Zinc en El Mundo

5/11/2018 Zinc en El Mundo - slidepdf.com

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18 MATERIALES

Zinc

Carolina Llano UribePeriodista Metal Actual

El protector esencial del metal

La industriamundial produce9.8 millones detoneladas de estemetal por año

M

A T E R I A L E S

18

El zinc ocupa el puestonúmero 23 como ele-mento más abundanteen la corteza terrestre y

es un metal fundamen-tal para la fabricaciónde innumerables piezasen diversas industrias.Desde el revestimientode metales hasta el usofarmacéutico, el zinc seha convertido a través delos años, en un material esencial para la vida del hombre.

El zinc es un mineral blanco ligeramente azulado y bri-llante que 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 él

se 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 Pro-mozinc de la Asociación Latinoamericana de Zinc LATIZA,

Foto: http://www.kin.com.



MATERIALES

cada 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 pro-tección del 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 recu-brimiento de 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 pro-duce una reacción de difusión entre el

zinc y el acero, que tiene como resul-tado la 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 años

aproximadamente 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 mantenimien-to, incluso en las peores condicionesatmosféricas.

El zinc es un elemento químico me-tálico que está presente en el agua,el suelo y el aire y aunque no repre-

senta más del 0,012 por ciento dela corteza terrestre, es un materialaltamente extraído. Está general-mente asociado a otros metales comoel cobre o el plomo. Este elementose encuentra principalmente comosulfuro mineral denominado blendao escalerita de color caramelo, y mar-mitita de color negruzco. También seencuentra como óxido de zinc en elmineral cincita; como silicato de zincen la hemimorfita; como carbonato

de zinc en la esmitsonita; y comoóxido mixto de hierro y zinc en lafranklinita. Las menas1 más utilizadascomo fuente de zinc son la esmitso-nita y la esfalerita.

Producción

La extracción del zinc puede realizarseen minas de cielo abierto o en yaci-mientos subterráneos. Una vez extraí-das, 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 separados

mediante un proceso de flotación.Por medio de esta técnica, las partí-culas minerales recubiertas de ciertosproductos químicos se aglutinan enforma de burbujas de aire en la super-ficie y son enviadas a través de varios

filtros. 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 com-ponentes metálicos a través dereacciones químicas. Este procesose desarrolla en cinco etapas:

- El tueste: en esta fase el con-centrado se tuesta para formaróxido de zinc, denominadocalcina, y dióxido de azufre ga-seoso, 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 se

LATINOAMÉRICA: 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 4

Colombia 20 23 23 25 25 8México 236 240 244 250 250 84Perú 61 80 61 69 74 25Venezuela 12 16 16 16 16 5

Otros 26 28 28 28 28 9Latinoamérica 612 686 653 687 705 232Estados Unidos 1152 1251 1077 1136 1041 352Canadá 185 189 175 181 173 55

América 1949 1468 1905 2004 1919 639Mundo 9843 10651 10611 10999 11334 3744

PRODUCCIÓN Y CONSUMO MUNDIAL DE ZINC 2008*

Producción

Minera%

ProducciónMetálica

%ConsumoMetálico

%

Europa 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/consumo_latinoamerica.html

*Enero- Abril Fuente ILZSG.Crédito: http://www.latiza.com/produccion_consumomundial.html



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disuelve la mayor parte de la calcina, excepto las fe-rritas de zinc (óxido de hierro y zinc); y la lixiviaciónácida, que se realiza a una temperatura próxima a la

de 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, donde

se 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 con-centrados por 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.

Usos y Aplicaciones del Zinc

El 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 ferro-sos se 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 co-rrosión entre 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 auto-motriz en 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 peque-ñas que son calentadas y mezcladas con polvo de zinca una temperatura por debajo de su punto de fusiónhasta que se forma un recubrimiento gris mate sobre

la 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 lin-gotes obtenidos 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 o

productos como cerraduras, válvulas, instrumentosmusicales, etc.

• Zamak, nombre comercial que recibe la aleación com-puesta de 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 resis-tencia mecánica y deformabilidad plástica. En muchoscasos es un sustituto económico del latón y se utiliza

LATINOAMÉRICA: PRODUCCIÓN METÁLICA DE ZINC2003 - 2008* (EN MILES DE TM)

País 2003 2004 2005 2006 2007 2008*

Argentina 39 35 41 40 36 13

Brasil 258 266 267 272 266 87México 320 337 336 285 316 97

Perú 202 196 164 175 162 66Latinoamérica 819 834 808 772 780 263

Estados 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.html

Foto: www.metaltrading.fr

Actualmente el

30% del zinc con- sumido se obtienedel reciclado y el 70% restante seorigina en cuerposmineralizados ex-

traídos de minas.



2MATERIALES

en sectores como el de la construcción, electrónica,automotriz, eléctrico, juguetería, joyería, decoración,artículos deportivos y telefonía, entre otros. (Consultela edición 08 de Metal Actual, página 15, artículo:Zamak, una aleación muy versátil).

Por otro lado, los derivados del zinc también tienen dife-

rentes aplicaciones en varios sectores industriales: el óxidode zinc, conocido como zinc blanco, se usa en la fabricaciónde pinturas, como base de caucho, tintas para impresión,cosméticos, productos farmacéuticos, etc.; el sulfuro de zinces utilizado en aplicaciones relacionadas con la electrolu-miniscencia, luces fluorescentes, pantallas para televisoresy cuadrantes luminosos; y el cloruro de zinc es usado parapreservar la madera y como fluido soldador.

Aunque uno de los mayores usos del

zinc esta en el revestimiento de metales

para evitar la corrosión, son muchos los

productos que se fabrican a partir de sus

aleaciones y derivados.

