Comment le zinc est-il produit?
Presque tout le zinc raffiné aujourd'hui (plus de 95%) est extrait de la sphalérite (ZnS), autrement connue sous le nom de blende de zinc.
Les minerais de sphalérite contiennent généralement entre 5 et 15% de zinc. Pour parvenir à un état pur pouvant être utilisé par les consommateurs, le métal doit être séparé, concentré et affiné pour devenir une forme métallique pure. Des processus hydro-métallurgiques ou pyro-métallurgiques peuvent le faire, cependant, plus de 90% de la production actuelle provient des usines hydrométallurgiques.
Une fois extrait, le minerai de zinc est broyé en poudre et séparé du plomb par flottation par mousse. Le plomb et les autres métaux, tels que l'argent, qui peuvent être présents dans le minerai en quantités récupérables seront extraits et traités séparément.
Le concentré restant consistera en entre 1 et 15% de zinc, mais conservera une teneur élevée en soufre (environ 30%) qui doit être éliminée. Cela peut être fait en rôtissant le minerai concassé à des températures supérieures à 900 ° C (1652 ° F), en produisant de l'oxyde de zinc (ZnO) et du dioxyde de soufre.
Si des techniques hydro-métallurgiques sont utilisées, l'oxyde de zinc est ensuite lessivé des autres calcines en utilisant de l'acide sulfurique. Alors que le zinc se dissout dans l'acide, le plomb et l'argent ne sont pas dissous et le fer précipite.
La poussière de zinc est ajoutée pour aider à purifier la solution via un processus de cimentation avant qu'elle ne soit électrolysée.
En utilisant des anodes en alliage de plomb et des cathodes en aluminium , la solution riche en zinc est électrolysée, ce qui provoque le dépôt de zinc sur l'aluminium.
Celui-ci est ensuite décapé, fondu et coulé en lingots d'une pureté de 99,95 à 99,995% ou directement allié au cuivre, à l'aluminium ou au magnésium .
Le zinc physique négocié sur le London Metal Exchange (LME) doit respecter la spécification spéciale du zinc à haute teneur de 99,995%.
Alors que les techniques pyro-métallurgiques sont encore utilisées dans un certain nombre d'usines, le procédé est extrêmement énergivore et coûteux.
L'Imperial Smelting Corporation a développé une technique durant les années 1940 et 1950 qui réduisait le zinc et le plomb en utilisant du carbone dans un haut fourneau spécialement conçu.
Le procédé, appelé processus Imperial Smelting, consiste à rôtir du zinc et des sulfures de plomb, qui se forment naturellement ensemble, de manière à produire des oxydes. Les oxydes de zinc et de plomb sont ensuite chargés dans un haut fourneau avec du charbon à coke.
À mesure que l'air chauffé entre dans le four, des vapeurs de monoxyde de carbone et de dioxyde contenant du zinc montent dans l'arbre et sont refroidies dans un condenseur à éclaboussures de plomb. Le zinc est absorbé par le plomb fondu, qui est ensuite refroidi, permettant au zinc de flotter à la surface.
La couche de zinc est coulée et coulée pendant que le plomb est renvoyé au condenseur.
Selon l'International Zinc Association, les fours Imperial Smelting ne sont actuellement opérationnels qu'en Chine, en Inde, au Japon et en Pologne.
En plus d'extraire le zinc du minerai (production primaire), le métal peut également être recyclé à partir de sources existantes (production secondaire). Environ le quart du zinc consommé provient maintenant de sources secondaires.
Les fours à arc électrique, qui sont utilisés pour traiter et recycler les déchets d' acier , peuvent également recueillir le zinc présent dans les aciers galvanisés.
Comme dans les fours Imperial Smelting, les hautes températures des fours à arc électrique vaporisent le zinc, ce qui le fait augmenter avec les gaz qui peuvent être recueillis. L'enrichissement dans un four rotatif (four Waelz) produit de l'oxyde de zinc qui peut ensuite être réintroduit dans la boucle de production.
La production mondiale de mines de zinc était d'environ 13,7 millions de tonnes en 2013, tandis que la production mondiale de zinc raffiné était d'environ 13,0 millions de tonnes au cours de la même période. Environ 3 millions de tonnes, soit un peu moins du quart de la production mondiale, provenaient de sources recyclées.
Par pays, le principal producteur de zinc raffiné est la Chine, qui représente environ 40% de la production mondiale, suivie par l'Europe et la Corée.
Par compagnie, les plus grands producteurs de zinc raffiné sont Nyrstar, Glencore et Korea Zinc.
Les plus grandes sources de minerais de zinc sont la Chine, l'Australie et le Pérou.
Sources:
Groupe d'étude international sur le plomb et le zinc. Examen des tendances en 2013: zinc . 17 février 2014.
Association internationale du zinc. Recyclage du zinc: Fourniture de matériel . 2011
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling
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