Avantajele zincării

Numele de zinc (Zinker) este dat pentru prima oară de alchimistul Paracelsus, fără a se preciza dacă este vorba de un metal sau de un minereu. Georgius Agricola menţionează în lucrarea sa „De re metalica” (1556) că la Goslar, atunci când se topesc minereurile piritoase curge, mai întâi din cuptor, un lichid alb, care probabil era zinc.

Determinarea zincului ca element metalic a fost făcută în anul 1742 de germanii Anton von Schwab şi independent de el în 1746, de A.S. Maggraf. Tot în această perioadă englezul Champion pune în funcţiune, la Warmley lângă Bristol prima fabrică din Europa de producere a zincului. El s-a bazat pe o serie de cunoştinţe aduse din orientul îndepărtat, unde zincul era extras de multa vreme, în vase ceramice închise şi încălzite în exterior cu cărbuni.

Importanţa care se acordă în prezent acestui metal poate fi dedusă din producţia mondială de zinc, care între anii 1970-1980 a atins o valoare maximă în 1974, ajungând la aproximativ 6 milioane de tone. Datorită unor factori de conjunctură, cum sunt cei legaţi de criza mondială a petrolului, s-a înregistrat o scădere a extracţiei de zinc, ajungându-se în 1979 la o producţie de 4,7 milioane tone.

STARE NATURALĂ

Zincul, cadmiul şi mercurul fac parte din grupa metalelor puţin răspândite în natură.

Zincul se găseşte numai sub formă de combinaţii chimice, clarkul său fiind de 0,02%. Mineralele zincului sunt sulfuroase (cele mai importante) şi oxidice. De obicei, pe lângă zinc mai conţin şi alte elemente (în special plumb, dar şi fier, cupru etc.). Cele mai uzuale minerale utilizate pentru extragerea zincului sunt următoarele: blenda sau sfaleritul (sulfura de zinc – ZnS), conţine 67,1% zinc; smithsonit (carbonat de zinc – ZnCO3) conţine 64,8% zinc; calamina (silicat de zinc – 2ZnO*SiO2*H2O) cu conţinutul de 67,50 % ZnO şi zincit (oxid de zinc – ZnO) care conţine 80,3% zinc.

OBŢINERE

În minereurile sale zincul se găseşte în proporţii relativ mici (6-9% Zn) şi de aceea se concentrează prin flotaţie, după care conţinutul de zinc ajunge la 50-60%.

Zincul se extrage din concentrat, atât prin procedee pirometalurgice cât şi prin procedee hidrometalurgice; acestea din urmă asigură în prezent peste 50% din producţia mondială de zinc.

În ambele variante concentratul trebuie prăjit la o temperatură de circa 800oC în vederea eliminării unei cantităţi importante de sulf şi a transformării sulfurii de zinc în oxid după reacţia:

ZnS + 3/2O2 = ZnO + SO2

În mod asemănător se oxidează şi celelalte sulfuri rezultând oxizi. Când operaţia de prăjire are loc la o temperatură mai scăzută se formează sulfat de zinc, nedorit în cazul procedeelor pirometalurgice în conformitate cu reacţia:

ZnS + 2O2 = ZnS04

Pe cale pirometalurgică după prăjirea concentratului sunt necesare următoarele operaţiuni: aglomerare, reducere, distilare şi rafinare.

Aglomerarea concentratului prăjit are scopul în principal de a transforma materialul prăfos în bulgări poroşi uşor reductibili. Pentru aceasta concentratul prăjit se amestecă cu retur şi cu concentrat neprăfos astfel dozat încât să se asigure un conţinut de 7-9%S, necesar pentru desfăşurarea procesului fără aport de căldură din exterior. La unele procedee nu se mai face o prăjire prealabilă, concentratul crud se amestecă direct cu aglomeratul retur în proporţii corespunzătoare menţinerii conţinutului de sulf optim. Aglomerarea are loc la 1200oC, în instalaţii continue prevăzute cu grătare inelare (de tip Dwight – Loyd Schlippenbach) sau cu grătare de bandă (de tip Dwight – Loyd).

A treia etapă se referă la reducerea, evaporarea şi condensarea Zn. Reacţia de reducere a oxidului de zinc din aglomerat se realizează la temperaturi peste 1000 oC, astfel:

ZnO + C = CO + Zn