Çinko, sık altıgen düzende billur yapılı, mavimsi beyaz renkli bir metaldir. Yoğunluğu aşağı yukarı demirinkine yakındır; ama alaşım elementlerinin eklenmesinden sonra bile pek kuvvetli bir metal sayılmaz. Çinko 420°C'ta erir ve nispeten düşük bir sıcaklık olan 907 °C'ta kaynar.
Çinko, doğal halde bulunmaz. Bilinen en eski metal halinin, PİRİNÇ (çinko ve bakır alaşımı) olduğu sanılır. İlk metalüfjiciler, bakırı çinko filiziyle ısıtan rak pirinç elde etmeyi öğrenmiş, ancak bunun nasıl gerçekleştiğini anlamamışlardı. Bu yüzden, işlem sırasında arı çinko ortaya çıksa bile, bakır tarafından soğurulmayan bu metal, buharlaşarak yok oluyordu. Çin ve Güney Asya'dan Avrupa'ya önemli miktarda çinko, ilk kez, XVII. yüzyılda getirildi. Yüz yılı aşkın bir süredir Avrupa'da çeşitli metalleri ve maden filizlerini tanımlayan «çinko» adı, ancak o tarihten sonra yalnızca söz konusu metal için kullanılmaya başlandı. Batı'da- ilk çinko arıtımevi William Champion tarafından, 1740'larda Bristol yakınlarında kuruldu.

Üretim: Çinkonun başlıca filizi, çinko blend'i ad'ı verilen sülfürlü filizdir. Bir başka önemli filiz de, ka-lamin'dir (çinko karbonat, ZnC03)\ Çinko sülfürü ya da çinko karbonatı, oksitlerine dönüştürmek için, filizler, genellikle havada kavurma yöntemiyle işlenir:

2 ZnS + 3O2-----> 2 ZnO + 2 S02
çinko blendi hava çinko oksit kükürt dioksit

ZnC03----► ZnO + C02
kalamin çinko oksit karbon dioksit

Atmosfer basıncında çinkoya indirgenme (Bk. YÜKSELTGENME VE İNDİRGENME), ancak metalin kaynama sıcaklığının üstünde ortaya çıkar. Bu yüzden tepkime, genellikle yatay damıtma fırınlarında yapılır ve çıkan çinko buharı, kilden yapılmış kaplarda ve demir borularda yoğuşturulur. Büyük miktar karbon' dioksit oluşumuna engel olmak için, tepkimenin, yaklaşık, 1300°C'ta yürütülmesi gerektiğinden, bu yöntem sıcaklık açısından çok .verimsizdir/Ancak, pahalı olmasına karşın ısıl geçirgenliği iyi olan silisyum karbürden yapılmış dikey damıtma fırınlan kullanılarak, bir ölçüde gelişme sağlanmıştır. İndirgenme tepkimesi aşağıdaki gibi yazılabilir.

ZnO + C -----> Zn + CO
çinko oksit karbon çinko metali karbon monoksit

Oldukça yeni bir yöntem de, çinkonun yüksek fırında eritilmesidir. Gerekli ısının, bir bölüm karbonun hava akımıyla yanması sonucu elde edildiği bu tip indirgenmede ortaya çıkan sorun, fırın gazında büyük miktarda karbon dioksit oluşumunun önlenememesi-dir. Bu yüzden çinko buharı, soğuma sırasında, yeniden çinko oksite yükseltgenir. Söz| konusu güçlüklerin üstesinden, çinko buharının içine sıcak halde erimiş kurşun püskürtülerek gelinmiştir. Kurşun 550°C'ta çinkoyu çözer ve 440°C'ta başka bir bölmeye alınır. Bu sıcaklıkta erimiş çinko, kurşunun üstünde ayrı bir tabaka oluşturduğundan kolayca ayrılır. Kurşun da yeniden püskürtme bölmesine alınır. Bu yöntem, hem çinkonun büyük miktarda elde edilmesini sağlar, hem de kurşun-çinko karışımı filizlerin birlikte işleme alınmaları için çok uygundur. Püskürtme bölgesinde, gazlardan çinko çıkarılırken, yüksek fırının alt bölümünden kurşun çekilir.

