Výroba zinku

Zn: b.t. 420oC, b.v. 907oC, 8,9 g.cm3 10 mil.tun2005

Výrobní postupy: 25% pyrometalurgie výroba Zn, Pb 75% hydrometalurgie výroba Zn

Rudy: sulfidické - ( 2% Zn): ZnS sfalerit 67% Znselektivní flotací Zn- selektivní koncentrát: 20-40 % Znkolektivní flotace Zn- kolekt. konc.: 25% Zn, do 10% Fe, Pb oxidické - ( 2% Zn) neupravitelné na koncentrát ZnO zinklit (Zn,Mn)Fe3O4 franklinit ZnCO3 kalamin uhličitý Zn2SiO4 kalamin křemičitý

Nečistoty: Pb, Fe, Cu, Cd, Co, Ni, As

Výrobní postupy: základem ZnS ZnO

1) Pražení (praženec min.S: 0,2 % S2- ,1 % SO42-)

pyro: nad 1 000 oC (aglomerace) hydro: do 950 oC (fluidní pražení)

Fázový diagram Zn-Fe-O-S

Pyrometalurgická výroba: ZnO + C = Zn(g) +CO ∆ 353 kJ 1100 - 1300oC

ISP pochod: pro Zn-Pb konc. Zn:Pb = 2:1

Zpracování chudých oxidických rud a odpadů: Waelz proces v rotační peciZpracování strusek: odhánění Zn z roztaveného materiálůProdukty: ZnO → Zn, redukce v retortách, nebo hydrometalurgické zpracování

Teplota (oC) Zn Pb Cd Cu Fe

Bod tání 420 327 321 1083 1535

Bod varu 907 1740 767 2300 3255

Imperial Smelting Process

Zn-Pb koncentrát

Aglometrace

Reudukční taveníKoks, str. přísady

StruskaKouřové plyny + Zn(g)

Kondenzace, Pb-sprchy

Pb-Zn (l)

Oddělení Zn, Pb Zinek

Pb (l)

Olovo

Fázový diagram Pb-Zn

Schéma ISP pochodua)  Moisture trap; b)  Mechanical washer; c)  Water jets; d)  Gas scrubbing tower; e)  Water seal

for zinc dust removal; f )  Blower; g)  Stirrers; h)  Air preheater; i)  Jets; j)  Feeding vessel for hot coke and calcine; k)  Cone; l)  Furnace; m)  Hearth; n)  Lead pump; o)  Pump sump; p)  Water

jacket; q)  Condenser; r)  Water-cooled trough; s)  Lead recycle trough; t)  Separating wall; u)  Zinc bath

Pyrometalurgická rafinace ZnZn hutní čistoty: 0,7 – 3 % Pb, do 0,2 % Fe a 0,3 % Cd, event. As, ušlechtilé kovy

Rafinace: rektifikace, vakuová destilace

Schéma rektifikační kolony

a) tavící pec, b) olověná kolona, c) kondenzátor, d) kadmiová kolona, e) kondenzátor par Cd, f) kondenzátor par Zn, g) Pb (Fe, ušlechtilé kovy)

Hydrometalurgická výroba Zn

Zn praženec: ZnO, ZnO.Fe2O3, 2PbO.PbSO4, oxidy Cu, Cd. Ni, Co, As, ušlechtilé kovy

Základní operace:

Loužení : neutrální, pH=4,5-5,0, kyselé, pH= 2,0-3,0

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O (Cu, Cd. Ni, Co) 2PbO.PbSO4

+ 2 H2SO4 → 3 PbSO4 + 2 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O

Rafinace výluhu: vysrážení Fe, cementace nečistot• Jarozitový postup

3 Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 12 3 H2O 2 Na[Fe3(SO4)2](OH)6 + 6 H2SO4 30% Fe

goethitový proces Fe2(SO4)3 + 4 H2O 2 FeOOH + 3 H2SO4 50% Fe hematitový proces Fe2(SO4)3 + 3 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 60% Fe

Oblasti stability Fe-oxidických sloučenin (čárkovaná oblast –stabilní jarozit)

Elektrolytické vylučování Zn

Zn2+ + 2 e- = Zn -0,763 V

Pro udržení vodíkového:

• As, Ge, Sb, Te < 0,05 mg/l

• Cu < 0,2 mg/l

• Cd, Co, Ni < 1 mg/l

• Fe: 5-20 mg/l, Cl-, F-: 150-200 mg/l

pH, kyselost, teplota, proudová hustota,

drsnost katody

99,97-99,99% Zn

Anodový kal: 70% MnO2, 10-14% PbSO4

Přímé tlakové loužení ZnS koncentrátů