ZINC Y PROCESO DE GALVANIZACIÓN

Dayana García O.Diana González F.

ZINC Elemento químico de símbolo Zn, número atómico 30 y peso atómico

65.37g/mol. Es un metal maleable, dúctil y de color gris. Los usos más importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el

recubrimiento protector de otros metales. El hierro o acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados.

(proceso de hot-dip) por inmersión del artículo en zinc fundido, (electrogalvanizado) depositando zinc electrolíticamente sobre el artículo, (sherardizing) exponiendo el artículo a zinc en polvo cerca de su punto de fusión o (metalizado) rociándolo con zinc fundido.

El zinc es uno de los elementos menos comunes; se estima que forma parte de la corteza terrestre en un 0.0005-0.02%.

CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS DEL ZINC PURO/ HIERRO

PUROZINC HIERRO

Densidad: 7.10 g/mL Densidad: 7.87 g/mLMasa atómica: 65.39 Masa atómica: 55.845Electronegatividad: 1.65 Electronegatividad: 1.83Resistencia a la tracción: 37.0 MPa Resistencia a la tracción: 50.0 MPaMódulo de elasticidad: 96.5 GPa Módulo de elasticidad: 200 GPaCalor de fusión: 110 J/g Calor de fusión: 272 J/gTemperatura de fusión: 419.5 °C Temperatura de fusión: 1535 °C

Tensión de rotura: 540 MPa

PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ZINC

1) Recepción y almacenamiento de concentrados2) Tostación y depuración de gases3) Plantas de ácido sulfúrico4) Lixiviación5) Neutralización6) Purificación7) Electrólisis8) Fusión y colada

PRINCIPALES PRODUCTORES DE ZINC

Principales países productores de minerales.http://www.exploradores.org.pe/mineria/principales-paises-productores-de-minerales.html

PRODUCCIÓN MUNDIAL ANUAL La producción mundial de cinc durante 2014 alcanzó un total de 12,40 millones

de toneladas métricas. El principal país productor es China, seguido por Perú y Australia.

China es el mayor productor mundial de cinc con más de una cuarta parte de la producción mundial de zinc. Rang

oEstado Producción

(mill. Ton/año)1 China 3,902 Perú 1,403 Australia 1,404 India 0,795 Estados Unidos 0,766 Canadá 0,667 México 0,638 Kazajistán 0,509 Bolivia 0,43

10 Irlanda 0,35

United States Geological Survey (USGS) – 2014-1http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/zinc/mcs-2015-zinc.pdf

PRINCIPALES ALEACIONES Zamak (3,5-4,5% Al) Aleaciones de cinc para fundición a presión: Las aleaciones de

cinc industrialmente usadas para coladas bajo presión son llamadas “zamac”. Son aleaciones de cinc con aluminio, cobre y magnesio. En la industria automotriz, es utilizado en la fabricación de manijas, de cuerpos de surtidores y de carburadores. En la industria radio-eléctrica y de telefonía móvil, sirve para realizar pequeñas piezas. 

Prestal®:, Aleación que presenta superplasticidad que contiene un 22 % de aluminio es más fuerte que el acero y tan fácil de moldear como un plástico.

Maillechort: Aleación inalterable de cobre, zinc y níquel. Es una aleación blanca cuyo aspecto es parecido al de la plata por lo que también se le conoce con el nombre de argentán. Se utiliza particularmente en la fabricación de piezas de orfebrería o de instrumentos científicos.

Metal inglés: Aleación a base de zinc y de antimonio. Es utilizado sobre todo por los ingleses, lo que justifica su nombre. Esta mezcla contiene estaño, antimonio, cobre y algunas veces plomo. Se emplea principalmente en la fabricación de vajillas, cubiertos o teteras.

Es componente minoritario en aleaciones diversas, principalmente de cobre como latones (3 a 45% de cinc), alpacas (Cu-Ni-Zn) y bronces (Cu-Sn) de moldeo.

ALEACIÓN COBRE-ZINC

Los latones constituidos a partir de mayoritariamente fase α, son muy buenos para ser deformados en frío. Así mismo, los constituidos de fase β, que contienen plomo como relajadores de tensión, tienen una excelente capacidad de mecanizado. Es digna de mención también su elevada resistencia a la corrosión.