Foto: www.houstonhinge.com

F o t o : w w w . s u n s t r o n g m e t a l . c o m

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l m a c e n e s a r e n a l . c o m



22 MATERIALES

Mercado del Zinc

El zinc es un componente esencialen la fabricación de muchos artículosy productos que forman parte dela vida cotidiana del hombre. Si se

tiene en cuenta la amplia gama deindustrias que dependen de sus pro-piedades, es fácil ver su importanciaen los sectores económicos.

Según la Asociación Latinoameri-cana de Zinc LATIZA, cada año losproductos elaborados con zinc ocontenido de zinc aportan cercade 40,000 millones de dólares a laeconomía mundial y la distribuciónde la producción minera, fundicióny refinamiento de zinc se estima en

18,500 millones de dólares.Latinoamérica cuenta con una par-ticipación del 23 por ciento de laproducción mundial, siendo Perúel país que ocupa el tercer lugarentre los productores mundialesde concentrados de zinc. Además,existen plantas para someter elconcentrado producido a procesode refinación en México, Perú, Brasily Argentina.

Según Infocomm –Información de

Mercado sobre Productos Básicos–,el zinc ocupa el cuarto lugar a nivelde producción de metal en el mun-do después del hierro, el aluminio yel cobre. Los cinco primeros paísesproductores son China, Australia,Perú, Canadá y Estados Unidos queproducen alrededor del 65 por cientode la producción mundial.

La mayoría de las grandes empresasmineras transforman ellas mismasel zinc en metal para el consumo

interno o para la exportación. Sinembargo, el mineral es igualmenteexportado en su forma bruta paraser refinado en terceros paísescomo Japón, la República de Coreao España.

Durante el pasado mes de abril, lafirma ILZSG –Lead and Zinc Study

Group– presentó los datos sobre lasperspectivas para el 2008 de la ofer-ta y la demanda a nivel mundial delplomo y el zinc. Dentro de estas cifrascabe destacar que:

La producción minera de zinc aumen-tará en un 10,4 por ciento equiva-lente a 12,08 millones de toneladasen 2008, mientras que la producciónmundial de zinc refinado se prevéque aumente en un 6,4 por cientoequivalente 12,06 millones de tone-ladas. Otros aumentos importantes seesperan en China y la India y en unplan de previsiones de otros países,incluyendo Canadá, Irán, Japón, laRepública de Corea, México, Perú ylos Estados Unidos.

Se prevé un aumento global en lademanda del zinc en un 5,2 por cientocorrespondiente a unas 11,85 millonesde toneladas debido principalmenteal crecimiento en Asia. Para el 2008se prevé que en China, la demandaaumentará en más de un 10,4 porciento principalmente por una mayorinversión en proyectos de infraes-tructura y hogar, por lo que se esperaque las exportaciones netas chinas dezinc refinado sean significativamente

menores que en el 2007. Sin embar-go, en cifras netas, se espera que lasimportaciones de zinc contenidas enconcentrados de zinc permanezcancerca a los niveles récord alcanzadosen 2007. También se prevé que habráun aumento en la India, Japón, la Re-pública de Corea y Tailandia.

En el caso de Europa, se espera quelos aumentos en los usos del zincsean en Bélgica, Francia, Polonia, laFederación de Rusia y España, com-

pensados parcialmente por descensosen Alemania e Italia, dando comoresultado general, un aumento del0,9 por ciento. Por otro, se esperaque después de una caída del 11,8por ciento en el 2007 –nivel más bajodesde 1991–, Estados Unidos, tengauna aumento del 4,8 por ciento du-rante el 2008.

Citas

1) Mena: es un mineral del que se puede extraerun elemento (metal generalmente) porcontenerlo en cantidad suficiente para seraprovechado. Por ejemplo se dice que un mi-neral es mena de un metal cuando medianteminería es posible extraer ese mineral de unyacimiento y luego mediante metalurgia sepuede obtener el metal de ese mineral.

2) Lixiviación: es un proceso en el cual seextrae uno o varios solutos de un sólidomediante la utilización de un disolventelíquido. Ambas fases entran en contactoíntimo y el soluto o los solutos puedendifundirse desde el sólido a la fase líqui-da, lo que produce una separación de loscomponentes originales del sólido.

Fuentes

• www.latiza.com

• www.ilzsg.org

• www.wikipedia.es/enciclopedia/Zinc

• es.wikipedia.org/wiki/Lixiviaci%C3%B3n

• www.unctad.org/infocomm/espagnol/zinc/

utilizacion.htm• www.unctad.org/infocomm/espagnol/zinc/ mercado.htm

• w w w . ra t i n g sp c r . co m / p e ru / I n fo r -mes/2007/12/Smzing.pdf

• www.aprendizaje.com.mx/Curso/Proceso1/ Temario1_IVZinc.htm

• es.wikipedia.org/wiki/Galvanoplastia

• www.edz.es/aplicaciones.htm

• www.edz.es/propiedades.htm

Características Físicas yQuímicas del Zinc

Símbolo químico Zn

Número atómico 30

Masa atómico 65.37

Estructura cristalina

Hexagonal,

dihexagonal,dipiramidal

Densidad (a 25ºC) 7133 Kg/m3

Temperatura deebullición (760 mmHg)

907ºC (1180ºK)

Temperatura defusión

419 ºC (692.7 ºK)

Dureza Vickers No 2-6 ypsum

Resistividad eléctrica(a 20ºC)

5.96 .ohm.cm

Resistencia a latracción

19 daN/mm2

Conductividad térmica

(sólido 18 ºC)

113 W/ m.K

Configuraciónelectrónica

[2,8,18]4 S2

Isótopos 60 a 73

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