Zinkhütte – ウィキペディア

aの下 亜鉛小屋 、だから1つ Hüttenwerk 亜鉛生成については、工業会社が金属亜鉛を抽出することが理解されています。これに使用される原材料は両方です 主要な原材料 、鉱石、およびリサイクル材料、廃棄物を含む亜鉛、スラグなどの二次原料。表現小屋には、建物やプロパティを含むすべての機械、施設、装置、およびシステムの全体が含まれています。
ドイツでは、それを作成する小屋は1つだけです NordenhamZinkhütteGmbh ノルデンハムでは、鉱石からの亜鉛金属。

金属の下の亜鉛は、地球の地殻では比較的大量に発生しますが、技術的な使用では純粋な金属としては長い間不明でした。これは主に、通常の金属抽出が Karbothermische 割引 亜鉛では難しいです。 1000°Cを超える減少温度では、すでに蒸気型です（沸点907°C）。ベースメタルは、逆酸化なしで気相から反射することが困難です。

インドでは、13/14thのために亜鉛を大量に抽出する17世紀の中国の世紀。商業用の船乗りを通して、それはヨーロッパの国内住宅の希少なキャビネットに来ました。

亜鉛は、中央ヨーロッパのモンタンセンター（HARZなど）のランダム製品でした。木炭シャフトオーブンで鉛を溶かすと、亜鉛はオーブンシャフトのより涼しい上部に少量に凝縮します。多くの場合、亜鉛は鉱石の鉛に関連付けられています。金属の名前は、ストーブのアプローチとして形成されたTinesからも生じる必要があります。スレートプレートを取り付けることにより、 亜鉛椅子 、最後に、16世紀の亜鉛が初めて勝ちました。

一方、銅合金（真鍮）の合金成分としての亜鉛の使用は古いものです。亜鉛の活性は他の金属との溶融物で減少しているため、紀元前1400〜1000年の中東では最大23％の亜鉛で真鍮を作ることに成功しました。近世の時期には、この合金は中央ヨーロッパで炭酸ストーブアプローチ（炉ガルミア）と銅から溶けました。

大規模に、亜鉛製錬は、ハットエンジニアのルーバーグによる実験を成功させた後、成功しました。 ウェッソーラハット 1798年から1800年までのアッパーシレジアで。最初の純粋な亜鉛小屋は、19世紀にベルギーのアッパーシレジアとストルバーグエシュワイラー地域のアッパーシレジアのものと一緒に作成されました。

Zink Hutsは、主にZinkerz預金（Stolberg、Harzなど）の近くの他の金属製の小屋のように、便利な場所（ノルデンハムなど）、および/または硬質炭鉱の中心（Ruhrエリア）の近くに建てられていました。

亜鉛は、419°Cの低い融点（ポット、フィッティングなど）のために特に鋳造アイテムに適しており、シートによく転がすことができました。また、真鍮製の生産にも使用されました。
20世紀には、鉄鋼/鉄材料の活発な腐食保護カバーのための亜鉛の特別な適合性が発見されました。その結果、亜鉛製錬はかなり増加しました。

亜鉛は自然界で純粋な形で発生することはありませんが、亜鉛鉱物の酸素、硫黄、および/またはシリカに結合します。小屋の亜鉛の化学分離を通じてのみ、さらなる加工または技術的アプリケーションに適した金属を処理します。

最も重要な亜鉛鉱物 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

名前	化学式	％の亜鉛含有量
亜鉛ブレンド	ZNS	六十七
マルマリット	（Zn、Fe）s	45
Smithsonit（Zinkspat、Galmei）	きもい 3	52
hemimorphit（kieselgalmei）	Zn 2 そうではありません 4 * h 2 o	54
ウィレマイト	Zn 2 そうではありません 4	58
Zinkit（Rotzinkerz）	Zno	80

原則として、天然堆積物の動脈には4〜20％の亜鉛のみが含まれています。湿った機械的調製（浮選）の後、45〜60％の亜鉛含有量の濃縮物が得られます。鉛と亜鉛鉱石は非常に一般的です。浮選中の両方の金属は不十分に分離可能であるため、それぞれの混合濃縮物が得られます。適切な前処理によると、鉛製錬のスラグはしばしば亜鉛抽出の原料として機能します。

