Порошок цинка ПЦ4

Порошок цинка ПЦ4 — одна из марок цинкового порошка, выпускаемого по ГОСТ 12601-76 «Порошок цинковый. Технические условия». Материал относится к классу А (мелкозернистый) и содержит не менее 95 % металлического цинка. Порошок применяется в электротехнической, химической, металлургической и фармацевтической промышленности — прежде всего для создания антикоррозионных покрытий, в составе химических источников тока и при синтезе органических соединений.

Классы и марки цинкового порошка по ГОСТ 12601-76

Согласно ГОСТ 12601-76 (с изменениями № 1–5) цинковый порошок подразделяется на два класса в зависимости от способа получения и размера частиц.

Класс А — мелкозернистый цинковый порошок

Получают способом ректификации. В класс входят четыре марки: ПЦ1, ПЦ2, ПЦ3 и ПЦ4. Марка определяется содержанием металлического цинка и допустимой массовой долей примесей. ПЦ1 и ПЦ2 отличаются наименьшим количеством примесей и применяются там, где требуется высокая чистота (фармацевтика, прецизионные химические процессы). ПЦ4 допускает более широкие пределы по примесям, что делает его доступным по стоимости и достаточным для большинства промышленных задач.

Класс Б — крупнозернистый цинковый порошок

Получают методом распыления. В класс входят две марки: ПЦ6 и ПЦ7. Крупнозернистый порошок ПЦ6 применяется, в частности, для термодиффузионного цинкования труб. Содержание металлического цинка в ПЦ6 составляет не менее 98 %, в ПЦ7 — не менее 95 %.

Сырьём для всех марок служит первичный цинк марок ЦВ, ЦО или ЦОА по ГОСТ 3640.

Химический состав порошка цинка ПЦ4

Химический состав марки ПЦ4 регламентирован таблицей 1 ГОСТ 12601-76. Значения приведены в процентах по массе. Содержание металлического цинка указано как «не менее», примесей — «не более».

Элемент	Обозначение	Норма, %
Цинк металлический	Zn	не менее 95
Железо	Fe	не более 0,007
Свинец	Pb	не более 0,02
Кадмий	Cd	не более 0,05
Медь	Cu	не более 0,005
Олово	Sn	не более 0,001
Мышьяк	As	не более 0,01
Сурьма	Sb	не более 0,02

Примечания по ГОСТ 12601-76:

• В порошке ПЦ4, используемом для производства тиондигоидных красителей, массовая доля меди должна быть не более 0,001 %.
• По согласованию изготовителя с потребителем для производства гидросульфита натрия и ронгалита допускается содержание кадмия не более 0,1 %.
• Порошок для фармацевтической промышленности и производства органических красителей должен содержать остаток, нерастворимый в соляной кислоте (1:1), не более 0,1 %.

Химический состав цинкового порошка всех марок

Для сравнения приведён полный состав по всем маркам ГОСТ 12601-76 (таблица 1 стандарта). Содержание примесей — не более указанных значений (в % по массе).

Класс	Марка	Zn, не менее	Fe	Pb	Cd	Cu	Sn	As	Sb
А	ПЦ1	96	0,0005	0,001	0,0015	0,0004	0,001	0,0005	0,001
А	ПЦ2	95	0,0005	0,002	0,002	0,0004	0,001	0,0005	0,001
А	ПЦ3	95	0,002	0,006	0,006	0,001	0,001	0,001	0,001
А	ПЦ4	95	0,007	0,02	0,05	0,005	0,001	0,01	0,02
Б	ПЦ6	98	0,006	0,014	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001
Б	ПЦ7	95	0,006	0,014	0,005	0,001	0,001	0,001	0,001

Как видно из таблицы, ПЦ4 допускает наибольшее среди марок класса А содержание кадмия (0,05 %), свинца (0,02 %) и железа (0,007 %). Это определяет его более широкую и менее критичную к чистоте область применения по сравнению с ПЦ1–ПЦ3.

Гранулометрический состав порошка цинка по ГОСТ 12601-76

Распределение частиц по размерам — один из ключевых параметров, определяющих пригодность порошка для конкретного процесса. Гранулометрический состав нормируется таблицей 2 стандарта.

