PROCESOS EXTRACTIVOS

1. Antecedentes históricos del ZnLa primera vez que se utilizó la palabra zinc, aunque no aplicada realmente al zinc, fue en los escritos de Basilio Valentino, alrededor del siglo XV. A lo largo del siglo XVI, Paracelso aplicó éste nombre al metal que hoy se conoce como tal. Por otro lado se atribuye al alemán  Andreas Marggraf el primero en usar el termino "zink" para denominar a este metal. 

2. Propiedades generales del Zn

Nombre ZincNúmero atómico 30Valencia 2Estado de oxidación +2Electronegatividad 1,6Radio covalente (Å) 1,31Radio iónico (Å) 0,74Radio atómico (Å) 1,38Configuración electrónica [Ar]3d104s2

Primer potencialde ionización (eV)

9,42

Masa atómica (g/mol) 65,37Densidad (g/ml) 7,14Punto de ebullición (ºC) 906Punto de fusión (ºC) 419,5

DescubridorAndreas Marggraf

en 1746

3. Usos del Zn

Si tenemos en cuenta la amplia gama de industrias que depende de sus propiedades únicas, la importancia económica del zinc no debe sorprendernos. Cada año los productos elaborados con zinc o contenido de zinc aportan cerca de 40,000 millones de dólares a la economía mundial. La distribución de la producción minera, fundición y refinamiento de zinc se estima en 18,500 millones de dólares. 

Galvanizado Latón Die Casting

4. Recursos del Zn

5. Estadísticas del Zn

6. Demanda y disponibilidad del Zn

7. Distribución de las producciones y consumos del ZnEn la figura 3.4 se representan las producciones mundiales de mina y de metal refinado desde 1970 hasta 2003 así como la demanda de éste durante el mismo periodo de tiempo. La gráfica sigue una representación bastante típica con importantes incrementos tanto en las producciones mineras y de metal como en la demanda desde finales de los noventa hasta nuestros días.

Por continentes, la producción mundial de cinc desde 2000 queda representada en la figura 3.5. Puede verse que el principal productor de cinc es Asia/Pacífico con un total de 63 fundiciones de cinc, seguido de Europa con 31 fundiciones, América, con 18 y África con 2.

8. Precios del ZnZinc Precio Mensual – Dólares americanos por tonelada métrica

Rango 6m 1a 5a 10a 15a 20a 25a 30a nov 2011 - may 2012: -7,310 (-0,38 %)

Descripción: Zinc, high grade 98% pure, Dólares americanos por tonelada métrica

Unidad: Dólares americanos por tonelada métrica

Mes Precio Tasa de cambio

nov 20111.935,3

2-

dic 20111.911,1

5-1,25 %

ene 20121.989,2

34,09 %

feb 20122.057,7

93,45 %

mar 20122.035,9

3-1,06 %

abr 20122.002,6

8-1,63 %

may 20121.928,0

1-3,73 %

9. Tratamiento previo de las menas de Zn

10. Concentración de menas

11. Tostación y Sinterización de del Zn

12. El proceso de tostación

13. Sinterización

14. Producción de metal

15. Proceso de reducción térmica

16. Proceso de retortas horizontales

17. Proceso de retortas verticales

18. El proceso electrotérmico

19. El horno de cuba de ZnHa habido muchos intentos de producir zinc a través del horno de cuba; sin embargo, si ya presenta problemas condensar un gas de retorta con un 45% de Zn, un 50% de CO y un 1 % CO2, es fácil imaginar el problema que supondría condensar el zinc de un gas que solo tiene un 6 a 7 % de Zn y un 12% de CO2.

El proceso desarrollado por la Imperial Smelting Corporation, en Inglaterra, ha sido, en vía piro metalúrgica, el mas destacado y, en la actualidad, el único capaz de competir con la obtención electrolítica de zinc.

20. Proceso ISF según Morgan

Las zonas y reacciones del horno.El horno de cuba ISF se alimenta con sinter y coque utilizando aire precalentado en el fondo. El gas caliente que deja la parte alta arrastra el vapor de zinc y algo de sulfuros volatilizados. En el fondo, se recoge escoria y bullón y, a veces, pequeñas cantidades de mata. Las reacciones suponen un transporte de masa y calor entre el gas y la carga sólida. La composición y temperatura de los sólidos y el gas están determinadas, en cada zona, por las reacciones que se han producido en el nivel anterior.Se puede suponer que hay una zona de equilibrio en la que no hay ni oxidación del zinc ni reducción, a una cierta temperatura. Esta temperatura es de 1.050°C. Sobre este nivel se pueden distinguir dos zonas:

1. Zona de calentamiento de la carga: la carga consiste en coque caliente (800°C) y sinter mezclados, con una temperatura media de 400°C, La temperatura se eleva por contacto con los gases calientes, por reoxidacion del zinc y por combustión del gas con el aire que se inyecta sobre la carga del horno.