鉱石の準備（ロースト） [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

既知のすべての亜鉛小屋法には、鉱石濃縮物の前処理が必要です。硫化亜鉛鉱石は焙煎によって老朽化し、炭酸を燃やし（計算）、二酸化炭素を除去します。原則として、ユニットは焼結テープ（ドワイトロイドプロセス）、椎骨リネンの細かい鉱石にローストされます。 床 – また 手を動かすストーブ ここ数十年で使用されていない時代遅れのデバイスです。焙煎すると、硫黄は二酸化硫黄として蒸発します。

${displaystyle mathrm {2 zns + 3 o_ {2} longrightarrow 2 zno + 2 so_ {2} uparrow}}}$

二酸化硫黄は、酸化プロセスで硫酸を生成します。

galmeiはシャフト炉またはロータリーオーブンで燃やされました：

${displaystyle mathrm {znco_ {3} longrightArrow zno + co_ {2} uparrow}}}$

二次亜鉛はvorsant [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

二次的なフロントファブリックは、金属含有量による経済的金属抽出を可能にする中間製品、残留および廃棄物を理解しています。特に最近の数十年で、リサイクル回復はそのような材料からの重要性が増加しています。これは主に、使用可能な金属の含有量がほとんどの場合、自然鉱石を超えており、しばしば製錬前にさらに処理する必要がないという事実によるものです。さらに、着実に厳しい環境法は、エネルギーと原材料を節約するためにリサイクルを規定し、水と土壌損傷の埋め立てを避けています。

亜鉛を使用すると、最も重要な二次生地は次のとおりです。

• 溝、亜鉛プレート、ダイキャスト製品などの金属スクラップ。

• 他の金属の抽出からの亜鉛含有スラグ、特に鉛または亜鉛自体（ クリア ）。

• かさぶた 、 反抗 または、火の浸潤、融解または亜鉛抽出における亜鉛融解の表面酸化のために発生する他の酸化ジンク残基。

金属製の二次生地のスクラップと上部スラグは、亜鉛小屋で直接使用され、必要に応じて、冶金デバイスに収まるように事前に押しつぶされるかパッケージ化されます。原則として、その後の精製での単純な融解（以下を参照）。

スラグは、不安な酸素とコークスで吹くことにより、主に流flueに治療されます（ アナコンダ手順 ）。これにより、酸化亜鉛粉塵が作成されます。間隔の袋は、以前はロータリーオーブンまたはシャフト炉で濃縮されていました。ただし、これは最近も経済的ではなく、部屋が生成されていません。

亜鉛含有量が十分に高い場合（30〜40％）、癬、トラス、フライトダイが亜鉛治療に直接導入されます。高塩素（たとえば、亜鉛メッキ時に酸漬け残基が原因で）がある場合、事前の治療が必要です。 1980年代まで、それはロータリーオーブンで行われ、そこでは塩素含有量が蒸発し、濡れた洗濯機で収集され、その後ソーダが続きました。過去数十年で、加熱されたソーダ溶液による湿潤治療（Laugung）が使用されてきました。

ローリングプロセスは、より貧しい酸化亜鉛のvorsants、特に鉄鋼作業の飛行塵のために優先されています。装置とエネルギーの要件が高いため、これはそれほど重要ではありません contop®手順 サイクロンストーブなど スキャンダスト手順 プラズマストーブで。

PyrometallurgischeZinkhüttenverfahren [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

錐体大型亜鉛抽出の基本原理は、一酸化炭素による酸化亜鉛の還元に基づいています。一酸化炭素は、ブードゥアールのバランスの後に炭素キャリアを二酸化炭素に燃焼させると発生します。

