การผลิตสังกะสี

สังกะสีผลิตได้อย่างไร?

เกือบทุก สังกะสี กลั่นวันนี้ (มากกว่า 95 เปอร์เซ็นต์) ถูกสกัดจาก sphalerite (ZnS) หรือที่เรียกว่าสังกะสี blende

แร่ Sphalerite โดยทั่วไปมีสังกะสีตั้งแต่ 5 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ เพื่อให้ได้สถานะบริสุทธิ์ที่สามารถใช้โดยผู้บริโภคโลหะต้องแยกออกจากกันเข้มข้นและกลั่นเป็นรูปโลหะบริสุทธิ์ กระบวนการผลิตทั้งโลหะและโลหะหรือปิโตรเคมีสามารถทำเช่นนี้ได้ แต่กว่า 90 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตในปัจจุบันเริ่มต้นมาจากโรงงานผลิตไฮโดรเมทัลอัลตราซาวด์

เมื่อขุดแร่สังกะสีจะถูกบดเป็นผงและแยกออกจาก ตะกั่ว ผ่านฟองลอย โลหะตะกั่วและโลหะอื่น ๆ เช่นเงินซึ่งอาจมีอยู่ในแร่ในปริมาณที่สามารถผลิตได้จะถูกสกัดและแยกสารออกจากกัน

ส่วนที่เหลือจะประกอบด้วยสังกะสีตั้งแต่ 1 ถึง 15 เปอร์เซ็นต์ แต่ยังคงมีปริมาณกำมะถันสูง (ประมาณ 30 เปอร์เซ็นต์) ที่ต้องนำออก สามารถทำได้โดยการย่างแร่ที่อุณหภูมิสูงกว่า 900 องศาเซลเซียสทำให้เกิดสังกะสีออกไซด์ (ZnO) และซัลเฟอร์ไดออกไซด์

ถ้าใช้เทคนิคการทำโลหะไฮโดรเจนสังกะสีออกไซด์จะถูกชะล้างออกจากแคลเซียมอื่น ๆ โดยใช้กรดซัลฟิวริค ในขณะที่สังกะสีละลายในกรดตะกั่วและเงินจะไม่ตกตะกอนและเหล็กตกตะกอน

มีการเพิ่มฝุ่นสังกะสีเพื่อช่วยในการทำความสะอาดสารละลายผ่านกระบวนการซีเมนต์ก่อนที่จะมีการ electrolysed

การใช้ anodes โลหะผสมตะกั่วและ cathodes อลูมิเนียม สารละลายที่อุดมด้วยสังกะสีจะถูก electrolysed ทำให้สังกะสีสะสมตัวอลูมิเนียม

จากนั้นนำออกจากเตาหลอมละลายและนำไปหล่อลื่นโดยมีความบริสุทธิ์ 99.95 ถึง 99.995 เปอร์เซ็นต์หรือผสมด้วยทองแดงอลูมิเนียมหรือ แมกนีเซียม โดยตรง

สังกะสีทางกายภาพที่ซื้อขายอยู่ใน London Metal Exchange (LME) ต้องเป็นสังกะสีเกรดพิเศษสูง 99.995 เปอร์เซ็นต์

ในขณะที่เทคนิคการทำโลหะปิโตรเลียมยังคงใช้ในโรงงานจำนวนมากกระบวนการนี้มีความเข้มข้นและใช้พลังงานสูงมาก

บริษัท Imperial Smelting Corporation ได้พัฒนาเทคนิคในช่วงทศวรรษที่ 1940 และ 1950 ซึ่งลดโลหะสังกะสีและตะกั่วโดยใช้คาร์บอนภายในเตาหลอมที่ได้รับการออกแบบมาเป็นพิเศษ

ขั้นตอนนี้เรียกว่ากระบวนการถลุงอิมพีเรียล (Imperial Smelting process) หมายถึงสังกะสีและตะกั่วซัลไฟด์ที่เกิดขึ้นตามธรรมชาติเพื่อผลิตออกไซด์ สังกะสีและตะกั่วออกไซด์จะถูกเก็บประจุในเตาเผาขนาดใหญ่ด้วยถ่านหิน coking coal

เมื่ออากาศร้อนเข้าเตาเผาก๊าซคาร์บอนมอนอกไซด์และไอระเหยไดออกไซด์ที่มีสังกะสีเพิ่มขึ้นเพลาและระบายความร้อนด้วยคอนเดนเซอร์แบบสาดกระปุก สังกะสีจะถูกดูดซึมโดยตะกั่วหลอมละลายซึ่งจะถูกระบายความร้อนให้ปล่อยให้สังกะสีลอยลงสู่พื้นผิว

ชั้นสังกะสีถูกเทออกและโยนขณะตะกั่วจะถูกส่งกลับไปที่คอนเดนเซอร์

ตามที่สมาคมสังกะสีระหว่างประเทศเตาหลอมอิมพีเรียลกำลังดำเนินการเฉพาะในประเทศจีนอินเดียญี่ปุ่นและโปแลนด์

นอกเหนือจากการแยกสังกะสีออกจากแร่ (การผลิตขั้นต้น) โลหะยังสามารถรีไซเคิลได้จากแหล่งที่มีอยู่ (การผลิตทุติยภูมิ) ประมาณหนึ่งในสี่ของการบริโภคสังกะสีทั้งหมดมาจากแหล่งทุติยภูมิ

เตาเผาไฟฟ้าแบบโค้งซึ่งใช้สำหรับกระบวนการผลิตและรีไซเคิลเศษ เหล็ก ยังสามารถเก็บสังกะสีที่มีอยู่ในเหล็กชุบสังกะสี

เช่นเดียวกับในเตาหลอมอิมพีเรียลการหลอมละลายอุณหภูมิที่สูงขึ้นในเตาเผาไฟฟ้าจะทำให้เกิดการระเหยของสังกะสีทำให้เกิดแก๊สที่สามารถสะสมได้ การเพิ่มจำนวนในเตาเผาแบบหมุน (เตาเผา Waelz) ทำให้เกิดสังกะสีออกไซด์ที่สามารถนำกลับมาผลิตซ้ำได้

การผลิตแร่สังกะสีโลกอยู่ที่ประมาณ 13.7 ล้านตันในปี 2556 ขณะที่ปริมาณการผลิตโลหะสังกะสีทั่วโลกอยู่ที่ประมาณ 13.0 ล้านตันในช่วงเวลาเดียวกัน ประมาณ 3 ล้านตันหรือน้อยกว่าหนึ่งในสี่ของการผลิตทั่วโลกมาจากแหล่งรีไซเคิล

ประเทศผู้ผลิตสังกะสีรายใหญ่ที่สุดคือจีนซึ่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 40 เปอร์เซ็นต์ของการผลิตทั่วโลกรองลงมาคือยุโรปและเกาหลี

โดย บริษัท ผู้ผลิตสังกะสีรายใหญ่ที่สุดคือ Nyrstar, Glencore และ Korea Zinc

แหล่งแร่สังกะสีที่ใหญ่ที่สุด ได้แก่ จีนออสเตรเลียและเปรู

แหล่งที่มา:
กลุ่มศึกษาระดับตะกั่วและสังกะสีระหว่างประเทศ การทบทวนแนวโน้มในปี 2013: สังกะสี 17 กุมภาพันธ์ 2014
สมาคมสังกะสีนานาชาติ การรีไซเคิลสังกะสี: จัดหาวัสดุ 2011
URL: https://web.archive.org/web/20140802220949/http://www.zinc.org/basics/zinc_recycling

ติดตาม Terence บน Google+