Výroba zinku Zn: b.t. 420oC, b.v. 907oC, 8,9 g.cm3 10 mil.tun2005

Prezentace na téma: "Výroba zinku Zn: b.t. 420oC, b.v. 907oC, 8,9 g.cm3 10 mil.tun2005"— Transkript prezentace:

1 Výroba zinku Zn: b.t. 420oC, b.v. 907oC, 8,9 g.cm3 10 mil.tun2005
Výrobní postupy: 25% pyrometalurgie  výroba Zn, Pb 75% hydrometalurgie  výroba Zn Rudy: sulfidické - ( 2% Zn): ZnS sfalerit % Zn selektivní flotací  Zn- selektivní koncentrát: % Zn kolektivní flotace  Zn- kolekt. konc.: 25% Zn, do 10% Fe, Pb oxidické ( 2% Zn) neupravitelné na koncentrát ZnO zinklit (Zn,Mn)Fe3O franklinit ZnCO kalamin uhličitý Zn2SiO kalamin křemičitý Nečistoty: Pb, Fe, Cu, Cd, Co, Ni, As

2 Výrobní postupy: základem ZnS  ZnO
Pražení (praženec min.S: 0,2 % S2- ,1 % SO42-) pyro: nad oC (aglomerace) hydro: do 950 oC (fluidní pražení) Fázový diagram Zn-Fe-O-S

3 Pyrometalurgická výroba: ZnO + C = Zn(g) +CO ∆ 353 kJ 1100 - 1300oC
Teplota (oC) Zn Pb Cd Cu Fe Bod tání 420 327 321 1083 1535 Bod varu 907 1740 767 2300 3255 ISP pochod: pro Zn-Pb konc. Zn:Pb = 2:1 Zpracování chudých oxidických rud a odpadů: Waelz proces v rotační peci Zpracování strusek: odhánění Zn z roztaveného materiálů Produkty: ZnO → Zn, redukce v retortách, nebo hydrometalurgické zpracování

4 Imperial Smelting Process
Zn-Pb koncentrát Aglometrace Koks, str. přísady Reudukční tavení Kouřové plyny + Zn(g) Struska Olovo Kondenzace, Pb-sprchy Pb-Zn (l) Pb (l) Zinek Oddělení Zn, Pb

5 Fázový diagram Pb-Zn

6 Schéma ISP pochodu a)  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

7 Pyrometalurgická rafinace Zn
Zn 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)

8 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) PbO.PbSO H2SO4 → 3 PbSO4 + 2 H2O Fe2O3 + 3 H2SO4 → Fe2(SO4)3 + 3 H2O Rafinace výluhu: vysrážení Fe, cementace nečistot Jarozitový postup Fe2(SO4)3 + Na2SO H2O  2 Na[Fe3(SO4)2](OH)6 + 6 H2SO % Fe goethitový proces Fe2(SO4)3 + 4 H2O  2 FeOOH + 3 H2SO % Fe hematitový proces Fe2(SO4)3 + 3 H2O  Fe2O3 + 3 H2SO % Fe

9 Oblasti stability Fe-oxidických sloučenin (čárkovaná oblast –stabilní jarozit)

10

11 Elektrolytické vylučování Zn
Zn e- = Zn ,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: mg/l, Cl-, F-: mg/l pH, kyselost, teplota, proudová hustota, drsnost katody 99,97-99,99% Zn Anodový kal: 70% MnO2, 10-14% PbSO4

12 Přímé tlakové loužení ZnS koncentrátů