Cinc o Zinc, de símbolo Zn, elemento metálico blanco azulado que tiene muchas aplicaciones industriales. El cinc es uno de los elementos de transición del sistema periódico; su número atómico es 30. Los minerales de cinc se conocen desde hace mucho tiempo, pero el cinc no fue reconocido como elemento hasta 1746, cuando el químico alemán Andreas Sigismund Marggraf aisló el metal puro calentando calamina y carbón de leña.

 

El tratamiento industrial  de los minerales de Zn  ha adquirido importancia industrial  para la fabricación de latón .

 

El Zn metálico se producía en ciertos casos accidentalmente  con la fusion de Cu 

pero la primera  vez fue hecha por Henckel en 1721  con extracción directa de la calamina.

 

 

Propiedades y estado natural

 

El cinc puro es un metal cristalino, insoluble en agua caliente y fría, y soluble en alcohol, en los ácidos y en los álcalis.

 

Es extremadamente frágil a temperaturas ordinarias, pero se vuelve maleable entre los 120 y los 150 °C, y se lamina fácilmente al pasarlo entre rodillos calientes. No es atacado por el aire seco, pero en aire húmedo se oxida, cubriéndose con una película carbonada que lo protege de una posterior corrosión

Tiene un punto de fusión de 420 °C, un punto de ebullición de 907 °C y una densidad relativa de 7,14. Su masa atómica es 65,38.

 

Ocupa el lugar 24 en abundancia entre los elementos de la corteza terrestre. No existe libre en la naturaleza, sino que se encuentra como óxido de cinc (ZnO) en el mineral cincita y como silicato de cinc (2ZnO·SiO₂H₂O) en la hemimorfita. También se encuentra como carbonato de cinc (ZnCO₃) en el mineral esmitsonita, como óxido mixto de hierro y cinc (Zn(FeO₂)O₂) en la franklinita, y como sulfuro de cinc (ZnS) en la esfalerita, o blenda de cinc.

 

 Las menas utilizadas más comúnmente como fuente de cinc son la esmitsonita

y la esfalerita.

Esfalerita

 

 Mineral compuesto en su mayor parte por sulfuro de cinc (ZnS). Cristaliza en el sistema cúbico, su dureza es de 4, al igual que su densidad relativa. Tiene lustre resinoso y se presenta en masas compactas o cristalinas.

 Suele contener sulfuro de hierro que le da un color oscuro por el que se le llama popularmente blackjack. También se encuentran especímenes rojos, amarillos o verdes; por estas variaciones y por su parecido con otros minerales, es muy difícil de identificar.

 

 La esfalerita, también llamada blenda de cinc, es una mena de cinc muy importante y se extrae en muchos lugares del mundo Estados Unidos produce más esfalerita que cualquier otro país y se encuentra en grandes yacimientos en muchos otros lugares del mundo

 

El primer paso en el proceso metalúrgico es transformar los minerales en óxidos, sometiéndolos a altas temperaturas. Después se reducen los óxidos con carbono en un horno eléctrico y el cinc hierve y se destila en la retorta, en donde tiene lugar la reducción. El cinc obtenido por destilación contiene pequeñas cantidades de hierro, arsénico, cadmio y plomo, y es conocido en metalurgia como peltre.

 

En otro método de refinarlo, los minerales se calcinan y se lixivian con ácido sulfúrico. Después de separar las impurezas, la disolución se electroliza. El cinc electrolítico es puro y tiene cualidades superiores como, por ejemplo, una mayor resistencia a la corrosión.

 

Análisis de las menas:

Para ello  se tritura y pulveriza la mena a ensayar  y se somete a la acción de l agua regia  en ebullición  tomando  10   cm  de esta por cada gramo de  mena  a tratar y se evapora  hasta la sequedad  y acto seguido se trata con  ácido sulfúrico  unos  5 centímetros cúbicos  y a continuación un poco de agua  evaporando de nuevo hasta que  se desprendan humos blanquecinos  y entonces se adiciona agua  hirviendo .El liquido ha de filtrase entonces  , que se tiene precipitado  y después se lava .

 

En este precipitado  estará contenida el sílice en la materia de la ganga    que es insoluble  y el plomo en estado de sulfato.

