Minerales de Zinc

MINERALES DE ZINC

a continuacion pongo minerales de plomo, tanto que

tengan Zinc en su mayor o un menor grado en su

composicion.

ADAMITA.

Mineral dimorfo de cinc perteneciente a la clase de

los arseniatos, mineral de la familia de los arseniatos, de fórmula

química Zn 2(AsO 4)(OH). Presenta dos polimorfos cristalinos que

corresponden con los sistemas rómbico o monoclínico. Sus

cristales muestran brillo vítreo, habitualmente es de color

amarillo, pero se tiñe de verde por inclusiones de cobre.

BLENDA (marmatita)

cristales muy brillantes, de color que varía desde el amarillo rojizo al pardo oscuro y se utiliza para extraer el cinc: la blenda cristaliza en el sistema cúbico.

Sinónimos Esfarelita. Blenda de cinc Mineral perteneciente a la clase de los sulfuros y menas metálicas, también conocido como esfalerita, cuya fórmula es

El término blenda proviene del alemán 'blenden', que significa ofuscar, ya que los mineros la confundían con la galena y se ofuscaban en intentar extraer de ella plomo, sin conseguirlo como es natural. El término esfalerita proviene del griego y significa traidor, ya que el mineral traicionaba a los mineros y no les recompensaba su trabajo con plomo.

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BLENDA

...

BLENDA

BLENDA ACARAMELADA, unas de mis primeras piezas de la

coleccion, proviene de la rumania comunista, o sea hace que la

tengo unos 25 años, me la regaló un amigo austriaco, que me

contó que en aquellos tiempos los cristales tambien eran

triturados.

calcofanita.

Mineral de cinc y manganeso, que se presenta

en forma de pequeños cristales negros brillantes: la calcofanita

abunda en la región murciana. [Mineralogía] Mineral consistente

en un óxido hidratado de cinc y manganeso, cuya fórmula es ZnMn

3O 73H 2O. Es de color negro o azul negruzco (aunque puede ser

transparente cuando aparece en delgadísimos fragmentos), con

brillo metálico. Tiene una densidad aproximada de 3,98, y una

dureza de 2,5 según la escala de Mohs.

HEMIMORFITA

. Silicato de cinc hidratado, pétreo, blanco o

amarillento, o rojizo cuando lo tiñe el hierro, con aspecto de

cristales largos dispuestos en costras radiadas, normalmente

blancas, pero es frecuente en costras masivas de tonalidades

verde o azul intenso, su formula quimica es

Zn

(OH)

|Si

O

.nH

O.

Propiedades químicas del Zinc - Efectos del Zinc sobre la salud - Efectos ambientales del Zinc Nombre Zinc Número atómico 30 Valencia 2 Estado de oxidación +2 Electronegatividad 1,6 Radio covalente (Å) 1,31 Radio iónico (Å) 0,74 Radio atómico (Å) 1,38

Configuración electrónica [Ar]3d10_4s2

Primer potencial

de ionización (eV) 9,42

Masa atómica (g/mol) 65,37

Densidad (g/ml) 7,14

Punto de ebullición (ºC) 906

Punto de fusión (ºC) 419,5

Descubridor Andreas Marggraf en₁₇₄₆

Read more: http://www.lenntech.es/periodica/elementos/zn.htm#ixzz2et1hEBn9 Químicas:

Es un metal que arde en aire con llama verde azulada. El aire seco no le ataca pero en presencia de humedad se forma una capa superficial de óxido o carbonato básico que aísla al metal y lo protege de la corrosión. Prácticamente el único estado de oxidación que presenta es el +2. . Reacciona con ácidos no oxidantes pasando al estado de oxidación +2 y liberando hidrógeno y puede disolverse en bases y ácido acético.

El metal presenta una gran resistencia a la deformación plástica en frío que disminuye en caliente, lo que obliga a laminarlo por encima de los 100°C. No se puede endurecer por acritud y presenta el fenómeno de fluencia a temperatura ambiente —al contrario que la mayoría de los metales y aleaciones— y pequeñas cargas provocan deformaciones no permanentes

Físicas: metal blanco azulado, densidad 7.14 g/cm3, punto de fusión 419.4 ºC, punto de ebullición 907ºC, quebradizo a temperatura ordinaria

Fuente(s):

SMITSONITA.

