절인 생강에는 탄수화물이 얼마나 들어있나요? 절인 생강 활용법

아연, Zn, 주기율표 II족의 화학 원소; 원자량 65.37, 원자 번호 30. 아연은 강한 금속 광택을 지닌 청회색의 중금속입니다. 틈은 육각형 또는 마름모꼴 시스템의 결정 구조를 보여줍니다. 경도 측면에서 아연은 은과 구리 사이에 있습니다. Brinell 35에 따르면 모스 경도(광물학)의 경도는 2.5입니다. 비중 6.9-7.2; 액체 아연의 밀도는 6.92(419.4°C)에서 6.53(918°C)으로 떨어집니다. 융점 419.4°C; 끓는점 930°C; 임계 온도(760mm 압력에서) 920°C; 융해열 26.6cal; 비열 용량(0-300°C) 0.0978 cal; 열전도율(18°C에서) 0.27cal/cm·sec°C; 열팽창계수 0.283·10 -4 ; 전기 전도도(0°C에서) 17.4·10 -4 cm -1·mo; 정상 전위(25°C에서) 0.758±0.002 V. 아연은 차가울 때 부서지기 쉽습니다. ±100~150°C의 온도 범위에서 아연은 가단성이 되어 얇은 시트로 굴러갑니다. 205°C에서는 다시 부서지기 쉬워지며 밝은 청록색 불꽃으로 연소됩니다. 건조한 공기에서는 아연이 변하지 않으며, 습한 공기에서는 염기성 탄산염으로 덮여 있습니다.

공기 중에서 300°C로 가열된 아연은 ZnO로 연소됩니다. 뜨거운 아연은 수증기를 분해하여 ZnO를 형성합니다. 상온에서 황화수소는 아연에 작용하여 표면에 황화 아연 보호 껍질을 형성합니다. 할로겐화물은 젖었을 때만 아연을 공격합니다. CO 2는 아연을 CO로 감소시킵니다. 소위 지상 아연. 아연 가루는 화학적으로 매우 활성이 높으며 물을 쉽게 분해합니다. 습기가 많은 방에 공기가 자유롭게 닿는 곳에 보관하면 자연 연소가 발생할 수 있습니다. 아연 분진은 화학 산업에서 환원제로 널리 사용됩니다. 아연은 산, 심지어 강한 산에도 약간 용해됩니다. 불순물(Fe, Cd, As 및 Sb)이 있으면 용해도가 증가합니다. 알칼리에서는 아연이 거의 용해되지 않아 아연산염을 형성하고 유리 수소를 방출합니다. 아연은 구리, 은, 알루미늄, 비스무트, 니켈, 수은 등 다양한 금속과 쉽게 합금됩니다. 은과 아연의 합금화 능력은 Parkes 방법을 사용하여 납을 탈은하는 데 사용됩니다. 아연 생산의 주요 광석은 아연 블렌드, 황화 아연, ZnS입니다. 아연 혼합물을 부유시키면 아연 정광이 생성되며, 그 분쇄 정밀도는 200메쉬에 이릅니다. 농축물에는 평균 45% Zn, 30% S, 15% Fe가 포함되어 있습니다.

아연 야금에서 다루어야 하는 가장 중요한 아연 화합물은 다음과 같습니다: ZnS; 아연CO3; ZnO; ZnSO4; ZnCl2. ZnS는 녹지 않으며 산화 시 ZnO와 ZnSO4를 형성합니다. 고온에서 분해됩니다. 가열되면 휘발성이 있음.

아연을 얻는 방법에는 세 가지가 있습니다: 1) 건식 또는 건식 야금법, 2) 전열법, 3) 습식 또는 수력 전기 야금법. 처음 두 가지 방법에 따르면 주요 반응은 탄소와 일산화탄소에 의한 산화아연의 환원으로 축소됩니다. 세 번째 방법에 따르면, 산화아연은 ​​황산염이나 염소 용액으로 변환되고, 이로부터 전기분해를 통해 염 형태나 금속 상태의 아연을 얻습니다.

아연 고온야금 . 아연 건식 야금의 특징은 다음 두 가지 상황입니다. 1) 아연의 환원온도(1100°C)는 아연의 끓는점보다 높다. 액체 상태에서 환원되어 얻어지는 다른 금속과 달리 아연은 증기 상태에서 얻어집니다. 2) 아연증기는 공기, 이산화탄소, 수증기에 의해 쉽게 산화되므로 아연증류는 ​​환원분위기의 밀폐용기에서 실시하여야 한다. 금속 아연 생산의 출발 물질은 산화아연이며, 이를 생산하기 위해 탄산염과 규산염 광석을 소성하고 아연 혼합물을 배소합니다. 하소의 목적은 수분, 이산화탄소를 제거하고 광석을 느슨하게 하는 것입니다. 광석 광물은 400°C에서 CO 2 및 H 2 O를 잃고, 폐석은 300-800°C에서 손실됩니다. 산화물 광석을 소성할 때 전체 중량의 20~30%가 손실된다. 하소의 경우, 분립 함량이 15~20% 이하인 덩어리 광석에는 샤프트로가 사용되며, 분광석에는 반사로가 사용됩니다. 반사로는 다음과 같습니다. 1) 수평 난로, 단일 또는 이중 난로; 2) 경사진 바닥, 18° 각도; 3) 회전 원통형 가마. 용광로용 화실: 직선 화격자 및 가스 발생기. 광석 운송 비용을 줄이기 위해 일반적으로 광석 채굴 현장에서 하소를 수행합니다.

아연 블렌드 로스팅. 아연 정광은 다양한 양의 납 광택과 황철석을 함유한 황화아연의 혼합물입니다. 또한 석영, 탄산칼슘, 탄산마그네슘과 비소, 안티몬, 은, 구리, 카드뮴 등의 황 화합물이 소량 포함되어 있습니다. 아연 혼합물에는 불소, 형석 및 중정석이 포함되어 있는 경우가 많으며 때로는 진사도 포함되어 있습니다. 소성 과정 중 주요 반응은 ZnS+3O = ZnO+SO 2 (+114.5 cal)입니다. 입자가 미세할수록 발사 속도가 빨라집니다. 소성 온도 800-900°C. 이 온도에서 황산 아연은 완전히 분해됩니다. 연소 시 산화아연은 ​​다른 금속의 산화물과 반응하여 이중 산화물을 형성할 수 있습니다. 발사 중 체중 감소는 10-20%입니다. 소성은 주로 기계적 긁어내기 기능을 갖춘 머플로에서 수행됩니다. 최근에는 Dwight Lloyd 시스템의 기계에서 소결 소성이 널리 사용되었습니다. 로스팅의 목적은 황화아연을 산화물로 전환하는 것이며, 생성된 이산화황 가스는 황산을 생산하는 데 사용됩니다. 기계식 용광로 중에서 Spirle 및 Wedge 용광로 시스템의 원형 용광로는 유럽에서 널리 사용됩니다.

