هل تبحث عن شركات تختص في منتج ما ؟ الآن أبحث في دليل أكافي للشركات
هل انت غير مشترك؟ سجل معنا مجانا
إعلن هنا
دراسة جدوى كيفية عمل مصنع للجلفنة الحديد يحب علينا أن نعرف الزنك بحث علمي
رقم الموضوع : 66226
2013-04-26 19:13: تاريخ الاضافة

دراسة جدوى كيفية عمل مصنع للجلفنة الحديد يحب علينا أن نعرف الزنك بحث علمي

بحث علمي عن الزنك وجلفنة الحديد والصداء وكيفية استخراج الزنك أي الخارصين علميا ( البدرساوي )



جلفنة الحديد أو الفولاذ

عبارة عن عملية طلاء المعدن بطبقة من الزنك Zn

و المميز في علمية الجلفنة انه إذا خدش جزء من السطح المطلي تبقى قوة الزنك موجودة و تحمي الجزء المخدوش.



للتوضيح



الطلاء بالجلفنة يتم لحماية الحديد من الصداء وهذا يدخلنا لموضوع الأكسدة والاختزال



ما هو صدأ الحديد

عند تعرض الحديد للهواء الرطب فإن سطحه يتحد مع أكسجين الهواء مكونا طبقة هشة بنية اللون من أكسيد الحديديك .

وتعرف هذه الطبقة بصدأ الحديد ....وتكون الصدأ يسبب تآكلا للحديد مما يسبب خسارة كبيرة في الاقتصاد ... حيث أنه يدمر المنشئات المعدنية و الآلات والسيارات والخ ... وتفاعل سطح الحديد مع غاز الأكسجين في وجود الرطوبة (الماء) ما هو إلا تفاعل أكسدة - اختزال.



الأكسـدة والإخـتزال

الأكسدة هي عملية كيميائية ينتج عنها زيادة نسبة الأكسجين في المادة أو نقص نسبة الهيدروجين فيها .

الاختزال هي عملية كيميائية ينتج عنها نقص نسبة الأكسجين في المادة أو زيادة نسبة الهيدروجين فيها .

العامل المؤكسد هو المادة التي تعطى الأكسجين أو تنتزع الهيدروجين أثناء التفاعل الكيميائي .

العامل المختزل هو المادة التي تنتزع الأكسجين أو تعطى الهيدروجين أثناء التفاعل الكيميائي .

هناك تفاعلات كيميائية تتضمن عمليات تأكسد واختزال ولا تحتوى على أكسجين أو هيدروجين

تفاعل الصوديوم مع الكلور لتكوين كلوريد الصوديوم

تفقد ذرة الصوديوم Na الإلكترون الموجود في غلاف تكافؤها الخارجي وتتحول إلى أيون صوديوم موجب Na+ وتسمى تلك العملية أكسدة .

Na >>> ,Na+ + e-

تكتسب ذرة الكلور Cl هذا الإلكترون وتتحول إلى أيون كلوريد سالب Cl- وتسمى تلك العملية إختزال .

Cl + e >>> Cl-

ويمكن التعبير عن ذلك بالمعادلة التالية

2Na + Cl2 >>> 2Na+ Cl-

الأكسدة :- عملية كيميائية تفقد فيها ذرة العنصر إلكترونا أو أكثر .

الإختزاال :-عملية كيميائية تكتسب فيها ذرة العنصر إلكترون أو أكثر .

العامل المؤكسد :- هو المادة التي تكتسب إلكترون أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي .

العامل المختزل :- هو المادة التي تفقد إلكترونا أو أكثر أثناء التفاعل الكيميائي .



إذن صدأ الحديد هو أكسيد الحديديك بتفاعل سطح الحديد مع غاز الأكسجين في وجود الرطوبة (الماء) ما هو إلا تفاعل أكسدة – اختزال ويمكن حماية الحديد من الصدأ بعزله عن كل من الماء والهواء بواسطة طلائه بمواد عازلة (الدهانات) أو عن طريق الجلفنة.

جلفنة الحديد

هي عملية لازمة لحماية الحديد من الصدأ.... وتتم تغطية سطح الحديد بطبقة من عنصر فلزى يسبق الحديد في متسلسلة النشاط الكيميائي للعناصر .. مثل عنصر الخارصين أي الزنك .

