65. Unter welchen Bedingungen entsteht Zinkschlacke? Was sind seine Bestandteile und Eigenschaften?

Zinkschlacke besteht hauptsächlich aus den Reaktionsprodukten zwischen Zink und Eisen, wobei ihr Hauptbestandteil die durch deren Kombination gebildete ζ-Phasen-Eisen--Zinklegierungsschicht ist. Folglich enthält Zinkschlacke typischerweise 3-6 % Eisen und 94–97 % Zink. Bei einigen Feuerverzinkungsprozessen wird Blei hinzugefügt, um den Boden des Verzinkungstopfs zu schützen, was zu einer Zinkschlacke mit einem Bleigehalt von 1,5–2 % führt. Darüber hinaus wird manchmal Aluminium eingearbeitet, um die Oberflächenglätte und Mikrostruktur der verzinkten Schicht zu verbessern, was zu Spuren von Aluminium in der Zinkschlacke führt.
Das Eisen in der Zinkschlacke stammt hauptsächlich aus Eisensalzen, die während der Vorbehandlung an Stahlrohroberflächen haften, sowie aus Eisen-{0}}Zinklegierungsschichten, die durch die Auflösung von Zinkflüssigkeit und die gegenseitige Diffusion zwischen Eisen- und Zinkatomen in den Rohren, Verzinkungsgefäßen und Galvanisierungsgeräten entstehen. Die kristallisierte ζ--Phasenschicht (bekannt als Driftschicht) löst sich vom Stahlsubstrat und sammelt sich am Boden des Verzinkungstopfes an, wodurch nach und nach die Zinkschlackenschicht entsteht.
Die Bildung von Zinkschlacke umfasst zwei Hauptreaktionen: 1) Eisensalz-induzierte Reaktion: FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn₇; FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₃. 2) Stahl-induzierte Reaktion: Fe₃C + 21Zn → 3FeZn₁₃ + C; Fe₃C + 39Zn → 3FeZn₁₃ + C. Zu den wichtigsten Eigenschaften von Zinkschlacke gehören: 1) Ein höherer Schmelzpunkt als reines Zink; 2) Höhere Dichte als reines Zink. Nach der Methode von Schullman betragen die Zinkschlackendichten bei Eisengehalten von 6,2 %, 7,0 %, 9,0 % und 22 % 7,15, 7,24, 7,24 bzw. 7,36 kg/dm⁻⁸.
3) Die kristalline Morphologie der Zinkschlacke weist symmetrische monokline und hexagonale Strukturen mit ausgeprägten Winkelmerkmalen auf; 4) Es weist eine gräulich-weiße Farbe mit silbrigem Glanz auf; 5) Die Schlacke enthält Verunreinigungen wie unlösliche Verbindungen von Blei, Aluminium, Antimon, Cadmium, Kupfer und Säuren; 6) Der Zinkgehalt liegt zwischen 94 % und 97 %; 7) Der Eisengehalt beträgt etwa 3 % bis 6 %; 8) Zinkschlacke weist aufgrund ihrer Sprödigkeit nicht die Flexibilität von reinem Zink auf; 9) Zinkschlacke ist im Wesentlichen eine Legierung, die aus Zink gemischt mit der ζ-Phase der Schwimmschicht, der δ1-Phase der Gitterschicht und anderen Verunreinigungen besteht.