Reciclarea electrochimică a zincului

Reciclarea electrochimica a Zn

Zn este un metal de culoare albicioasă,uşor albăstruie.Este moale,puţin mai dur decât ghipsul,maleabil şi ductil. Expus în aer şi umidităţii Zn se acoperă cu un strat de carbonat de zinc basie [Zn(OH)2C03] ce îl protejează de coroziune.Nu se găseşte în natură în formă nativeă ci doar în compuşi cu alte elemente.Cel mai întâlnit mineral este ZnS .Apariţia în natură a ZnS are loc cu uşurinţă.Carbonatul de Zn ,ZnCO 3 ,silicatul

hidratat [Zn(OH)2(Si07)x H20] şi carbonatul hidratat [Zn6(C03)2(0//)6] se găsesc

ca produse rezultate ale modificării. Zn are un punct de topire scăzut 419 °C Şi fierbe la 917°C.Se transformă în fază gazoasă la o temperatură mai mică decât este nevoie pentru al recupera prin distilare. Este probabil ca Zn să nu fi fost cunoscut ca metal în antichitate.Descoperirile arheologice indică dovezi ale distilării Zn în India, China în secolul al XIII î.Hristos, în tip ce în Europa Zn a fost descoperit ca metal şi distilat din [Zn(OH)2(S7207)x H20] abia din a doua jumătate a secolului XVIII. Din primul mileniu

î.Hristos Zn a fost folosit de Romani pentru a produce alamă,prin metode tehnice cunoscute ca cimentare ce permite obţinerea alamei din Zn şi Cu.

Zn este un metal rar şi se găseşte într-un mic procent în scoarţa terestră sub 0,01%.Se estimează că se găseşte cam 0,007%(70 ppm),această concentraţie nu diferă mult la mai multe tipuri de roci.Cel mai mare deposit din lume este Broken Hill,New South Wales în Australia.Este un deposit imens de 120 Mt cu un conţinut mediu de Zn de 1% şi 13% plumb.Depozitul de minereu din Navarjrlanda este unul dintre cele mai mari din Europa,cu un conţinut de 8%Zn şi 2% Pb. Se mai găseşte în Spania şi Portugalia în mai mult de 80 Mt de depozite, între 2001-2002 media globală de producţie a Zn a fost de l,3Mt/an,China fiid cel mai mare producător cu 2,1 Mt.Alte ţări producătoare fiind Canada,Japonia,Coreea de Sud,Australia,Spania şi Germania.

Cel mai întâlnit proces de obţinere a Zn din minereu (80% din producţie) este procedeul hidrometalurgic,ce cuprinde patru etape.Minereul de Zn este calcinat la 600 °C Şi transformat în ZnO.Materialul calcinat este dizolvat şi diluat în H 2S04 .Soluţia rezultată este purificată apoi de fier şi alte metale ce sunt prezente deobicei.

Recuperarea metalelor din fluxuri de deşeuri

Prima etapă în reciclarea unui material este separarea din alte materiale .Dificultatea separării creşte cu cât concentraţiile de metal din sursele respective sunt mai mici..Bucăţi ale unui metal individual sunt uşor de reciclat, în timp ce metalele distribuite

mai puţin necesită paşi suplimentari procesului de recuperare.Cea mai bogată sursă de deşeuri metalice din obiectele scoase din uz provine de la automobilele aruncate.în primă fază componentele valoroase sunt îndepărtate din grămezile de maşini a căror valoare ca material reţinut este depăşită de cea a părţilor componente.După ce părţile sunt îndepărtate,grămezile sunt mărunţite pentru a produce materiale feroase şi neferoase dar şi altele ca de exemplu plastic,cauciuc,sticlă.Industria deşeurilor auto este foarte eficientă reciclând 90-95% din deţseuri anual în U.S.Separarea oţelului şi a fierului din automobilele dezmmbrate are avantajul direct al propietăţilor lor magnetice ce le diferenţiază de materialele neferoase şi de cele nemetalice.

Separarea fizica

Tehnologiile utilizate pentru recuperarea metalelor din deşeuri se bazează pe tehnicile dobândite în procesarea primară a minereurilor metalice.Cercetările în ştiinţa materialelor au dus la introducerea de magneţi permanenţi din aliaje rare cu o putere a câmpului ridicată ce nu necesita nici o putere de operare şi au câmpuri destul de înalte ce permit recuperarea până şi a unor oţeluri cu proprietăţi magnetice mai slabe.Utilizând metode tradiţionale pentru concentrarea minereurilor primare în industria de proces ,prelucrarea secundară implică tehnici de presare şi monitorizare pentru separarea fracţiilor de metale din deşeurile mixte uşurând procesarea ulterioară.Procesatorii de deşeuri utilizează dispozitive de clasare de la echipamente de mare tonaj pentru a sfărâma automobilele până la ciocane pentru frezat ce reduc dimensiunea bucăţilor de metal combinate cu alte deşeuri.în unele cazuri separarea mecanică in sine ajută la pregătirea deşeurilor pentru următoarea etapă de procesare prin subţierea straturilor acoperitoare(smalţuri vitroase,tinichea) ale metalelor.O monitorizare ulterioară ajuta la indepăartrea contaminanţilor nemetalici şi îngustează mărimea distribuţiei deşeurilor pentru a facilita procesarea următoare.

Pentru recuperarea următoare metalele neferoase din alimentăarile mixte procesatorii de deşeuri exploatează diferenţele dintre proprietăţile fizice cum ar fi densitatea si proprietăţile electromagnetice pentru izolarea metalelor din alte materiale si unele de altele.Imersarea deşeurilor mixte in lichide cu densitate ridicată produce o "scufundare" si o "plutire" a fracţiilor ce separă metalele uşoare ca Al sau Mg de cele grele cum ar fi Zn sau Cu .Cu ajutorul unor dispozitive de centrifugare se poate controla mai bine stratificarea reziduurilor conţinând diferite metale si aliaje prin crearea unui gradient de densitate proporţional cu forţele aplicate

Clasificatorii aerieni separă metalele de nemetale,cum ar fi hârtia sau plasticul permiţând acestor materiale uşoare să fie purtată de un jet de aer care este prea slab ca să ridfice şi componentele metalice mai grele.Atât suprafaţa cât şi proprietăţile electrostatice de suprafaţă permit celor care sortează manual deşeurile să îndepărteze învelişurile de plastic de de firele din cupru sau aluminiu

Separatorul cu vârtej de curent produce un cămp magnetic oscilant ce induce curent în conductori(de exemplu metale) ce generează o forţă de respingere ce le separă de cele conducătoare.După îndepărtarea fracţiilor feroase separatorul cu vârtej de curent convenţional izolează materialele neferoase de cele nemetalice.Modelele avansate pot sorta de asemenea diferite metale neferoase .