칼리에 용해됩니다. 아연을 공기 중에서 끓는점까지 가열하면 그 증기가 발화하여 녹백색 불꽃을 일으키며 연소하여 산화아연을 형성합니다.

가열되면 아연은 비금속(수소, 탄소 및 질소 제외)과 반응합니다. 산과 적극적으로 반응합니다.

Zn + H2SO4(희석) = ZnSO4 + H2

아연은 알칼리 수용액에 용해되어 이온(하이드록시시네이트)을 형성하는 그룹의 유일한 원소입니다.

아연 + 2OH + 2H2O = + H2

1. 아연 생산 원료

연구소 "Uralmekhanobr"(UMMC 소유)는 전기 제강 폐기물에서 금속화 펠릿과 아연 정광을 추출하는 기술을 개발했습니다. 새로운 방법을 통해 야금학자들은 저렴한 원자재를 얻고 환경 문제를 해결할 수 있습니다.

아연의 공급원은 일반적으로 황화물 상태인 광석이며, 아연은 주로 섬아연석(ZnS)으로 대표됩니다. 광석은 아연 외에 납, 구리, 철, 은 등을 함유하고 있어 항상 복잡합니다. 최근에는 소비량이 많은 국가에서 2차 원료가 사용되었습니다.

원료는 아연 정광입니다. 원료로는 광물 및 2차 재료뿐만 아니라 다른 산업의 아연 함유 제품(납, 구리, 주석, 주철의 야금 생산에서 발생하는 슬래그 및 먼지)도 사용됩니다. 이들 제품은 아연 정광에 비해 아연 함량이 훨씬 낮으며 여전히 아연 원료에 포함되어 있습니다. 최근까지 아연 슬래그는 특히 납 슬래그(10-17% 아연)에 상당량의 아연을 함유하고 있음에도 불구하고 폐기물로 간주되었습니다.

자연 속의 아연 분포와 산업적 추출. 지각의 아연 함량은 7.6·10~3%로 루비듐(7.8·10~3%)과 거의 동일하며 구리(6.8·10~3%)보다 약간 더 풍부합니다.

주요 아연 광물은 황화아연 ZnS(아연광석 또는 섬아연석으로 알려짐)와 탄산아연 ZnCO3입니다.

캐나다는 생산량(세계 생산량의 16.5%, 1113천 톤, 1995년)과 아연 매장량 측면에서 세계 1위를 차지하고 있습니다. 또한 아연이 풍부한 매장지는 중국(13.5%), 호주(13%), 페루(10%), 미국(10%), 아일랜드(약 3%)에 집중되어 있습니다.

아연 채굴은 50개국에서 이루어지고 있습니다. 러시아에서는 우랄 지역의 구리 황철석 매장지와 남부 시베리아 및 연해주 산맥의 다금속 매장지에서 아연이 추출됩니다. 대규모 아연 매장량은 루드니 알타이(카자흐스탄 동부)에 집중되어 있으며, 이는 CIS 국가 아연 생산량의 50% 이상을 차지합니다. 아연은 아제르바이잔, 우즈베키스탄(알말릭 매장지) 및 타지키스탄에서도 채굴됩니다.

이 기술의 혁신은 폐기물에서 아연과 금속철을 동시에 얻을 수 있다는 것입니다. 이전에는 이런 일이 불가능했습니다. Uralmekhanobra, Samuil Melamud의 광석 및 정광 응집 부서 책임자는 공정의 본질을 다음과 같이 설명했습니다. “고로 슬래그 및 기타 철 함유 폐기물과 함께 먼지는 펠렛화되어 특별히 제작된 회전식 가마에 적재됩니다. 이것은 아연을 추출하고 산화물 형태로 존재하는 철을 금속화하는 것을 가능하게 하는 특별한 분위기와 소성 방식(여기에 노하우가 있음)을 생성합니다. 아연은 직물 백 필터에 포집되고 펠릿은 냉각, 가공 및 야금 가공을 위해 이송됩니다.”

