Come viene prodotto lo zinco?
Quasi tutto lo zinco raffinato oggi (oltre il 95 percento) viene estratto dalla sfalerite (ZnS), altrimenti nota come blenda di zinco.
I minerali di sfalerite contengono generalmente tra il 5 e il 15% di zinco. Per ottenere questo allo stato puro che può essere utilizzato dai consumatori, il metallo deve essere separato, concentrato e raffinato in una forma metallica pura. I processi idro-metallurgici o pirometallurgici possono farlo, tuttavia oltre il 90 percento della produzione attuale ora proviene da impianti idrometallurgici.
Una volta estratto, il minerale di zinco viene schiacciato in polvere e separato dal piombo mediante flottazione della schiuma. Piombo e altri metalli, come l'argento, che possono essere presenti nel minerale in quantità recuperabili saranno estratti e trattati separatamente.
Il concentrato rimanente sarà composto da 1 a 15% di zinco, ma conserverà un alto contenuto di zolfo (circa il 30%) che deve essere rimosso. Questo può essere fatto arrostendo il minerale frantumato a temperature superiori a 1652 ° F (900 ° C), producendo ossido di zinco (ZnO) e biossido di zolfo.
Se vengono impiegate tecniche idro-metallurgiche, l'ossido di zinco viene quindi lisciviato dagli altri calcoli utilizzando acido solforico. Mentre lo zinco si dissolve nell'acido, il piombo e l'argento sono non sciolti e il ferro precipita.
La polvere di zinco viene aggiunta per aiutare a purificare la soluzione tramite un processo di cementazione prima che venga elettrolizzata.
Usando anodi in lega di piombo e catodi di alluminio , la soluzione ricca di zinco viene elettrolizzata causando il deposito di zinco sull'alluminio.
Questo viene quindi rimosso, fuso e gettato in lingotti con una purezza compresa tra 99,95 e 99,995% o direttamente legato con rame, alluminio o magnesio .
Lo zinco fisico commercializzato al London Metal Exchange (LME) deve soddisfare la specifica di zinco di alta qualità del 99,995 percento.
Mentre le tecniche pirotecniche sono ancora impiegate in un certo numero di piante, il processo è estremamente energivoro e costoso.
La Imperial Smelting Corporation sviluppò una tecnica durante gli anni '40 e '50 che ridusse lo zinco e il metallo di piombo usando il carbonio all'interno di un altoforno appositamente progettato.
Il processo, denominato processo di fusione imperiale, comporta la tostatura di zinco e solfuri di piombo, che si verificano naturalmente insieme, in modo da produrre ossidi. Lo zinco e gli ossidi di piombo vengono quindi caricati in un altoforno con carbone da coke.
Quando l'aria riscaldata entra nel forno, i vapori di ossido di carbonio e diossido di zinco che contengono zolfo salgono sull'albero e vengono raffreddati in un condensatore di spruzzi di piombo. Lo zinco viene assorbito dal piombo fuso, che viene quindi raffreddato, consentendo allo zinco di galleggiare sulla superficie.
Lo strato di zinco viene versato e colato mentre il piombo viene inviato al condensatore.
Secondo l'International Zinc Association, i forni Imperial Smelting sono attualmente operativi solo in Cina, India, Giappone e Polonia.
Oltre ad estrarre lo zinco dal minerale (produzione primaria), il metallo può anche essere riciclato da fonti esistenti (produzione secondaria). Circa un quarto di tutto lo zinco consumato ora proviene da fonti secondarie.
I forni elettrici ad arco, che vengono utilizzati per il processo e il riciclo dell'acciaio , possono anche raccogliere lo zinco presente negli acciai zincati.
Come nei forni Imperial Smelting, le alte temperature nei forni ad arco elettrico vaporizzano lo zinco, facendolo salire con i gas che possono essere raccolti. L'arricchimento in un forno rotante (Waelz kiln) produce ossido di zinco che può essere poi reimmesso nel circuito di produzione.
La produzione mondiale di miniere di zinco è stata di circa 13,7 milioni di tonnellate nel 2013, mentre la produzione mondiale di zinco è stata di circa 13,0 milioni di tonnellate nello stesso periodo. Circa 3 milioni di tonnellate, o poco meno di un quarto della produzione globale, provenivano da fonti riciclate.
Per paese, il più grande produttore di zinco raffinato è la Cina, che rappresenta circa il 40% della produzione globale, seguita da Europa e Corea.
Per società, i maggiori produttori di zinco raffinato sono Nyrstar, Glencore e Korea Zinc.
Le maggiori fonti di minerali di zinco sono la Cina, l'Australia e il Perù.
fonti:
International Lead & Zinc Study Group. Revisione delle tendenze nel 2013: zinco . 17 febbraio 2014.
Associazione internazionale dello zinco. Riciclaggio dello zinco: fornitura materiale . 2011.
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
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