鋅生產

鋅是如何生產的?

在Nyrstar的Overpelt工廠生產的鋅錠。 版權Nyrstar

幾乎所有今天精煉的 (超過95%)都是從閃鋅礦(ZnS)中提取的,也就是所謂的閃鋅礦。

閃鋅礦礦石通常含有5%至15%的鋅。 為了達到消費者可以使用的純淨狀態,必須將金屬分離,濃縮並精製成純金屬形式。 無論是水冶冶金還是熱冶金工藝都可以做到這一點,但目前超過90%的產品都來自濕法冶金工廠。

一旦開採,鋅礦粉碎成粉末並通過泡沫浮選與分離。 鉛和可能存在於礦石中的可回收量的其他金屬(如銀)將分別提取和處理。

剩餘的精礦鋅含量在1%到15%之間,但仍保留必須除去的高含硫量(約30%)。 這可以通過在1652°F(900°C)以上的溫度下焙燒破碎的礦石來產生氧化鋅(ZnO)和二氧化硫。

如果採用加氫冶金技術,則使用硫酸將氧化鋅從其他焙燒爐中浸出。 雖然鋅溶於酸,但鉛和銀未溶解,鐵析出。

在電解之前添加鋅粉以幫助通過膠結過程淨化溶液。

使用鉛合金陽極和陰極,富鋅溶液被電解,導致鋅沉積在鋁上。

然後將其剝離,熔化並鑄造成純度為99.95-99.995%的鑄錠或直接與銅,鋁或合金化。

倫敦金屬交易所 (LME)交易的實物鋅必須符合99.995%的特殊高檔鋅規格。

雖然高溫冶金技術仍然在許多工廠中使用,但這一過程耗能高且耗資巨大。

帝國冶煉公司在20世紀40年代和50年代開發了一種技術,在專門設計的高爐內使用碳來還原鋅和鉛金屬。

該工藝被稱為帝國冶煉工藝,包括焙燒鋅和鉛硫化物,這些物質自然會一起生成,從而生成氧化物。 然後將鋅和鉛氧化物與煉焦煤一起裝入高爐中。

隨著熱空氣進入爐內,含有鋅的一氧化碳和二氧化碳蒸氣在軸上升起並在鉛飛濺冷凝器中冷卻。 鋅被熔融鉛吸收,然後冷卻,使鋅浮到表面。

當鉛被送回冷凝器時,鋅層被倒出並鑄造。

據國際鋅協會稱,帝國冶煉爐目前僅在中國,印度,日本和波蘭開展業務。

除了從礦石中提取鋅(初級生產)外,金屬也可以從現有來源(二次生產)回收。 現在大約四分之一的鋅消耗來自二手資源。

用於處理和回收廢鋼的電弧爐還可以收集鍍鋅鋼中存在的鋅。

正如帝國冶煉爐一樣,電弧爐中的高溫會使鋅氣化,導致它隨著可以收集的氣體而升高。 在迴轉窯(Waelz窯)中富集產生氧化鋅,然後可以將其回饋到生產循環中。

2013年世界鋅礦產量約為1,370萬噸,而同期全球精煉鋅金屬產量約為1,300萬噸。 大約300萬噸,或者不到全球產量的四分之一,來自回收來源。

按國家來看,最大的精煉鋅生產國是中國,約佔全球產量的40%,其次是歐洲和韓國。

公司方面,最大的精煉鋅生產商是Nyrstar, Glencore和Korea Zinc。

鋅礦石的最大來源是中國,澳大利亞和秘魯。

資料來源:
國際鉛鋅研究組。 2013年趨勢回顧:鋅 。 2014年2月17日。
國際鋅協會。 鋅回收:材料供應 。 2011。
網址:https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling

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