وتعمل طبقة هذا العنصر كعازل يمنع وصول غاز الأكسجين والماء من الوصول لسطح الحديد مما يحميه من الصدأ - لذلك فإن الحديد المجلفن يقاوم الصدأ. الماء

الزنكzn

العدد الذري : 30

الكتلة الذرية : 65.39

درجة الانصهار : 419.58 درجة مئوية

درجة الغليان : 907 درجة مئوية

الكثافة : 7.133 جم/سم3

نصف القطر الذري : 1.33 انجستروم

عدد الأكسدة : +2

تاريخ الخارصين ووجوده في الطبيعة

الخارصين هو الاسم العربي للزنك ,ويرجع هذا الاسم إلى أصول لاتينية تعني الراسب الأبيض , ويحتمل ان يكون الاسم مشتقاً من الكلمة الألمانية Zinke وتعني أسنان المشط حيث إن شكل الخام في فرن الصهر شبيه بذلك .كما انه قد يكون مشتقاً من الكلمة الفارسية Seng وتعني الحجر وعلى الرغم من إن قدماء اليونان والرومان عرفوا النحاس الأصفر قبل الميلاد إلا أنهم لم يتعرفوا على فلز الخارصين تأخر الحصول على فلز الخارصين زمناً طويلاً مقارنة مع النحاس والرصاص والحديد والذي تم إنتاجها قبل الميلاد بالآف السنين , وذلك بسبب انخفاض درجة غليان الخارصين حيث انه عند استخلاص الرصاص المختلط عادة مع أكسيد الخارصين في فرن الصهر يغلي الخارصين ويتبخر من الفرن . أنتج الخارصين في الهند والصين في حوالي القرن الرابع عشر الميلادي وربما قبل ذلك حيث وجدت عملات معدنية في الصين كما وجدت في الهند بقايا عمليات صهر الخارصين دلت على وجوده في القرن الرابع عشر الميلادي .

في عام 1617م قام لوهنيس بدراسة عينات من الخارصين المستورد من الهند والصين حيث لاحظ الفلز وأطلق عليه اسم الزنك. وفي عام 1721م تمكن هنكل من تحضير الخارصين من خام السميثسونيت (ZnCO3 ) الا انه لم يكشف عن الطريقة . وفي عام 1746م تمكن في برلين مارجراف من إنتاج الخارصين وذلك بتقطير خام السميثسونيت في وعاء مغلق , وقام بوصف اساسيات تحضيره بدقه. وبذلك يكون له السبق في وضع الأسس النظرية لإنتاج الخارصين .

يوجد الخارصين في القشرة الأرضية بتركيز يبلغ حوالي 65 جم / طن , ويعد العنصر رقم 24 من حيث انتشاره فيها . يوجد الخارصين على هيئة عدة خامات اهمها :

مخلوط الخارصين او السفاليرايت ZnS

سميثسونايت ZnCO3

المارماتيت ZnFe(S )

هييمورفت x4ZnO.2SiO2.2H2O

هيدروزينسيت x5ZnO.2CO2.3H2O

زينسيت ZnO

ويلميت x2ZnO.SiO2

فرانكلينيت ZnO.MnO(Fe2O)



استخلاص الزنك





لايوجد الزنك في الحالة الحرة وانما يوجد متحداً مع بعض العناصر الأخرى مثل

S,O2, Si,Fe,Mn مشكلاً خاماته والتي تحتوي على بعض الفلزات مثل الرصاص والذهب والفضة والكادميوم .

تبدأ عملية استخلاص الزنك بالمعالجة الأولية ويتم فيها تكسير الخام وطحنه ثم تركيزه بواسطة التعويم حيث يفصل خام الزنك عن خامات العناصر الأخرى مثل الرصاص والنحاس . يلي ذلك تحميص الخام الموجود على شكل كبريتيد الزنك حيث انه في حالة استخدام طرق التعدين الحراري يجب أكسدة الخام أكسدة تامة بوجود كمية كافية من الأكسجين ليلامس دقائق الخام المراد وفقاً للتفاعل التالي

ZnS+3/2O2 >>>>> ZnO+SO2

يسحب غاز ثاني أكسيد الكبريت من منطقة التفاعل بسرعة للاستفادة منه في صناعة حامض الكبريتيك .

يتم تفاعل الأكسدة عند درجة حرارة أعلى من 800 درجة مئوية ليكون الناتج أكسيد الزنك فقط , إما عند استخدام طريقة التعدين المائي فإن درجة حرارة أكسدة كبريتيد الزنك تصل إلى 800 درجة مئوية أو اقل حيث ينتج كبريتات الزنك كالتالي

ZnS+2O2 >>>>> ZnSO4



بعد تحويل خامات الزنك إلى الأكسيد (ZnO) بالطرق السابقة يتم استخلاص الفلز بعدة طرق أهمها

التعدين الحراري



توجد طرق متعددة للتعدين الحراري أهمها

- المعوجات



يتم فيها اختزال أكسيد الزنك المحمص بالفحم وفقاً للتفاعل التالي



ZnO+C=Zn+CO



حيث يتكون زنك في الحالة الغازية ويتم تكثيفه إلى الحالة السائلة ثم تنقيته.