소결소성. 제품의 극심한 분쇄로 인한 로스팅 및 부유 정광 회수의 어려움으로 인해 소결 로스팅이 도입되었습니다. 소결 공정은 세 가지 방법으로 수행됩니다. a) 정광은 기계식 용광로에서 황 함량이 9~10%가 되도록 소성한 다음 최종 응집 소성(Rigg 방법)을 거칩니다. b) 용광로에서의 예비 소성은 황 함량이 3~4%가 되도록 수행한 다음 소성된 정광을 2~3% 석탄과 혼합하고 소결을 통해 최종 소성합니다(Vieille-Montagne 방법). c) 예비 소성과 최종 소성은 모두 소결 기계에서 수행됩니다. 현탁 상태에서 아연 정광을 로스팅하려면 부유 정광을 용광로에 주입해야 합니다. 동시에 가열된 공기가 오븐에 공급됩니다. 현재 이 방법은 업계에 도입되기 시작했습니다.

회수(증류). 구운 아연 광석은 복잡한 구성을 가지고 있습니다. 아연 화합물은 ZnO, ZnS, ZnSO 4, 페라이트, 규산염 및 알루미네이트 형태입니다. 아연 광석은 석탄과 혼합되어 1200-1300°C에 이르는 고온에 노출됩니다. 탄소에 의한 산화아연의 환원은 910-920°C에서 시작하여 1300°C의 온도에서만 완료됩니다. ZnO+C = Zn+CO(-56.43cal); 일산화탄소에 의한 ZnO의 환원은 다음 반응에 따라 600°C에서 시작됩니다: ZnO+COZn+CO 2 (-17.44 cal); 이 산화물의 수소 환원은 다음 반응에 따라 454°C에서 시작됩니다: ZnO+H2Zn+H 2 O; 아연 페라이트 ZnO Fe 2 O 3 는 1100°C에서 환원됩니다. 1200°C ~ 1450°C의 백열에서 황화아연은 다음 반응에 따라 탄소가 분해됩니다: 2ZnS+C = Zn 2 +CS 2. ZnS는 1250°C에서 철과 석회에 의해 분해됩니다. 황산아연 ZnSO 4 는 탄소 존재 하에 가열되면 다음 반응에 따라 528°C에서 분해됩니다: 2ZnSO 4 +C = 2ZnO+2SO 2 +CO 2. CaO의 존재는 분해를 촉진합니다. 환원 공정에 필요한 오븐 온도는 1400~1500°C입니다.

환원 공정은 소위 아연 증류 레토르트 노에서 수행됩니다. 환원제(보통 40-50%의 무연탄 펠렛)와 혼합된 소성 아연 광석은 때때로 코크스 분을 첨가하여 레토르트에 적재됩니다(그림 1, 여기서 A, B, C, D 및 D - 다양한 모양아연 증류로용 레토르트 섹션), 용해로에 1열 또는 여러 줄 높이로 설치됩니다. 유럽에서는 주로 3열 오븐이 일반적이며 미국에서는 레토르트 수가 최대 1000개에 달하는 다중 행(5, 6, 때로는 8) 오븐이 일반적입니다. 레토르트의 크기와 행 수에 따라 다름 , 세 가지 유형의 오븐이 구별됩니다. 1) 벨기에 오븐, 최대 400개의 레토르트가 4-7줄로 배열되어 있습니다(Matthiesen 및 Hegeler 퍼니스에서는 레토르트 수가 1000개에 이릅니다). 연료 소비량은 광석 중량의 120-135%입니다. 2) 48-72개의 레토르트를 갖춘 실레지아 오븐; 갈메이의 연료 소비량은 광석 중량의 140%이고 아연 혼합물의 경우 180%입니다. 3) 120-252개의 레토르트가 3열로 배열된 라인 오븐. 연료 소비량 110-135%. 스토브는 ch에 의해 가열됩니다. 도착. 발전기 가스. 아연증류로는 가스와 공기를 공급하는 방식과 불꽃의 움직임에 따라 3가지로 분류할 수 있다. 1) 공기와 가스는 레토르트 하부 열 아래에 위치한 재생기를 통해 로 바닥에 있는 구멍을 통해 공급된다. 용광로 아래; 이것은 가장 일반적인 유형의 용광로(예: Siemens 용광로)입니다. 2) 공기와 가스는 용광로 지붕을 통해 공급됩니다(Dorra 용광로, 그림 2).

재생기는 용광로의 확장을 형성합니다. Dorr 용광로는 Belovsky 공장(Kuzbass)에 설치되었습니다. 3) 화염의 지그재그 종방향 이동으로 공기와 가스가 퍼니스 헤드에 공급됩니다(Tanje 퍼니스, 그림 3). 이 용광로는 Konstantinovsky 공장(Donbass)에 설치되었습니다. 아연 증류로는 18~24개월 동안 지속됩니다.

아연 증기를 응축시키기 위해, 잘린 원뿔 형태의 점토 파이프인 응축기가 노 외부의 레토르트에 부착됩니다. 응축기의 온도 b. 450-500°C보다 낮지 않습니다. 아연은 하루에 3-4회 제거됩니다. 아연 수율은 평균 86-89%입니다. 아연 손실(%)은 휘발 손실 3.3-5.75, 리밍 손실 5.5-7.00, 레토르트 및 응축기 손실 2.2-3.25로 분포됩니다. 요금 d.b. 테두리(잔류물)가 건조하고 레토르트에서 쉽게 배출되도록 설계되었습니다. 액체 리밍은 레토르트 벽을 파괴하고 금속 수율을 감소시킵니다. 충전물을 혼합하기 위해 주기적으로 작동하는 유채 혼합기와 같은 기계식 혼합기가 사용됩니다. 레토르트에 넣기 전에 혼합물을 적십니다(최대 10% 수분). 리밍은 아연 함량이 5~7%이고 장약 중량의 50~70%입니다. Raimovka는 종종 납과 은을 함유하고 있으며 납광석처럼 처리됩니다(주로 Waelz 공정에 의해). 리밍은 회전하는 원통형 가마에 적재됩니다. 1200°C의 온도에서 ZnO와 Pb의 환원이 동시에 산화됩니다. 생성된 금속 산화물은 집진기에 포집됩니다. 조아연에는 98-98.5%의 Zn이 포함되어 있습니다. 1-1.5% 납; 0.3-0.4% 철. 응축 공정 중 레토르트 로에서 아연을 증류할 때 아연의 일부가 아연분말(푸시에) 형태로 얻어집니다. 아연 푸시에의 생산은 가장 작은 아연 방울을 감싸서 병합을 방지하는 ZnO 필름의 형성으로 설명됩니다. 전하와 함께 레토르트에 유입되는 수분과 공기는 아연의 산화와 겁쟁이의 형성에 기여합니다. 겁쟁이를 잡기 위해 주석으로 만든 금속 롱기스를 커패시터 위에 올려 놓습니다(그림 4). 먼지 형태로 롱에 포집된 아연의 양은 적재된 아연 중량의 2.2~2.5%입니다.

