ÖZELLİKLERİ
Çinko, sık altıgen düzende kristal yapıya sahip, mavimsi beyaz renkli bir metaldir. Yoğunluğu demirinkine yakındır. Ancak alaşım elementlerinin eklenmesinden sonra bile pek kuvvetli bir metal sayılmaz. 420 0C’da erir ve nispeten düşük bir sıcaklık olan 907 0C’da kaynar.

Çinkonun Özellikleri
Kimyasal simgesi Zn
Öz kütle (yoğunluk) 7.11491 g/cm3
Atom Numarası 30
Atom Ağırlığı 65.39
Ergime Derecesi 419.8 OC
Rengi Mavimsi beyaz.

Tablo 1 : Çinkonun Özellikleri

ÜRETİM YÖNTEMİ

Çinkonun başlıca filizi, çinko blendi adı verilen sülfürlü filizidir. Bir başka önemli filiz de smitsonit (çinko karbonat ZnCO3’dir. Çinko sülfürü ya da çinko karbonatı, oksitlerine dönüştürmek için, filizler, genellikle havada kavurma yöntemiyle işlenir.

Atmosfer basıncında filizlerden çinko elde edilmesi, ancak metalin kaynama sıcaklığının üstünde ısıtılmasıyla sağlanır. İşlem bir bakıma damıtmadır. Bu yüzden işlem, genellikle yatay damıtma fırınlarında yapılır. Çıkan çinko buharı, kilden yapılmış kaplar ve demir borularda yoğunlaştırılır. Fazla miktarlarda karbon dioksit oluşumuna engel olmak için, tepkimenin, yaklaşık, 1300 0C’da yapılması gerektiğinden, bu yöntem sıcaklık açısından çok verimsizdir. Ancak, pahalı olmasına karşılık, ısıl geçirgenliği iyi olan silisyum karbürden yapılmış dikey damıtma fırınları kullanılarak bir ölçüde gelişme sağlanmıştır. İndirgenme tepkimesi aşağıdaki gibi yazılabilir:

ZnO + C Zn + CO

Burada ZnO çinko oksidi, C karbonu, Zn çinko metalini ve CO’da karbon monoksiti ifade eder.
Oldukça yeni bir yöntem de çinkonun yüksek fırında eritilmesidir. Gerekli ısının, bir bölüm karbonun hava akımıyla yanması sonucu elde edildiği bu tip üretimde ortaya çıkan sorun; fırın gazında büyük miktarda karbon dioksit oluşumunun önlenememesidir. Bu yüzden çinko buharı, soğuma sırasında, yeniden çinko okside dönüşür. Söz konusu güçlüklerin üstesinden, çinko buharının içine sıcak halde erimiş kurşun püskürtülerek gelinir. Kurşun 550 0C’da çinkoyu çökeltir ve 440 0C’da başka bir bölmeye alınır. Bu sıcaklıkta erimiş çinko, kurşunun üstünde ayrı bir tabaka oluşturduğundan kolayca ayrılır. Kurşun da yeniden püskürtme bölmesine alınır. Bu yöntem, hem çinkonun yüksek miktarda elde edilmesini sağlar, hem de kurşun-çinko karışımı filizlerin birlikte işleme alınmaları için çok uygundur. Püskürtme bölgesinde, gazlardan çinko çıkarılırken, yüksek fırının alt bölümünden kurşun çekilir.
Elde edilen çinkonun bundan sonraki aşaması arıtma işlemiyle devam eder. Çinko başlıca iki yöntem ile arıtılır: Sıvılaştırma ve yeniden damıtma.
İlk yöntem çinkonun, kurşundan yüksek fırında eritilerek ayrılmasına çok benzer. Çinko, birkaç saat kaynama sıcaklığının biraz üstünde tutulur. Bu süre içinde, çinko içinde bulunan kurşun ve demir gibi istenmeyen metal artıkları dibe çöker. Sonra arı metal, başka bir kaba alınır.
Çinko arıtımında kullanılan ikinci yöntem olan yeniden damıtma işleminde ise ayrımlama işlemiyle bu artıkları ortadan kaldırılır. Bu işlem için, demir ve kurşunun nispeten daha yüksek kaynama sıcaklıklarından (1 500 0C’dan yüksek) ve kadmiyumun düşük kaynama sıcaklığından (780 0C) yararlanılır.