${displaystyle mathrm {zno + co longrightarrow znuparrow + co_ {2}}}}$

亜鉛の削減

${displaystyle mathrm {co_ {2} + c longrightarrow 2 co}}$

boudouard平衡

横になっているマッフルに溶け込む亜鉛 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

後 横になっているマフルプロセス 金属亜鉛は、焙煎、拘留（=酸化）亜鉛​​鉱石またはガルミアで作られていました。これは最も古い産業手順であり、19世紀の初めから1970年代の最後まで使用され、継続的に改善されました。亜鉛の前面は、マフルの断片でマフルの断片で満たされていました。これらは、楕円形の交差点を持つ粘土で作られた1つの側面に閉じたトーンでした。マッフルの内容は68〜110リットルでした。それらは、ガスを伴う約1400°Cのオーブンハウジングにわずかに傾斜した120〜132個のピース​​の単位で間接的に加熱されました。この手順によると、最後の小屋には20のストーブがあり、年間約60,000トンの亜鉛の容量がありました。亜鉛は蒸気型を出現し、テンプレートで凝縮されました。そこから、レイヤーごとに約1回輸送パンに刺されました。コンデンサは再スイッチされました デュテ また 細長い 。そこで、亜鉛粉塵が分離され、これは逆酸化によって処理されました。マッフェルに残っている赤字 量 、定期的に（約24時間ごとに）クリアする必要がありました。また、フロントファブリックを備えた新しい負荷もありました。これを行うために、テンプレートは分解されました（= ZinkManöver ）。

亜鉛ストーブに取り組むことは、今日の状況では想像を絶するほど困難でした。近年、マシンがマッフルをロードしてクリアするために機械が利用可能であるため、作業が容易になりました。一部の場所では、実際の亜鉛小屋にはSO -Calledが含まれていました マフレリー 、マフルが自分で生成されたものです。
環境汚染が高いと約60％の亜鉛金属の小さな噴出と併せて、高い装置とワークロード、および高い特定のエネルギー消費量と併せて、この手順の絶滅につながりました。ドイツの最後の企業は、1970年代の初めに閉鎖されました。

立っているマッフルに溶け込む亜鉛 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

スタンディングマフルプロセス 、最初のアプリケーションの後 ニュージャージー州の垂直レトルト手順 呼ばれると、嘘をついているマフルの一貫したさらなる発展でした。オーブンハウジングでは、高さが約8 mの大幅に大きい寸法と2.6 m×0.3 mの平らなクロスセクションを持つ単一のマフル。炭化シリコンの形で適切な材料の利用可能性のみが可能になりました。垂直方向の配置により、マフルを上からロードでき、重力を使用してレトルトのふもとの部屋を排出しました。上部2 mは加熱されておらず、望ましくないリードのバックフロークーラーとして機能しました。家具は、亜鉛を含むフロントファブリック（ロースト、ギャルまたは亜鉛を含むリサイクル材料）とコーラで構成された練炭で構成されていました。使用する前に、ブリケットは特別なオーブンにありました 恐ろしかった 。一方で、彼女はそれを安定して多孔質にしました。これは固体ガスの反応には安くなり、一方で暖かくなりました。マフルで作成された亜鉛蒸気は、コンデンサに反射されました。コンデンサは、傾斜チャネルで実際のマフルに接続されていました。コンデンサのより近代的なバリアント、 スプレーコンデンサー 、閉じた亜鉛浴で構成されており、これは水冷によって約500°Cに保管されていました。スピンホイール、SO -Called インペラー a。その回転により、液体亜鉛が噴霧され、亜鉛蒸気は逆酸化なしで十分に凝縮することができました。

20〜40個の列のオーブンは、亜鉛の小屋に立っていました。

この手順は、2000年にHarlingerodeZinkhütteでヨーロッパで最後に使用され、最近技術的に時代遅れです。本質的な環境問題は、使用が困難な鉛含有スペーサー残基でした。

帝国の製錬プロセス [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

で 帝国の製錬プロセス 、 短い isofen 、それは、定義されたオーブンの状態を同時に設定することで亜鉛と鉛を作成できるシャフトオーブンでした。この手順は1950年代に作成され、理論的基本で完全に開発された最初の小屋プロセスの1つでした。シャフト炉自体は、鉄炉と同様に構成されており、寸法は大幅に小さいだけです。オーブンには、オーブンでの圧力をかける閉鎖を介して、予熱されたメラーが上から積み込まれています。下3分の1は側面にあります 熱い風 700〜950°Cで吹き飛ばされましたこの燃焼空気は、ヒーターを介して行われます カウパー 一酸化炭素を含むストーブガスによって加熱されます。金属酸化物と一酸化炭素との反応は、亜鉛蒸気と液体鉛を生成します。鉛とスラグは定期的に切断されますが、コンデンサ内の亜鉛蒸気は液体鉛を噴霧することによって反射されます。これは、熱力学的な理由でそうでない場合は不可能です。そうしないと、亜鉛はガス大気を介して支配します。鉛の亜鉛の溶解度が低いため、コンデンサの最大400 Tのリードが循環し、温度が低下すると亜鉛が再び放出されます（Seigergrägung）。

