Presentación de Redes de alcantarillado y agua potable
Zinc y proceso de galvanización
1. ZINC Y PROCESO DE
GALVANIZACIÓN
Dayana García O.
Diana González F.
2. ZINC
Elemento químico de símbolo Zn, número atómico 30 y peso atómico 65.37g/mol.
Es un metal maleable, dúctil y de color gris.
Los usos más importantes del zinc los constituyen las aleaciones y el recubrimiento
protector de otros metales.
El hierro o acero recubiertos con zinc se denominan galvanizados.
(proceso de hot-dip) por inmersión del artículo en zinc fundido, (electrogalvanizado)
depositando zinc electrolíticamente sobre el artículo, (sherardizing) exponiendo el
artículo a zinc en polvo cerca de su punto de fusión o (metalizado) rociándolo con zinc
fundido.
El zinc es uno de los elementos menos comunes; se estima que forma parte de la corteza
terrestre en un 0.0005-0.02%.
3. CARACTERÍSTICAS FÍSICAS Y QUÍMICAS
DEL ZINC PURO/ HIERRO PURO
ZINC HIERRO
Densidad: 7.10 g/mL Densidad: 7.87 g/mL
Masa atómica: 65.39 Masa atómica: 55.845
Electronegatividad: 1.65 Electronegatividad: 1.83
Resistencia a la tracción: 37.0 MPa Resistencia a la tracción: 50.0 MPa
Módulo de elasticidad: 96.5 GPa Módulo de elasticidad: 200 GPa
Calor de fusión: 110 J/g Calor de fusión: 272 J/g
Temperatura de fusión: 419.5 °C Temperatura de fusión: 1535 °C
Tensión de rotura: 540 MPa
4. PROCESO DE PRODUCCIÓN DE ZINC
1) Recepción y almacenamiento
de concentrados
1) Tostación y depuración de gases
2) Plantas de ácido sulfúrico
3) Lixiviación
4) Neutralización
5) Purificación
6) Electrólisis
7) Fusión y colada
5. PRINCIPALES PRODUCTORES DE ZINC
Principales países productores de minerales.
http://www.exploradores.org.pe/mineria/principales-paises-productores-de-minerales.html
6. PRODUCCIÓN MUNDIAL ANUAL
La producción mundial de cinc durante 2014 alcanzó un total de 12,40 millones
de toneladas métricas. El principal país productor es China, seguido
por Perú y Australia.
China es el mayor productor mundial de cinc con más de una cuarta parte de la
producción mundial de zinc.
Rango Estado Producción
(mill. Ton/año)
1 China 3,90
2 Perú 1,40
3 Australia 1,40
4 India 0,79
5 Estados Unidos 0,76
6 Canadá 0,66
7 México 0,63
8 Kazajistán 0,50
9 Bolivia 0,43
10 Irlanda 0,35
United States Geological
Survey (USGS) – 2014-1
http://minerals.usgs.gov/minerals/pu
bs/commodity/zinc/mcs-2015-
zinc.pdf
7. PRINCIPALES ALEACIONES
Zamak (3,5-4,5% Al) Aleaciones de cinc para fundición a presión: Las aleaciones de cinc
industrialmente usadas para coladas bajo presión son llamadas “zamac”. Son aleaciones de
cinc con aluminio, cobre y magnesio. En la industria automotriz, es utilizado en la
fabricación de manijas, de cuerpos de surtidores y de carburadores. En la industria radio-
eléctrica y de telefonía móvil, sirve para realizar pequeñas piezas.
Prestal®:, Aleación que presenta superplasticidad que contiene un 22 % de aluminio es
más fuerte que el acero y tan fácil de moldear como un plástico.
Maillechort: Aleación inalterable de cobre, zinc y níquel. Es una aleación blanca cuyo
aspecto es parecido al de la plata por lo que también se le conoce con el nombre de
argentán. Se utiliza particularmente en la fabricación de piezas de orfebrería o de
instrumentos científicos.
Metal inglés: Aleación a base de zinc y de antimonio. Es utilizado sobre todo por los
ingleses, lo que justifica su nombre. Esta mezcla contiene estaño, antimonio, cobre y
algunas veces plomo. Se emplea principalmente en la fabricación de vajillas, cubiertos o
teteras.
Es componente minoritario en aleaciones diversas, principalmente de cobre como latones
(3 a 45% de cinc), alpacas (Cu-Ni-Zn) y bronces (Cu-Sn) de moldeo.
