锌是如何生产的?
几乎所有今天精炼的锌 (超过95%)都是从闪锌矿(ZnS)中提取的,也就是所谓的闪锌矿。
闪锌矿矿石通常含有5%至15%的锌。 为了达到消费者可以使用的纯净状态,必须将金属分离,浓缩并精制成纯金属形式。 无论是水冶冶金还是热冶金工艺都可以做到这一点,但目前超过90%的产品都来自湿法冶金工厂。
一旦开采,锌矿粉碎成粉末并通过泡沫浮选与铅分离。 铅和可能存在于矿石中的可回收量的其他金属(如银)将分别提取和处理。
剩余的精矿锌含量在1%到15%之间,但仍保留必须除去的高含硫量(约30%)。 这可以通过在1652°F(900°C)以上的温度下焙烧破碎的矿石来产生氧化锌(ZnO)和二氧化硫。
如果采用加氢冶金技术,则使用硫酸将氧化锌从其他焙烧炉中浸出。 虽然锌溶于酸,但铅和银未溶解,铁析出。
在电解之前添加锌粉以帮助通过胶结过程净化溶液。
使用铅合金阳极和铝阴极,富锌溶液被电解,导致锌沉积在铝上。
然后将其剥离,熔化并铸造成纯度为99.95-99.995%的铸锭或直接与铜,铝或镁合金化。
伦敦金属交易所 (LME)交易的实物锌必须符合99.995%的特殊高档锌规格。
虽然高温冶金技术仍然在许多工厂中使用,但这一过程耗能高且耗资巨大。
帝国冶炼公司在20世纪40年代和50年代开发了一种技术,在专门设计的高炉内使用碳来还原锌和铅金属。
该工艺被称为帝国冶炼工艺,包括焙烧锌和铅硫化物,这些物质自然会一起生成,从而生成氧化物。 然后将锌和铅氧化物与炼焦煤一起装入高炉中。
随着热空气进入炉内,含有锌的一氧化碳和二氧化碳蒸气在轴上升起并在铅飞溅冷凝器中冷却。 锌被熔融铅吸收,然后冷却,使锌浮到表面。
当铅被送回冷凝器时,锌层被倒出并铸造。
据国际锌协会称,帝国冶炼炉目前仅在中国,印度,日本和波兰开展业务。
除了从矿石中提取锌(初级生产)外,金属也可以从现有来源(二次生产)回收。 现在大约四分之一的锌消耗来自二手资源。
用于处理和回收废钢的电弧炉还可以收集镀锌钢中存在的锌。
正如帝国冶炼炉一样,电弧炉中的高温会使锌气化,导致它随着可以收集的气体而升高。 在回转窑(Waelz窑)中富集产生氧化锌,然后可以将其回馈到生产循环中。
2013年世界锌矿产量约为1,370万吨,而同期全球精炼锌金属产量约为1,300万吨。 大约300万吨,或者不到全球产量的四分之一,来自回收来源。
按国家来看,最大的精炼锌生产国是中国,约占全球产量的40%,其次是欧洲和韩国。
公司方面,最大的精炼锌生产商是Nyrstar, Glencore和Korea Zinc。
锌矿石的最大来源是中国,澳大利亚和秘鲁。
资料来源:
国际铅锌研究组。 2013年趋势回顾:锌 。 2014年2月17日。
国际锌协会。 锌回收:材料供应 。 2011。
网址:https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
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