إنتاج الزنك

كيف يتم إنتاج الزنك؟

يتم استخلاص كل الزنك تقريبا المكرر اليوم (أكثر من 95 في المائة) من sphalerite (ZnS) ، والمعروف باسم خليط الزنك.

تحتوي خامات السباليريت عموما على نسبة تتراوح بين 5 و 15 في المائة من الزنك. للحصول على هذه الحالة النقية التي يمكن أن يستخدمها المستهلكون ، يجب فصل المعدن وتركيزه وصقله إلى شكل معدني نقي. يمكن للعمليات المعدنية أو المعدنية أو المعدنية أن تفعل ذلك ، ومع ذلك ، فإن أكثر من 90 في المائة من الإنتاج الحالي ينشأ الآن من النباتات الهيدرولوجية.

بمجرد طحنها ، يتم سحق خام الزنك في مسحوق وفصله عن الرصاص عبر تعويم الزبد. سيتم استخراج ومعالجة الرصاص والمعادن الأخرى ، مثل الفضة ، التي قد تكون موجودة في الخام بكميات قابلة للاسترداد على حدة.

سيتكون التركيز المتبقي من 1 إلى 15 في المائة من الزنك ، مع الاحتفاظ بمحتوى عالي من الكبريت (حوالي 30 في المائة) يجب إزالته. ويمكن القيام بذلك عن طريق تحميص خام سحق في درجات حرارة أعلى من 1652 درجة فهرنهايت (900 درجة مئوية) ، وإنتاج أكسيد الزنك (ZnO) وثاني أكسيد الكبريت.

في حالة استخدام التقنيات الهيدرولوجية المعدنية ، يتم ترشيح أكسيد الزنك بعد ذلك من الكالسينات الأخرى باستخدام حمض الكبريتيك. في حين يذوب الزنك في الحمض ، فإن الرصاص والفضة غير مرتبطان ورواسب الحديد.

يضاف غبار الزنك للمساعدة في تنقية المحلول عن طريق عملية ترسيخ قبل عملية التحليل الكهربائي.

باستخدام الأنودات المصنوعة من سبائك الرصاص وكاثودات الألمنيوم ، فإن المحلول الغني بالزنك يتم تحليله بالكهرباء ، مما يؤدي إلى إيداع الزنك على الألومنيوم.

يتم بعد ذلك نزعها وتذويبها وتقطيرها إلى سبائك ذات نقاوة تتراوح من 99.95 إلى 99.995 بالمائة أو مصبوبة بشكل مباشر مع النحاس أو الألومنيوم أو المغنيسيوم .

يجب أن تتوافق الزنك الفيزيائية المتداولة في بورصة لندن للمعادن (LME) مع مواصفات الزنك عالية الجودة بنسبة 99.995 في المائة.

في حين لا تزال التقنيات الحرارية المعدنية تستخدم في عدد من المصانع ، فإن هذه العملية مكثفة للغاية من حيث الطاقة ومكلفة.

طورت شركة Imperial Smelting تقنية خلال الأربعينيات والخمسينيات من القرن العشرين أدت إلى تقليل نسبة الزنك ومعدن الرصاص باستخدام الكربون داخل فرن صخري مصمم خصيصًا.

العملية ، المشار إليها باسم عملية صهر الامبراطوري ، ينطوي على تحميص الزنك ورصاص كبريتيد الرصاص ، والتي تحدث بشكل طبيعي معا ، وذلك لإنتاج أكاسيد. ثم يتم شحن أكاسيد الزنك والرصاص في فرن صهر بفحم الكوك.

ومع دخول الهواء الساخن إلى الفرن ، فإن أول أكسيد الكربون وأبخرة ثاني أكسيد التي تحتوي على الزنك ترتفع إلى أعلى العمود ويتم تبريدها في مكثف رصاص دفق. يتم امتصاص الزنك بواسطة الرصاص المصهور ، والذي يتم تبريده بعد ذلك ، مما يسمح للزنك بالطفو على السطح.

يتم صب طبقة الزنك ويلقي بها في حين يتم إعادة الرصاص إلى المكثف.

ووفقًا للرابطة الدولية للزنك ، فإن أفران صهر إمبيريال تعمل حاليًا فقط في الصين والهند واليابان وبولندا.

إلى جانب استخراج الزنك من الركاز (الإنتاج الأولي) ، يمكن أيضاً إعادة تدوير المعدن من المصادر الموجودة (الإنتاج الثانوي). ما يقرب من ربع جميع الزنك المستهلكة الآن تأتي من مصادر ثانوية.

يمكن أفران القوس الكهربائي ، التي تستخدم في معالجة وإعادة تدوير خردة الصلب ، أيضا جمع الزنك الموجود في الفولاذ المجلفن.

وكما هو الحال في أفران الصهر الإمبراطوري ، فإن درجة الحرارة المرتفعة في أفران القوس الكهربائي تبخّر الزنك ، مما يؤدي إلى ارتفاعه مع الغازات التي يمكن جمعها. التخصيب في فرن دوّار (قمائن Waelz) ينتج أكسيد الزنك الذي يمكن إعادته مرة أخرى إلى حلقة الإنتاج.

بلغ إنتاج منجم الزنك العالمي حوالي 13.7 مليون طن في عام 2013 ، في حين بلغ إنتاج معدن الزنك المحسّن العالمي حوالي 13 مليون طن خلال نفس الفترة. حوالي ثلاثة ملايين طن ، أو أقل من ربع الإنتاج العالمي ، جاءت من مصادر معاد تدويرها.

حسب البلد ، أكبر منتج للزنك المكرر هو الصين ، وهو ما يمثل حوالي 40 في المائة من الإنتاج العالمي ، تليها أوروبا وكوريا.

من قبل الشركة ، أكبر منتجي الزنك المكرر هي Nyrstar و Glencore و Korea Zinc.

أكبر مصادر خامات الزنك هي الصين وأستراليا وبيرو.

مصادر:
مجموعة دراسة الرصاص والزنك الدولية. استعراض الاتجاهات في عام 2013: الزنك . 17 فبراير 2014.
الرابطة الدولية للزنك. إعادة تدوير الزنك: توريد المواد . 2011.
عنوان URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling

اتبع Terence على Google+