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¿Cómo se forma la escoria de zinc y cuáles son sus componentes?

La escoria de zinc es principalmente el producto de la reacción entre el zinc y el hierro. Su componente principal es la fase de capa de aleación hierro-zinc formada por la combinación de zinc y hierro. Por lo tanto, la escoria de zinc generalmente contiene aproximadamente del 3 al 6 % de hierro y aproximadamente del 94 al 97 % de zinc. En algunos procesos de galvanización en caliente, se agrega plomo para proteger el recipiente de galvanización. En tales casos, la escoria de zinc puede contener entre un 1,5 y un 2 % de plomo (sin referirse al plomo mezclado). Generalmente, en el galvanizado en caliente de tubos de acero, se agrega aluminio intencionalmente para obtener una capa galvanizada brillante. Por tanto, la escoria de zinc también puede contener una cierta cantidad de aluminio.

Los tubos de acero sólo pueden sumergirse en zinc fundido después de un tratamiento previo. Durante el pretratamiento, si la limpieza no es exhaustiva, pueden adherirse sales de hierro a la superficie de los tubos de acero a galvanizar. A las temperaturas de galvanización, los materiales a base de hierro, como tuberías de acero, recipientes de galvanización de acero y máquinas de galvanización de tuberías, se disuelven en zinc fundido. La difusión mutua de los átomos de hierro y zinc da como resultado la formación de una capa de aleación de hierro y zinc. Entre ellos, ciertas fases (cristales) pueden desprenderse del sustrato y hundirse hasta el fondo del recipiente de galvanización, acumulándose para formar escoria de zinc. Generalmente, en el galvanizado en caliente de tubos de acero por "método seco", la cantidad de escoria de zinc representa aproximadamente del 10 al 20% del consumo total de zinc.

Durante la formación de escoria de zinc, las reacciones son las siguientes:

(1) Reacción causada por sales de hierro.

FeCl₂ + 8Zn → ZnCl₂ + FeZn

FeCl₂ + 14Zn → ZnCl₂ + FeZn₁₂

(2) Reacción causada por el acero.

Fe₈C + 21Zn → 3FeZn₇ + CFe₈

C + 39Zn → 3Fe₈Zn₁₈ + C (Nota: se debe tener en cuenta la fórmula química del carbono en la segunda reacción, ya que no cambia en este contexto, pero es importante reconocer que el carbono es un reactivo).