과학자들에 따르면 평균적으로 1톤의 먼지에서 300~350kg의 금속철과 50~70kg의 아연을 얻을 수 있다고 합니다. 폐기물을 재활용하는 새로운 방법을 사용하면 값싼 재활용 재료를 사용하고 유해 폐기물 보관 비용을 절감하며 환경 비용을 줄일 수 있습니다. 결과적으로 생성된 아연의 가격은 현재 세계 가격(런던 금속 거래소의 19,000톤)보다 15~20% 낮을 것입니다. 연간 처리량 20~30,000톤의 신규 설비에 대한 투자 회수 기간은 4년을 넘지 않습니다.

현재 UMMC 기업(이름을 딴 야금 공장)에 기술을 도입할 수 있는 타당성을 알아보기 위한 경제적 타당성 조사가 준비 중입니다. A.K. Serov, Vtortsvetmet (Sukhoi Log), Mednogorsk 구리 및 유황 공장. 향후에는 다른 금속업체에 노하우 사용권에 대한 라이선스를 판매할 계획이다.

OJSC Uralmekhanobr(UMMC 과학 단지 기업)의 과학자들은 UMMC 전문가들과 함께 전기로 생산 시 먼지에서 아연과 철을 추출하기 위한 국내외 철 야금 기업을 위한 새로운 기술을 개발했습니다. 이 기술의 혁신은 이전에는 불가능했던 아연과 금속철을 원료로부터 동시에 얻을 수 있게 되었다는 데 있습니다.

개발 작성자 중 한 명인 Uralmekhanobr OJSC의 광석 및 정광 응집 부서 책임자인 Samuil Melamud에 따르면, 이 기술은 아연 함유 분진의 환원 로스팅을 통해 금속화된 펠릿 및 아연 정광의 추출을 보장합니다. 예비 결과는 야금 공장에서 발생한 엄청난 양의 먼지로부터 나온 것으로 나타났습니다. A.K. Serov, 당신은 300-350kg의 금속 철과 50-70kg의 아연을 얻을 수 있습니다.

"광석 원료 및 스크랩 추출 비용 증가, 제한된 천연 자원 및 환경 오염에 대한 처벌 증가 예상으로 인해 산업가들은 인공 폐기물 재활용 문제를 점점 더 심각하게 받아들이기 시작했습니다." 사무엘 멜라무드는 말합니다. "게다가 현대 기술은 이미 경제적으로 수익성이 있을 수 있습니다."

올해 4월, Mednogorsk 구리 및 황 공장(UMMC 야금 단지 기업인 Orenburg 지역)에서 신기술에 대한 파일럿 테스트가 성공적으로 완료되었습니다. 현재 UMMC 기업 중 한 곳에서 기술을 도입하기 위한 경제적 타당성 조사가 준비 중입니다.

2. 아연을 얻는 방법

급격한 냉각으로 아연 증기는 즉시 액체 상태를 우회하여 고체 먼지로 변합니다. 아연을 녹여서 잉곳으로 만드는 대신 먼지 형태로 아연을 보존해야 하는 경우가 많습니다.

아연은 자연에서 천연 금속으로 나타나지 않습니다. 아연은 두 가지 방법으로 채굴됩니다.

1) 건식야금법

2) Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi뿐만 아니라 황화물 형태의 1-4% Zn을 함유한 다금속 광석으로부터의 습식 야금법. 광석은 선택적 부유선광을 통해 농축되어 아연 정광(50-60% Zn)과 동시에 납, 구리 및 때로는 황철석 정광도 얻습니다. 아연 정광은 유동층 용광로에서 연소되어 황화아연을 ZnO 산화물로 전환합니다. 생성된 이산화황 SO2는 황산을 생산하는 데 사용됩니다. ZnO에서 Zn까지 두 가지 경로가 있습니다.

1) 오래전부터 존재해온 건식야금(증류)법에 따라 소성된 정광을 소결하여 입상성과 가스투과성을 부여한 후 1200~1300℃에서 석탄 또는 코크스와 함께 환원시키는 방법이다.

ZnO + C = Zn + CO.

생성된 금속 증기는 응축되어 주형에 부어집니다. 처음에는 수동으로 작동하는 구운 점토로 만든 레토르트에서만 환원이 수행되었으며 나중에는 카보런덤으로 만든 수직 기계화 레토르트를 사용하기 시작한 다음 샤프트 및 아크 전기로를 사용하기 시작했습니다. 아연은 용광로의 납-아연 정광에서 얻습니다. 생산성은 점차 증가했지만 아연에는 귀중한 카드뮴을 포함한 불순물이 최대 3%까지 포함되어 있었습니다. 증류된 아연은 분리(즉, 500°C에서 철과 납의 일부로부터 액체 금속을 침전시키는 방법)를 통해 정제되어 98.7%의 순도를 달성합니다. 때때로 정류를 통한 더 복잡하고 비용이 많이 드는 정제를 통해 순도 99.995%의 금속을 생산하고 카드뮴을 회수할 수 있습니다.

