Получение цинка

Цинк в природе как самородный металл не встречается. Наиболее распространенный минерал цинка  сфалерит. Основной компонент минерала  сульфид цинка ZnS.

Цинк добывают двумя способами: 1) пирометаллургическим; 2) гидрометаллургическим.

По пирометаллургическому (дистилляционному) способу обожженный концентрат подвергают спеканию для придания зернистости и газопроницаемости, а затем восстанавливают углем или коксом при 1200-1300 °С: ZnO + С = Zn + CO. Производительность этого метода низкая, цинк содержит до 3 % примесей, в том числе ценный кадмий.

Гидрометаллургический способ  основной способ получения цинка (рис. 5.13).

Руды обогащают селективной флотацией, получая цинковые концентраты (50-60 % Zn). Обожженные концентраты обрабатывают серной кислотой; получаемый сульфатный раствор очищают от примесей (осаждением их цинковой пылью) и подвергают электролизу в ваннах, плотно выложенных внутри свинцом или винипластом. Цинк осаждается на алюминиевых катодах, с которых его ежесуточно удаляют (сдирают) и плавят в индукционных печах. Обычно чистота электролитного цинка составляет 99,95 %, полнота извлечения его из концентрата (при учете переработки отходов) 93-94 %. Из отходов производства получают цинковый купорос, Pb, Cu, Cd, Au, Ag; иногда In, Ga, Ge, Tl.

Рис. 5.13. Схема получения цинка гидрометаллургическим способом

Мировые запасы свинцово-цинковых руд рассредоточены в большом количестве стран. На сегодняшний день, по данным USGS, запасы цинка на земле составляют около 248 млн тонн. Крупные запасы находятся в Австралии – 21,4 % и Китае  16,9 %. Достаточно заметные запасы в Перу – 9,3 %, Казахстане – 6,5 %, Мексике – 6,0 %, США – 4,8 %, Индии – 4,4 %. Прогнозные ресурсы цинка России составляют около 3,2 % мировых ресурсов (не менее 63,2 млн т металла).

Мировая добыча цинка в 2010 г. увеличилась, по данным USGS, на 13,2 %  до 12,8 млн. тонн. Некоторые страны увеличили добычу цинка. Среди всех выделяется Китай, увеличивший добычу цинка на 12,9 %  до 3,5 млн т, Австралия, увеличившая добычу на 12,4 %  до 1,45 млн т  и Мексика, увеличившая добычу на 41 %  до 550 тыс. тонн. Уменьшили добычу цинка США  на 2,2 %, Канада  на 4,1 % и Ирландия  на 9 %. Отметим, что Россия не занимает первые места среди стран-продуцентов цинка. Однако в 2010 г. объемы добычи цинка в России увеличились на 16,5 %.

Крупнейшими компаниями по производству цинка в мире в 2010 г. были «XSTRATA PLC» с долей в производстве 6,1 %, «NYRSTAR» (совместное предприятие «ZINIFEX» и «UMICORE»), занимающее 8,2 % в мировом производстве, «VOLCAN» с долей в производстве 6 % и «HINDUSTAN ZINC LTD» с долей в производстве 5,3 %.

Россия в мировом производстве цинка выглядит следующим образом: доля ОАО «ЧЦЗ» в 2010 г. составила около 1,3 %, ОАО «Электроцинк»  менее 1 %.

Основными экспортерами рафинированного цинка в 2010 г. были Канада  12 %,  Нидерланды  9 %, Испания  8 %, Австралия  6 %,  Корея  6 % и другие страны. Россия также экспортирует цинк рафинированный, но не занимает первые места среди других стран с долей в 2010 г. в объемах экспорта 2 %.