 

Al liquido filtrado se le agrega   ácido nítrico  evaporando esmeradamente  para  separar el exceso  de ácido adicionando mayor cantidad  de agua  y haciendo circular una corriente de gas de ácido sulfidrico para asegurar  la precipitación del  cadmio  en forma de sulfuro .

Por ebullición se expulsa   del liquido  filtrado  precipitando el Fe con el cloruro  de amonio  se pasa por un filtro  donde quedara aprisionado el Fe  en forma de   hidrato férrico lavando cuidadosamente  este precipitado  y  el liquido filtrado  ha de hallarse el  Zn  que tenia la mena sometida  al tratamiento.

 

Ahora se procede  ala valoracion del Zn  por medio del electrólisis  para lo cual  interesa  que el Zn  se presente en forma de sulfato  por adición del ácido sulfúrico   y redisolviendo en agua hirviendo  el  sulfato de  Zn resultante  se introduce  en el aparato de Riche  (fig.A) donde se somete a una diferencia de potencial  de  voltaje   y se  pesa  el producto depositado  en el catodo  al considerarse la  separación terminada  obteniéndose así  el %  del Zn  contenido en la mena.

 

 

Para la valoracion del  hierro  contenido  se tomara de nuevo  el precipitado de  hidróxido obtenido anteriormente  se deseca  y calcina con el filtro  y el  70%  del peso   del registrado corresponde sensiblemente al  Fe2O3  representando el valor  del Fe contenido en la mena.

 

Para la valoracion de la ganga se procede  así :

Se recoge  el precipitado obtenido  que contiene ganga  sílice sulfatos  de plomo tratándolo por el acetato  de amonio  que disuelva  el sulfato de Pb por completo, filtrando después .Encima del filtro solo quedara  la ganga insoluble  formada por la sílice y la arcilla que se seca y se pesa.

 

EXTRACCION DEL   Zn:

Las menas destinadas  a al extracción  del Zn han de contener  como mínimo el 40%  de  ZN si bien  se presentan algunas pobres  y en este caso  han de concentrarse por lavado que en el caso de las calaminas es una operación sencilla pero si se trata de blendas su concentración  es una operación mas complicada .

 

 

 

Galvanotecnia,

 

 Proceso electroquímico por el cual se deposita una capa fina de metal sobre una base generalmente metálica. Los objetos se galvanizan para evitar la corrosión, para obtener una superficie dura o un acabado atractivo, para purificar metales (como en la refinación electrolítica del cobre), para separar metales para el análisis cuantitativo o como es el caso de la electrotipia, para reproducir un molde. Los metales que se utilizan normalmente en galvanotecnia son: cadmio, cromo, cobre, oro, níquel, plata y estaño. Las cuberterías plateadas, los accesorios cromados de automóvil y los recipientes de comida estañados son productos típicos de galvanotecnia.

 

 

 

ASTM

 

Método standard  para análisis  del Zinc

 

Rangos

Tiene  análisis químicos  entre los siguientes limites:

 

Elemento                               rango de Cc

 

Al                                            0.005-4.5

Cd                                          0.001-0.5

Cu                                          0.001-1.3

Fe                                          0.001-1.6

Pb                                          0.001-0.1

Mg                                          0.001-0.1

 

Método ASTM  indica  que el test químico  aparece por los  el método

Aluminio por  método titrimetrico EDTA  0.5-4.5%

 

Alcance

Este método  cubre  la determinación del Al  en cc desde 0.5-4.5%

 

Sumario del método:

 

Antes  de disolución de la muestra  en  ácido hidroclorico la solución  es buffered  y disudium  tetraacetato EDTA es añadido

 

El exceso de EDTA es  titulada con solución standart de Zn  Floruro de sodio  es añadido  a descomponer el complejo  Al-EDTA   y liberar EDTA  es tratado con  solución  standard de Zn realizado .

 

Interferentes:

 Los elementos  ordinariamente  presentes no  interfieren si  las concentraciones  están  bajo el  máximo de los limites  expuestos  en la tabla anterior.

 

Aparatos:

 

Stirrer  magnético  con agitador bar cubierto con TFL-fluorocarbono.

 

 

Reactivos:

 

Solución Indicadora Bromocresol verde (0.4gr/Lt ):

Disolver 0.04gr de bromcresol verde en 6 ml de una solución  0.01N NaOH y diluir a 100ml.