아연 정제. 축전기에서 제거된 형태의 원료 아연에는 상당한 양의 불순물 Ch. 도착. 납과 철. 납과 철을 제거하기 위해 아연은 환원 분위기의 20~150톤 반사로에서 저온으로 제련됩니다. 납은 주어진 온도에서 아연에 대한 용해도에 따라 결정되는 함량으로 분리에 의해 분리됩니다. 이 작업 중에 분리된 납에는 일부 아연이 포함되어 있어 욕조 바닥에서 5~6% Zn, 최대 0.12% Fe 및 0.03% Cd를 포함하는 풍부한 납 합금이 얻어집니다. 철은 밑에 있는 납을 덮고 있는 얇은 층에 아연과 합금으로 농축되어 있습니다. 이 철 제품은 고체 아연이라고 불리며 5-6%의 Fe를 함유하고 있습니다. 24시간 또는 36시간 동안 담근 후 금속의 1/3을 퍼내고 용광로에 새로운 재료를 다시 넣습니다. 연료 소비량은 정제된 아연 중량의 8~10%입니다. 슬래그의 양은 아연 중량의 1.25%이다.

아연의 재증류(2차 증류)는 고급 아연을 얻기 위해 사용됩니다. 자이거화를 통해 압연에만 적합한 아연을 얻을 수 있고 때로는 상업용 황동 등급에 적합한 아연을 얻을 수 있기 때문입니다. 재증류에는 일반 3열 또는 4열로를 사용할 수 있습니다. 레토르트는 앞에서 뒤로 기울어져 있습니다. 커패시터는 일반 커패시터와 다르지 않습니다. 재증류된 아연에는 0.1% Pb가 포함되어 있습니다. 0.01% 철; 0.04% 카드뮴; 99.85% 아연. 아연 수율은 88%이고 나머지는 중간 생성물과 손실이다. 금속의 표면 증발이 있는 전열로의 진공 상태에서 Mitke 방법에 따른 재증류는 주목할 만합니다.

아연 생산을 위한 전열 방법 . 아연 정광은 연소되고 석탄 및 플럭스와 혼합되며 혼합물은 특수 용광로에서 전류로 가열됩니다. CO 2 가 CO로 완전히 환원될 시간이 없기 때문에 산화 아연의 환원은 매우 빠르게 발생합니다. 가스 혼합물의 높은 CO 2 함량은 상당한 양의 먼지(전체 아연의 최대 50%) 형성에 기여합니다. 다음과 같은 응축 방법이 존재합니다. 1) 모든 아연을 액체 금속으로 응축(직접 응축)합니다. 2) 먼지 형태의 모든 아연 응축 및 추가 처리 3) 아연의 일부를 액체 금속으로 응축하고 다른 부분을 산화물 형태로 응축합니다(가장 일반적인 방법). 이 공정에는 아크 및 저항로가 사용됩니다. 로딩은 주기적이거나 연속적일 수 있습니다. 공정은 건식 또는 용융물을 녹여 수행됩니다. 전열법의 출발 물질은 산화물 또는 소성 광석(환원 제련)입니다. 유황 광석도 처리할 수 있습니다(반응 제련).

습식 야금 및 아연 전착 . 납, 구리 및 귀금속 함량이 높은 아연 정광을 건식 가공하는 방법을 사용하면 이러한 금속 추출(아연 테두리의 추가 가공 중)이 60-70%를 초과하지 않습니다. 전해 공정은 납, 구리 및 귀금속이 케이크(잔류물)로 거의 완전히 전이되는 것을 보장합니다. 케이크를 가공하고 그로부터 금속을 추출하는 것은 테두리를 가공하는 것보다 간단하고 비용도 저렴합니다. 현재 습식제련법은 첫 번째 방법으로 고순도 아연을 생산하기 때문에 기존 방법을 대체하고 있습니다. 아연을 생산하는 수력전기야금법은 여러 작업으로 구성됩니다. 발사. 로스팅의 목적은 페라이트와 규산염의 형성을 최소화하면서 황을 제거하고 아연을 산화시키는 것입니다. 황산 소비를 줄이려면 소성 중에 아연의 일부를 황산염 상태로 전환하는 것이 바람직합니다. 소성 온도 550-650°C. 소성된 제품에는 3~5%의 유황이 남아 있으며 그 중 0.5%는 황화물입니다. 소성은 일반적으로 표준 다단 가열 웨지 가마에서 수행됩니다. 연료 소비량은 농축물 중량의 5-10%입니다.

침출. 침출의 목적은 소성 제품에 포함된 모든 산화아연과 황산염을 황산 용액으로 전환시키는 것입니다. 아연과 함께 Fe, As, Sb, Si, Al, Cu, Cd 등은 부분적으로 용해됩니다. 아연은 As, Sb, Cu, Cd, Co, Ni, Fe, Mn보다 전기 양성성이 높기 때문입니다. b이다. 전해질에서 제거됩니다. 대부분의 불순물은 용액이 중화되는 침출 과정에서 침전됩니다. 침출 방법에는 단일 침출과 이중 침출의 두 가지 방법이 있습니다. 첫 번째 방법에서는 0.3-0.5% H2SO4를 함유한 용액이 얻어질 때까지 소성된 재료를 폐 전해질에 점차적으로 첨가합니다. 분쇄된 석회석을 첨가하면 중화된 용액에서 Fe, Si, Al, As, Sb가 침전됩니다. 이중 침출은 두 가지 작업으로 구성됩니다. 첫 번째는 중성 침출이고 두 번째는 산성 침출입니다. 하소된 생성물은 산 침출 후 정화된 용액에 첨가되고, 산이 완전히 중화될 때까지 폐 전해질과 혼합됩니다. 산성도가 0.3~0.5% H2SO4인 모든 여과액과 세척수를 중성 침출에 사용되는 용액에 첨가합니다. 용액의 총 산도 범위는 3~4% H2SO 4 입니다. 침출은 직렬로 배열된 7개 Pachuca 유형의 공압 혼합기에서 발생합니다. 시리즈에서. 용액이 중화되면 철이 침전되어 As와 Sb의 일부와 Cu의 약 60%가 동반됩니다. 통의 중성 슬러리는 Dorr 분류기로 들어가 작은 슬러지 입자에서 모래를 분리합니다. 후자는 Dorr 압축기로 들어가고, 여기서 농축된 침전물이 정화된 펄프에서 분리되어 청소 및 전기분해로 이동됩니다. 산성 침출을 위해 모래가 보내집니다. 모래의 액체와 고체의 비율은 3입니다. 슬러지 35-40에서. 증점제 이후의 정화된 펄프에는 1리터당 2~3g의 고형물이 포함되어 있습니다. 응축된 펄프에는 20-25%의 고형물이 포함되어 있습니다. 이 침출 공정을 통해 아연의 50~60%가 회수됩니다. 침출 공정의 평균 온도는 45°C입니다. 중성 침출에서 나온 농축된 슬러리는 Dorca 펌프를 통해 두 번째 Pachuca 통 시리즈의 산성 침출로 공급됩니다. 사용한 전해질도 여기에옵니다. 산성 침출에서 나온 펄프는 두 번째 Dorr 압축기로 들어가고, 여기서 필터로 가는 압축된 펄프가 얻어지고, 정화된 용액이 중성 침출로 들어갑니다. 압축된 펄프는 물로 세척되어 두 번째 필터로 공급됩니다. 고체 케이크는 건조되어 납 공장으로 보내집니다. 사용된 전해질에는 9-11.5% H2SO 4 및 2.5% Zn이 포함되어 있습니다. 정화된 산성 침출 용액에는 0.5% H2SO 4 및 10.0% Zn이 포함되어 있습니다. 중성 침출 전에 MnO2를 첨가하면 황산철이 산화황산염으로 전환됩니다. 하소된 물질을 첨가하면 황산화물은 수산화철로 변하는데, 이는 중성 또는 약알칼리성 용액에 불용성이며 As 및 Sb와 불용성 염을 형성합니다.

