Zink ist ein bekanntes und verbreitetes Metall insbesondere in Form einer schützenden Beschichtung (Abb. 1a). Bevor es technisch genutzt wurde, diente es breites zur Erzeugung von Messing (Messing).
Der Name Zink kommt von Zinke, Zind („Zahn, Zacke“), da Zink zackenförmig erstarrt. Zink ist ein bläulich-weißes, sprödes Metall und hat mit 429°C sowohl einen niedrigen Schmelzpunkt als auch mit 906°C einen für Metalle niedrigen Siedepunkt. Mit der Dichte von 7,13 g/cm³ gehört es zu den schweren Werkstoffen. Sein hexagonales Kristallgitter erschwert die plastische Umformung, so dass zur Erzeugung von Halbzeug, auch bei Legierungen, eine Warmumformung durchgeführt werden muss.
Korrosionsschutz mit Zink
Zink ist unedler als Stahl, das bedeutet in einem Elektrolyten wird Zink gelöst und infolge dessen Stahl geschützt (Kann Korrosion gewünscht sein?). Das meiste Zink wird daher für das Feuerverzinken von Bauteilen oder Halbzeuge aus Stahl verbraucht. Kleinere Teile werden elektrolytisch verzinkt.
Zink bildet an der Luft eine dichte Schutzschicht aus Hydroxid und Carbonat und dadurch verhindert eine fortschreitende Korrosion. Bauteile aus Zink und auch verzinkte Stahlteile können ohne Korrosionsschutz der Witterung standhalten, wie man es von alten Regenrinnen her auch kennt.
Abb. 1 Zink a) verzinktes Blech, b) Orgelpfeifen, c) Zinkblende, d) Zinkoxid
Zinklegierungen
Zink hat gute Gießeigenschaften und damit spielen die Aluminium-haltigen Zink-Gusslegierungen eine wichtige Rolle. Zinklegierungen sind am besten für das Druckgießverfahren geeignet, bei dem eine Metallschmelze unter hohem Druck und mit großer Geschwindigkeit in Dauerformen eingepresst wird. Zink-Druckgussteile werden in vielen verschiedenen Bereichen eingesetzt.
Aus Zink-Knetlegierungen werden in großem Maße Regenrinnen und –fallrohre für das Bauwesen gefertigt. Auch Orgelpfeifen (Abb. 1b) werden aus Zinkrohren angefertigt.
Vorkommen und Gewinnung von Zink
Zink ist mit einem Gehalt von 0,0076 % an der Erdkruste ein relativ häufiges Element, das überwiegend gebunden in Erzen zu finden ist. Die häufigsten und für die Zinkgewinnung wichtigsten Erze sind dabei Zinksulfiderze. Diese kommen in der Natur entweder als Sphalerit oder Wurtzit vor und enthalten etwa 65% Zink. Sphalerit wird bergmännisch als Zinkblende (Abb. 1c) bezeichnet und mitunter auch zu Schmuck verarbeitet.
Zink wird überwiegend aus den Zinksulfid-Erzen gewonnen. Um diese zu verwenden, müssen sie zunächst in Zinkoxid (Abb. 1d) umgewandelt werden. Für das Verfahren wird das rohe Zinkoxid in verdünnter Schwefelsäure gelöst. Verunreinigungen von edleren Metallen wie Cadmium werden durch Zinkpulver ausgefällt. Anschließend wird die Lösung unter Verwendung von Bleianoden und Aluminiumkathoden elektrolysiert. Es entsteht an der Kathode 99,99 % reines Elektrolysezink.
Das Zinkoxid findet auch andere Anwendungen, beispielsweise als Pigment und Halbleiter oder in der Medizin bei der Behandlung von Wunden. Allerdings könnten Zinkvorkommen bis zum Jahr 2055 erschöpft sein.
Zink zählt zu den unentbehrlichen (essentiellen) Spurenelementen für den Stoffwechsel und ist nach Eisen das im menschlichen Körper zweithäufigste Metall. Als Bestandteil einer Vielzahl von Enzymen erfüllt es im Körper viele verschiedene Funktionen.
Übrigens: Das Foto in Abb. 1 wurde im Naturkundemuseum in Bozen aufgenommen. <<
