Materiales - Zinc El protector esencial del metal (356 kb)

18 MATERIALESMATERIALESFoto: http://www.kin.com.cnZincEl protector esencial del metalCarolina Llano UribePeriodista Metal ActualLa industriamundial produce9.8 millones detoneladas de estemetal por añoEl zinc ocupa el puestonúmero 23 como elementomás abundanteen la corteza terrestre yes un metal fundamentalpara la fabricaciónde innumerables piezasen diversas industrias.Desde el revestimientode metales hasta el usofarmacéutico, el zinc seha convertido a través delos años, en un materialesencial para la vida delhombre.El zinc es un mineral blanco ligeramente azulado y brillanteque puede ser quebradizo cuando esta frío perose vuelve maleable y dúctil entre 100 y 150°C, se fundea 420ºC y tiene su punto de ebullición a los 907ºC. De élse obtiene el metal de zinc en estado puro, por lo que esmenos vulnerable a los factores ambientales corrosivos,cuando entra en contacto con humedad, se oxida y secubre con una capa de oxido o carbonato básico de colorgris que lo aísla, protegiéndolo de la corrosión.Tiene buena resistencia mecánica por lo que puede serempleado en la industria de la construcción, sin embargo,su cualidad más importante es su capacidad de protección,por lo que se usa principalmente como capa protectora ogalvanizador para otros metales. Según la publicación Promozincde la Asociación Latinoamericana de Zinc LATIZA,

MATERIALES19cada año la industria mundial del zincproduce 9.8 millones de toneladas deeste metal. La mitad de esta cantidadse destina a la protección del acerofrente a la corrosión.La galvanización en caliente es unode los sistemas más eficaces de proteccióndel hierro y el acero frentea la corrosión que experimentanestos materiales cuando se exponena la atmósfera, las aguas y los suelos.Consiste en la formación de un recubrimientode zinc sobre las piezas yproductos de hierro o acero medianteinmersión de los mismos en un bañode zinc fundido a 450ºC. Durante lainmersión en el zinc fundido, se produceuna reacción de difusión entre elzinc y el acero, que tiene como resultadola formación de diferentes capasde aleaciones zinc-hierro. Al extraerlos materiales del baño de zinc, estascapas de aleación quedan cubiertaspor una capa externa de zinc puro.El resultado es un recubrimiento dezinc unido metalúrgicamente al acerobase mediante diferentes capas dealeaciones zinc-hierro.El ciclo de vida del acero, sin ningúntipo de protección, es de dos añosaproximadamente antes de quesean afectadas sus propiedades yfuncionalidad, mientras que graciasa los recubrimientos galvanizados dezinc aumenta su resistencia y lograprolongar su duración mínimo 10años, sin necesidad de mantenimiento,incluso en las peores condicionesatmosféricas.El zinc es un elemento químico metálicoque está presente en el agua,el suelo y el aire y aunque no representamás del 0,012 por ciento dela corteza terrestre, es un materialaltamente extraído. Está generalmenteasociado a otros metales comoel cobre o el plomo. Este elementose encuentra principalmente comosulfuro mineral denominado blendao escalerita de color caramelo, y marmititade color negruzco. También seencuentra como óxido de zinc en elmineral cincita; como silicato de zincen la hemimorfita; como carbonatode zinc en la esmitsonita; y comoóxido mixto de hierro y zinc en lafranklinita. Las menas 1 más utilizadascomo fuente de zinc son la esmitsonitay la esfalerita.ProducciónLa extracción del zinc puede realizarseen minas de cielo abierto o en yacimientossubterráneos. Una vez extraídas,las rocas son transportadas a lafábrica donde se lleva a cabo todo unproceso de transformación que iniciacon la separación de concentrados.Los minerales extraídos se triturany posteriormente los concentradospresentes en la roca son separadosmediante un proceso de flotación.Por medio de esta técnica, las partículasminerales recubiertas de ciertosproductos químicos se aglutinan enforma de burbujas de aire en la superficiey son enviadas a través de variosfiltros. Al final se recogen diferentesconcentrados de zinc. Posteriormentese realiza el refinado que es la partemás importante del proceso. Paraobtener el metal bruto se utilizan dosprocedimientos:1. La hidrometalurgia, extracciónpor vía húmeda, consiste en laproducción y eliminación de componentesmetálicos a través dereacciones químicas. Este procesose desarrolla en cinco etapas:- El tueste: en esta fase el concentradose tuesta para formaróxido de zinc, denominadocalcina, y dióxido de azufre gaseoso,que posteriormente setransforma en ácido sulfúrico.- La lixiviación (2) : el zinc y losotros metales contenidos en lacalcina se disuelven en ácidosulfúrico diluido en dos etapas:lixiviación neutra, en la que seLATINOAMÉRICA: CONSUMO METÁLICO DE ZINC 2003-2008* (EN MILES DE TM)País 2003 2004 2005 2006 2007 2008*Argentina 32 46 49 50 52 17Brasil 215 242 222 238 249 80Chile 10 11 1 11 11 4Colombia 20 23 23 25 25 8México 236 240 244 250 250 84Perú 61 80 61 69 74 25Venezuela 12 16 16 16 16 5Otros 26 28 28 28 28 9Latinoamérica 612 686 653 687 705 232Estados Unidos 1152 1251 1077 1136 1041 352Canadá 185 189 175 181 173 55América 1949 1468 1905 2004 1919 639Mundo 9843 10651 10611 10999 11334 3744*Enero- Abril Fuente ILZSG. Crédito: http://www.latiza.com/consumo_latinoamerica.htmlPRODUCCIÓN Y CONSUMO MUNDIAL DE ZINC 2008*ProducciónMinera%ProducciónMetálica%ConsumoMetálicoEuropa 370 9.70% 852 22.30% 913 24.40%África 99 2.60% 88 2.30% 71 1.90%Latinoamérica 889 23.40% 263 6.90% 234 6.20%EE.UU y Canadá 498 13.70% 369 9.70% 407 10.90%Asia 1452 38.30% 2085 54.60% 2.037 54.40%Oceanía 488 12.90% 165 4.30% 83 2.20%Total Mundial 3796 100% 3822 100% 3745 100%*Enero- Abril Fuente ILZSG. Crédito: http://www.latiza.com/produccion_consumomundial.html%