DIAGRAMA DE FASES(Cu-Zn)

CONCLUSIONES DIAGRAMA DE FASES Latones – α con un contenido de cobre por encima del 61% en peso,

Latones – (α + β) con un contenido en cobre del 54 al 61% en peso y Latones – β con un contenido del 50 al 54% en peso de cobre(sólo técnicamente utilizable con la adición de otros elementos de aleación).

Cuando se enfría una mezcla fundida con un contenido del 70% en peso de cobre, se solidifican a los 950ºC los primeros cristales de fase α. A 920ºC termina la solidificación.

Un enfriamiento posterior hasta temperatura ambiente supone la obtención de una microestructura únicamente compuesta de fase α. Mezclas fundidas de un 53% de peso en cobre precipitan cristales puros de fase β al enfriar por debajo de la línea DH.

Por debajo de línea CG esta totalmente compuesto de cristales fase β. Un enfriamiento posterior provoca a los 460ºC la aparición de una cristales fase β’, a temperaturas más bajas cristales fase β. Los cristales fase β y fase β’ no se llegan a distinguir en la microestructura, aunque a efectos de propiedades puede ignorarse su aparición.

GALVANIZADO ¿Qué es el galvanizado? Es el proceso mediante el cual se cubre un metal en otro, con el fin de evitar que la abrasión y corrosión lo afecte.TIPOS Galvanizado por inmersión caliente Galvanizado electrolítico.

PROCESO DE GALVANIZACIÓN EN CALIENTE

Es un procedimiento donde se protege contra la corrosión una variedad de productos de hierro y acero. Esto se logra con la inmersión de los productos en un baño de Zinc a una temperatura de 450 °C, a esta temperatura se logra que se produzca la aleación del Zinc con el acero.El producto que va a ser galvanizado, previamente limpiado de impurezas como grasas y oxidos, se introduce en un baño de Zinc fundido, aleándose con el acero y generando varias capas con diferentes proporciones de hierro y zinc.Estas aleaciones metalúrgicamente adheridas al acero, son tan duras como su base y muy resistentes a golpes o a la abrasión. Además, dado que el acero es sumergido en un baño, cubre por completo todas las superficies del producto.

PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN CALIENTE

PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN CALIENTE

BENEFICIOS Y VENTAJAS

Mayor vida útil de los productos Sin costo de mantenimiento Bajo costo inicial Versatilidad Mayor espesor y resistencia de capa Garantía de recubrimiento Triple Protección

PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN CALIENTE

BENEFICIOS Y VENTAJAS

Resistencia a la corrosión. Regeneración de superficies galvanizadas en caliente

erosionadas por el tiempo. Fácilmente aplicado en terreno. Permite el uso de pinturas protectoras Es una alternativa válida para aquellas zonas que

están alejadas de plantas galvanizadoras o para mantención de estructuras en terreno.

PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN FRÍO

RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS

El principio básico de los procesos de recubrimientos electrolíticos consiste en la conversión del metal del ánodo en iones metálicos que se distribuyen en la solución. Estos iones se depositan en el cátodo (pieza que será recubierta) formando una capa metálica en su superficie.

ESQUEMA DE LA DEPOSICIÓN ELECTROLÍTICA

Como ejemplo se presenta el caso del cobre, que se disuelve del ánodo y deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica.

RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS: ETAPAS

Una línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta por numerosas operaciones que, en función de las exigencias de calidad y el campo de aplicación seleccionado pueden agruparse del siguiente modo:

Pre-tratamientos mecánicos.  Desengrase Decapado Neutralizado. Desmetalización

MATERIALES EN EL PROCESO ELECTROLÍTICO

Balance de materiales para la operación de recubrimiento electrolítico.

BIBLIOGRAFÍAhttp://www.lenntech.es/periodica/elementos/zn.htmhttp://www.matweb.com/ http://www.lenntech.es/periodica/elementos/fe.htmhttp://www.zinc.org/http://education.jlab.org/itselemental/ele030.htmlhttp://www.chemicalelements.com/elements/zn.htmlhttp://www.exploradores.org.pe/mineria/principales-paises-productores-de-minerales.htmlhttp://www.dani2989.com/articles/zinc0309es.htmhttp://www.icz.org.br/upfiles/arquivos/apresentacoes/latingalva-2010-manuel-medina-latiza.pdfhttp://www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/Temario1_IVZinc.htm http://html.rincondelvago.com/zinc-y-sus-aleaciones.html