Гранулометрия марок класса А

Марка	Остаток на сетке № 016К, %, не более	Остаток на сетке № 008К, %, не более	Остаток на сетке № 0071К, %, не более	Остаток на сетке № 005К, %, не более
ПЦ1	—	0,04	—	1,0
ПЦ2	без остатка	—	2,0	—
ПЦ3	0,1	—	2,5	—
ПЦ4	3,0	—	5,0	—

Сетка № 016К имеет размер ячейки 160 мкм, сетка № 0071К — 71 мкм (по ГОСТ 6613). Таким образом, для марки ПЦ4 допускается не более 3 % частиц крупнее 160 мкм и не более 5 % частиц крупнее 71 мкм. Основная масса порошка — мельче 71 мкм.

Для ПЦ4, применяемого в производстве ронгалита, установлено дополнительное требование: остаток на сетке № 0071К — не более 2 %, а удельная поверхность — не менее 800 см²/г.

Гранулометрия марок класса Б

Для марки ПЦ6 нормируется содержание фракции −0,63+0,16 мм (не менее 94 %), для ПЦ7 — содержание фракции −0,25+0,05 мм (не менее 90 %). Порошок класса Б значительно крупнее и предназначен для других технологических процессов — например, термодиффузионного цинкования.

Порошок класса А не должен содержать комков, гранул и окатышей при просеве через контрольную сетку № 0315К (315 мкм), класса Б — через сетку № 063К (630 мкм).

Области применения цинкового порошка

Согласно ГОСТ 12601-76 цинковый порошок предназначен для применения в электротехнической, химической, металлургической, фармацевтической и других отраслях промышленности. Рассмотрим основные направления использования.

Антикоррозионные покрытия и цинкование

Цинковый порошок — основной компонент протекторных грунтов и красок, обеспечивающих электрохимическую защиту стальных конструкций от коррозии. Цинк, обладая более отрицательным электродным потенциалом, чем железо, выполняет роль расходуемого анода: в местах повреждения покрытия корродирует цинк, а не основной металл. Такие покрытия применяются в судостроении, мостостроении и при защите трубопроводов.

Для термодиффузионного цинкования (ТДЦ) стальных деталей и метизов используют преимущественно крупнозернистый порошок класса Б (ПЦ6). Мелкозернистый порошок класса А, включая ПЦ4, применяется в составе цинкосодержащих лакокрасочных материалов для холодного цинкования.

Химические источники тока

Цинковый порошок является анодным материалом в гальванических элементах и аккумуляторах — марганцево-цинковых, серебряно-цинковых, воздушно-цинковых батареях. Высокая удельная поверхность мелкозернистого порошка обеспечивает интенсивную электрохимическую реакцию. Для этих целей стандарт предъявляет повышенные требования к упаковке — оцинкованные барабаны с пропаянными швами или оцинкованные фляги.

Химическая и фармацевтическая промышленность

В химической промышленности цинковый порошок служит восстановителем при синтезе органических соединений — производстве гидросульфита натрия, ронгалита, бензидина и тиондигоидных красителей. Для каждого из этих процессов ГОСТ 12601-76 устанавливает дополнительные ограничения по примесям (например, по содержанию меди и кадмия).

В фармацевтической промышленности цинковый порошок используется как компонент в синтезе фармацевтических субстанций. К такому порошку предъявляется требование по нерастворимому в соляной кислоте остатку — не более 0,1 %.

Гидрометаллургия и извлечение металлов

В гидрометаллургии цинковую пыль применяют для цементационной очистки растворов — вытеснения из них кадмия и меди при электролитическом получении цинка. Тот же принцип цементации используется в золотодобывающей промышленности для осаждения золота и серебра из цианистых растворов (процесс Меррилла — Кроу).

Порошковая металлургия и другие направления

Цинковый порошок используется как компонент шихты при получении цинковых сплавов, а также как легирующая добавка в порошковой металлургии. Кроме того, мелкодисперсный цинк находит применение в пиротехнике для создания цветовых эффектов.

Внешний вид и физические свойства

Порошок цинка по ГОСТ 12601-76 представляет собой сыпучий материал светло-серого или серого цвета. В порошке не допускается наличие посторонних включений — кусочков металла, керамики, изгари. Цвет контролируется путём сравнения с образцами, согласованными между изготовителем и потребителем.

