Производство и потребление цинка
|
Цинк — самый «молодой» из тяжелых цветных металлов, и в начале XIX в. его производство не превышало 900 т в год. В настоящее время мировое производство цинка в капиталистических странах превышает 3 млн. т в год. О масштабах производства первичного цинка можно судить по данным табл. 1. Средние цены на цинк, долл. за 1 т, в 1965 г. составили 310 (Лондон) и 320 (Сант-Луис). Около трети мирового производства цинка приходится на долю США, по 10% приходится на долю Канады, Бельгии и Японии, сравнительно крупные производители — Франция, ФРГ и Австралия. В цинковой промышленности наблюдается большой разрыв между районами добычи руды и получения металла. Динковые концентраты содержат обычно около 50—60% Zn и 30—33% S, используемой для производства серной кислоты. Содержание в них пустой породы не превышает 15%, и поэтому с экономической точки зрения они выдерживают далекие перевозки. Так, большое количество цинковых концентратов из Канады поступает в США, из Австралии — в Европу, а также мигрирует между странами внутри континентов. В Бельгии, например, производящей более 200 тыс. т Zn, совсем нет своих месторождений руд. О масштабах производства вторичного цинка в различных странах можно судить по данным табл. 2.  Структура потребления цинка капиталистическими странами приведена в табл. 3.  Крупнейшие потребители цинка — США, Великобритания, ФРГ, Япония, Франция и Бельгия. В капиталистических странах от 30 до 50% всего цинка расходуется на оцинкование, в США около 38% Zn идет на сплавы под давлением; в Великобритании на эти цели расходуется 18%, а в Японии — около 15%. Большое количество цинка расходуется на производство латуни и бронзы (табл. 4).  Расплавленный цинк образует с железом химические соединения, сохраняющиеся и в твердом состоянии. Этим свойством пользуются для покрытия стальных изделий защитным цинковым слоем, наносимым методами гальванизации, горячего цинкования и шерардизации. В США для этой цели расходуется более 330 тыс. т цинка в год (36% общего потребления), а в Великобритании около 90 тыс. т в год. Оцинковывают листы, трубы, проволоку, гвозди, баковую аппаратуру, фермы мостов и перекрытий и многие другие изделия. Цинк образует сплавы со многими цветными металлами. Сплав цинка с медью — латунь находит самое широкое применение в технике. Для получения латуни в США потребляют более 100 тыс. т цинка, Такое же количество цинка расходуют для производства латуни в Великобритании, что составляет более 30% общего потребления этого металла. Наиболее широко используют латуни, содержащие до 50% Zn. Сплавы, содержащие до 80—90% Cu, называются патронными латунями, а с 59% Cu — мунцевой латунью. Латуни, содержащие менее 59% Cu, используются как припой. Сплав цинка с медью и оловом называется бронзой. Различные сорта бронз широко применяют в машиностроении. Сплавы цинка с медью и никелем называются мельхиором и нейзильбером. Цинк используется также для производства типографских сплавов. В последнее время очень широкое применение нашло литье цинка под давлением. В США, например, для этой цели расходуется в год более 350 тыс. т цинка (более 38% общего расхода). Низкая температура плавления и хорошие литейные качества позволяют при таком способе литья получать изделия высокой прочности, с хорошим качеством поверхности, почти не требующей дополнительной обработки. Изделия, полученные литьем под давлением, широко используются в авиационной, автомобильной и других отраслях промышленности. В среднем в одной автомашине содержится около 25 кг цинковых деталей, отлитых под давлением. Цинковый прокат в США используют главным образом для производства сухих батарей и типографских плит, в Европе — в строительстве (покрытие крыш, изготовление желобов и водосточных труб). Ранее цинк широко применяли для производства белой краски — цинковых белил. И сейчас для этой цели в США и Великобритании расходуется около 10% всего потребляемого цинка, однако, особенно в США, для этой цели все более широко применяют титановые белила. Цинк используют для обессеребрения свинца и очистки сульфатных цинковых растворов. Его применяют для производства ряда медикаментов, а также в химической промышленности. Окись цинка широко используют при производстве резины и ее обработке. Она улучшает качество резиновых шин и ряда других резиновых изделий. Широко используют чистый цинковый купорос при производстве корда — основы шин. В США в последние годы цинк стали довольно широко применять при исследовании космического пространства. Наиболее интересны следующие области: цинк используют в качестве покрытия стартовых конструкций, применяемых для запуска ракет. Огромное количество тепла, выделяющееся при сгорании топлива в ракете, частично поглощается при испарении цинкового покрытия, чем предохраняются от разрушения металлические части стартовых конструкций. Краска, приготовленная из сульфида цинка,оказалась наилучшей для покрытия космических кораблей, так как она отличается низким отношением поглощения солнечной энергии к инфракрасному излучению и обладает наилучшими отражательными свойствами. Очень важным свойством обладает сульфид цинка, вспыхивающий под воздействием α-, β- и γ-лучей, что позволяет использовать его для обнаружения всех трех типов радиации. Цинк употребляют в так называемых стабилизирующих устройствах, которые корректируют отклонение спутников при движении в космосе. Цинковые соединения широко используют в качестве источников энергии в космических кораблях — цинк-серебряных окисных батарей. Мощность этих батарей в 5—6 раз больше, чем мощность лучших батарей других типов. Цинк применяют также в термических батареях непрерывного питания, в частности, в цинк-кислородных батареях, где источником тепла служит цинк, а окислителем — сжатый воздух. Соединения цинка, в частности его антимонид, используют в качестве интерметаллических полупроводников в приборах для превращения электрической энергии в тепловую. Антимонид цинка применяют также для точечного охлаждения детекторных приборов, компонентов электроники и самопишущих приборов при изучении космоса. Потребление цинка увеличивается, несмотря на широкое внедрение пластмасс, алюминия, нержавеющей стали и т. д. |