KULLANIM ALANLARI
Dünya çinko üretiminin %23’ü korozyondan korunmak amacıyla yapılan, galvanizleme işlerinde kullanılır.
%20’si ise bir bakır çinko alaşımı olan pirinç üretiminde tüketilir. Bunlardan başka, çinko kullanım alanlarından biri de kalıpla dökümdür. Bu işlem gerçekleştirirken, erimiş çinko metali, genellikle karmaşık biçimli olan çelik kalıbın içine basınçla püskürtülür. Oluşan döküm, kalıp boyutlarına öyle kesinlikle uyar ki, son biçimini vermek için başka bir işlem yapmaya gerek kalmaz. Çünkü hızlı katılaşma özelliği sonucu taneleri küçük olur. Bu yapısıyla, diğer kum döküm çeşitlerinden, mekanik özelliklerinin yeterli olması, çinkoyu kalıpla döküme elverişli hale getirmiştir.
Çinko, döküm sıcaklığı olan 450 0C’da bile, döküm makinesi ve kalıpların ekonomik ömrünü uzatmak için, çinko içine, % 4 oranında alüminyum ilave edilir. Döküm işlerinde kullanılan çinkonun arılık derecesinin, dikkatle denetlenmesi gerekir. Buna özen gösterilmediği taktirde, küçük miktarlardaki kurşun, kadmiyum ve kalay, tane sınırlarına doğru göçerek, tane sınırı gevrekleşmesine neden olur. Bu da alaşımın parçalarına ayrılmasıyla sonuçlanan çok önemli bir kusur oluşturur.
Genel olarak, kalıpla dökülecek çinko alaşımı, %1 oranında mekanik özellikleri geliştirilmiş bakır, % 4 oranında alüminyum ve toplamları % 0.02’den fazla olmayan kurşun, kalay ve kadmiyum içerir.
Otomobil endüstrisinde karbüratör, kapı kolları ve pervazları, bu alaşım kullanılarak üretilir. Kalıpla dökülmüş çinko, endüstride geniş kullanım alanı bulur.
Kullanım alanlarından bir başkası Çekme Çinkodur. Çekme çinko, kuru pil kutularında ve basım işlerinde tüketilir. Deniz taşımacılığında kullanılan çelik ve alaşımlarından yapılmış taşıtlar ile deniz altına döşenen çelik boruların deniz suyundan meydana gelen korozyona karşı korunmasında da çinkodan yararlanılır. % 1 bakır ve % 0.1 titan içeren çinko levhalar, çatıların kaplanmasında kullanılır. Burada kullanılan alaşım içine küçük miktarlarda katılan titan, çinko ile metalsi bir bileşik oluşturarak, maddenin bozulmaya karşı direncini arttırır.
Ayrıca çinko ile % 22 alüminyum alaşımı, herhangi bir kırılma olmadan, kendi uzunluğunun birkaç katı kadar gerilebilir.
Metallerin çoğu gibi, çinko da kuvvetli asitlerin etkisiyle çözünerek bir çinko tuzu ve hidrojen gazı oluşturur. Çinko ile asidin bu tepkimesi, genellikle laboratuarlarda küçük miktarlarda hidrojen gazı üretmek için kullanılır.
En geniş kullanım alanı olan çinko bileşikleri, çinko oksit ve çinko sülfürdür.

ÇİNKO
Tabiatta en fazla bulunan metallerdendir. Filizlerinden en önemlileri şunlardır.

SPHALERİTE (BLEND veya ÇİNKOBLEND) ZnS bileşiğindendir.
SMİTSONİT ZnCO3 bileşiğindendir.
ZİNCİTE ZnO bileşiğindendir.
KALAMİN (HEMİMORFİT) Zn2SİO4.H2O bileşiğindendir.
FRANKLİNİT (Çinko manganez ve demir oksitten meydana gelen karmaşık bir filizdir. Nadir olarak bulunur.)
WİLLEMİT (Kalamin’in su bulundurmayan cinsidir.) Zn2SiO4 bileşiğindendir.

Çinko ilk olarak 1806’da Belçika’da ve sonra 1859’da Amerika’da elde edilmiştir. Memleketimizde Kayseri’de ÇİNKUR tesislerinde çinko üretimi yapılmakta ve Etibank tarafından da Keban’da çinko konsantresi elde edilmektedir.

