LE ZINC - LES PROCÉDÉS DE ZINGAGE
<= Notes sur les pratiques techniques
Introduction:
Métal gris bleuté de structure hexagonale. Pur il sert
dans la couverture des bâtiments pour sa résistance
à la corrosion (e.g. chenaux), en alliage pour des pièces
de mécanique moulées. Son application principale est le
zingage de l'acier.
Principaux minerais:
- Blende: sulfure de zinc, ZnS
- smithonite: carbonate de zinc ZnCO3
Données numèriques:
- Symbole chimique Zn
- masse atomique moyenne A=65,37
- Nombre atomique Z=30
- cation courant Zn2+
- Masse Volumique: ρ=7134Kg/m3
- Tf: 419°C
- Teb: 910°C
- coefficient de dilatation: α=26,3E-6
- module d'élasticité de traction: E=13100 MPa
- grande inertie chimique vis-à-vis des agents de corrosions atmosphèriques
Corrosion: rouille blanche de carbonate de zinc hydraté, sous forme d’un
dépôt superficiel blanchâtre et poudreux. Elle est
plus ou moins grande suivant la pollution. Son potentiel fortement
électronégatif fait qu’il donne avec les autres
métaux des couples galvaniques qui accélèrent sa
corrosion. Pertes:
- 10g/m²/an
zone rurale
- 20
à 50g/m²/an bordure de mer
- 40
à 80g/m²/an zone industrielle
Au contact de l'eau stagnante il y a formation de
tâches blanchâtres d'hydroxydes et d'oxydes de zinc
non protecteur.
Glavanisation à chaud: On trempe la pièce dans un bain de zinc en fusion
Choupage: projection de zinc sur le pièce à traiter
Électrozingage: dépôt d'une fine pellicule de zinc par électrolyse d'un sel de zinc (ion Zn2+)
- Faire l'électrolyte:
plonger des morceaux de zinc dans de l'acide à 30% du commerce
jusqu'à neutralisation complète de l'acide (plus de
dégagements gazeux). On obtient un bain de chlorure de zinc.
Attention la réaction est trés exothermique et le
dégagement d'hydrogène est explosif, faire cela dans un
espace trés aéré et en dehors de toute flamme:
Zn(s)+2HCl(aq) -> ZnCl2(aq)+H2(g)
- On peut diluer ce bain à volonté pour zinguer de grandes pièces:
Préférer l'eau minéralisée, car l'eau du
robinet contient beaucoup de substances non neutres chimiquement.
- Préparer la surface:
Éliminer toutes traces de peintures, graisse, et passer un coup
de tricholoroéthylène. Décaper les pièces
à l'acide pour éliminer toutes traces d'oxydes:
plongée dans l'acide ou passer de l'acide au pinceau en poils
plastiques inattaquables
- Zingage:
On met une ou plusieurs plaques de zinc dans le bain de chlorure de
zinc et on les relie au pôle - du générateur
de courant continu. On plonge la pièce à zinguer dans le
même bain et on la relie au pôle+. L'électrolyse
prend environ 1h
Attention:
- toute arête, pics, etc. provoque une accumulation locale de cristaux de zinc
- plus il fait froid moins la réaction est rapide
- Aprés quelques zingages filtrer le chlorure de zinc (filtre à café)
Recylclage: On neutralise le zinc en solution avec de la soude:
ZnCl2(aq) +2Na(OH) -> Zn(OH)2+2NaCl