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Formazione e composizione delle scorie di zinco

Le scorie di zinco sono principalmente il prodotto della reazione tra zinco e ferro. La sua composizione è costituita principalmente dalla fase di lega ferro-zinco formata dopo la combinazione di zinco e ferro. Pertanto, le scorie di zinco contengono generalmente dal 3 al 6% circa di ferro e dal 94 al 97% circa di zinco. In alcuni processi di zincatura a caldo, viene aggiunto piombo per proteggere la vasca di zincatura. In questi casi, le scorie di zinco possono contenere dall'1,5 al 2% di piombo (senza riferirsi al piombo mescolato insieme). Generalmente, nella zincatura a caldo dei tubi di acciaio, viene volutamente aggiunto dell'alluminio per ottenere uno strato zincato lucido. Pertanto le scorie di zinco possono contenere anche una certa quantità di alluminio.

I tubi d'acciaio possono essere immersi nel bagno di zinco solo dopo il pretrattamento. Durante il pretrattamento, una pulizia incompleta può causare l'adesione di sali di ferro sulla superficie del tubo di acciaio da zincare. Alla temperatura di zincatura, i materiali a base di ferro come tubi di acciaio, pentole di zincatura in acciaio e macchine per zincatura di tubi subiscono la dissoluzione nel bagno di zinco. La diffusione reciproca degli atomi di ferro e zinco porta alla formazione di uno strato di lega ferro-zinco. Tra questi, i cristalli di fase possono staccarsi dal substrato e depositarsi sul fondo del vaso di zincatura, accumulandosi formando scorie di zinco. In generale, nella produzione di tubi di acciaio mediante zincatura a caldo con il "metodo a secco", la quantità di scorie di zinco rappresenta circa il 10-20% del consumo totale di zinco.

Durante la formazione delle scorie di zinco, le reazioni sono le seguenti:

(1) Reazioni causate dai sali di ferro

FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn

FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₂

(2) Reazioni causate dall'acciaio

Fe₈C + 21Zn → 3FeZn₇ + CFe₈

C + 39Zn → 3Fe₈Zn₁₈ + C