8.
9. ALEACIÓN COBRE-ZINC
Los latones constituidos a partir de
mayoritariamente fase α, son muy
buenos para ser deformados en frío.
Así mismo, los constituidos de fase
β, que contienen plomo como
relajadores de tensión, tienen una
excelente capacidad de
mecanizado. Es digna de mención
también su elevada resistencia a la
corrosión.
11. CONCLUSIONES DIAGRAMA DE FASES
Latones – α con un contenido de cobre por encima del 61% en peso, Latones – (α
+ β) con un contenido en cobre del 54 al 61% en peso y Latones – β con un
contenido del 50 al 54% en peso de cobre(sólo técnicamente utilizable con la
adición de otros elementos de aleación).
Cuando se enfría una mezcla fundida con un contenido del 70% en peso de
cobre, se solidifican a los 950ºC los primeros cristales de fase α. A 920ºC
termina la solidificación.
Un enfriamiento posterior hasta temperatura ambiente supone la obtención de
una microestructura únicamente compuesta de fase α. Mezclas fundidas de un
53% de peso en cobre precipitan cristales puros de fase β al enfriar por debajo
de la línea DH.
Por debajo de línea CG esta totalmente compuesto de cristales fase β. Un
enfriamiento posterior provoca a los 460ºC la aparición de una cristales fase β’,
a temperaturas más bajas cristales fase β. Los cristales fase β y fase β’ no se
llegan a distinguir en la microestructura, aunque a efectos de propiedades
puede ignorarse su aparición.
12. GALVANIZADO
¿Qué es el galvanizado? Es el proceso mediante el cual se cubre un metal en
otro, con el fin de evitar que la abrasión y corrosión lo afecte.
TIPOS
Galvanizado por inmersión caliente
Galvanizado electrolítico.
13. PROCESO DE GALVANIZACIÓN EN
CALIENTE
Es un procedimiento donde se protege contra la corrosión una variedad de
productos de hierro y acero. Esto se logra con la inmersión de los productos en
un baño de Zinc a una temperatura de 450 °C, a esta temperatura se logra que
se produzca la aleación del Zinc con el acero.
El producto que va a ser galvanizado, previamente limpiado de impurezas como
grasas y oxidos, se introduce en un baño de Zinc fundido, aleándose con el acero
y generando varias capas con diferentes proporciones de hierro y zinc.
Estas aleaciones metalúrgicamente adheridas al acero, son tan duras como su
base y muy resistentes a golpes o a la abrasión. Además, dado que el acero es
sumergido en un baño, cubre por completo todas las superficies del producto.
16. BENEFICIOS Y VENTAJAS
Mayor vida útil de los productos
Sin costo de mantenimiento
Bajo costo inicial
Versatilidad
Mayor espesor y resistencia de capa
Garantía de recubrimiento
Triple Protección
PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN CALIENTE
17. BENEFICIOS Y VENTAJAS
Resistencia a la corrosión.
Regeneración de superficies galvanizadas en caliente
erosionadas por el tiempo.
Fácilmente aplicado en terreno.
Permite el uso de pinturas protectoras
Es una alternativa válida para aquellas zonas que están
alejadas de plantas galvanizadoras o para mantención de
estructuras en terreno.
PROCESO DE GAVANIZACIÓN EN FRÍO
18. RECUBRIMIENTOS
ELECTROLÍTICOS
El principio básico de los procesos de
recubrimientos electrolíticos consiste
en la conversión del metal del ánodo en
iones metálicos que se distribuyen en la
solución. Estos iones se depositan en el
cátodo (pieza que será recubierta)
formando una capa metálica en su
superficie.
19. ESQUEMA DE LA DEPOSICIÓN
ELECTROLÍTICA
Como ejemplo se presenta el caso del cobre, que se disuelve del ánodo y
deposita sobre la pieza con ayuda de corriente eléctrica.
20.
21. RECUBRIMIENTOS ELECTROLÍTICOS:
ETAPAS
Una línea de recubrimientos electrolíticos está compuesta
por numerosas operaciones que, en función de las exigencias
de calidad y el campo de aplicación seleccionado pueden
agruparse del siguiente modo:
Pre-tratamientos mecánicos.
Desengrase
Decapado
Neutralizado.
Desmetalización
22. MATERIALES EN EL PROCESO
ELECTROLÍTICO
Balance de materiales para la operación de recubrimiento electrolítico.