高い装置にもかかわらず、この手順は、同時鉛抽出と二次原材料に対する適切な適合性のために長く続きました。ドイツでは、2005年にDuisburg Metal Hut（MHD）の破産で終了したIS手順。そこでは、1つのオーブンで最大100,000 Tの亜鉛と年間30,000 Tのリードが獲得されました。

他のより希少な錐体性亜鉛小屋法 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

これらはまれまたは個別に適用された手順であり、その一部はもはや使用されていません。

• 高速手順（回転リターン、屋内または外部暖房）
• Josephstown Procedure（St。JoeLead Co.のElectrymal Method）
• kivcetプロセス（亜鉛と鉛、電気測定）

細かい亜鉛の生産（精製） [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

亜鉛と銅に基づいたダイ鋳造合金の生産には、少なくとも99.99％の特に純粋な亜鉛が必要です。鉛とカドミウムの小さな部分でさえ、結晶性腐食を引き起こし、したがって亜鉛ペストとも呼ばれるワークピースの破壊につながります。亜鉛の水時代性抽出にはそれ以上の精製は必要ありませんが、錐体毛細血管を生成する 小屋の亜鉛 フォローアップ治療にさらされる。亜鉛とカドミウムの沸点が比較的低いため、分数蒸留または整流が明らかでした。この手順は、 ニュージャージーの亜鉛。 co パーマートンの2つの段階で開発され、構成されていました。最初のステップで（ blaniceule ）液体生の亜鉛は、炭化シリコンボウルで作られた高さ15 mの蒸留カラムの上部3分の1に導入されました。下部2/3は、ガスによって間接的に1100°Cまで加熱され、上部はリターンフロークーラーとして機能しました。柱のふもとには、ますます鉛を含む、低カドミウムがありました 亜鉛を洗う out。洗浄亜鉛から、汚染は鉛が豊富な亜鉛鉛混合物の形でペンから分離されました。カドミウム – リッチ亜鉛はコンデンサに置かれます。この凝縮液には、2番目の蒸留所カラム（カドミウムカラム）が供給され、燃焼室は950°Cに加熱されました。バックフロークーラーは、765〜907°Cの温度で保持され、カドミウムの亜鉛をカラムに戻し、足で除去しました。亜鉛で汚染されたカドミウムは、コンデンサのほこりでした。

1990年代には、になりました Metealeurop S.A. ジンカフィニアの列を崩壊させる過負荷の結果として、フランスのノイエルズゴダルトで。逃げる亜鉛蒸気の自発的な燃焼により、システムが完全に破壊され、複数の従業員がかかりました。

生の亜鉛に含まれるヒ素を除去するために、アルミニウムが最初に攪拌されました。結果として アルミニウム皮 しかし、すでに大気湿度と接触する非常に有毒な水素ガスを形成する傾向がありました。したがって、ナトリウムは、アルセニドナトリウムの作成下で後に使用されました。これは、より無害なヒ素ナトリウムになるように酸化します。

水沈殿亜鉛抽出 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

水門後部亜鉛抽出は、第一次世界大戦中に開発されました。ドイツのこの手順に従って最初の会社は ZinkhütteMagdeburg 会社Georg von Giesches Erben。ただし、電気分解が亜鉛抽出プロセスとして確立されるまで、1960年代と1970年代までにかかりました。これには基本的に2つの理由がありました。

• 大量の電気エネルギーの可用性。

これらの問題の手続き的解決策とパワーグリッドの拡大により、最終的には、Zile電解手順に従って1980年代に世界生産の80％以上がすでに生産されているという事実につながりました。

ハイドロメタルジャン亜鉛抽出の基本原理：

${displaystyle mathrm {zno + h_ {2} so_ {4} longrightarrow znso_ {4} + h_ {2} o}}}$

