Соли металлов ZnCl2 — хлорид цинка технический: свойства, марки и применение
Хлорид цинка (ZnCl) — неорганическая соль цинка, выпускаемая в виде белого кристаллического порошка, чешуек или концентрированного водного раствора. Технический продукт регламентируется ГОСТ 7345-68, который устанавливает два сорта — высший и первый — с массовой долей основного вещества не менее 97,5 % и 95 % соответственно. Соль гигроскопична, хорошо растворима в воде (до 432 г на 100 г при 25 C), в спиртах и ацетоне; водные растворы имеют кислую реакцию (pH 4–5 при концентрации 10 %). Плавление безводной соли — 290 C, кипение — 732 C. Расплав ZnCl обладает высокой электропроводностью и растворяет оксиды металлов, что определяет его применение в металлургии и пайке.
Технические характеристики и контроль качества
Ключевые нормируемые параметры технического хлорида цинка — массовая доля ZnCl, содержание железа, сульфатов, солей тяжёлых металлов и нерастворимого осадка. Для высшего сорта лимит железа — не более 0,001 %, для первого — 0,01 %. Продукт поставляется в стальных оцинкованных барабанах, полиэтиленовых канистрах или в виде раствора плотностью 1,6–1,7 г/см. Хранение — в герметичной таре при относительной влажности не выше 60 %, поскольку сорбция влаги приводит к слёживанию и коррозии упаковки.
| Показатель | Высший сорт | Первый сорт | Метод контроля | Ед. измерения |
|---|---|---|---|---|
| Массовая доля ZnCl | 97,5 | 95,0 | комплексонометрия | % |
| Железо (Fe) | 0,001 | 0,01 | фотоколориметрия | % |
| Сульфаты (SO) | 0,01 | 0,05 | турбидиметрия | % |
| Нерастворимый осадок | 0,02 | 0,1 | гравиметрия | % |
| pH раствора 10 % | 4,0–5,0 | 3,5–5,5 | потенциометрия | — |
Технологические функции в промышленности
В отличие от сульфата или оксида цинка, именно хлоридная соль обеспечивает флюсующее действие при пайке: расплав ZnCl разрушает оксидную плёнку на поверхности меди, латуни и стали, позволяя припою смачивать основной металл. В гальванических линиях ZnCl служит основой электролитов цинкования с рабочими плотностями тока 1–5 А/дм и температурами 20–40 C. В нефтегазовой отрасли концентрированные растворы хлорида цинка применяются как утяжелитель буровых растворов плотностью до 2,3 г/см и как кислотный компонент для обработки призабойной зоны карбонатных коллекторов.
- Флюсы для пайки и лужения: паяльные кислоты, флюс-гели, флюсы для волновой пайки в производстве печатных плат.
- Электролиты цинкования: барабанные и подвесные гальванические линии, линии непрерывного цинкования полосы.
- Буровые растворы: утяжелители для вскрытия продуктивных пластов, глушения скважин, капитального ремонта.
- Деревообработка: антисептики и огнебиозащитные пропитки для шпал, столбов ЛЭП, элементов мостовых конструкций.
- Химический синтез: получение цинкорганических катализаторов, активаторов вулканизации каучуков, цинковых пигментов.
- Водоподготовка: ингибиторы коррозии и солеотложений в оборотных системах охлаждения металлургических агрегатов.
Совместимость и условия эксплуатации
Растворы ZnCl агрессивны к углеродистой стали и алюминию, поэтому для перекачивания применяют насосы из полипропилена, ПВДФ или футерованные PTFE, а трубопроводы — из ПНД и стеклопластика. При контакте с оцинкованными поверхностями возможно вторичное загрязнение железом, что критично для электролитов цинкования высшего сорта. Температурный диапазон жидкого продукта при транспортировке — от –20 C до +40 C; при отрицательных температурах концентрированные растворы сохраняют подвижность, кристаллизация начинается ниже –30 C в зависимости от плотности.
Вопросы и ответы
Чем технический хлорид цинка отличается от реактива марки «х.ч.»?
Технический продукт по ГОСТ 7345-68 содержит до 5 % примесей (железо, сульфаты, тяжёлые металлы), тогда как реактив квалификации «х.ч.» нормирует примеси на уровне 10–10 %. Для гальваники и флюсов достаточно технического сорта, для аналитической химии и катализа — только реактивная квалификация.
Как приготовить флюс на основе ZnCl для пайки меди?
Безводную соль растворяют в соляной кислоте плотностью 1,19 г/см до прекращения реакции, получая насыщенный раствор. Соотношение — примерно 300 г ZnCl на 1 л кислоты. Готовый флюс наносят кистью на кромки перед пайкой припоями ПОС-61, ПОС-40.
Какая тара применяется для перевозки хлорида цинка?
Кристаллический продукт — стальные оцинкованные барабаны по ГОСТ 13950 или полиэтиленовые канистры; раствор — гуммированные стальные цистерны, контейнеры IBC из ПНД объёмом 1000 л. Тара должна быть герметичной из-за гигроскопичности соли.
При каких концентрациях раствор ZnCl используется как утяжелитель бурового раствора?
Плотность раствора доводят до 1,8–2,3 г/см, что соответствует массовой доле ZnCl 60–75 %. Такие системы применяют при вскрытии пластов с аномально высоким пластовым давлением и при глушении скважин в условиях солевой агрессии.
