Jak powstaje cynk?
Prawie cały dziś rafinowany cynk (ponad 95 procent) jest ekstrahowany z sfalerytu (ZnS), znanego również jako mieszanka cynku.
Rudy ruderu z reguły zawierają od 5 do 15 procent cynku. Aby uzyskać czysty stan, który może być wykorzystany przez konsumentów, metal musi zostać oddzielony, skoncentrowany i rafinowany w czystą metaliczną formę. Mogą to robić procesy hydrotechniczne lub pirotechniczne, jednak obecnie ponad 90 procent obecnej produkcji pochodzi z zakładów hydrometalurgicznych.
Po wydobyciu ruda cynku jest kruszona na proszek i oddzielana od ołowiu za pomocą flotacji pianowej. Ołów i inne metale, takie jak srebro, które mogą być obecne w rudzie w odzyskiwalnych ilościach będą ekstrahowane i traktowane osobno.
Pozostały koncentrat będzie zawierał od 1 do 15 procent cynku, ale zachowa wysoką zawartość siarki (około 30 procent), którą należy usunąć. Można tego dokonać przez pieczenie pokruszonej rudy w temperaturach powyżej 900 ° C (900 ° C), wytwarzając tlenek cynku (ZnO) i dwutlenek siarki.
Jeśli stosuje się techniki hydrometalurgiczne, tlenek cynku jest ługowany z innych kalcynów za pomocą kwasu siarkowego. Podczas gdy cynk rozpuszcza się w kwasie, ołów i srebro pozostają nierozpuszczone, a żelazo wytrąca się.
Pył cynkowy jest dodawany w celu oczyszczenia roztworu poprzez proces cementowania przed jego elektrolizą.
Stosując anody ze stopu aluminium i katody aluminiowe , roztwór bogaty w cynk jest elektrolizowany, powodując osadzanie się cynku w aluminium.
Jest on następnie usuwany, topiony i odlewany do wlewków o czystości od 99,95 do 99,995 procent lub bezpośrednio stopowo z miedzią, aluminium lub magnezem .
Obrót fizyczny cynku na Londyńskiej Giełdzie Metali (LME) musi spełniać specjalne wysokie wymagania cynkowe w wysokości 99,995 procent.
Podczas gdy techniki pirometalurgiczne są nadal stosowane w wielu zakładach, proces ten jest niezwykle energochłonny i kosztowny.
Firma Imperial Smelting Corporation opracowała w latach 40. i 50. XX w. Technikę polegającą na redukcji metalu cynku i ołowiu za pomocą węgla w specjalnie zaprojektowanym wielkim piecu.
Proces ten, określany jako proces wytapiania w skali cesarskiej, obejmuje prażenie siarczków cynku i ołowiu, które naturalnie występują razem, aby wytworzyć tlenki. Tlenki cynku i ołowiu są następnie ładowane w wielkim piecu z węglem koksującym.
Gdy ogrzane powietrze dostaje się do pieca, tlenek węgla i pary dwutlenku zawierające cynk unoszą się w górę i są chłodzone w skraplaczu ołowianym. Cynk jest absorbowany przez roztopiony ołów, który jest następnie ochładzany, umożliwiając spływanie cynku na powierzchnię.
Warstwę cynku wylewa się i odlewa, a ołów odprowadza się do skraplacza.
Według Międzynarodowego Stowarzyszenia Cynku, piece do wytapiania w Imperial są obecnie dostępne tylko w Chinach, Indiach, Japonii i Polsce.
Oprócz wydobywania cynku z rudy (produkcja pierwotna), metal może być również odzyskiwany z istniejących źródeł (produkcja wtórna). Mniej więcej jedna czwarta zużytego cynku pochodzi obecnie ze źródeł wtórnych.
Elektryczne piece łukowe, które są wykorzystywane do przetwarzania i recyklingu złomu stalowego , mogą również zbierać cynk obecny w stalach ocynkowanych.
Tak jak w piecach hutniczych, wysokie temperatury w elektrycznych piecach łukowych odparowują cynk, powodując jego wzrost wraz z gromadzeniem się gazów. Wzbogacanie w piecu obrotowym (piec Waelz) wytwarza tlenek cynku, który można następnie wprowadzić z powrotem do pętli produkcyjnej.
Światowa produkcja kopalni cynku wyniosła w 2013 r. Około 13,7 miliona ton, podczas gdy globalna rafinowana produkcja cynku wynosiła w tym samym okresie około 13,0 milionów ton. Około 3 miliony ton, czyli tylko mniej niż jedna czwarta światowej produkcji, pochodziło ze źródeł pochodzących z recyklingu.
Według kraju, największym producentem rafinowanego cynku są Chiny, stanowiące około 40% światowej produkcji, a następnie Europę i Koreę.
Według firmy, największymi producentami rafinowanego cynku są Nyrstar, Glencore i Korea Cynk.
Największymi źródłami rud cynku są Chiny, Australia i Peru.
Źródła:
Międzynarodowa Grupa ds. Ołów i Zinc. Przegląd trendów w 2013 roku: cynk . 17 lutego 2014 r.
Międzynarodowe Stowarzyszenie Cynku. Recykling cynku: dostawa materiału . 2011.
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
Obserwuj Terence w Google+