용액 정제(purification). 정화된 중성 용액에는 배소된 광석에 존재하는 구리의 40~60%, 거의 모든 Cd 및 Ni, Co, As, Sb가 포함되어 있습니다. CU와 Cd의 제거는 아연분진을 용액(생성된 아연 중량의 2~5%)에 첨가하여 수행됩니다. 기계식 교반기에서 교반하면 Cu와 Cd가 침전됩니다. 혼합 기간은 2.5~4시간입니다. 교반기에서 나온 혼합물은 금속 슬러지가 압축되는 Dorr 농축기로 방출됩니다. 배수 및 압축된 펄프는 필터로 공급됩니다. 배수구에는 1리터당 3-4g의 고형물이 포함되어 있습니다. 응축된 펄프 40-50% 고체. 동시에 케이크는 카드뮴과 구리로 가공됩니다. As, Ni 및 Co는 아연분말을 첨가하여 충분한 양의 황산구리를 함유한 가열용액(85°C)에서 완전히 석출됩니다. 또한 So m.b. 철과 함께 침전되기 때문에 먼저 오존화된 공기를 사용하여 CoSO4를 Co2(SO4)3로 변환해야 합니다. 비슷한 방식으로 용액에 니켈이 제거됩니다. 황산은은 염화물을 제거하는 데 사용됩니다. 침출 및 세척 시에는 Dorr 압축기, Dorr 교반기 및 Pachuca 통이 사용됩니다. 진공 필터는 농축된 펄프를 필터링하는 데 사용되며 필터 프레스는 정화된 용액에 사용됩니다.

전기 분해. 황산아연 용액의 분해에 필요한 전압은 전해질과 전극의 저항에 따라 3.5V에 이릅니다. 아연 용액 농도, 산도 및 온도가 증가하면 전해질 저항이 감소합니다. 반면, 전해질의 산도와 온도가 증가하면 음극 아연의 부식이 증가합니다. 납 시트는 양극 역할을 하고, 알루미늄 시트는 음극 역할을 합니다. 양극에 납 및 과산화망간 필름이 형성되고 음극에서 수소가 방출되면 전극의 저항이 증가합니다. 아연 용액이 매우 희석되었거나 용액 순환이 충분히 강하지 않은 경우 음극에서 수소가 발생합니다. 전류 밀도는 아연 전해질 농도가 6-8%일 때 1m 2 당 270A를 초과하지 않습니다. 아연을 전기분해하는 동안 해면질 또는 가지 모양의 침전물이 형성되고 음극 아연이 용해되는 현상이 종종 관찰됩니다. 나무 예금을 받으면 단락이 발생합니다. 이러한 비정상적인 침전물은 음극에서의 전류 분포가 고르지 못한 결과입니다. 콜로이드를 첨가하면 치밀한 음극 증착물의 형성이 촉진됩니다. 이는 열악한 전도체인 콜로이드가 전류 밀도가 과장되는 곳에서 분지형 결정의 형성을 방지한다는 사실로 설명됩니다. Cu, Co, Ni, As, Sb와 같이 아연보다 전기 음성도가 낮은 원소의 존재는 음극 아연의 용해를 촉진합니다. 코발트는 가장 해로운 불순물이다. 전해질 1리터당 이 원소 몇 mg이면 음극 아연이 용해되기에 충분합니다. 콜로이드의 존재는 그 작용을 다소 마비시킵니다. 니켈은 코발트와 유사하게 작용합니다. 그러나 아연 광석에서는 상당한 양이 거의 발견되지 않습니다. 비소와 안티몬은 음극 아연의 용해를 촉진하고 검은색의 거친 침전물을 형성합니다. 이 두 가지 요소 중에서 안티몬이 가장 해롭습니다. 전해질의 불순물 함량은 다음 제한(mg/l)을 초과해서는 안 됩니다: 350 Mn, 50 Cl, 30 Fe, 12 Cd, 10 Cu; Co, Ni, As 및 Sb 1 각각은 납으로 코팅된 목재 욕조 또는 내부에 황(30%)과 모래 혼합물로 구성된 25mm 두께의 철근 콘크리트 욕조에서 수행됩니다. 70%). 욕조는 용액의 순환을 허용하기 위해 계단식으로 배열됩니다. 납 양극과 알루미늄 음극은 서로 5cm 거리에 평행하게 매달려 있습니다. 양극 표면은 음극 표면보다 작게 만들어져 단락을 일으킬 수 있는 음극에 필라멘트 침전물이 형성되는 것을 방지합니다. 전류 밀도는 1m2당 250-350A입니다. 음극은 48시간마다 제거됩니다. 아연판의 무게는 7-9kg입니다. 양극은 MnO 2 및 PbO 2 침전물을 제거하기 위해 2개월마다 제거됩니다. 50°C의 욕조 온도는 물이 흐르는 코일에 의해 유지됩니다. 욕조의 전압은 3.2-3.8V입니다. 매 2시간마다 침전된 금속 1톤당 28-42g의 젤라틴이 추가됩니다. 전기분해를 위한 아연 1톤당 에너지 소비량은 3600kWh이고 기타 수요량은 400kWh이다.

아연 음극 제련하루 100~125톤 용량의 반사로에서 생산됩니다. 스토브 크기: 7.2x5.4xx2.4m, 욕조 깊이 900mm. 용광로의 분위기가 감소하고 있습니다. 연료 소비량은 용융 아연 중량의 5-6%입니다. 용융시 5%의 슬래그가 형성됩니다. 재용해 중 아연 손실은 0.3%입니다. 전해질 아연의 조성은 다음과 같습니다: 99.95% Zn; 0.02-0.05% 납; 0.02% 카드뮴; 0.01% 철.