아연을 얻는 주요 방법은 전해(수압제련)입니다. 볶은 농축물은 황산으로 처리됩니다. 생성된 황산염 용액은 불순물을 제거하고(아연 가루로 침전시켜) 납 또는 비닐 플라스틱으로 내부를 단단히 덮은 욕조에서 전기 분해됩니다. 아연은 알루미늄 음극에 침전되어 매일 제거(제거)되고 유도로에서 녹습니다. 일반적으로 전해 아연의 순도는 99.95%이고, 정광에서 추출되는 완전성(폐기물 처리 고려)은 93-94%입니다. 황산 아연, Pb, Cu, Cd, Au, Ag는 생산 폐기물에서 얻습니다. 때로는 In, Ga, Ge, Tl도 있습니다.

2) 구운 아연 정광을 가공하는 습식 야금법은 산화아연을 황산 수용액으로 용해시킨 후 전기분해를 통해 아연을 침전시키는 방법으로 구성됩니다. 따라서 습식 야금법은 때때로 전해라고도 불립니다. 전기분해로 아연을 생산할 때 아연 정광은 먼저 산화 배소 과정을 거칩니다.

ZnSO4→ Zn 2+ + SO4 2-

2+ (–) 음극 Zn, Н2О (+) 양극: SO42–, Н2О

"보호"가 없으면 부식으로 인해 부식됩니다. 그것은 저장합니다 아연. 백청색 금속이 얇은 필름으로 베이스에 도포됩니다.

"라는 형용사가 들립니다. 아연 도금" 이는 종종 다음과 같은 단어로 대체됩니다. - 버킷, 지붕 덮개, 와이어. 화학 원소 표에서 아연은 앞에 위치합니다.

이는 더 활동적이라는 것을 의미합니다. 즉, 공기와 가장 먼저 반응합니다.

알려진 바와 같이 부식은 대기 중의 수분이 금속과 접촉하여 발생합니다.

금속 아연첫 번째 사람이 타격을 받아 아래의 금속을 절약합니다. 따라서 버킷은 아연 도금 처리되어 있으며 코팅되거나 코팅되지 않습니다.

이러한 요소는 철 뒤에 위치합니다. 그들은 이 금속이 붕괴될 때까지 기다렸다가 그 후에야 스스로 분해되기 시작할 것입니다.

아연의 원자번호는 30이다. 이는 화학물질표의 4주기 2족의 번호이다. 금속 명칭 – Zn.

이는 암석 광석, 미네랄의 구성 요소이며 물에 의해 운반되며 심지어 살아있는 조직에서도 발견됩니다.

예를 들어, 일부 종류의 제비꽃은 금속을 적극적으로 축적합니다. 하지만 하이라이트 순수 아연 18세기에야 ​​성공했다.

이것은 독일의 Andreas Sigismund Marggraff에 의해 수행되었습니다. 그는 혼합물을 하소시켰습니다 산화 아연와 함께 .

실험은 공기, 즉 산소에 접근하지 않고 진행되었기 때문에 성공했다. 반응을 위한 저장소는 다음으로 만들어진 내화 용기였습니다.

화학자는 생성된 금속 증기를 냉장고에 넣었습니다. 저온의 영향으로 아연 입자벽에 자리 잡았습니다.

아연 매장지 및 채광

현재 전 세계에서는 매년 순수한 형태의 청금속 약 천만 톤이 채굴됩니다. 지각의 함량은 6-9%입니다.

이 비율은 50개국에 분포되어 있습니다. 지도자는 페루, 미국, 캐나다, 우즈베키스탄이지만 무엇보다도 아연 침전물호주와.

이들 국가 각각에는 일련번호 30인 금속이 약 3천만 톤에 달합니다.

그러나 미래에는 바다가 순위에서 1위를 차지할 수도 있다. 기초적인 아연 매장량바닥의 ​​물에 집중되어 있습니다.

