Jak se vyrábí zinek?
Téměř veškerý zinek rafinovaný dnes (přes 95 procent) je extrahován ze sfalerit (ZnS), jinak známý jako směs zinku.
Safaleritové rudy obecně obsahují 5 až 15 procent zinku. Abychom to dostali do čistého stavu, který mohou spotřebitelé použít, musí být kov oddělen, koncentrován a rafinován do čistě kovové formy. Mohou to buď hydro-metalurgické nebo pyrometalurgické procesy, avšak více než 90% současné výroby pochází z hydrometalurgických zařízení.
Po těžbě je zinková ruda rozdrcena na prášek a oddělena od olova pomocí flotace pěny. Olovo a další kovy, například stříbro, které mohou být přítomny v rudě ve zpětně získatelných množstvích, budou extrahovány a zpracovány odděleně.
Zbývající koncentrát bude obsahovat 1 až 15 procent zinku, ale zachová si vysoký obsah síry (asi 30 procent), který musí být odstraněn. Toho lze dosáhnout pražením drcené rudy při teplotách nad 900 ° C, čímž vzniká oxid zinečnatý (ZnO) a oxid siřičitý.
Pokud se použijí hydro-metalurgické techniky, oxid zinečnatý se z jiných kalcinů vyluhuje kyselinou sírovou. Zinek se rozpouští v kyselině, olovo a stříbro jsou nerozpuštěné a železo se vysráží.
Zinkový prach je přidán, aby pomohl vyčistit roztok cementačním procesem před jeho elektrolýzou.
Při použití anodových slitin olova a hliníkových katod je roztok bohatý na zinek elektrolyzován, což způsobuje, že se na hliník usadí zinek.
Toto se pak odtáhne, roztaví se a odlévá do ingotů s čistotou 99,95 až 99,995 procent nebo přímo legovanou mědí, hliníkem nebo hořčíkem .
Fyzický zinek, který je obchodován na londýnské burze Metal Exchange (LME), musí splňovat speciální specifikaci zinku o vysoké hodnotě 99,995 procent.
Zatímco pyro-metalurgické techniky jsou stále používány v řadě rostlin, proces je extrémně energeticky náročný a nákladný.
Imperial Tavící korporace vyvinula techniku během čtyřicátých a padesátých let, která redukovala zinek a olovnatý kov s použitím uhlíku v speciálně navržené vysokých pecích.
Proces, nazývaný proces Imperial Tavening, zahrnuje pražení zinku a olovnatých sulfidů, které se přirozeně vyskytují společně, a vytvářejí tak oxidy. Oxidy zinku a olova se pak vloží do vysoké pece s koksovatelným uhlím.
Jakmile ohřátý vzduch vstupuje do pece, oxid uhelnatý a výpary oxidu uhličitého obsahující zinek vznikají na hřídeli a jsou ochlazovány v kondenzátoru s vodním prouděním. Zinek se absorbuje roztaveným olovem, který se pak ochladí, což umožňuje zinku plout na povrch.
Vrstva zinku se odlévá a odlévá, když je kabel veden zpět do kondenzátoru.
Podle Mezinárodní asociace zinku jsou cisternové tavicí pece v současné době provozovány pouze v Číně, Indii, Japonsku a Polsku.
Vedle extrakce zinku z rudy (primární produkce) může být kov recyklován také z existujících zdrojů (sekundární výroba). Zhruba čtvrtinu spotřebovaného zinku nyní pochází ze sekundárních zdrojů.
Elektrické obloukové pece, které se používají pro zpracování a recyklaci ocelového šrotu, mohou také shromažďovat zinek, který je přítomen v pozinkovaných ocelích.
Stejně jako u imperiálních tavicích pecí, vysoké teploty v elektrických obloukových pecích odpařují zinek a způsobují, že se zvedají s plyny, které se mohou shromažďovat. Obohacení v rotační peci (Waelzova pec) produkuje oxid zinečnatý, který může být potom přiváděn zpět do výrobní smyčky.
Světová výroba zinkových děl byla v roce 2013 zhruba 13,7 milionu tun, zatímco celosvětová rafinovaná výroba zinku byla ve stejném období přibližně 13,0 milionu tun. Asi 3 miliony tun, nebo jen méně než jedna čtvrtina světové produkce, pochází z recyklovaných zdrojů.
Podle země je největším výrobcem rafinovaného zinku Čína, což představuje zhruba 40 procent světové produkce, následuje Evropa a Korea.
Největšími výrobci rafinovaného zinku jsou společnost Nyrstar, Glencore a Korea Zinc.
Největší zdroje zinkových rud jsou Čína, Austrálie a Peru.
Zdroje:
Mezinárodní studijní skupina olova a zinku. Přehled Trendů v roce 2013: Zinek . 17. února 2014.
Mezinárodní asociace zinku. Recyklace zinku: Dodávka materiálu . 2011.
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
Sledujte Terence na Google+