텐턴의 길철이 많이 함유된 광석을 처리하는 것이 수익성이 있을 수 있습니다. 소성은 기존 소성보다 높은 온도에서 수행되지만 820°C를 초과해서는 안 됩니다. 소성된 제품은 페라이트를 포함하는 자성 부분과 "산화물"이라고 불리는 비자성 부분으로 분리됩니다. 약 28% H2SO4를 함유한 폐 전해질로 채워진 통에서 산은 먼저 전체 부하의 절반에 해당하는 양의 페라이트가 풍부한 제품으로 중화됩니다. 이 소성 제품으로 산이 중화되면 펄프가 끓는점까지 가열됩니다. 실리카를 응고하려면 반응이 완료되기 전에 펄프를 가열해야 하므로, 하소된 물질을 첨가하기 전에 용액을 60°C로 가열합니다. 대부분의 산이 중화되면 비자성 제품이 추가됩니다. 최종 펄프는 약산성으로 유지됩니다. 침출 후 펄프는 Burt 필터 프레스로 직접 보내집니다. 전기분해를 위해 산성도가 높은 아연 용액을 사용하고 고밀도 전류를 사용하기 때문에 일반적으로 사용되는 방법처럼 용액을 철저하게 세척할 수 없습니다. 청소는 아연 가루로 이루어집니다. Tenton이 전기분해에 도입한 변화는 높은 전류 밀도를 사용하는 것입니다. 각 조의 전위차는 28% 산을 함유한 전해질과 1100A/m 2 의 전류 밀도에서 3.6V입니다. 이 전류 밀도에서 용액의 순환은 매우 빠릅니다. 실제로 전해질 온도는 24~37°C 사이로 유지됩니다. 부드럽고 조밀한 아연 침전물을 얻기 위해 Zn 1톤당 1.5kg의 양으로 젤라틴을 전해질에 첨가합니다.

염산용액의 전기분해황산 생산 시 아연 황철석 콘크리트로부터 아연을 추출하기 위한 단일 시설에 사용됩니다(Hoepfner 방법). 재는 저온(600°C)에서 염소화 로스팅됩니다. 소성된 제품은 물로 처리됩니다. 용액을 가열하고 표백제와 이산화탄소로 처리하여 철과 망간을 침전시킵니다. 구리, 납, 비소 등의 침전은 아연 가루를 사용하여 수행됩니다. 양극은 탄소이고 음극은 직경 140mm의 회전하는 아연 디스크입니다. 양극과 음극은 다이어프램으로 분리되어 있습니다. 전해질에는 0.08-0.12%의 유리 HCl이 포함되어 있습니다. 전류 밀도 100A/m2. 전압 3.3-3.8V.

아연의 응용. 아연 금속과 그 화합물은 다양한 산업 분야에서 널리 사용됩니다. 부식으로부터 철을 보호하기 위해 아연 도금에 가장 많은 양의 아연이 사용됩니다. 아연이 사용되는 다음 영역은 합금입니다. 아연은 구리, 은, 금, 알루미늄, 비스무스, 니켈, 수은과 합금됩니다. 아연과 구리의 합금은 구리 함량이 낮을 때 황동을 생산하고, 구리 함량이 높을 때 톰바키, 크리소칼을 생산합니다. Zn+Cu+Al은 알루미늄 청동을 형성하고, Zn+Cu+Sn+Sb는 바비츠, Zn+Au+Ag는 Parkes 방법을 사용하여 납을 제거하기 위한 기초를 형성하는 합금, Zn+Hg는 단단하고 깨지기 쉬운 아말감을 형성합니다. 상당한 양의 금속이 압연 아연 생산에 사용되며 지붕, 목욕, 세탁 등에 사용됩니다. 아연 분말(푸시에)은 시안화물 용액에서 금과 은을, 황산 용액에서 구리와 카드뮴을 접합하는 데 사용됩니다. 습식 야금 생산 방법 아연, 셰라드화 등 페인트 및 바니시 산업에서 아연 및 그 파생물은 아연백 및 리소폰 생산에 사용됩니다. 염화 아연은 부패 방지제이며 침목, 전신주 및 일반적으로 부패하기 쉬운 목재 부품을 함침시키는 데 사용됩니다. 산화아연은 ​​또한 리놀륨, 유리, 세라믹 제품을 제조하는 고무 생산과 다양한 화학 및 의료 제제 생산에 사용됩니다.

혁명 이전 러시아의 아연 생산은 Vladikavkaz의 아연 증류 공장으로 대표되었습니다. Vladikavkaz의 Alagirsky 공장은 처음 5년 동안 재건축되었으며 그 생산 능력은 연간 아연 6,000톤으로 늘어났습니다. 또한 처음 5년 동안 Konstantinovna(Donbass)와 Belov(Kuzbass)에 각각 연간 12,000톤의 아연을 생산할 수 있는 두 개의 새로운 아연 증류 공장이 건설되어 운영에 들어가 완전히 개발되었습니다. Konstantinovsky 공장은 Primorye(Tetyukha)에서 수입한 아연 정광을 사용하여 가동될 예정입니다. Belovsky 공장에는 인근에 Salair 매장지라는 자체 원료 기지가 있습니다. 이와 함께 처음 5년 동안 두 개의 전해 아연 공장 건설이 시작되었습니다. 하나는 Ordzhonikidze(이전 Vladikavkaz) 시에, 다른 하나는 Chelyabinsk에 있으며, 각각 연간 아연 생산 능력은 20,000톤입니다. Ordzhonikidzen 공장은 1933년 말부터 1934년 초에 가동에 들어갔고 Chelyabinsk 공장은 1934년 중반에 가동을 시작했습니다. 1934년 총 생산량은 증류 아연 30,000톤, 전해 아연 40,000톤이 될 것입니다. 두 번째 5년 동안 아연 공장의 추가 건설이 계획되어 있습니다. 알타이 정광을 기반으로 Ridder에 50,000톤 용량의 아연 전해질 공장과 동일한 용량의 Kemerovo 공장(Kuzbass)이 있습니다. Nerchinsk 아연-납 광상을 기반으로 Cheremkhovo에 있는 공장 위치와 카자흐스탄 남부(Kara-Tau)의 다금속 광상을 기반으로 연간 최대 40,000톤의 아연 생산을 개발하는 것이 가능합니다. 및 중앙 아시아(Kara-Mazar) - 40-50,000톤 규모의 아연 공장 건설.

"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.

그 요소암석, 광물, 물로 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 .

공기, 즉 산소에 접근하지 않고 진행했기 때문에 실험은 성공했다. 반응을 위한 저장소는 내화 용기로 만들어졌습니다.

화학자는 생성된 금속 증기를 냉장고에 넣었습니다. 저온의 영향으로 아연 입자벽에 정착했습니다.

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. 금속이 베이스에 추가됩니다. 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. 그것들은 기초입니다 인쇄된 양식인쇄 중.

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.

정의

아연- 주기율표의 30번째 원소. 명칭 - 라틴어 "zincum"에서 나온 Zn. 네 번째 기간인 그룹 IIB에 위치합니다. 금속을 나타냅니다. 코어 차지는 30입니다.

추출되는 주요 천연 아연 화합물은 갈메이 ZnCO 3 및 아연 블렌드 ZnS 미네랄입니다. 지각의 총 아연 함량은 약 0.01%(wt)입니다.

아연은 청은색 금속이다(그림 1). ~에 실온그것은 매우 깨지기 쉽지만 100-150oC에서는 잘 구부러지고 시트로 말려집니다. 200oC 이상으로 가열하면 아연은 매우 부서지기 쉽습니다. 공기에 노출되면 얇은 산화물 또는 염기성 탄산염 층으로 코팅되어 추가 산화를 방지합니다. 물은 아연에 거의 영향을 미치지 않습니다.

쌀. 1. 아연. 모습.

아연의 원자 및 분자 질량

물질의 상대분자량(Mr)는 주어진 분자의 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지를 나타내는 숫자입니다. 원소의 상대 원자 질량(A r)— 화학 원소의 평균 원자 질량이 탄소 원자 질량의 1/12보다 몇 배나 큰지.

