Zink

Eigenschaften

Geschichte
Als Erz kennt man Zink bereits seit der Bronzezeit. 1746 gelang es erstmals dem deutschen Chemiker Andreas Sigismund Marggraf, Zink als reines Metall zu isolieren. Bei seinem Experiment hatte Marggraf das Zinkerz Galmei zusammen mit Holzkohle erhitzt.
1743 entstand in England die erste Zinkhütte, in welcher jährlich ca. 200 Tonnen Zink hergestellt wurden.

Vorkommen
In der Rangfolge der Häufigkeit der Elemente in der Erdkruste steht Zink an 24. Stelle.
Elementar kommt Zink in der Natur nicht vor. Es besteht aus einer Vielzahl von Erzen. Die wichtigsten aus welchen Zink gewonnen wird ist Zinkspat (Karbonat) und Zinkblende (Sulfid), wobei letzteres mit einem Anteil von 90% der Primärgewinnung das meist abgebaute ist.
Zink ist wirtschaftlich abbauwürdig, wenn der Anteil Zink je Tonne Erz 70kg erreicht.

Gewinnung / Herstellung
Vor der Verhüttung werden die Erze durch Erhitzen in Zinkoxid umgewandelt. Anschliessend wird das Zinkoxid im elektrischen Ofen zusammen mit Kohlenstoff reduziert. Der dabei entstehende Zinkdampf wird als so genanntes Hüttenzink gewonnen. Solches Hüttenzink enthält noch Verunreinigungen wie Eisen, Arsen, Cadmium und Blei.
Auch bei der nassmetalurgischen Zinkgewinnung werden die Erze im ersten Schritt geröstet und anschliessend mit Schwefelsäure behandelt. Nach dem abtrennen der Verunreinigungen wird das in der Lösung enthaltene Zink auf elektrolytischem Weg gereinigt.
Gesamthaft wurden 1995 über 7'200 Tonnen Zink produziert. Grösster Hersteller war China (15%) gefolgt von Kanada (10%) und Japan (8%). In Deutschland wurden ca. 320 Tonnen (4,4%) und in Frankreich ca. 290 Tonnen (4%) reines Zink hergestellt.

EigenschaftenBeschreibungEinheitWertDichte:kg/m37'130Schmelzpunkt: C419Ausdehnungskoeffizient: mm/m 100K2,65Bei Raumtemperatur ist das Metall relativ spröde. Erwärmt man es auf 120 C - 150 C ist es sehr gut hämmer- und bearbeitbar. Bei Erwärmung auf über 200 C wird es wieder spröde.
Zink bildet mit organischen Säuren giftige Salze. In zinkhaltigen Gefässen dürfen keine Lebensmittel aufbewahrt werden.

Korrosionsbeständigkeit
Von trockener Luft wird Zink nicht angegriffen. Reines Zinkmetall ist unlöslich in heissem und in kaltem Wasser. Es ist jedoch löslich in Alkohol, Säuren oder Alkalien. An feuchter Luft entsteht eine Oxidation bei welcher sich die Metalloberfläche mit einer dünnen Carbonatschicht überzieht. Dieser Vorgang der Passivierung schützt das Metall vor der weiteren Oxidation.

Verarbeitung / Anwendung
Die Sprödheit wie auch die beschränkte Korrosionbeständigkeit von reinem Zink haben dazu geführt, dass der Spengler heute fast ausschliesslich Zinklegierungen einsetzt.
Wichtigstes Anwendungsgebiet ist die galvanisierung als Korrosionsschutz für Stahl mit einem Anteil von 47%. Weitere Gebiete sind Messing- & Bronzelegierungen (19%) sowie weitere Legierungen (16%).

Optik
Zink ist ein weiss-bläulich glänzendes Metall. Der Atmosphäre ausgesetzt bildet es eine Carbonat-Schicht (Patinierung), die dem Metall die mattgraue Optik gibt.