Hoe wordt zink geproduceerd?
Bijna al het zink dat tegenwoordig wordt geraffineerd (meer dan 95 procent) wordt geëxtraheerd uit sphioliet (ZnS), ook wel bekend als zinkblende.
Zinksteenerts bevatten meestal tussen 5 en 15 procent zink. Om dit in een zuivere staat te krijgen die door consumenten kan worden gebruikt, moet het metaal worden gescheiden, geconcentreerd en verfijnd tot een puur metaalachtige vorm. Ofwel hydro-metallurgische of pyro-metallurgische processen kunnen dit doen, maar meer dan 90 procent van de huidige productie is nu afkomstig van hydrometallurgische fabrieken.
Eenmaal gedolven, wordt zinkerts verpletterd tot poeder en gescheiden van lood via schuimflotatie. Lood en andere metalen, zoals zilver, die in erts in winbare hoeveelheden aanwezig kunnen zijn, zullen worden geëxtraheerd en afzonderlijk worden behandeld.
Het resterende concentraat zal bestaan uit tussen 1 tot 15 procent zink, maar behoudt een hoog zwavelgehalte (ongeveer 30 procent) dat moet worden verwijderd. Dit kan worden gedaan door het gemalen erts te roosteren bij temperaturen van meer dan 1652 ° F (900 ° C), waarbij zinkoxide (ZnO) en zwaveldioxide worden geproduceerd.
Als hydro-metallurgische technieken worden gebruikt, wordt zinkoxide vervolgens uitgeloogd uit de andere calcines met behulp van zwavelzuur. Terwijl zink in het zuur oplost, zijn lood en zilver niet opgelost en slaat ijzer neer.
Zinkstof wordt toegevoegd om de oplossing te helpen zuiveren via een cementatieproces voordat het wordt geëlektrolyseerd.
Met loodlegering-anoden en aluminiumkathodes wordt de zinkrijke oplossing geëlektrolyseerd waardoor zink op het aluminium neerslaat.
Dit wordt vervolgens gestript, gesmolten en gegoten tot blokken met een zuiverheid van 99,95 tot 99,999% of direct gelegeerd met koper, aluminium of magnesium .
Fysiek zink dat wordt verhandeld op de London Metal Exchange (LME) moet voldoen aan de speciale hoogwaardige zinkspecificatie van 99,999 procent.
Hoewel pyro-metallurgische technieken nog steeds in een aantal fabrieken worden toegepast, is het proces bijzonder energie-intensief en duur.
De Imperial Smelting Corporation ontwikkelde in de jaren 40 en 50 een techniek die zink en loodmetaal reduceerde met behulp van koolstof in een speciaal ontworpen hoogoven.
Het proces, het Imperial Smelting-proces genoemd, omvat het roosteren van zink en loodsulfiden, die van nature samen voorkomen, om oxiden te produceren. De zink- en loodoxiden worden vervolgens in een hoogoven met cokeskool geladen.
Wanneer verwarmde lucht de oven binnenkomt, stijgen koolmonoxide en kooldioxide dampen die zink bevatten omhoog in de schacht en worden afgekoeld in een loden spatwatercondensor. Het zink wordt geabsorbeerd door de gesmolten lead, die vervolgens wordt gekoeld, waardoor het zink naar de oppervlakte kan drijven.
De zinklaag wordt afgegoten en gegoten terwijl de leiding wordt teruggestuurd naar de condensor.
Volgens de International Zinc Association zijn Imperial Smelting-ovens alleen op dit moment operationeel in China, India, Japan en Polen.
Naast het winnen van zink uit erts (primaire productie), kan het metaal ook worden gerecycled uit bestaande bronnen (secundaire productie). Ongeveer een kwart van alle geconsumeerde zink komt nu uit secundaire bronnen.
Elektrische boogovens, die worden gebruikt voor het verwerken en recyclen van schroot, kunnen ook zink verzamelen dat aanwezig is in gegalvaniseerd staal.
Net als in Imperial Smelting-ovens verdampen de hoge temperaturen in elektrische vlamboogovens zink, waardoor deze gaat rijzen met gassen die kunnen worden verzameld. Verrijking in een draaioven (oven Waelz) produceert zinkoxide dat vervolgens kan worden teruggevoerd naar de productielus.
De wereldproductie van zinkmijnen bedroeg in 2013 ongeveer 13,7 miljoen ton, terwijl de mondiale geraffineerde zinkmetaalproductie in dezelfde periode ongeveer 13,0 miljoen ton bedroeg. Ongeveer 3 miljoen ton, of iets minder dan een kwart van de wereldwijde productie, kwam uit gerecycleerde bronnen.
Per land is China de grootste producent van geraffineerd zink, goed voor ongeveer 40 procent van de wereldwijde productie, gevolgd door Europa en Korea.
Per bedrijf zijn de grootste producenten van geraffineerd zink Nyrstar, Glencore en Korea Zinc.
De grootste bronnen van zinkerts zijn China, Australië en Peru.
bronnen:
International Lead & Zinc Study Group. Gang van zaken in 2013: zink . 17 februari 2014.
International Zinc Association. Zinc Recycling: materiaalvoorziening . 2011.
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
Volg Terence op Google+