자유 상태의 아연은 단원자 Zn 분자의 형태로 존재하기 때문에 원자 질량과 분자 질량의 값이 일치합니다. 그들은 65.38과 같습니다.

아연 동위원소

자연에서 크롬은 5개의 안정 동위원소인 64 Zn, 66 Zn, 67 Zn, 68 Zn 및 70 Zn의 형태로 발견될 수 있는 것으로 알려져 있습니다. 질량수는 각각 64, 66, 67, 68, 70입니다. 아연 동위원소 64 Zn의 원자핵은 30개의 양성자와 34개의 중성자를 포함하고 나머지 동위원소는 중성자 수만 다릅니다.

질량수가 54에서 83까지인 인공적인 불안정한 아연 동위원소와 핵의 10가지 이성질체 상태가 있으며, 그중 가장 오래 지속되는 동위원소는 65Zn이며 반감기는 243.66일입니다.

아연 이온

아연 원자의 외부 에너지 준위에는 원자가인 두 개의 전자가 있습니다.

1초 2 2초 2 2p 6 3초 2 3p 6 3d 10 4초 2 .

화학적 상호작용의 결과로 아연은 원자가 전자를 포기합니다. 기증자이며 양전하를 띤 이온으로 변합니다.

Zn 0 -2e → Zn 2+ .

아연 분자 및 원자

자유 상태에서 아연은 단원자 Zn 분자의 형태로 존재합니다. 아연 원자와 분자를 특징짓는 몇 가지 특성은 다음과 같습니다.

아연 합금

아연과 알루미늄, 구리 및 마그네슘의 합금은 산업적으로 매우 중요합니다. 구리와 함께 아연은 중요한 합금 그룹인 황동을 형성합니다. 황동에는 최대 45%의 아연이 함유되어 있습니다. 심플하고 특별한 황동이 있습니다. 후자에는 철, 알루미늄, 주석, 규소와 같은 다른 원소가 포함되어 있습니다.

문제 해결의 예

실시예 1

실시예 2

요소 아연주기율표의 (Zn)은 일련번호 30번을 가지고 있습니다. 두 번째 족의 네 번째 주기에 속합니다. 원자량 - 65.37. 2-8-18-2층 전체에 전자의 분포.

주기율표의 30번 원소 아연은 청백색 금속으로 419(C)에서 녹고 913(C)에서 증기로 변하며 밀도는 7.14g/cm3입니다. 상온에서 아연은 매우 취약하지만 100-110 ( 잘 구부러지고 시트로 굴러갑니다. 공기 중에서 아연은 얇은 산화물 또는 염기성 탄산염 층으로 코팅되어 추가 산화로부터 보호합니다. 물은 아연에 거의 영향을 미치지 않지만 아연에는 영향을 미치지 않습니다. 일련의 응력에서 수소가 남습니다. 이는 아연 표면에 형성되어 물과 상호 작용할 때 수산화물이 실제로 불용성이고 묽은 산에서 아연이 쉽게 반응하는 것을 방지한다는 사실로 설명됩니다. 또한, 아연은 베릴륨 및 양쪽성 수산화물을 형성하는 다른 금속과 마찬가지로 공기 중에서 끓는점까지 가열되면 알칼리에 용해되며, 그 증기는 녹색을 띤 흰색 불꽃으로 점화되어 연소됩니다. 산화 아연.

지각의 평균 아연 함량은 8.3·10-3%이며, 염기성 화성암의 경우 산성암(6·10-3%)보다 약간 높습니다(1.3·10-2%). 아연은 활발한 수중 이동이며 납과 함께 열수로의 이동이 특히 일반적입니다. 산업적으로 중요한 황화아연은 이 물에서 침전됩니다. 아연은 또한 지표수와 지하수에서 활발하게 이동합니다. 아연의 주요 침전제는 점토에 의한 황화수소 흡착이며 그 역할은 덜합니다.
아연은 중요한 생물학적 요소입니다. 살아있는 유기체는 평균 5·10-4%의 아연을 함유하고 있습니다. 그러나 소위 허브 유기체(예: 일부 제비꽃)라는 예외도 있습니다.

아연 침전물

아연 매장지는 이란, 호주, 볼리비아, 카자흐스탄에 알려져 있습니다. 러시아에서 가장 큰 납-아연 정광 생산업체는 JSC MMC Dalpolimetal입니다.

아연 얻기

아연자연에서 천연 금속으로 발생하지 않습니다.
아연은 Cu, Pb, Ag, Au, Cd, Bi뿐만 아니라 황화물 형태로 1~4% Zn을 함유한 다금속 광석에서 추출됩니다. 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. 순수한 아연은 두 가지 방법으로 ZnO 산화물로부터 얻어집니다. 오래전부터 존재해온 건식야금(증류)법에 따르면 소성된 정광을 소결하여 입상성과 가스투과성을 부여한 후 1200~1300℃에서 석탄이나 코크스와 함께 환원 : ZnO + C = Zn + 콜로라도. 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. 하소된 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. 황산아연, Pb, Cu, Cd, Au, Ag는 생산 폐기물에서 얻습니다. 때로는 In, Ga, Ge, Tl도 있습니다.

생물학적 역할

성인의 신체에는 평균 약 2g의 아연이 함유되어 있으며 주로 근육, 간 및 췌장에 집중되어 있습니다. 400개 이상의 효소가 아연을 함유하고 있습니다. 그 중에는 펩타이드, 단백질, 에스테르의 가수분해, 알데히드 형성, DNA와 RNA의 중합을 촉매하는 효소가 있습니다. 효소의 Zn2+ 이온은 물 분자와 유기 물질의 분극을 유발하여 다음 반응에 따라 탈양성자화를 촉진합니다.

Zn2+ + H2O = ZnOH+ + H+
가장 많이 연구된 효소는 아연을 함유하고 약 260개의 아미노산 잔기로 구성된 단백질인 탄산탈수효소입니다. 이 효소는 적혈구에서 발견되며 중요한 활동 중에 조직에서 형성된 이산화탄소를 중탄산 이온과 탄산으로 전환하는 것을 촉진합니다. 이 탄산 이온은 혈액을 통해 폐로 운반되어 다음과 같은 형태로 체내에서 배설됩니다. 이산화탄소. 효소가 없으면 CO2가 음이온 HCO3-로 전환되는 속도가 매우 낮습니다. 탄산 탈수효소 분자에서 아연 원자는 히스티딘 아미노산 잔기의 3개 이미다졸 그룹과 쉽게 탈양성자화되어 배위 수산화물로 변하는 물 분자와 결합됩니다. 부분 양전하를 갖는 이산화탄소 분자의 탄소 원자는 수산기의 산소 원자와 상호 작용합니다. 따라서, 배위된 CO2 분자는 중탄산염 음이온으로 변환되고, 이는 효소의 활성 중심을 떠나 물 분자로 대체됩니다. 효소는 이 가수분해 반응을 천만 배나 가속화합니다.

