Свойства Zn и Cd
Вопрос №16. Свойства Zn и Cd. Руды для их производства
Zn – следующий после Cu элемент 4-го периода. Его степень окисления – 2. Cd сходен с ним, размещается в той же подгруппе. В простых соединениях 2-х валентен, однако, имея более крупный атом иногда С.О. – 1. t(пл) цинка 419,5 0С, кадмия – 321 0С. Окислительно-восстановительный потенциал отрицательнее водородного и увеличивается с усложнением атома.
Zn, Cd легко восстанавливаются на катоде из умереннокислотных р-ров, вследствие высокого перенапряжения водорода, особенно на Cd. Zn цементирует Cd из р-ров по р-ции: Cd2+ +Zn=Cd+Zn2+
Гидроокись Cd – явно выраженные основные св-ва, у Zn – амфотерна и растворяется не только в кислотах, но и в щелочах: Zn+2OH- =ZnO22- +H2
Простые окислы получаемые окислением Ме на воздухе неплавки. Коричневая CdO устойчива до 900 0С, а белая ZnO возгоняется при t>1800 0С. Первая ядовита, а токсичность ZnO невелика. Сульфиды Cd и Zn нерастворимы в воде. Кристаллы ZnS могут быть получены и имеют 2 модификации: сфалерит и фтурцит. Сульфид Cd изоморфен со сфалеритом, а как минерал – хоулит встречается редко. Из соединений для металлургии интересны амминные: Zn(NH3)n и Cd(NH42+)m m=1…6. Наиболее устойчивы Zn(NH3)42+ и Cd(NH3)42+
Часто цинковые руды почти не встречаются, они всегда комплексны; по присутствию Pb и Cu руды свинцово-цинковые, медно-цинковые, бывают сульфидные и окисленные. Окисленные уже выработанные. Для пр-ва Zn исп. рудные минералы смитсонит ZnCO3, коломит H2Zn2SiO2. В сульфидных рудах Zn представлен сфалеритом, сод. 26% изоморфной примеси Fe – марматита, 2% Cd, небольшое кол-во галлия, германия, индия, Ag, Au, Sn, Pb, Ni. Вурцит встречается реже. В нем изоморфное Fe до 8%, Cd редко >1%, примесь германия обычна. Pb в виде галенита PbS наиболее типичный спутник Zn. Cu сопутствует Zn и Pb в халькопирите, кот. сопровождаются пиритом, арсенопиритом. Сам пирит сод. до 2,7% As, примеси Sb, Cu, Au, Ag. Сульфидные свинцово-цинково-медные руды залегают среди карбонатных, силикатных пород. В первых известняк и доломит, во 2-х силикаты Al, Fe, Ca и кварциты. По элементам состав следующий 2,3% Pb, 2,5% Zn, 1% Cu, 1,8% Fe, 6,2% S.