Справочные физические характеристики цинка как металла (не нормируются ГОСТ 12601-76, приведены для общей информации):

Параметр	Значение
Температура плавления цинка	419,5 °C
Температура кипения цинка	907 °C
Плотность цинка	7,13 г/см³

Насыпная плотность цинкового порошка существенно ниже плотности компактного металла и зависит от гранулометрического состава конкретной марки.

Требования безопасности при работе с порошком цинка

Цинковый порошок обладает токсичными свойствами и является пожаровзрывоопасным материалом. Раздел 2а ГОСТ 12601-76 устанавливает обязательные требования безопасности.

Токсичность и предельно допустимые концентрации

Цинковая пыль проникает в организм через органы дыхания и желудочно-кишечный тракт, вызывая катары верхних дыхательных путей и расстройства ЖКТ. Общие санитарно-гигиенические требования к воздуху рабочей зоны определены ГОСТ 12.1.005-88. Предельно допустимая концентрация цинка в питьевой воде — 5 мг/дм³ (по ГОСТ 2874).

Пожаровзрывоопасность цинкового порошка

Согласно ГОСТ 12601-76 цинковый порошок относится к 4-й группе пожаровзрывоопасных веществ со следующими характеристиками:

Параметр	Значение
Группа пожаровзрывоопасности	4-я
Температура воспламенения	600 °C
Нижний концентрационный предел взрываемости (НКПВ)	480 г/м³

Средства индивидуальной защиты

Все работы с цинковым порошком выполняются в респираторе типа «Лепесток» (по ГОСТ 12.4.028), в сухой исправной спецодежде и предохранительных приспособлениях. Производственные помещения оборудуются приточно-вытяжной вентиляцией (ГОСТ 12.4.021). В бункерном отделении допускаются светильники напряжением не более 12 В.

Ограничения при транспортировании

Цинковый порошок не допускается перевозить совместно с горючими веществами, кислотами и щелочами. По классификации опасных грузов (ГОСТ 19433) ему присвоен серийный номер ООН 1436 и классификационный шифр 4372.

Упаковка, маркировка и хранение цинкового порошка

Тара и упаковка

ГОСТ 12601-76 предусматривает следующие виды герметичной тары:

Тип тары	Масса брутто, не более	Вместимость
Металлические контейнеры	1500 кг	0,36 м³
Барабаны	65 кг	0,01–0,015 м³
Фляги (ГОСТ 5799, ГОСТ 5037)	100 кг	0,03–0,04 м³
Полиэтиленовые мешочки (для экспорта)	15 кг	—

Тару заполняют доверху, чтобы над поверхностью порошка оставалось минимальное количество воздуха. Не допускается заливка крышек битумом или иным органическим веществом, способным попасть в порошок при раскупорке.

Маркировка

Транспортная маркировка наносится по ГОСТ 14192 с манипуляционным знаком «Беречь от влаги». На тару наносят знак опасности, классификационный шифр 4372, серийный номер ООН 1436 и транспортное наименование «цинк порошок».

Условия хранения

Порошок хранят в упаковке изготовителя в крытых складских помещениях, исключающих контакт с кислотами, щелочами и другими агрессивными веществами. Порошок в контейнерах допускается хранить под навесом. Гарантийный срок хранения — шесть месяцев с момента изготовления.

Приёмка и контроль качества

Цинковый порошок принимают партиями. Каждая партия состоит из порошка одной марки и сопровождается документом о качестве (сертификатом), содержащим наименование и марку порошка, номер партии, массу (брутто и нетто), результаты испытаний и дату изготовления.

Проверку химического и гранулометрического состава порошка класса А, упакованного в контейнеры и барабаны (для ПЦ1–ПЦ3), проводят на каждой единице продукции. Среднюю пробу делят на две части: одну испытывают, другую хранят три месяца в герметичной таре на случай разногласий в оценке качества.

Методы химического анализа определяются ГОСТ 19251.0-79 и смежными стандартами. Допускается спектральный метод определения состава по ГОСТ 22397-77. Содержание металлического цинка определяют методом фазового химического анализа — перманганатометрическим титрованием после селективного растворения.

Формы поставки порошка цинка

Мы поставляем цинковый порошок марки ПЦ4 и других марок по ГОСТ 12601-76 в стандартной заводской упаковке — в барабанах и флягах. Порошок отгружается партиями с сертификатом качества. Также доступны к поставке смежные формы продукции из цинка: цинковая пыль, цинк гранулированный, чушка цинковая, цинковые аноды, цинковый прокат и другие изделия.