아연의 응용

순수 아연 금속은 지하 침출로 채굴된 귀금속(금, 은)을 회수하는 데 사용됩니다. 또한, 아연은 조납에서 아연-은-금 금속간 화합물(소위 "은 폼") 형태로 은, 금(및 기타 금속)을 추출하는 데 사용되며, 이후 기존의 정련 방법으로 처리됩니다.
부식(교량, 탱크, 금속 구조물의 경우 기계적 응력을 받지 않는 표면의 아연 도금 또는 금속화)으로부터 강철을 보호하는 데 사용됩니다.
아연은 화학 전원, 즉 배터리 및 축전기의 음극 재료로 사용됩니다. 예: 망간-아연 전지, 은-아연 배터리(EMF 1.85V, 150Wh/kg, 650Wh/dm3, 낮은 저항 및 엄청난 방전 전류), 수은-아연 원소(EMF 1.35V, 135Wh/kg, 550-650Wh/dm3), 황산이산화수은 원소, 요오드산아연 원소, 산화구리 갈바니 전지(EMF 0.7-1.6V , 84~127Wh/kg, 410~570Wh/dm³), 크롬-아연 셀, 아연-염화은 셀, 니켈-아연 배터리(EMF 1.82V, 95~118Wh/kg, 230~295Wh/ dm³), 납-아연 전지, 아연-염소 전지, 아연-브롬 전지 등

매우 높은 비에너지 용량을 갖는 아연-공기 배터리에서 아연의 역할은 매우 중요합니다. 이는 엔진 시동(납 배터리 - 55Wh/kg, 아연 공기 - 220-300Wh/kg) 및 전기 자동차(최대 900km 범위)에 유망합니다.

아연판은 인쇄, 특히 대량 발행 출판물의 삽화 인쇄에 널리 사용됩니다. 이를 위해 아연 인쇄법이 19세기부터 사용되었습니다. 즉, 아연판에 산으로 디자인을 에칭하여 진부한 표현을 만드는 것입니다. 다음을 제외한 불순물 소량납, 에칭 공정을 악화시킵니다. 에칭하기 전에 아연판을 가열된 상태에서 어닐링하고 압연합니다.
녹는점을 낮추기 위해 많은 경질 땜납에 아연을 첨가합니다.
산화 아연은 의학에서 방부제 및 항염증제로 널리 사용됩니다. 산화아연은 ​​아연백색 페인트를 생산하는 데에도 사용됩니다.

아연- 황동의 중요한 성분. 알루미늄 및 마그네슘을 함유한 아연 합금(ZAM, ZAMAK)은 상대적으로 높은 기계적 특성과 매우 높은 주조 품질로 인해 정밀 주조를 위한 기계 공학에서 매우 널리 사용됩니다. 특히, 무기 산업에서 권총 볼트는 때때로 ZAMAK(-3, -5) 합금으로 주조되며, 특히 약하거나 외상성 카트리지를 사용하도록 설계된 볼트입니다. 또한 자동차 핸들, 기화기 본체, 축소 모델 및 모든 종류의 미니어처뿐만 아니라 허용 가능한 강도를 갖춘 정밀한 주조가 필요한 기타 모든 제품과 같은 모든 종류의 기술 액세서리가 아연 합금으로 주조됩니다.

염화 아연- 금속 납땜을 위한 중요한 플럭스 및 섬유 생산의 구성 요소입니다.
황화아연은 수명이 짧은 형광체와 기타 발광 화합물(보통 ZnS와 CdS의 혼합물)의 제조에 사용되며 다른 금속 이온으로 활성화됩니다. 아연 및 황화 카드뮴을 기반으로 한 인광체는 발광 시간이 짧은 전계발광단 및 구성 요소로서 야광 유연성 패널 및 스크린을 제조하기 위해 전자 산업에서 사용됩니다.
아연 텔루라이드, 셀렌화물, 인화물, 황화물은 널리 사용되는 반도체입니다. 황화아연은 많은 형광체의 필수적인 부분입니다. 인화 아연은 설치류 독으로 사용됩니다.
셀렌아연은 이산화탄소 레이저와 같이 중적외선 영역에서 흡수 계수가 매우 낮은 광학 유리를 만드는 데 사용됩니다.

아연의 다양한 용도는 다음과 같습니다.

아연 도금 - 45-60%
의약품(방부제로서의 산화아연) - 10%
합금 생산 - 10%
고무타이어 생산 - 10%
유성 페인트 - 10%

아연은 금속 원소 그룹의 전형적인 대표자이며 금속 광택, 연성, 전기 및 열 전도성 등 모든 특성을 갖습니다. 그러나 아연의 화학적 성질은 대부분의 금속에 내재된 기본 반응과 다소 다릅니다. 요소는 특정 조건에서 비금속처럼 행동할 수 있습니다(예: 알칼리와 반응). 이 현상을 양쪽성이라고 합니다. 우리 기사에서는 아연의 물리적 특성을 연구하고 금속과 그 화합물의 전형적인 반응 특성을 고려합니다.

주기율표에서의 원소의 위치와 자연에서의 분포

금속은 주기율표의 두 번째 그룹의 이차 하위 그룹에 위치합니다. 아연 외에도 카드뮴과 수은이 포함되어 있습니다. 아연은 d원소에 속하며 네 번째 기간에 속합니다. 화학 반응에서 원자는 항상 마지막 에너지 수준의 전자를 포기하므로 ​​산화물, 중간 염 및 수산화물과 같은 원소 화합물에서 금속은 +2의 산화 상태를 나타냅니다. 원자의 구조는 아연과 그 화합물의 모든 물리적, 화학적 특성을 설명합니다. 토양의 총 금속 함량은 약 0.01 중량%입니다. %. 갈메아, 아연 블렌드와 같은 미네랄에서 발견됩니다. 아연 함량이 낮기 때문에 암석은 먼저 용광로에서 농축됩니다. 대부분의 아연 함유 광물은 황화물, 탄산염 및 황산염입니다. 이는 로스팅과 같은 가공 공정의 기초가 되는 화학적 특성을 지닌 아연염입니다.

금속 생산

탄산 아연이나 황화물의 심한 산화 반응은 산화물을 생성합니다. 이 과정은 유동층에서 진행됩니다. 미세하게 분쇄된 광물과 고속으로 이동하는 열풍의 흐름을 밀착시키는 특별한 방식입니다. 다음으로, 산화아연 ZnO가 코크스로 환원되고 생성된 금속 증기가 반응구에서 제거됩니다. 아연과 그 화합물의 화학적 특성을 바탕으로 금속을 생산하는 또 다른 방법은 황산아연 용액을 전기분해하는 것입니다. 전류의 영향으로 발생하는 산화 환원 반응입니다. 고순도 금속이 전극에 증착됩니다.

물리적 특성

일반적인 조건에서는 푸른빛이 도는 은색의 부서지기 쉬운 금속입니다. 100°~150°의 온도 범위에서 아연은 유연해지고 시트로 굴릴 수 있습니다. 200° 이상으로 가열하면 금속이 비정상적으로 부서지기 쉽습니다. 대기 산소의 영향으로 아연 조각은 얇은 산화물 층으로 덮여 있으며 추가 산화 시 수산화탄산염으로 변하여 보호제 역할을 하며 금속과 대기 산소의 추가 상호 작용을 방지합니다. 아연의 물리적, 화학적 특성은 상호 연관되어 있습니다. 금속과 물 및 산소의 상호 작용의 예를 사용하여 이것을 고려해 봅시다.