ÜRETİMİ

Çinko, redükleme ve elektroliz yoluyla elde edilir. Redükleme metodunda, çinko filizleri önce flotasyon yoluyla zenginleştirilir. Bundan sonra silindirik fırınlara Filiz + Kömür doldurulduktan sonra dışardan 1200 0C sıcaklıklarda ısıtılarak çinkonun redüklenerek buhar haline gelmesi sağlanır. Zaman zaman fırından ergiyik çinko alınır. 24-48 saat sonra fırından yeteri kadar çinko alınmış olacağından fırın boşaltılır ve tekrar doldurularak yeniden çinko üretimine devam edilir.
Elektroliz işleminde ise kavrulmuş olan çinko filizleri sülfürik asit içerisinde eritilir. ZnSO4 bileşiği haline gelen eriyik haldeki çinko içine ince, saf alüminyum levhalar konulur. Eriyikten akım geçirilince alüminyum levhaların üzeri saf çinko ile kaplanmış olur. Bu çinko % 99.9 saflıktadır. Elektroliz işlemi esnasında yan ürün olarak kadmiyum da elde edilir.
Son zamanlarda elektrik ark fırınlarında ergitme yoluyla çinko elde edilmektedir.
Çinkoda en fazla % 1.6 Pb, % 0.8 Fe ve % 0.75 Cd bulunabilir. Daha fazlasına müsaade edilmemektedir. Dünya çinko üretiminin % 42’si galvanizlemede, %32’si kalıpçılıkta, % 16’sı pirinç yapımında, %6’sı saf çinko olarak ve kalan %4 çinko da muhtelif maksatlar için kullanılmaktadır.

ÖZELLİKLERİ

Çinko, kurşuni renkli, mavi beyaz parıltılı, 419.4 0C sıcaklıkta ergiyen, 930 0C sıcaklıkta buharlaşan, 7.133 Kg / dm3 yoğunlukta, korozyon direnci yüksek, buna karşılık kimyasal maddelere direnci olmayan bir metaldir. Metallerin kaplanmasında, kendisi aşınarak kapladığı metalleri korunması prensibinden faydalanılır. Oda sıcaklığında kırılgandır. 100-150 0C sıcaklıklarda biçimlendirmeye elverişli hale gelir. Daha yüksek sıcaklıklarda kristal yapısındaki değişmeler sebebiyle tekrar kırılganlaşır. Çinko kolaylıkla asitlerdeki hidrojenin yerini alır. Bu özelliğinden dolayı Hidrojen gazı üretiminde yaygın biçimde kullanılır. Havadaki oksijenden etkilenerek yüzeyde ince bir oksit katı meydana getirir. Ancak bu katman gözeneksiz olduğundan derinlere işlemez ve metali korur.

KULLANMA ALANLARI :

Çinko, özellikle metal olarak kullanılır. Bununla birlikte bileşiklerinin de önemli kullanma alanları vardır. Günümüzde çinko üretiminin büyük bir kısmı özellikle demirin kaplanmasında (Galvanizleme) kullanılır. Metallerin korozyondan korunması için yüzeyleri ince bir çinko tabakası ile kaplanır. Bakırın çinko ile yaptığı PİRİNÇ alaşımları da dünya çinko üretiminin ikinci büyük bölümünü harcamaya ayrılır. Çinkonun üçüncü büyük kullanma alanı da kalıplara dökme suretiyle kullanmadır. Bu işlemde erimiş metal, çelik bir kalıp içine basınçla püskürtülür. Metal bu kalıbın içinde hemen sertleşir ve kalıp açılarak dökümler hemen dışarı çıkarılır. Bu işlem karmaşık parçaların hızlı üretimini sağlar. Tamamı otomatik olarak tamamlanan bu işlem ile otomobil endüstrisi, radyatör ızgaraları, karbüratör, yakıt pompası, amortisör parçaları, kapı kolları, aygıt tabloları ve diğer sayısız alanlarda dökme çinko kullanılır. Çinko içerisine % 4 alüminyum ve % 0.05 mağnezyum ilave edilecek olursa daha iyi sonuçlar alınmaktadır. Dökme çinko aynı zamanda elektrikli araçlarda, imalat makinelerinde, oyuncaklarda kullanılmaktadır.
Çekme çinko plakalar çatılarda, saçak ve oluklarda, kuru pil kutularında ve LECLANCE pilinin elektrodunun yapımında kullanılır.
Çinko buharının hızlı soğutulması ile veya eritilmiş çinkonun ince toz zerreleri halinde ayrıştırılması ile elde edilen çinko tozu boyacılıkta ve başka kimyasal maddelerin üretiminde kullanılır.