Çinko başlıca iki yöntemle arıtılır: Sıvılaştırma; yeniden damıtma. İlk yöntem çinkonun, kurşundan yüksek fırında eritilerek ayrılmasına çok benzer. Çinko, birkaç saat kaynama sıcaklığının biraz üstünde tutulur; bu süre içinde kurşun ve demir artıkları dibe çöker. Sonra arı metal,başka bir kaba alınır. Yeniden damıtma yönteminde ise, ayrımlama işlemiyle bu artıkları ortadan kaldırmak için, demir ve kurşunun nispeten daha yüksek kaynama sıcaklıklarından (1 500°C'tan daha yüksek) ve kadmiyumun düşük kaynama sıcaklığından (780°C) yararlanılır.
Kullanım alanları: Dünya çinko üretiminin yaklaşık % 23'ü, aşınmadan koruma amacıyla (Bk. GALVANİZLEME) demir kaplarda, % 20'si ise pirinç üretiminde kullanılır.
Çinkonun kullanım alanları arasında KALIPLA DÖKÜM önemli bir yer tutar. Burada erimiş metal, genellikle karmaşık biçimli olan çelik kalıbın içine basınçla püskürtülür. Oluşan döküm, kalıp boyutlarına öyle kesinlikle uyar ki, son biçimini alması için, genellikle yeniden işlenmesi gerekmez. Mekanik özellikleri de, benzer kum dökümünden üstündür; çünkü hızlı katılaşma sonucu, taneler çok küçük olur. Çinko, erime sıcaklığı düşük ve kuvveti yeterli olduğu için kalıpla döküme elverişlidir.
450°C olan döküm sıcaklığında bile çinko, döküm makinasının parçalarına ve çelik kalıplara etkir. Bu yüzden hem makinanın, hem de kalıpların ömrünü uzatmak için, metale % 4 oranında alüminyum eklenir. Çinkonun arılık derecesinin dikkatle denetlenmesi gerekir. Küçük miktarlarda kurşun, kadmiyum ve kalay, tane sınırlarına doğru göçerek tane sınırı gev-rekleşmesine neden olur ve alaşımın gerçekten parçalara ayrılmasıyla sonuçlanan çok önemli bir kusur oluşturur. Tipik bir kalıpla döküm alaşımı, % 1 oranında mekanik özellikleri zenginleştiren bakır, % 4 oranında alüminyum ve toplamları %0,02'den daha az olmak koşuluyla kurşun, kadmiyum ve kalay içerebilir. Çinko kalıp döküm parçaları geniş uygulama alanı bulur. Otomobil endüstrisinde karbüratör, kapı kolları ve pervazları böyle yapılır.
Çekme çinko, kuru pil kutularında ve basım işlerinde kullanılır. Gemi ve denizaltı boru hatlarında bulunan çelik yapıların korunmasında (Bk. KOROZYON ÖNLEME) da çinkodan yararlanılır. % 1 bakır ve % 0-1 titanyum içeren çinko levhalar, damlarda kaplama maddesi olarak kullanılır; küçük miktardaki titanyum, çinkoyla metalsi bir bileşik oluşturarak, maddenin bozulmasına karşı direnci artırır. Öte yandan çinko ile % 22 alüminyum alaşımı, herhangi bir kırılma, olmadan, kendi uzunluğunun birkaç katı kadar gerilebilir.
Metallerin çoğu gibi, çinko da kuvvetli asitlerin etkisiyle çözünerek bir çinko TUZ'u ve hidrojen gazı oluşturur. Çinko ile asitin bu tepkimesi, genellikle, la-boratuvarda küçük miktarlarda hidrojen üretmek için kullanılır. Kullanılan asit hidroklorik asit ise, tepkime aşağıdaki biçimde olacaktır:

Zn + 2HCl —> ZnCL2 + H2
çinko hidroklorik asit çinko klorür hidrojen

En geniş kullanma alanı olan çinko bileşikleri, ;inko oksit ile çinko sülfürdür


Nüve Forum » kütüphane » Bilim ve Teknoloji » Kimya » Metalurji

Kaynak:4
2.cilt / s.419-422