Mineral perteneciente a la familia de los

carbonatos (menas metálicas), que tiene como fórmula ZnCO 3. Es

incoloro, blanco, amarillo, pardo, rojo, verde, azul o gris, con brillo

vítreo y raya blanca; su densidad es de 4,4 gr/cm 3 y su dureza 5,

según la escala de Mohs. Frágil, de exfoliación perfecta,

romboédrica y fractura desigual; cristaliza en el sistema trigonal,

en escalenoedros y romboedros, a menudo redondeados,

arriñonados, estalactíticos, compactos.

PROCESO PARA LA OBTENCIÓN DEL ZINC

Recepción y almacenamiento de concentrados

La principal materia prima de la fábrica de zinc está constituida por concentrados de sulfuro de zinc, procedentes de diferentes minas. Además de los concentrados sulfurados de zinc, se recibe la calcine

Tostación y depuración de gases

La tostación del concentrado se realiza en tres hornos, del tipo denominado de lecho fluido, cuyas capacidades de tostación son 300, 400, y 850 toneladas diarias de concentrados.

En esta fase, el concentrado se tuesta con aire, formándose óxido de zinc (ZnO), denominado calcine, y dióxido de azufre gaseoso (SO2), que posteriormente se transforma en ácido sulfúrico (H2SO4) una vez enfriado y purificado el gas que sale de los hornos de tostación. Asimismo se origina vapor de agua que se emplea para la autogeneración de energía eléctrica así como fuente de calor en las etapas de lixiviación y purificación. Las diversas fracciones de calcine, tras ser refrigeradas y, en su caso, molidas, se transportan a unos silos de almacenamiento.

El gas exento de calcine es tratado en torres de lavado para eliminar los componentes que puedan interferir en la producción de ácido sulfúrico. Igualmente se elimina el agua que pudiera ser arrastrada con la corriente gaseosa en los denominados precipitadores electrostáticos de gas de húmedo. Seguidamente el gas se envía a las plantas de ácido sulfúrico.

Plantas de ácido sulfúrico

El SO2 contenido en la corriente de gas impuro procedente del horno de tostación, se transforma en primer lugar en trióxido de azufre, debido a la reacción con el oxígeno en la torre de catálisis. Posteriormente, en la denominada torre de absorción intermedia, el trióxido de azufre resultante se absorbe en ácido sulfúrico del 99% de concentración, transformándose en ácido sulfúrico concentrado apto para uso en todo tipo de industrias, ya que las instalaciones están dotadas de un sistema de depuración de gases que permite la eliminación del mercurio, con carácter previo a su entrada en la planta de ácido.

Lixiviación

El zinc y los otros metales contenidos en la calcine se disuelven en ácido sulfúrico diluido, en dos etapas de lixiviación: lixiviación neutra y lixiviación ácida.

En la etapa de lixiviación neutra se disuelve la mayor parte de la calcine, excepto las ferritas de zinc (óxido de hierro y zinc) en ella contenidas. Mediante la utilización de espesadores se separan los sólidos no disueltos de la disolución de sulfato de zinc. La disolución clarificada se envía a la etapa de purificación, mientras que los sólidos no disueltos se someten a la etapa de lixiviación ácida. La lixiviación ácida se realiza a una temperatura próxima a la de ebullición. De esta forma, se disuelven todos los metales excepto los que forman compuestos insolubles en medio sulfúrico, como el plomo, calcio y sílice. La disolución así obtenida se somete a un proceso de hidrólisis, tras el que se forma un sulfato básico de hierro insoluble llamado jarosita, que en unión de los metales no disueltos en esta segunda etapa constituyen el residuo final del proceso. Este residuo, después de una decantación en espesadores y posterior filtración, es enviado por bombeo a la balsa de residuos.

Purificación

La disolución de sulfato de zinc procedentes de la etapa de lixiviación neutra se trata mediante un proceso continuo realizado en dos etapas, para eliminar otros metales disueltos, como el cobre, el cadmio o el cobalto, que se recuperan como subproductos. Una vez realizada la filtración, la disolución de sulfato de zinc se enfría mediante torres de refrigeración y se bombea al tanque de almacenamiento de electrolito.

Electrólisis

El departamento de electrólisis engloba tres salas de operaciones, dos de ellas con una capacidad de 100.000 toneladas anuales y cátodos de tamaño estándar y arrancado semiautomático, y una tercera sala, puesta en funcionamiento el 14 de mayo de 1991, con una capacidad de 110.000 Tm. anuales, que está totalmente automatizada y sus controles se llevan a cabo mediante proceso electrónico. Esta sala se realizó mediante la aplicación de tecnología propia desarrollada por Asturiana de Zinc, S.A., y está considerada como una de las más modernas y de mayor eficiencia productiva del mundo.

