Transcript Výroba Zn-win

Výroba Zn
- modrobílý kovový prvek se silným leskem
-
7,136
g/cm3,
teplota
tavení
419,4°C
- teplota varu 906°C
- dobře slévatelný a tvářitelný za tepla
- křehký za normální teploty a nad 200°C,
tažný při 100 - 150 °C
Využití
-
pozinkování
ocelových
polotovarů
(plechů, trubek, drátů)
-
kovové
součástky
vůči
odolné
atmosférickým vlivům
(části motorových karburátorů, kovové ozdoby, okenní kliky,
konve,
vědra,
vany,
atd.)
- galvanické články a jejich baterie
- nejvýznamnější slitina s mědí – bílá a
červená mosaz
- nátěrové barvy:lithopon
běloba
(ZnS+BaSO4);
(práškovaný
zinková
ZnO)
Výskyt
Sfalerit - ZnS
Zinkit - ZnO
Smithsonit - ZnCO3
- sfalerit je nejdůležitější a nejrozšířenější minerál
(2 až 10% Zn)
- upravuje se flotací na koncentrát
Výskyt
KONCENTRÁT
40 až 60% Zn,
27 až 35% S,
do 15% Fe,
0,4 až 4% Pb,
0,5 až 2% Cu,
Sfalerit - ZnS
0,1 až 0,5% Cd
0,1 až 0,5% As
0,1 až 0,5% Sb
50 až 500 g Ag na 1 t.
Výroba
Zn
se
vyrábí
pyrometalurgicky
hydrometalurgicky (80%)
(20%)
i
Výroba zinku
Pražení zinkových koncentrátů
Výroba zinku v šachtové peci ISP
Rafinace zinku
Pražení
- převést sulfid na oxid (aglomerace
pro pyro., fluidní pec pro hydro.)
-zajistit obsah S v koncentrátu pod 1
%
- teplota nad 1000°C: pyro.
- teplota do 950°C:hydro.
(vznik feritu ZnO.Fe2O3)
vedlejší reakce
2 SO2 + O2 = 2SO3
ZnO + SO3 = ZnSO4
ZnS + 2O2 = ZnSO2
Výroba zinku v šachtové peci ISP
- šachtová pec: hermeticky uzavřená sázebna: dvojité zvonové
uzávěry,
- předehřátá vsázka: koks, aglomerát, 800°C
- předehřátý vzduch: 600 až 800°C
Výroba zinku v šachtové peci ISP
- poměr Pb a Zn v aglomerátu 0,35 až 0,8 :1
- redukce ZnO při teplotách nad 1000°C, vzniká pára Zn
- celý pochod probíhá v redukčním prostředí
Výroba zinku v šachtové peci ISP
zinkové páry kondenzují
pomocí Pb rozstřikovaného
míchadly v kondenzátoru
složení plynů: 5,9% Zn,
11,3% CO2, 18,3% CO,
zbytek N2
olovo a rozpuštěný zinek: čerpadlem dopravováno přes vodou
chlazený žlab do rozdělovací vany
Teplota v rozmezí 450 až 560°C
Žárově vyrobený zinek : 2% Pb 0,2% Fe a 0,2% Cd
Rafinace zinku
Vycezování:v plamenné peci
při teplotě 420 až 430 °C,
0,05%Fe, 1%Pb
Rafinace v tzv. rektifikační
koloně: olověná a kadmiová
zinek 99,995%, kadmiový kondenzát až 40 % Cd
Výroba zinku mokrou cestou
Výroba zinku mokrou cestou
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