 

 

Solución EDTA 90gr/lt 

disolver  90gr  de  disodium (etilenedinitrilo)  tetraacetato dihidratado  en aprox 800ml  de agua a T° cálida  enfriar  y diluir a 1Lt.

 

Solución Indicadora metil rojo: 0.4gr/lt

 

 

Solución Buffer de sodio Fluorido : Saturada

 

disolver  60gr  de NaF en 1 Lt  de agua hirviendo  enfriar y  filtrar  a través de papel filtro ordinario  almacenar en  botella de polipropileno.

 

 

Solución Indicadora Xilenol Naranja

 

10gr/Lt  disolver  0.250 gr de xilenol  naranja  en 25ml de agua .

 

Solución Zn standat

 

Disolver 2.423gr de Zn  metal(99.99% puro)  en 20ml de HCl  diluir a  100ml  añadir 3 gotas de solucion metil rojo  y neutralizar con  NH4Oh . Añadir  HCl  hasta  que el color cambie  a rojo  dilir a  1Lt Transferir  a 1Lt  y mezclar.

 

Procedimiento

 

Seleccionar y pesar una muestra  a  cerca de 1gr  en concordancia con la siguiente tabla:

 

Al%                   Peso  Muestra gr          Alicuota(ml)                    EDTA adición ml

0.5-1.5                       10.0                               50                                       165-168

1.5-2.5                       6.0                                   50                                     103-106

2.5-4.5                       5.0                                40                                    72-75

 

 

 

Transferir  esto a  un vaso de precipitado  y cubrir

 

Añadir  100ml  de HCl  (1+1) calentar  hasta  que la disolución sea completa  y hervir  de 2-3 min .

Si  un  residuo permanece añadir 1ml de H2O2 y hervir  la solución  por lo menos 5 minutos para eliminar el exceso de H2O2  y expeler el cloro libre.

 

Transferir la solución  a  200ml  aun frasco volumétrico  diluir  y mezclar.

 

 

 

 Usando un pipeta  transferir  la alicuota  especificada en la tabla anterior  a 500ml   enrasada  a un frasco ermeleyer.

Añadir  el volumen  de EDTA  solución de la tabla anterior  y diluir  a 200ml.

 

Añadir  5 o 6 gotas  de solución metil rojo  añadir NH4OH hasta que el color cambie a naranja

 

Añadir 25 ml  de  solución buffer  sodio y hervir por 3-5 min  enfriar en un  baño de agua.

 

Añadir 4 gotas de  solución xilenol naranja  y 5 o 6  gotas  de bromcresol verde  .

 

Usando TFE fluorocarbon   y un agitador magnético  mover la  solución  mientras  añades la solución standard de Zn  con una bureta de 50ml  a le complejo  el exceso de EDTA .

 

Añadir  la solución gota a gota  hasta que el punto final este acercándose

Continua titulando  hasta que el color cambie  desde verde hasta  rojo  cambiar la bureta.

 

Añadir 25ml  de solución  NaF  y hervir  por 2-3min enfriar en un baño de agua.

 

Titular  con  solución  standard de Zn  y  registrar  el volumen a cerca de 0.01.

 

 

Calculos

 

Calcular el % como sigue:

 

                                    % = (A*B)/C*100

 

A= Solución standard  usada en ml

B= Equivalente del Al  de la solución standard  de Zn  gr/ml.

C=  muestra representada  en la alicuota tomada  en gr.

 

 

 

 

Aplicaciones

 

El metal se usa principalmente como capa protectora o galvanizador para el hierro y el acero, y como componente de distintas aleaciones, especialmente del latón. También se utiliza en las placas de las pilas (baterías) eléctricas secas, y en las fundiciones a troquel.

 

El óxido de cinc, conocido como cinc blanco, se usa como pigmento en pintura. También se utiliza como rellenador en llantas de goma y como pomada antiséptica en medicina. El cloruro de cinc se usa para preservar la madera y como fluido soldador.

 

El sulfuro de cinc es útil en aplicaciones relacionadas con la electroluminescencia, la fotoconductividad, la semiconductividad y otros usoselectrónicos; se utiliza en los tubos de las pantallas de televisión y en los recubrimientos fluorescentes.

 

 

 

 

                                               mas aquí -->