그러나 그들은 아직 역외예금을 개발하는 방법을 배우지 못했습니다. 기술이 있지만 너무 비쌉니다.

따라서 카리브해와 대서양 중부 능선의 매장량은 말할 것도 없고, 거의 300만 톤에 달하는 아연이 여전히 홍해 바닥에 놓여 있습니다.

아연의 응용

아연이 필요합니다. 베이스에 금속이 추가되었습니다. 최저한의 아연 복용량그것들을 유연하고, 쉽게 굴복하고, 주인의 손에 복종하게 만드십시오.

30번째 요소는 또한 제품을 밝게 하기 때문에 소위 말하는 것을 만드는 데 자주 사용됩니다.

그러나 가장 중요한 것은 아연을 과용하지 않는 것입니다. 금속 함량이 3/10이라도 약하고 부서지기 쉽습니다.

금속과 합금의 융점을 감소시킵니다. 고대 이집트에서 발견된 구리와 아연의 화합물이 생산에 사용됩니다. 합금은 저렴하고 가공이 쉬우며 매력적으로 보입니다.

낮은 융점으로 인해 아연은 미세 회로 및 모든 종류의 장치의 "영웅"이 되었습니다.

주석처럼 작은 부품을 쉽고 단단하게 연결합니다. 저온에서 금속은 부서지기 쉽지만 이미 100-150도에서는 가단성이 있고 가단성이 있습니다.

이 물리적 아연의 성질산업가와 장인이 사용합니다.

예를 들어 최대 500도까지 더 큰 열을 가하면 요소가 다시 부서지기 쉽고 신뢰할 수 없게 변한다는 것이 흥미 롭습니다.

낮은 융점은 산업가들에게 재정적으로 유익합니다. 연료가 덜 필요하며 값비싼 장비에 대해 초과 지불할 필요가 없습니다.

또한 생성된 아연 "주물"을 처리하는 비용도 절약됩니다. 표면에는 추가 연마가 필요하지 않은 경우가 많습니다.

금속은 자동차 산업에서 활발히 사용됩니다. 아연 기반 합금은 도어 핸들, 브래킷, 내부 장식, 잠금 장치, 거울 디자인 및 앞유리 와이퍼 하우징에 사용됩니다.

차 안에서 아연 합금높은 비율. 후자는 연결의 내마모성과 내구성을 향상시킵니다.

산화아연은 ​​자동차 타이어에 첨가됩니다. 그것이 없으면 고무의 품질이 좋지 않습니다.

주철과 철은 많은 국가의 경제에서 선도적인 역할을 합니다. 그들의 생산은 아연 없이는 상상할 수 없습니다. 황동에서는 30~50%입니다(합금 유형에 따라 다름).

황동은 문 손잡이에만 사용되는 것이 아닙니다. 다양한 프로필의 공장을 위한 접시, 믹서 및 첨단 장비도 이 제품으로 만들어집니다.

널리 사용되며 아연 시트. 이는 인쇄에서 인쇄 양식의 기초입니다.

시트는 전원, 파이프, 지붕 덮개 및 폐수 홈통을 만드는 데 사용됩니다.

아연은 많은 염료의 필수적인 부분입니다. 따라서 산화 아연이 백색 페인트로 사용됩니다. 그건 그렇고, 이것은 바로 우주 비행에 사용되는 코팅 종류입니다.

로켓과 위성의 경우 빛을 반사하는 염료가 필요하며 이는 아연 기반 화합물을 사용하는 것이 가장 좋습니다.

방사선과의 싸움에서도 없어서는 안 될 요소입니다. 광선 아래에서 금속 황화물이 타오르면서 위험한 입자가 있음을 나타냅니다.

탐내는 요소 아연그리고 약사. 아연은 방부제이다. 신생아 용 연고 및 치유 조성물에 첨가됩니다.

더욱이, 일부 의사들은 아연, 즉 그 결핍이 정신분열증을 유발한다고 확신합니다.

따라서 의사들은 금속이 함유된 식품을 섭취하는 것이 중요하다는 점을 좋아합니다.

해산물에는 아연이 가장 많이 함유되어 있습니다. 금속 침전물이 바다 깊은 곳에 저장되어 있는 것은 아무것도 아닙니다.