심한 산화 및 물과의 반응

아연 파일링은 공기 중에서 강하게 가열되면 푸른 불꽃을 일으키며 연소되어 산화아연을 형성합니다.

양쪽성 특성을 나타냅니다. 뜨거운 온도로 가열 된 수증기에서 금속은 H 2 O 분자에서 수소를 대체하고 산화 아연이 형성됩니다. 물질의 화학적 특성은 산 및 알칼리와 상호 작용하는 능력을 입증합니다.

아연과 관련된 산화환원 반응

원소는 금속의 활동성 계열에서 수소보다 앞에 오기 때문에 산 분자에서 수소를 대체할 수 있습니다.

아연과 산 사이의 반응 생성물은 두 가지 요인에 따라 달라집니다.

• 산의 종류
• 그 농도

산화 아연

가열하면 노란색으로 변하고 냉각되면 원래의 색으로 돌아가는 흰색 다공성 분말은 금속 산화물입니다. 산화아연의 화학적 성질과 산 및 알칼리와의 상호작용에 대한 반응식은 화합물의 양쪽성 성질을 확증해 줍니다. 따라서 물질은 물과 반응할 수 없지만 산 및 알칼리와 상호 작용합니다. 반응 생성물은 중간염(산과 상호작용하는 경우) 또는 복합 화합물(테트라하이드록소시네이트)이 됩니다.

산화아연은 ​​아연백이라 불리는 흰색 페인트 생산에 사용됩니다. 피부과에서 이 물질은 피부에 항염증 및 건조 효과가 있는 연고, 분말 및 페이스트에 포함되어 있습니다. 생산된 산화아연의 대부분은 고무 충전재로 사용됩니다. 아연과 그 화합물의 화학적 특성을 계속 연구하면서 Zn(OH) 2 수산화물을 고려해 보겠습니다.

수산화아연의 양쪽성 성질

금속염 용액의 알칼리 작용으로 떨어지는 흰색 침전물은 아연의 염기입니다. 이 화합물은 산이나 알칼리에 노출되면 빠르게 용해됩니다. 첫 번째 유형의 반응은 중간 염의 형성으로 끝나고 두 번째는 아연산염입니다. 복합 염(하이드록시시네이트)은 고체 형태로 분리됩니다. 수산화 아연의 특별한 특징은 암모니아 수용액에 용해되어 테트라암모늄 아연 수산화물과 물을 형성하는 능력입니다. 아연 염기는 약한 전해질이므로 수용액의 평균 염과 아연산염은 모두 가수분해 가능합니다. 즉, 이온이 물과 반응하여 수산화아연 분자를 형성합니다. 염화물이나 질산염과 같은 금속염 용액은 과도한 수소 이온이 축적되어 산성이 됩니다.

황산 아연의 특성

이전에 조사한 아연의 화학적 특성, 특히 묽은 황산염과의 반응은 평균 염인 황산 아연의 형성을 확인합니다. 이들은 무색 결정체로서 600° 이상으로 가열하면 옥소황산염과 삼산화황을 생성할 수 있습니다. 추가로 가열하면 황산아연이 산화아연으로 전환됩니다. 소금은 물과 글리세린에 용해됩니다. 이 물질은 최대 39°C의 온도에서 용액으로부터 결정성 수화물 형태로 분리되며, 공식은 ZnSO 4 × 7H 2 O입니다. 이 형태를 황산아연이라고 합니다.

39°~70°의 온도 범위에서는 6수화물 염이 얻어지며, 70° 이상에서는 결정성 수화물에 물 한 분자만 남습니다. 황산아연의 물리화학적 특성으로 인해 종이 생산 시 표백제, 작물 생산 시 광물질 비료, 가축 및 가금류 사료의 비료로 사용할 수 있습니다. 섬유 산업에서 이 화합물은 비스코스 직물 생산과 친츠 염색에 사용됩니다.

황산아연은 확산법이나 용융아연도금법을 이용하여 철이나 철강 제품에 아연층을 갈바니 코팅하는 공정에서 사용되는 전해액에도 포함된다. 아연 층은 이러한 구조물을 오랫동안 부식으로부터 보호합니다. 아연의 화학적 특성을 고려할 때 물의 염도가 높고 온도 및 공기 습도가 크게 변동하는 조건에서는 아연 도금이 원하는 효과를 얻지 못한다는 점에 유의해야 합니다. 따라서 구리, 마그네슘 및 알루미늄을 함유한 금속 합금이 산업계에서 널리 사용됩니다.

아연 함유 합금 적용

파이프라인을 통해 암모니아와 같은 많은 화학물질을 운반하려면 파이프를 만드는 금속 구성에 대한 특별한 요구 사항이 필요합니다. 이 제품은 철과 마그네슘, 알루미늄, 아연의 합금을 기반으로 만들어지며 공격적인 화학적 환경에 대한 높은 내식성을 갖고 있습니다. 또한 아연은 합금의 기계적 성질을 향상시키고 평탄화시킵니다. 유해한 영향니켈, 구리 등의 불순물. 구리 및 아연 합금은 산업 전기분해 공정에 널리 사용됩니다. 유조선은 석유제품을 운송하는 데 사용됩니다. 이 제품은 마그네슘, 크롬, 망간 외에 다량의 아연을 함유한 알루미늄 합금으로 제작됩니다. 이 구성의 재료는 높은 부식 방지 특성과 향상된 강도뿐만 아니라 극저온 저항성도 갖추고 있습니다.

인체에서 아연의 역할

세포 내 Zn 함량은 0.0003%로 미량원소로 분류됩니다. 아연과 그 화합물의 화학적 특성과 반응은 세포 수준과 유기체 전체 수준에서 신진대사와 정상적인 수준의 항상성을 유지하는 데 중요한 역할을 합니다. 금속 이온은 중요한 효소 및 기타 생물학적 활성 물질의 일부입니다. 예를 들어, 아연은 남성 생식 기관의 형성과 기능에 심각한 영향을 미치는 것으로 알려져 있습니다. 이는 정액의 생식력과 2차 성징의 형성을 담당하는 테스토스테론 호르몬의 보조효소의 일부입니다. 췌장에 있는 랑게르한스섬의 베타 세포에서 생성되는 또 다른 중요한 호르몬인 인슐린의 비단백질 부분에도 미량 원소가 포함되어 있습니다. 신체의 면역 상태는 또한 흉선 호르몬인 티물린과 티모포이에틴에서 발견되는 Zn +2 이온 세포의 농도와 직접적인 관련이 있습니다. 고농도의 아연은 핵 구조, 즉 데옥시리보핵산을 함유하고 세포의 유전 정보 전달에 참여하는 염색체에 기록됩니다.

우리 기사에서 우리는 아연과 그 화합물의 화학적 기능을 연구하고 인체의 삶에서 아연의 역할을 결정했습니다.