Гидрометаллургический метод



Около 85% всего цинка получают гидрометаллургическим методом. Вначале проводят флотационное обогащение цинковых концентратов, чтобы удалить серу. После чего руду обжигают во взвешенном состоянии или в печи кипящего слоя, а огарок выщелачивают отработанным электролитом, содержащим серную кислоту.


Полученный раствор сульфата цинка очищают от железа, обрабатывая его оксидом цинка или излишком исходного огарка. Данную стадию называют нейтральным выщелачиванием. Вместе с железом осаждается мышьяк, сурьма, алюминий, галлий и другие примеси. Кадмий, никель и медь удаляются под воздействием цинковой пыли, в результате чего получают медно-кадмиевый кек. Удаление кобальта проводят при помощи этилксантогената натрия или калия, а от хлора избавляются, используя цинковую пыль, сульфаты меди или серебра.

Цинк осаждают каталитически из полученного очищенного раствора, для чего применяют алюминиевые катоды. Отработанный электролит используют для выщелачивания. Его остатки, так называемые цинковые кеки, как правило, содержат значительное количество цинка в виде малорастворимых соединений, например, феррита. Кеки необходимо дополнительно выщелачивать концентрированной серной кислотой или подвергать обжигу вместе с коксиком. Такой обжиг называют вельцеванием, его проводят в барабанных вращающихся печах при температуре примерно 1200 °С.

Пирометаллургический метод



Производство пирометаллургическим методом начинается с окислительного обжига с получением кускового материала, для чего проводят спекание порошкообразного огарка или обжиг на ленточной агломерационной машине. Восстановление агломерата в смеси с коксом или углем проходит при температуре, превышающей температуру кипения цинка. Для этого используются реторные или шахтные печи. Пары металлического цинка конденсируются, а наиболее летучая фракция, содержащая кадмий собирается и перерабатывается отдельно. Твердые остатки обрабатываются вельцеванием.

Выплавка цинка



Раньше для выплавки цинка использовались ряды нагретых горизонтальных реторд, их действие было периодическим. В последствие они были заменены на вертикальные с непрерывным действием. Данные процессы не настолько термически эффективны, как доменные, когда сжигание топлива происходит в той же камере, где происходит восстановление оксида. Главная проблема — восстановление цинка углеродом не проходит при температуре ниже кипения, поэтому для конденсации паров необходимо охлаждение. Помимо этого, металл повторно окисляется в присутствии продуктов сгорания.

Проблема решается при помощи опрыскивания паров цинка расплавленным свинцом, что сводит его повторное окисление к минимуму. Происходит быстрое охлаждение и растворение цинка, который выделяется в виде жидкости, ее дополнительно очищают вакуумной дистилляцией. При этом весь присутствующий кадмий восстанавливается, а свинец выпускается со дна печи.