Zink [1]


Zink [1]

Zink Zn, Atomgew. 65,4, besitzt auf dem frischen Bruch eine bläulichweiße Farbe und metallischen Glanz; spez. Gew. etwa 7,1, kann aber durch Walzen auf 7,2–7,3 erhöht werden.

Bei gewöhnlicher Temperatur spröde, wird es bei 100–150° dehnbar und läßt sich ziehen und bis Papierdicke auswalzen; bei 200° wird es wieder spröde; Schmelzpunkt etwa 420°. Bei heller Rotglut, nahe 930°, verdampft das Zink; die Dämpfe verdichten sich durch Abkühlung entweder zu flüssigem Zink oder, wenn die Abkühlungstemperatur unter dem Schmelzpunkt des Zinks liegt, zu staubförmigem Zink, dem sogenannten Zinkstaub. An der Luft entzünden sich die Dämpfe und verbrennen mit bläulicher Flamme zu sein verteiltem Zinkoxyd (Zinkblumen). An trockener Luft bleibt Zink unverändert; an feuchter überzieht es sich mit einer dünnen weißlichen Schicht von wasserhaltigem, basischem Zinkkarbonat, welches das darunter liegende Metall vor weiterer Oxydation schützt. Zink zersetzt Wasser in der Rotglut und löst sich leicht in Salz- und Schwefelsäure sowie in Alkalien, unter Freiwerden von Wasserstoff. Es fällt die meisten schweren Metalle aus ihren Salzlösungen. Das Zink ist als solches erst seit Anfang des 18. Jahrhunderts (in China seit dem 16. Jahrhundert) bekannt, während seine Legierung[999] mit dem Kupfer, das Messing, schon von den Alten benutzt wurde. – Die wichtigsten Zinkerze sind: Zinkspat, edler Galmei ZnCO3 (fast völlig abgebaut), Zinkblende ZnS, Kieselzinkerz, Kieselgalmei Zn2SiO4 + H2O, Willemit Zn2SiO4. – Außerdem werden auch zinkhaltige Hüttenprodukte auf Zink verarbeitet.