プール

そうすることで、Znに対する水溶液中の硫酸亜鉛亜鉛 ²⁺ など ₄ ^2- 。

${displaystyle mathrm {zn^{2+} + 2e^{ – } longrightArrow Zn}}}$

電解

跳躍と葉の掃除 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

汚染された生の金属は常に錐体毛細血管の金属生成で生成され、望ましくない伴奏要素は下流の精製プロセスで分離されていますが、これは基本的に水門性亜鉛抽出を伴う逆です。硫酸を伴うぬるま湯の場合、亜鉛が溶液に持ち込まれ、COに基づいた外部金属が再び除去されます。これを行うには、正確に定義された酸濃度を異なるプロセスレベルで設定する必要があります。これは初期の頃はまだ完全に管理できなかったため、よりきれい、特に鉄の貧しい鉱石が使用されました。市場での最大の口腔濃縮物は、硫化亜鉛鉱石（亜鉛ブレンド）であり、ラウグンの前に脱走/削減する必要がありますが、比較セクション 鉱石の準備（ロースト） 。これにより、重度の亜鉛フェライトが作成されます。強いラウガ、つまりH.高硫酸濃度は非常に迷惑であり、溶液中の溶液中に落ちるのは困難であり、ルーグが弱いため、亜鉛損失は大きい（最大20％）。 jarositの伐採の発見だけが、高い亜鉛を使うことを可能にしました。アモニウムまたはナトリウム塩をミネラルジャロットに加えることにより、ローストした商品の潤滑後の鉄（NAFE ₃ ³⁺ [（おお） ₆ |（so ₄ ）） ₂ ]）有罪判決と人里離れた。重金属装填済みのjarositのデポオンの問題は、リサイクル可能な伐採を可能にする新しい方法（GoethitまたはHematite手順）の開発につながりました。鉛と貴金属は灰汁中に残ります。 H.溶液に持ち込まれておらず、対応する小屋に放出されます。

灰汁掃除d。 H.溶液中に入った高貴な金属イオンとの距離は、通常、亜鉛を固めることによって行われます。金属亜鉛粉塵は投与され、いくつかのステップで攪拌されます。などの金属B.銅、カドミウム、またはコバルトは次々とキャンセルされ、それぞれの小屋に再び販売できます。
さまざまな敷設ステップ、伐採、敷設の清掃は、酸性祭りの攪拌容器で行われます。必要な固定液体分離は、フィルタープレスで肥厚した後に行われます。

Zacken電解 [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

銅精製の電気分解とは対照的に、Zile電気分解はそのようなものです 抽出電解 。

より高貴な汚染物質が溶液から除去された後、電解リゾートでの使用が使用されます。 Naのような設計されたカチオン ⁺ 、k ⁺ またはアル ³⁺ 電気分解中は溶液を維持しますが、粘度を増加させます。これにより、バスルームの拡散が遅くなります。したがって、事前材料の選択を選択する際には、エントリが考慮されます。理論的には、水素は亜鉛の前で分離されます。つまり、電解質が分解されました。ただし、水素はガスであるため、カソード上の胚形成にはより高いエネルギーが必要なため、水素の過電圧が発生します。水素の形成は、滑らかなカソードシートによってより困難になるため、磨かれたアルミニウムシートが使用されます。カソードは、わずか2日後にトイレから除去され、人里離れた亜鉛から皮をむいた機械で除去されます（= ストリッピング ）亜鉛層が水素の形成を単純化しないように解放されます。さらに、水素の過電圧は温度の上昇とともに減少するため、低温が安くなります。ただし、これにより導電率が低下し、電力収量が低くなります。 35〜40°Cのバスルームの温度は妥協点であることが判明しました。細胞電圧が高いため、電解質はこの温度を超えて熱くなり、冷却する必要があります。冷却するとき、石膏はしばしば故障してラインとフィッティングを詰まらせます。したがって、しばしば掃除する必要があります。

アノードは穿孔された鉛プレートで作られており、距離アノードカソードはそれぞれ90 mmです。カソードシートの高さは約1 m×1.3 mです。セル電圧は3.3-3.5 Vで、電流密度は400〜600 A/m²です。特定のエネルギー消費は50 GJ/ T亜鉛です。比較のために：

• スタンディングマフル：60 GJ/ t
• ISP手順：40-45 GJ/ t
• Josephstown Process：54 GJ/ T

参照してください [ 編集 | ソーステキストを編集します ]

• ヴォルフガング・メーナー： ハーツの亜鉛冶金の歴史：1900年から1990年までの亜鉛生産の記録 。第2版​​。 Harz-Metall GmbH、Goslar 1995。
• フランツ・ポーレク： メタルハットサイエンス 。ウォルター・ザ・グリデー、ベルリン1982、ISBN 3-11-007458-3。

1. ↑ Pape、Henneberg＆Co。 ドイツのデジタル図書館で