výroba zinku
DESCRIPTION
Výroba zinku. Zn: b.t. 420 o C, b.v. 907 o C, 8,9 g.cm3 10 mil.tun 2005 Výrobní postupy: 25% pyrometalurgie výroba Zn, Pb 75% hydrometalurgie výroba Zn - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
Výroba zinku
Zn: b.t. 420oC, b.v. 907oC, 8,9 g.cm3 10 mil.tun2005
Výrobní postupy: 25% pyrometalurgie výroba Zn, Pb 75% hydrometalurgie výroba Zn
Rudy: sulfidické - ( 2% Zn): ZnS sfalerit 67% Znselektivní flotací Zn- selektivní koncentrát: 20-40 % Znkolektivní flotace Zn- kolekt. konc.: 25% Zn, do 10% Fe, Pb oxidické - ( 2% Zn) neupravitelné na koncentrát ZnO zinklit (Zn,Mn)Fe3O4 franklinit ZnCO3 kalamin uhličitý Zn2SiO4 kalamin křemičitý
Nečistoty: Pb, Fe, Cu, Cd, Co, Ni, As
Výrobní postupy: základem ZnS ZnO
1) Pražení (praženec min.S: 0,2 % S2- ,1 % SO42-)
pyro: nad 1 000 oC (aglomerace) hydro: do 950 oC (fluidní pražení)
Fázový diagram Zn-Fe-O-S
Pyrometalurgická výroba: ZnO + C = Zn(g) +CO ∆ 353 kJ 1100 - 1300oC
ISP pochod: pro Zn-Pb konc. Zn:Pb = 2:1
Zpracování chudých oxidických rud a odpadů: Waelz proces v rotační peciZpracování strusek: odhánění Zn z roztaveného materiálůProdukty: ZnO → Zn, redukce v retortách, nebo hydrometalurgické zpracování
Teplota (oC) Zn Pb Cd Cu Fe
Bod tání 420 327 321 1083 1535
Bod varu 907 1740 767 2300 3255
Imperial Smelting Process
Zn-Pb koncentrát
Aglometrace
Reudukční taveníKoks, str. přísady
StruskaKouřové plyny + Zn(g)
Kondenzace, Pb-sprchy
Pb-Zn (l)
Oddělení Zn, Pb Zinek
Pb (l)
Olovo
Fázový diagram Pb-Zn
Schéma ISP pochodua) Moisture trap; b) Mechanical washer; c) Water jets; d) Gas scrubbing tower; e) Water seal
for zinc dust removal; f ) Blower; g) Stirrers; h) Air preheater; i) Jets; j) Feeding vessel for hot coke and calcine; k) Cone; l) Furnace; m) Hearth; n) Lead pump; o) Pump sump; p) Water
jacket; q) Condenser; r) Water-cooled trough; s) Lead recycle trough; t) Separating wall; u) Zinc bath
Pyrometalurgická rafinace ZnZn hutní čistoty: 0,7 – 3 % Pb, do 0,2 % Fe a 0,3 % Cd, event. As, ušlechtilé kovy
Rafinace: rektifikace, vakuová destilace
Schéma rektifikační kolony
a) tavící pec, b) olověná kolona, c) kondenzátor, d) kadmiová kolona, e) kondenzátor par Cd, f) kondenzátor par Zn, g) Pb (Fe, ušlechtilé kovy)
Hydrometalurgická výroba Zn
Zn praženec: ZnO, ZnO.Fe2O3, 2PbO.PbSO4, oxidy Cu, Cd. Ni, Co, As, ušlechtilé kovy
Základní operace:
Loužení : neutrální, pH=4,5-5,0, kyselé, pH= 2,0-3,0
ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O (Cu, Cd. Ni, Co) 2PbO.PbSO4
+ 2 H2SO4 → 3 PbSO4 + 2 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O
Rafinace výluhu: vysrážení Fe, cementace nečistot• Jarozitový postup
3 Fe2(SO4)3 + Na2SO4 + 12 3 H2O 2 Na[Fe3(SO4)2](OH)6 + 6 H2SO4 30% Fe
goethitový proces Fe2(SO4)3 + 4 H2O 2 FeOOH + 3 H2SO4 50% Fe hematitový proces Fe2(SO4)3 + 3 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 60% Fe
Oblasti stability Fe-oxidických sloučenin (čárkovaná oblast –stabilní jarozit)
Elektrolytické vylučování Zn
Zn2+ + 2 e- = Zn -0,763 V
Pro udržení vodíkového:
• As, Ge, Sb, Te < 0,05 mg/l
• Cu < 0,2 mg/l
• Cd, Co, Ni < 1 mg/l
• Fe: 5-20 mg/l, Cl-, F-: 150-200 mg/l
pH, kyselost, teplota, proudová hustota,
drsnost katody
99,97-99,99% Zn
Anodový kal: 70% MnO2, 10-14% PbSO4
Přímé tlakové loužení ZnS koncentrátů