Die Gewinnung des Zinks beruht auf Herstellung von Zinkoxyd und Reduktion desselben durch Kohlenstoff. Da aber die Reduktionstemperatur des Oxyds höher liegt als der Schmelzpunkt des Metalls, so entweicht das Zink dampfförmig. Die zuerst übergehenden und sich zu Zinkstaub verdichtenden Dämpfe sind meistens kadmiumhaltig und dienen zur Gewinnung des Kadmiums, der später gebildete Zinkstaub enthält noch Zinkoxyd, Arsen, Antimon u.s.w. Von den Erzen wird der Galmei in Schacht- oder Flammöfen zu Oxyd gebrannt (calciniert), die Blende aber sowohl in Flamm- als in Gefäßöfen gerottet, z.B. in den Liebig-Eichhornschen Oefen (s. Bd. 7, S. 846 und [1]). Bei den ersteren Oefen enthalten die Röstgase nur bis zu 2 Vol.-Proz. schwefliger Säure und müssen entweder mittels sehr hoher Essen oder durch Absorption für die Umgebung der Fabriken unschädlich gemacht werden. Die Gefäßöfen dagegen liefern 5–8% schweflige Säure enthaltende Gase, so daß hier die schweflige Säure zur Darstellung von Schwefelsäure oder zu andern Zwecken benutzt werden kann. Beim Rösten bildet sich neben dem Oxyd auch Zinksulfat, das erst bei höherer Temperatur zersetzt wird. Als Reduktionsmittel werden magere Steinkohle oder Koks verwendet. Die Reduktion und die Destillation werden heute, da man den englischen Prozeß der Destillation aus Tiegeln nach unten ganz verlassen hat, entweder nach dem belgischen oder schlesischen Prozeß oder nach einer Kombination beider Systeme (in Westfalen) vorgenommen. Bei dem schlesischen Prozeß dienen als Reduktionsgefäße feuerfeste tönerne Muffeln von 60–65 cm Höhe, 15–20 cm Breite im Lichten, 1–2,15 m Länge und einer Wandstärke, die am Boden von vorn nach hinten von 20 auf 65 mm, in der Kappe von 20 auf 30 mm steigt. Die tönernen Vorlagen sind von verschiedener Gestalt und werden mit Blechtuten zur Aufnahme der Vorlage versehen. Die Muffeln (10–16 Stück) stehen zu beiden Seiten des Rostes, von dem die Flamme aufzeigend die Muffeln umspült, um die Feuergase durch die zur Esse führenden Kanäle entweichen zu lassen. Statt der einfachen Rostfeuerung benutzt man jetzt vielfach Treppenrostfeuerung nach Boetius oder Siemenssche Regenerativfeuerung. Der schlesische Prozeß dauert etwa 24 Stunden. Bei dem belgischen Prozeß findet die Reduktion in feuerfesten tönernen, schräg und reihenweise übereinander liegenden Röhren von 15–25 cm Weite im Lichten, 1–1,3 m Länge und 3 cm Wandstärke statt, welche durch Rost- oder Gasfeuerung geheizt werden; Vorlage und Allonge sind ähnlich wie beim schlesischen Prozeß. Wegen des kleineren Fassungsraumes der Röhren dauert das belgische Verfahren nur etwa 12 Stunden. Näheres über beide Prozesse s. [1]–[3]. Die Einführung von Schachtöfen, welche wegen der starken Verdünnung der Zinkdämpfe durch die Verbrennungsgase nur staubförmiges Zink liefern, ist nicht über Versuche hinausgekommen. Ebenso hat auch die Zinkgewinnung auf elektrolytischem Wege bisher keine großen praktischen Erfolge gezeitigt. Man hat sowohl Zinklösungen unter Benutzung von Erzen oder von Rohzink als Anoden als auch Zinklösungen oder geschmolzene Zinksalze unter Benutzung unlöslicher Anoden auf elektrolytischem Wege zu behandeln versucht. Gewisse Erfolge sind dagegen bei der Trennung des Zinks von andern Metallen aus Legierungen mittels elektrischen Stromes erzielt. Näheres s. [1] und [4]. Das durch Destillation gewonnene Roh- oder Werkzink enthält meist Blei, Eisen und andre Verunreinigungen. Durch Umschmelzen und Stehenlassen bei mäßiger Hitze oxydiert sich ein Teil der Metalle, die mit Zinkoxyd als sogenannte Zinkasche von der Oberfläche abgezogen werden; die schweren Metalle (wie Blei und Eisen) sinken zu Boden, bilden das Bodenzink, von welchem das reine Zink abgeschöpft wird. Als Raffinieröfen benutzt man Flammöfen mit etwas geneigter Sohle. – Zink dient zur Herstellung von Blech- und Gußwaren, Bauzierat, Statuetten, Druckplatten, Theaterschmuck, zu galvanischen Elementen, zum Verzinken von Eisen (»Galvanisieren«), zum Entsilbern des Bleis, zur Darstellung vieler Legierungen (s. Zinklegierungen) und der Zinkpräparate. Zinkstaub wird gegebenenfalls auf Kadmium verarbeitet, dient ferner zu grauer Anstrichfarbe und wird in Laboratorien und Fabriken als Reduktionsmittel benutzt. Zinksalze sind giftig.


Literatur: [1] Schnabel, Handbuch der Metallhüttenkunde, Bd. 2, S. 1, Berlin 1896. – [2] Ost, Lehrbuch der chemischen Technologie, 6. Aufl., S. 706 ff., Hannover 1907. – [3] Fischer, Handbuch der chemischen Technologie, 14. Aufl., S. 323, Leipzig 1893. – [4] Borchers, Elektrometallurgie, 2. Aufl., S. 266, Braunschweig 1896.

(Rathgen) Moye.


http://www.zeno.org/Lueger-1904.