2. Zona de reoxidación: cuando la carga se aproxima en su temperatura a la del gas pueden suceder dos reacciones: reducción del CO2 por el C, que absorbe calor; y re oxidación del zinc vapor, que produce calor.Debe existir una larga zona de equilibrio en la que las condiciones, no lejos de aquel, son mas adecuadas para oxidar el zinc. Esta zona se puede considerar como de inversión térmica. En esta zona se pueden producir la reducción de oxido de plomo, así como la de los sulfatos de plomo y calcio que pasan a sulfuroso.

21. Diagrama y partes del horno de Cuba

22. Zonas y reacciones del horno (calentamiento y oxidación)

23. Diseño del horno

24. Composición de la escorias

25. Necesidad del Coque

26. Necesidad de aire

27. El condensador

28. El horno ISF de ZN-Pb

Aunque el ISF es un horno desarrollado para fundir menas de zinc, se necesita adicionar una cantidad determinada de plomo para compensar los arrastres del zinc metaly las pérdidas de este metal en las escorias (0,6-1,0%). Esto supone 5.000-6.000 Mg de plomo por año. Estas cantidades mínimas suelen venir con los concentrados de zinc y, desde luego, cualquier cantidad adicional de plomo, presente en la carga, se recupera al100% .Se sabe que cuando el contenido de plomo en el sinter supera el 25-26% hay una tendencia a la formación de pegotes lo que acarrea, inevitablemente, una disminución de la productividad del horno; no obstante, hasta esta cantidad de plomo, las menas zinc plomo se tratan de forma más económica en el ISF que en un horno de fusión de plomo.Concentrados adicionales de plomo pueden aumentar el coste de sintonización y también aumentan las producciones de escoria lo que ocasiona pérdidas adicionales de ambos metales. Sin embargo, ya que los concentrados de plomo contienen poca sílice, la cantidad de escoria se reduce pues la presencia de plomo evita la necesidad de añadir sílice al sinter como agente endurecedor. En tales casos, la reducción de la escoria libera carbón, para una reducción extra de zinc, con lo que la capacidad de producción aumenta. En un horno de fusiona de plomo, se requiere coque para reducir el 25% del bullón producido; sin embargo, en un horno zinc-plomo, el plomo se reduce sin coste adicional de coque y, como todos los costes adicionales se cargan a la producción de zinc, los costes operativos para producir plomo son despreciables también. Como resultado, se dirá que la economía total del horno ISF se mejora fundiendo concentrados de plomo por lo que se aprovecha esta capacidad al máximo.

29. Mejoras del ISFInyeccion de fueloleo. Esta tecnica, tipica del horno alto de hierro, se ha aplicado alhorno de zinc y se ha conseguido bajar el consumo de coque en un 10%. Se puede inyectar polvo de carbon y el horno se beneficiara asi de los desarrollos hechos para la industria del hierro.Precalentamiento del viento. Ya se afirma mas arriba que la subida de la temperatura del aire de 700 a 900°C conlleva un ahorro de coque del 10%; tambien se dice que un incremento de 100°C en la temperatura del gas baja la relacion C/Zn en 0,02, a partir de los 700°C. Sin embargo

tambien parece que este beneficio no es .tan claro a partir de los 1.100°C.El enriquecimiento del aire en oxigeno. Es posible pero, habiendo exceso de gas de tragante, parece mas logico emplear este en sobrecalentar el aire que en consumir un producto energetico como el oxigeno. En cualquier caso, pudiera tener aplicación asociado a la inyeccion de combustibles por toberas.

30. Proceso electrolítico

31. Historia del proceso electrolítico

32. Operación de las cubas y eficacia de corriente

33. Efecto de impurezas

34. Proceso de lixiviación y purificación

35. Precipitación del hierro

36. Purificación de la disolución

37. Electrólisis

38. Descripción de la instalación de electrólisis

39. Proceso electrolítico

40. Fundición

41. Los desarrollos más importantes de la fundición

42. Proceso JARUSITA

43. Lixiviación a presión(descripción de Gordon)

44. Lixiviación a presión con precipitación hematitica

45. Tratamiento

46. Afino del Zn

47. Proceso de licuación

48. Afino de destilación

49. Recuperación el Zn a partir de chatarras

50. Compuestos del ZN

51. Polvo de ZN

52. El ZN en el medio ambiente y la toxicidad