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Vorkommen

In der Natur kommt Zink niemals als elementare metallische Form vor. Vorkommen werden stets von anderen Metallen wie Kupfer, Blei und Silber begleitet. Zink-Mineralien sind weltweit verbreitet. Die bekanntesten sind: Kieselzinkerz, Rotzinkerz, Zinkblende und Zinkspat. Die Gewinnung von Zink erfolgt überwiegend aus Zinkblende (ZnS). Die wichtigsten europäischen Zink-Vorkommen findet man in Schweden und Irland. Wichtige Förderländer sind u.a. , Australien, Kanada, Peru und China.

 

Physikalisch-Chemische Eigenschaften

Zink ist ein weiches, silbrig-weißes Metall, das eine hexagonale Metallgitterstruktur aufweist. Das Metall hat mit ca. 419°C einen niedrigen Schmelzpunkt. An der Luft überzieht es sich schnell mit einer dünnen, schützenden Oxidschicht, die bläulich schimmert. Durch diese Oxidschicht ist es auch in Wasser sehr beständig.
Von Säuren und Laugen wird es unter Freisetzung von Wasserstoffgas leicht angegriffen und oxidiert. Zink hat in seinen Verbindungen stets die Oxidationsstufe +2. Die wichtigsten Zink-Verbindungen sind Zinkoxid, Zinkchlorid, Zinkhydroxid, Zinksulfat und Zinksulfid.

 

Industrielle Gewinnung

Das Zinkerz wird zunächst fein gemahlen und dann durch Flotation angereichert. Die Zinksulfide werden zunächst geröstet. Das dabei frei werdende SO2 wird zu Schwefelsäure weiterverarbeitet.

Die Zinkgewinnung aus abgerösteten Erzkonzentraten erfolgt heute fast ausschließlich auf hydrometallurgischem Weg. Dabei wird das Zink in Schwefelsäure gelöst und nach Durchlaufen mehrerer Laugenreinigungsstufen elektrolytisch abgeschieden. Das Produkt ist das so genannte SHG Zink mit einer Qualität von 99,995 Prozent Zink.

 

Anwendungen / Produkte

Hauptverwendungsgebiet von Zink in Deutschland ist mit 37 Prozent die Verzinkung von Stahl zum Korrosionsschutz (Auto- und Bauindustrie). 25 Prozent gehen in den Markt der Messingfabrikate. 27 Prozent Zink werden als Halbzeug in Form von Blechen (Titanzink für die Bereiche Dachdeckung, Fassade und Dachentwässerung) und für den Zinkguss verwendet. 11 Prozent finden als Zinkoxid, Zinkpulver und Zinkstaub in unterschiedlichsten industriellen Bereichen als Zusatzstoffe vielfältigste Verwendung. Beispielsweise kommen Zinkverbindungen als Stabilisatoren für Kunststoffe zum Einsatz. Zink-Sulfate verbessern Eigenschaften in der Textil- und Kunstfaserindustrie. Bei Farben und Lacken dient Zink als Aktivpigment zur Steuerung bestimmter Lackeigenschaften wie Durchtrocknung, Korrosionsschutz und Wetterbeständigkeit. Zinkoxide sind bei der Herstellung von Klebemitteln auf Natur- und Synthesekautschukbasis von großem Nutzen.

Profile, Rohre und Stangen haben eine untergeordnete Bedeutung. International wird Zink auch als Münzmetall eingesetzt.

 

Entdeckung und kulturhistorische Bedeutung

Der Name Zink leitet sich von dem lateinischen "zincum" ab. Die Etymologie geht auf das Wort "Zinke" zurück, da manche Zinkerze eine stachelige Form haben. Im Altertum wurde Zink vor allem in Form von Zinkspat als Legierungsbestandteil für die Herstellung von Messing genutzt. Die Messing-Formel, zwei Drittel Kupfer und ein Drittel Zink, war schon im 3. Jahrtausend v. 

 Chr. Babyloniern und Assyrern bekannt. Erste schriftliche Hinweise auf zinkhaltige Kupferlegierungen finden sich bei Homer (8. Jh. v. Chr.) und dem griechischen Gelehrten Aristoteles um 330 v. Chr. In Indien und China kannte man Zink spätestens seit dem 12. Jahrhundert v. Chr. Eine gezielte Gewinnung und Verarbeitung des Metalls lässt sich für diese Regionen um 600 n. Chr. nachweisen. Über die Handelswege gelangte die Kenntnis des Metalls im Mittelalter nach Europa. Frühe schriftliche Zeugnisse aus dem 16. Jahrhundert stammen von Paracelsus und Agricola. Industriell genutzt wird Zink erst seit rund 200 Jahren. Die ersten Anwendungen erfolgten nach der Entwicklung geeigneter Walztechniken im Bauwesen.

 

Wirtschaftliche Bedeutung

Die deutsche zinkerzeugende und -verarbeitende Industrie gliedert sich in Metallerzeugung, Verzinkereien, Halbzeugherstellung und Gießereien. Im Bereich Feuerverzinkung wurden im Jahr 2016 in Deutschland 607.000 Tonnen Zink eingesetzt. Darunter fällt die Verzinkung von Stahlträgern, Serienprodukten, Behältern, Schlosserware und Kleinteilen. Zinkhalbzeug wird hauptsächlich zu Bändern und Blechen (Titanzink) verarbeitet. Von Bedeutung ist auch noch die Herstellung von Drähten und Anoden. Die deutschen Metallgießereien verarbeiten Zinklegierungen fast ausschließlich im Druckguss. 2014 lag die Produktion bei gut 57.000 Tonnen. Zink wird auch bei der Messingherstellung in großem Umfang eingesetzt. 2016 gingen etwa 164.000 Tonnen in diesen Bereich.

 

Recycling

Die produktbezogene Recyclingrate liegt zwischen 80 und 95 Prozent und zum Teil auch noch darüber. Der überwiegende Anteil von Zinkerzeugnissen geht in langlebige Produkte mit einer Nutzungsdauer von einigen Dutzend bis zu 100 und mehr Jahren. Messingschrott ist eine der größten Recyclingquellen für Zink. 

 

Im Messingkreislauf werden weltweit ca. 600.000 Tonnen Zink einer erneuten Nutzung zugeführt. Zinküberzüge auf Stahlschrott können nach der Trennung von Stahl und Zink erneut zur Verzinkung verwendet werden. Auch Verzinkungsrückstände, die alle einen hohen Zinkgehalt aufweisen, werden physikalisch getrennt und dienen der Primär- und Sekundärzinkproduktion als Rohstoff. Ein hoher Anteil dient der direkten Herstellung von Zinkoxid, Zinkstaub und Zinkchemikalien. Zinkdruckgussteile als Altmaterial, hauptsächlich aus der Verschrottung von Autos und Haushaltsgeräten, sind wertvolle Vorstoffe zur Zinkerzeugung. Zinkbleche von Dächern, Fassaden, Dachrinnen sind das ideale Ausgangsmaterial zur Erzeugung von Sekundär- und Umschmelzzink. 

Zinkhaltige Stäube, die bei der Abgasreinigung der Elektrostahlwerke in Filtern abgeschieden werden, stellen ebenfalls wertvolle Ressourcen dar. Allein in Deutschland kommen aus diesem Bereich rund 30.000 Tonnen Zink pro Jahr in den Kreislauf zurück. Zinkhaltige Produktionsrückstände, die u.a. bei der Erzeugung von Zinkoxid bzw. Zinkstaub anfallen, werden zum überwiegenden Teil innerhalb der Industrie direkt recycelt.