ÇİNKO KAPLAMA :

Çinkonun büyük ölçüde demirin galvanizlenmesinde kullanıldığını biliyoruz. Kaplama neticesinde çinko ile kaplama yapılan malzeme bir pil teşkil eder. Bu durumda çinko aşınır, aşınma ürünü pelte şeklinde olduğundan korozyon meydana gelen bölgeyi kapatır ve bu noktada yalıtkan olarak görev yapar ve korozyona sebep olan etken ile kaplanan malzemenin temasını keserek KOROZYONU ÖNLER.

ÇİNKO
ÖZELLİKLERİ

Çinko, sık altıgen düzende kristal yapıya sahip, mavimsi beyaz renkli bir metaldir. Yoğunluğu demirinkine yakındır. Ancak alaşım elementlerinin eklenmesinden sonra bile pek kuvvetli bir metal sayılmaz. 420 0C’da erir ve nispeten düşük bir sıcaklık olan 907 0C’da kaynar.


Çinkonun Özellikleri
Kimyasal simgesi Zn
Öz kütle (yoğunluk) 7.11491 g/cm3
Atom Numarası 30
Atom Ağırlığı 65.39
Ergime Derecesi 419.8 OC
Rengi Mavimsi beyaz.
Tablo 2: Çinkonun özellikleri

ÜRETİM YÖNTEMİ

Çinkonun başlıca filizi, çinko blendi adı verilen sülfürlü filizidir. Bir başka önemli filiz de smitsonit ( Çinko karbonat ZnCO3)’dir. Çinko sülfürü ya da çinko karbonatı, oksitlerine dönüştürmek için, filizler, genellikle havada kavurma yöntemiyle işlenir.
Atmosfer basıncında filizlerden çinko elde edilmesi, ancak metalin kaynama sıcaklığının üstünde ısıtılmasıyla sağlanır. İşlem bir bakıma damıtmadır. Bu yüzden işlem, genellikle yatay damıtma fırınlarında yapılır. Çıkan çinko buharı, kilden yapılmış kaplar ve demir borularda yoğunlaştırılır. Dazla miktarlarda karbon dioksit oluşumuna engel olmak için, tepkimenin, yaklaşık, 1300 0C’da yapılması gerektiğinden, bu yöntem sıcaklık açısından çok verimsizdir. Ancak, pahalı olmasına karşılık, ısıl geçirgenliği iyi olan silisyum karbürden yapılmış dikey damıtma fırınları kullanılarak, bir ölçüde gelişme

ZnO + C Zn + CO

Burada ZnO çinko oksidi, C karbonu, Zn çinko metalini ve CO’da karbon monoksidi ifade eder.
Oldukça yeni bir yöntem de çinkonun yüksek fırında eritilmesidir. Gerekli ısının, bir bölüm karbonun hava akımıyla yanması sonucu elde edildiği bu tip üretimde ortaya çıkan sorun; fırın gazında büyük miktarda karbon dioksit oluşumunun önlenememesidir. Bu yüzden çinko buharı, soğuma sırasında, yeniden çinko okside dönüşür. Söz konusu güçlüklerin üstesinden, çinko buharının içine sıcak halde erimiş kurşun püskürtülerek gelinir. Kurşun 550 0C’da çinkoyu çökeltir ve 440 0C’da başka bir bölmeye alınır. Bu sıcaklıkta erimiş çinko, kurşunun üstünde ayrı bir tabaka oluşturduğundan kolayca ayrılır. Kurşun da yeniden püskürme bölmesine alınır. Bu yöntem, hem çinkonun yüksek miktarda elde edilmesini sağlar, hem de kurşun-çinko karışımı filizlerin birlikte işleme alınmaları için çok uygundur. Püskürtme bölgesinde, gazlardan çinko çıkarılırken yüksek fırının alt bölümünden kurşun çekilir.
Elde edilen çinkonun bundan sonraki aşaması arıtma işlemiyle devam eder. Çinko başlıca iki yöntem ile arıtılır: Sıvılaştırma ve yeniden damıtma. İlk yöntem çinkonun, kurşundan yüksek fırında eritilerek ayrılmasına çok benzer. Çinko, birkaç saat kaynama sıcaklığının biraz üstünde tutulur. Bu süre içinde, çinko içinde bulunan kurşun ve demir gibi istenmeyen metal artıkları dibe çöker. Sonra arı metal, başka bir kaba alınır. Çinko arıtımında ikinci yöntem olan yeniden damıtma işleminde ise ayrımlama işlemiyle bu artıkları ortadan kaldırılır. Bu işlem için, demir ve kurşunun nispeten daha yüksek kaynama sıcaklıklarından (1 500 0C’dan daha yüksek) ve kadmiyumun düşük kaynama sıcaklığından (780 0C) yararlanılır.