20 MATERIALESLATINOAMÉRICA: PRODUCCIÓN METÁLICA DE ZINC2003 - 2008* (EN MILES DE TM)País 2003 2004 2005 2006 2007 2008*Argentina 39 35 41 40 36 13Brasil 258 266 267 272 266 87México 320 337 336 285 316 97Perú 202 196 164 175 162 66Latinoamérica 819 834 808 772 780 263Estados Unidos 350 354 350 252 270 10Canadá 761 805 724 824 802 269América 1930 1993 1882 1848 1852 632Mundo 9871 10395 10224 10645 11346 3822*Enero- Abril Fuente ILZSG. Crédito: http://www.latiza.com/produccion_metalicalatino.htmldisuelve la mayor parte de la calcina, excepto las ferritasde zinc (óxido de hierro y zinc); y la lixiviaciónácida, que se realiza a una temperatura próxima a lade ebullición en la que se disuelven todos los metalesexcepto los que forman compuestos insolubles enmedio sulfúrico, como el plomo, el calcio y la sílice.- La purificación: durante este proceso se busca eliminarel resto de los elementos que han quedado despuésde la lixiviación con la ayuda de polvo de zinc.- La electrólisis: en esta etapa se realiza el paso de unacorriente eléctrica a través de la solución purificadade sulfato de zinc. Esta operación se realiza entre30 y 40°C y permite obtener zinc metálico puro.- La fusión y colado: el zinc es fundido en hornos yluego es enviado a las máquinas de colado, dondese le dará las diferentes formas de lingotes que elmercado requiere.2. La pirometalurgia: extracción por vía seca, permiteobtener metales a partir de sus minerales o de sus concentradospor medio de calor. Principalmente consisteen extraer el metal del mineral, eliminar la ganga delmineral y purificar los metales. El zinc obtenido poreste método contiene entre 0,5 y 1,5 por ciento deimpurezas, principalmente de plomo o de hierro.Foto: www.metaltrading.frActualmente el30% del zinc consumidose obtienedel reciclado y el70% restante seorigina en cuerposmineralizados extraídosde minas.Usos y Aplicaciones del ZincEl zinc en las industrias metalmecánica y metalúrgica se usaprincipalmente como elemento protector o anticorrosivopara otros metales –especialmente el hierro y el acero– através de diferentes procedimientos:• El galvanizado o zincado en caliente por inmersión, esun proceso en el que el recubrimiento de metales ferrososse hace por medio de la inmersión de las piezas enun baño de zinc fundido. La galvanización tiene comoprincipal objetivo crear una película resistente a la corrosiónentre el metal base y el medio ambiente. Estatécnica es utilizada principalmente en la industria de laconstrucción en materiales para techado, piezas parafachadas, canales de desagüe, etc.; en la industria automotrizen la fabricación de algunas partes de vehículos,baterías, etc.; y en el caso de los electrodomésticos seusa en productos como neveras o lavaplatos.• La galvanoplastia, o electrogalvanizado, consiste en eltraslado de iones metálicos desde un ánodo (carga -)a un cátodo (carga +) en un medio líquido compuestofundamentalmente por sales metálicas. Se realiza enpiezas pequeñas que requieran recubrimientos muyfinos. El grosor de este revestimiento es el más delgadoy fácil de pintar por lo cual, los fabricantes automóvilescompran el 90% de acero electro galvanizado.• Sherardización, se utiliza para recubrir piezas pequeñasque son calentadas y mezcladas con polvo de zinca una temperatura por debajo de su punto de fusiónhasta que se forma un recubrimiento gris mate sobrela pieza.La aleación con otros metales es otro uso general del zinc.Las aleaciones más comunes son:• El latón, es una aleación de cobre con un porcentajede zinc que varía entre el 5 y el 50 por ciento y queen algunas ocasiones puede tener la adición de otroselementos como el níquel o el estaño. En frío, los lingotesobtenidos pueden transformarse en láminas dediferentes espesores, varillas, o cortarse en tiras quepueden estirarse para fabricar alambres. Además, enmuchas ocasiones es un sustituto del bronce, usadopara decoración, plomería, aplicaciones eléctricas oproductos como cerraduras, válvulas, instrumentosmusicales, etc.• Zamak, nombre comercial que recibe la aleación compuestade zinc como metal base con porcentajes de3.5 hasta 6% de aluminio, de 0.75 a 1.6% de cobre yde 0.0 hasta 0.065% de magnesio. Puede tener tasasmáximas de elementos como el hierro en un 0.1%,plomo 0.005%, estaño 0.003% y cadmio 0.004%. Tienedureza, resistencia a la tracción y posee buena resistenciamecánica y deformabilidad plástica. En muchoscasos es un sustituto económico del latón y se utiliza