يمكن إنتاج الزنك في المعوجات بطريقتين هما:

-الاختزال في المعوجات الأفقية.

-الاختزال في المعوجات العمودية.



- الفرن العاصف

يعد تطوراً لإنتاج الفلز مقارنة بطريقة المعوجات حيث تقل كمية الغازات الخارجة والمكونة من بخار الزنك وغاز أول أكسيد الكربون وغاز ثاني أكسيد الكربون فضلاً عن الحصول على كمية اكبر من الزنك من خاماته

ZnO+CO >>>>> Zn+CO2



التعدين المائي

تتميز هذه الطريقة بإمكانية استعمال خامات تحتوي على كمية قليلة من الزنك وبسهولة فصل الشوائب الفلزية في الخام والحصول على زنك عالي النقاوة 99.998% زنك

يتم الاستخلاص بهذه الطريقة وفقاً للخطوات التالية

- إذابة خام الزنك المكون من أكسيد وكبريتات الخارصين في حامض الكبريت حيث يذوب أكسيد الزنك وفقاً للمعادلة التالي

ZnO+H2SO4 >>>>>> ZnSO4+H2O



- معالجة المحلول الناتج من الإذابة للتخلص من الحديد والذي يوجد بصورة رئيسية على شكل كبريتات الحديد الثنائية عن طريق الأكسدة والترسيب.

- معالجة المحلول بهيدروكسيد الكالسيوم لمعادلة حامض الكبريت عن طريق الترسيب أيضا بقية الشوائب يتم ترسيبها على شكل فلزات عند إضافة مسحوق الخارصين للمحلول .

- تحلل كبريتات الزنك كهربائياً فيتحرر الزنك على المهبط حيث يصهر بعد ذلك في أفران كهربائية

الخواص الفيزيائية والكيميائية للزنك



الزنك فلز ابيض ضارب للزرقة.

متقصف,إلا انه يصبح ليناً وقابلاً للسحب عند درجة حرارة تتراوح بين 100 ــ 150 درجة مئوية مقاوم للصدأ سهل الطحن والتحويل إلى مسحوق .

يشتعل الزنك عندما يكون مسحوقاً عند تسخينه في الهواء إلى 1000 درجة مئوية معطياً لهباً ابيضاً .



يتفاعل الزنك مع الأحماض المعدنية ويتصاعد غاز الهيدروجين.

x2HCl+Zn >>>>>> ZnCl2+H2



ماعدا مع حامض النيتروجين الذي يؤدي إلى تصاعد اكاسيد النيتروجين .

يتفاعل مع المحاليل القلوية محرراً غاز الهيدروجين .

Zn+2NaOH >>>>>> Na2ZnO2+H2



يعد الزنك عامل مختزل قوي خاصة عندما يكون مسحوقاً أو على شكل حبيبات .

يعمل الهواء الرطب على إطفاء بريق الزنك من خلال إكسابه طبقة رقيقة من أكسيد الزنك الذي يمنع أكسدة الطبقة التالية .



استعمالات الزنك أي الخارصين

جلفنة الحديد والصلب وخاصتا للبيوت الزراعية .

صناعة سبائك اللحام والطلاء .

تعدين المساحيق .

صناعة بعض مركباته بنقاوة عالية مثل أكسيد الزنك .

إنتاج البطاريات المختلفة الجافة .

إعداد م أبو عبد العزيز البدرساوي

تمنياتي للجميع بالتوفيق


رد: دراسة جدوى كيفية عمل مصنع للجلفنة الحديد يحب علينا أن نعرف الزنك بحث علمي
رقم الرد : 259718
2009-06-01 16:31:06: تاريخ الاضافة
رد: دراسة جدوى كيفية عمل مصنع للجلفنة الحديد يحب علينا أن نعرف الزنك بحث علمي
رقم الرد : 259764
2009-06-01 19:31:11: تاريخ الاضافة
رد: دراسة جدوى كيفية عمل مصنع للجلفنة الحديد يحب علينا أن نعرف الزنك بحث علمي
رقم الرد : 268218
2009-06-22 09:45:26: تاريخ الاضافة

Similar Threads
Of threads His Thread
Latest Topics
جميع الحقوق محفوظة لمجموعة العبو
All Rights Reserved AKAFI.NET © Copyright 2005 - 2014
أتفاقية الاستخدام | سياسة الخصوصية