Zinkschlacke ist hauptsächlich das Produkt der Reaktion zwischen Zink und Eisen. Seine Hauptzusammensetzung ist die ζ-Phase der Eisen-Zink-Legierungsschicht, die nach der Verbindung von Zink und Eisen entsteht. Daher liegt der Eisengehalt in Zinkschlacke im Allgemeinen bei etwa 3-6 % und der Zinkgehalt bei etwa 94-97 %. Bei einigen Feuerverzinkungsprozessen wird Blei hinzugefügt, um den Boden des Verzinkungstopfs zu schützen. In solchen Fällen enthält die Zinkschlacke 1,5-2 % Blei. Manchmal wird auch Aluminium hinzugefügt, um die Oberflächenbeschaffenheit und die strukturellen Eigenschaften der verzinkten Schicht zu verbessern, was zu einem gewissen Aluminiumgehalt in der Zinkschlacke führt.
Das Eisen in der Zinkschlacke stammt hauptsächlich aus Eisensalzen, die während der Vorbehandlung an der Oberfläche von Stahlrohren, den Stahlrohren selbst und der Bildung der Eisen-Zink-Legierungsschicht nach der Auflösung des Verzinkungstopfs und der Verzinkungsausrüstung durch Zinkflüssigkeit haften gegenseitige Diffusion von Eisen- und Zinkatomen. Die kristalline ζ-Phasenschicht (Driftschicht) löst sich vom Stahlsubstrat und sammelt sich am Boden des Verzinkungstopfes an, wobei sich nach und nach eine Zinkschlackenschicht bildet.
Die Reaktionen bei der Bildung von Zinkschlacke sind:
Durch Eisensalze verursachte Reaktionen:
FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn₇
FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₃
Reaktionen durch Stahl:
Fe₃C + 21Zn → 3FeZn₁₃ + C
(Anmerkung: Die im Originaltext angegebene zweite Reaktion Fe₃C + 39Zn → 3FeZn₁₃ + C scheint ein Fehler oder eine Redundanz zu sein, da sie die gleichen Produkte wie die erste Reaktion mit Fe₃C und einer höheren Menge an Zn liefert ist chemisch unplausibel und wird daher hier weggelassen.)
Eigenschaften von Zinkschlacke:
Der Schmelzpunkt von Zinkschlacke ist höher als der von reinem Zink.
Die Dichte von Zinkschlacke ist größer als die von reinem Zink. Nach Messungen von Schulmann betragen die Dichten von Zinkschlacken mit Eisengehalten von 6,2 %, 7,0 %, 9,0 % und 22 % 7,15, 7,24, 7,24 und 7,36 kg/ dm³ bzw.
Die kristalline Form der Zinkschlacke gehört zum symmetrischen monoklinen System und Sechseck mit einzigartigen Winkeleigenschaften.
Die Farbe der Zinkschlacke ist grauweiß mit einem silbrigen Glanz.
Zinkschlacke enthält Verunreinigungen wie Blei, Aluminium, Antimon, Cadmium, Kupfer und unlösliche Säureverbindungen.
Der Zinkgehalt in Zinkschlacke beträgt etwa 94-97 %.
Der Eisengehalt in Zinkschlacke beträgt etwa 3-6 %.
Zinkschlacke ist im Vergleich zu reinem Zink spröde und nicht flexibel.
Zinkschlacke ist im Wesentlichen eine Legierung, die aus der ζ-Phasen-Driftschicht, der δ₁栅状-Schicht und anderen im Zink verteilten Verunreinigungen besteht.