KULLANIM ALANLARI

Dünya çinko üretiminin % 23’ü korozyondan korunmak amacıyla yapılan, galvanizleme işlerinde kullanılır. % 20’si ise bir bakır çinko alaşımı olan pirinç üretiminde tüketilir. Bunlardan başka, çinko kullanım alanlarından biri de kalıpla dökümdür. Bu işlem gerçekleştirirken, erimiş çinko metali, genellikle karmaşık biçimli olan çelik kalıbın içine basınçla püskürtülür. Oluşan döküm, kalıp boyutlarına öyle kesinlikle uyar ki, son biçimini vermek için başka bir işlem yapmaya gerek kalmaz. Çünkü hızlı katılaşma özelliği sonucu taneleri küçük olur. Bu yapısıyla, diğer kum döküm çeşitlerinden, mekanik özelliklerinin yeterli olması, çinkoyu kalıpla döküme elverişli hale getirmiştir.
Çinko, döküm sıcaklığı olan 450 0C’da bile, döküm makinesi ve kalıpların ekonomik ömrünü uzatmak için, çinko içine, % 4 oranında alüminyum ilave edilir. Döküm işlerinde kullanılan çinkonun arılık derecesinin, dikkatle denetlenmesi gerekir. Buna özen gösterilmediği taktirde, küçük miktarlardaki kurşun, kadmiyum ve kalay, tane sınırlarına doğru göçerek, tane sınırı gevrekleşmesine neden olur. Bu da alaşımın parçalarına ayrılmasıyla sonuçlanan çok önemli bir kusur oluşturur. Genel olarak, kalıpla dökülecek çinko alaşımı, %1 oranında mekanik özellikleri geliştirilmiş bakır, % 4 oranında alüminyum ve toplamları % 0.02’den fazla olmayan kurşun, kalay ve kadmiyum içerir. Otomobil endüstrisinde karbüratör, kapı kolları ve pervazları, bu alaşım kullanılarak üretilir. Kalıpla dökülmüş çinko, endüstride geniş kullanım alanı bulur.
Kullanım Alanlarından Bir Başkası Çekme Çinkodur. Çekme çinko, kuru pil kutularında ve basım işlerinde tüketilir. Deniz taşımacılığında kullanılan çelik ve alaşımlarından yapılmış taşıtlar ile deniz altına döşenen çelik boruların deniz suyundan meydana gelen korozyona karşı korunmasında da çinkodan yararlanılır. % 1 bakır ve % 0.1 titan içeren çinko levhalar, çatıların kaplanmasında kullanılır. Burada kullanılan alaşım içine küçük miktarlarda katılan titan, çinko ile metalsi bir bileşik oluşturarak, maddenin bozulmaya karşı direncini arttırır. Ayrıca çinko ile % 22 alüminyum alaşımı, herhangi bir kırılma olmadan, kendi uzunluğunun birkaç katı kadar gerilebilir.
Metallerin çoğu gibi, çinko da kuvvetli asitlerin etkisiyle çözünerek bir çinko tuzu ve hidrojen gazı oluşturur. Çinko ile asidin bu tepkimesi, genellikle laboratuarlarda küçük miktarlarda hidrojen gazı üretmek için kullanılır.
En geniş kullanım alanı olan çinko bileşikleri, çinko oksit ve çinko sülfürdür.