65. In quali condizioni vengono prodotte le scorie di zinco? Quali sono i suoi componenti e le sue proprietà?

Le scorie di zinco sono costituite principalmente dai prodotti di reazione tra zinco e ferro, il cui componente principale è lo strato di lega di zinco ζ-fase ferro- formato attraverso la loro combinazione. Di conseguenza, le scorie di zinco contengono tipicamente il 3-6% di ferro e il 94-97% di zinco. In alcuni processi di zincatura a caldo, viene aggiunto piombo per proteggere il fondo della vasca di zincatura, producendo scorie di zinco contenenti l'1,5-2% di piombo. Inoltre, l'alluminio viene talvolta incorporato per migliorare la levigatezza della superficie e la microstruttura dello strato zincato, portando a tracce di alluminio nelle scorie di zinco.
Il ferro nelle scorie di zinco ha origine principalmente dai sali di ferro che aderiscono alle superfici dei tubi di acciaio durante il pretrattamento, insieme agli strati di lega di ferro-zinco formati attraverso la dissoluzione del liquido di zinco e la diffusione reciproca tra gli atomi di ferro e zinco all'interno dei tubi, dei vasi di zincatura e delle apparecchiature di placcatura. Lo strato di fase ζ- cristallizzato (detto strato drift) si stacca dal substrato di acciaio e si accumula sul fondo della vasca di zincatura, formando progressivamente lo strato di scorie di zinco.
La formazione delle scorie di zinco prevede due reazioni principali: 1) Reazione indotta dal sale di ferro-: FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn₇; FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₃. 2) Reazione indotta dall'acciaio-: Fe₃C + 21Zn → 3FeZn₁₃ + C; Fe₃C + 39Zn → 3FeZn₁₃ + C. Le proprietà chiave delle scorie di zinco includono: 1) Un punto di fusione più elevato rispetto allo zinco puro; 2) Maggiore densità rispetto allo zinco puro. Secondo il metodo di Schullman, le densità delle scorie di zinco con contenuti di ferro del 6,2%, 7,0%, 9,0% e 22% sono rispettivamente 7,15,7,24,7,24 e 7,36 kg/dm⁻⁸.
3) La morfologia cristallina delle scorie di zinco presenta strutture monocline ed esagonali simmetriche con caratteristiche angolari distintive; 4) Presenta un colore bianco grigiastro- con una lucentezza argentata; 5) Le scorie contengono impurità come composti insolubili di piombo, alluminio, antimonio, cadmio, rame e acidi; 6) Il contenuto di zinco varia dal 94% al 97%; 7) Il contenuto di ferro è compreso tra il 3% e il 6% circa; 8) A causa della sua fragilità, le scorie di zinco non hanno la flessibilità dello zinco puro; 9) Essenzialmente, le scorie di zinco sono una lega formata da zinco miscelato con la fase ζ dello strato galleggiante, la fase δ1 dello strato reticolare e altre impurità.