Düşük kirletici çinko üretimi

İran çölünde sülfürik olmayan çinko cevherlerinin keşfi

Namibya'da Akrep yatağında cevher işleme, liç ve elektroliz tesisleri © Susanne Schmid
Yüksek sesle okuma

Otomobilde pas koruması veya bataryalarda enerji depolaması - çinko önemli ve günlük bir hammaddedir. Bununla birlikte, sülfürlü çinko cevherlerinin eritilmesi genellikle çok fazla enerjiye mal olur ve ayrıca birçok çevresel sorun yaratır. Ancak son zamanlarda sülfürik olmayan çinko cevherini büyük ölçekte ve uygun maliyetli bir şekilde kullanmak mümkün olmuştur. Avantaj: Liç yöntemleriyle, cevher düşük seviyelerde kirletici ile sindirilebilir ve elektroliz işleminden sonra neredeyse saf çinko verir.

Sülfidik olmayan çinko cevherlerini bu kadar çekici yapan nedir? Bunu anlayabilmek için kısaca karşıtını düşünmelisiniz: sülfürik çinko cevherleri. İşleme ve eritme işlemleri karmaşık bir işlemdir. Sülfidik çinko cevherlerinin ana bileşeni, bir çinko sülfür olan mineral sfaleritdir (ZnS). Eritme işlemi için kullanılabilir hale getirmek için, cevher enerji yoğun olarak kavrulur ve sonra önemli miktarda enerji harcaması ile eritilir. Her ülkenin egzoz havasına yayılan ortaya çıkan kükürt bileşiklerini filtreleme teknolojisi ve parası yoktur. Bu nedenle, bu işlem tarafından bazı yerlerde üretilen asit yağmuru, çevre için tehlike oluşturur.

Yan etkisi olmayan çinko üretimi

Bunun aksine, sülfidik olmayan çinko cevherleri oldukça farklıdır: "Modern teknolojiler sayesinde, son zamanlarda büyük ölçüde kullanılabilir hale geldiler ve bu nedenle endüstrinin ilgisini çekiyorlar" diyor Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg. Jeolog ve depo bilimcisi, bu coveted ham madde için hedeflenen araştırmayı kolaylaştırmak amacıyla kazanılan bilgi ile sülfürik olmayan çinko cevherlerinin oluşum ve bakım koşullarını araştırır. Özellikle İranlı yataklar Mehdi Abad, İran İnek ve Angouran bilim adamlarının ilgisini çekti. Çünkü bunlar mükemmel bir şekilde korunuyor ve hepsinden önemlisi kolayca erişilebilir.

Bir elektroliz banyosu aracılığıyla, tek tek çinko elektrotlar tedavi sırasında geri kazanılır. © Dirk Schlesier

Çalışan Jörg Reichert, “Çinko buraya karbonat veya silikat olarak bağlanır ve bu nedenle çözelti içinde çözülmesi oldukça kolaydır” diyor. "Sülfürik asit, çinko cevherini çözmek için yeterli. Bu işlem sırasında önemli miktarlarda elde edilebilecek tek ürün alçıdır - insanlar ve çevre için tamamen zararsız bir üründür, "Reichert sülfürsüz cevher işlemenin avantajlarını açıklıyor. Çinko çözelti içine girdikten sonra, sıvı saflaştırılır ve belirleyici işlem aşamasına kadar süzülür: elektroliz. Çinko, elektrik enerjisinin yardımı ile çözeltiden elektrotlara ayrılıyor - her gün milyonlarca pille çalışan sürecin tam tersi. Sonuçta elde edilen ürün yüzde 99, 99 saf çinkodur. Borg, "İşlem basit, temiz ve bu işlemde üretilen çinko, sülfit buharlaşmasından elde edilen çinkoya göre satmaktan daha pahalı" diye ekliyor Borg, mevduatın önemine işaret ediyor.

Yeni teknolojinin ekonomik açıdan da ilginç olması, Namibya'daki Akrep madenini gösteriyor. Zaten yılda yaklaşık 150.000 ton yüksek saflıkta çinko üretiyor. Borg etrafındaki araştırma grubu da bu birikimlerin araştırılmasında bilimsel olarak yer aldı. Hesaplarına göre, maden yaklaşık yüzde on bir çinkoda 21.6 milyon ton sülfürlü olmayan çinko cevheri rezervine sahip. Bu, depolama tesisine yaklaşık 15 yıllık bir hizmet ömrü verir. ekran

Görünürde kampların oluşturulması

Fakat bu özel sülfidik olmayan cevher formları aslında nasıl gelişir? Oksit cevherleri, araştırmaya göre, eski sülfürik cevher kütlelerinden oluşmuştur. Bu sülfitler dünyanın yüzeye yakın bölgelerine ulaşır ve böylece atmosferik oksijen ve suyun etkisi altındaysa, karmaşık bir süreç başlar. Oksijen, cevherde de bulunan piritten (FeS2) sülfürik asit üreten sülfitler ile yavaş yavaş reaksiyona girer. Çinko sülfitler ayrıca hafifçe çözünür sülfata dönüştürülür ve işlem sırasında çözülür. Reichert, "Özellikle demir ve özellikle de oksitler, çinkodan çok daha az çözünür ve hareketli olduğundan, demir bileşikleri, eski sülfit cevheri alanında kalmaktadır." Reichert, menşe koşullarını açıklıyor.

Kırmızı çinko cevheri closeup. Tipik rengi goethit ve h matit gibi yüksek demir oksit içeriğinden kaynaklanmaktadır. Bu örnekteki çinko, yarı saydam beyaz kristallerde silikat olarak hemimorfite bağlanır. Jörg Reichert

Çinkonun bir kısmı, özellikle renkli kırmızı çinko cevherini oluşturan bu demir oksitlere bağlanır. Sadece demir oksitler sülfürik olmayan çinko cevherine tipik parlak koyu kırmızı rengini verir. Oksidasyon işlemlerinden kaynaklanan doğal çinko içeren çözelti, karbonlu konakçı kayadan geçer ve bu şekilde art arda nötrleştirilir. Bu, çinko karbonatlar kararlı hale gelinceye ve çözeltiden kristalleşene kadar olur. Bu, smithsonit, hidrozitit ve hemimorfit gibi çinko mineralleri üretir). Birkaç bin yıl süren yavaş bir işlemle tüm sülfür cevheri gövdesi oksitlenir. Ayrılan çinko karbonatlar beyaz bir renge sahiptir ve beyaz çinko cevheri oluşturur.

Bu cevherler, özellikle İran'ın kurak çöl ikliminde olduğu gibi, kuru ve sıcak yağışlı iklim bölgelerinde iyi koruma koşullarını bulur, ancak aynı zamanda daha ıslak alanlardan da bilinir. Borg, "Baştaki karbonatlı sülfürik olmayan çinko birikintilerinin oluşumu için bu somut modelle, artık benzer birikintileri arayabiliriz - ayrıca piller için çinko geri kazanımını da bulabiliriz." Sülfidik olmayan çinko birikintileri bu nedenle, jeobilimsel araştırmalarla birlikte teknolojik gelişmelerin çevre dostu yeni kaynak çıkarımını nasıl sağlayabildiğinin iyi bir örneğidir.

(Jörg Reichert, Martin Luther Üniversitesi Halle-Wittenberg, 07.07.2006 - AHE)