En esta fase del proceso, se produce el paso de una corriente eléctrica a través de la disolución purificada de sulfato de zinc, originándose el zinc metálico puro, que se deposita sobre laminas de zinc resultantes se arrancan automáticamente y son transportadas para su fusión y colado.

Fusión y colada

Las láminas de zinc producidas por electrólisis son fundidas en hornos de inducción eléctrica. Una vez fundido el zinc, se envía a las maquinas de colada con el objeto de producir las diversas formas comerciales de lingote que requiere el mercado.

En el mismo departamento existen varios hornos en los que el zinc se combina con otros metales para producir aleaciones para fundición a presión, colada por gravedad, galvanización, laminación y otros. Los distintos lingotes que se producen, tanto de zinc como de las distintas aleaciones, se apilan, pesan y empaquetan de forma automática.

Todos los hornos se encuentran conectados a un sistema de depuración de gases para eliminar el polvo que éstos contienen antes de emitirse a la atmósfera.

Su actividad consiste en la tostación de concentrados de zinc (sulfuro de zinc), obteniendo como productos finales óxido de zinc (calcine) y anhídrido sulfuroso líquido.

Proceso productivo

El concentrado de zinc procedente de las mina, previamente a su tostación, sufre un secado y molienda .

La tostación de la blenda se realiza en un horno Flash a temperaturas de unos 1.000C, pudiendo tratar al día entre 190 y 200 Tm., con un volumen entre 26.000 y 28.000 m3_/h.

El residuo sólido del proceso es el óxido de zinc (calcine), que se envía a la planta de zinc electrolítico.

Los gases procedentes de la tostación se concentran eliminando el oxígeno y el nitrógeno, que son los gases que lo diluyen. Este proceso se fundamenta en la absorción selectiva que la dimentilanilina (DMA) tiene sobre el anhídrido sulfuroso, dejando libre el resto de los gases, que se realiza en una torre de absorción del anhídrido sulfuroso y la DMA, en una segunda torre, mediante aporte calorífico.

El anhídrido sulfuroso líquido obtenido se seca con ácido licuado posteriormente mediante una batería de compresores y condensadores antes de almacenarlos para su comercialización.

La producción diaria de la planta es de aproximadamente 165Tm. de calcine y 105Tm. de anhídrido sulfuroso líquido, con una pureza superior al 99,95%.

PRODUCTOS COMERCIALES:

Lingote de zinc 99.995 (%Zn) Aleación base zinc Zamak 2 Aleación base zinc Zamak 3 Aleación base zinc Zamak 5 Aleación base zinc Cayem 1

Aleación base zinc Cram 22 Aleación base zinc ZA 8 Aleación base zinc ZA 12 Aleación base zinc ZA 27

Aleación base zinc-cobre titanio Zinc para metalización

Polvo de zinc Oxido de zinc Cadmio Cobre Mercurio Oxido de germanio Ácido sulfúrico

Anhídrido sulfuroso líquido

Las actividades industriales de producción son las siguientes:

 Metales: zinc electrolítico, cobre electrolítico, cadmio, mercurio.

 Aleaciones de zinc para fundición a presión, colada por gravedad, galvanización, electrozincado, protección catódica y laminación.

 Productos químicos: ácido sulfúrico, polvo de zinc, óxido de zinc, óxido de germanio, sulfato de cobre.

Diagrama del Proceso de obtención del Zinc

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Esquema de la cadena

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Las diferentes etapas de la producción de zinc

Esquema de la cadena

Las diferentes etapas de la producción de zinc

La extracción del zinc puede efectuarse en las minas a cielo abierto o en yacimientos profundos. La

elección del tipo de explotación depende del entorno y del capital invertido. Cuando se decide

explotar una mina a cielo abierto, los mineros cavan huecos con la ayuda de taladros neumáticos

manuales, en los que colocan cargas explosivas. Una vez extraídas, las rocas son transportadas

hasta la fábrica de transformación, que generalmente se encuentra en la misma mina, para

comenzar la fase de concentración.

Separación de concentrados de zinc

En esta etapa, el mineral es triturado con el fin de obtener partículas muy finas que, según la

naturaleza del mineral, van a ser sometidas a diversos tratamientos químicos . Se trata de extraer

del mineral un máximo de elementos extraños e impurezas. Más tarde, los diferentes concentrados

presentes en la roca son separados por un proceso de flotación como en el caso de la familia de los

platinoides (

platino

y

paladio

). Esta técnica se basa en el hecho de que cuando están en suspensión,

las partículas minerales recubiertas de ciertos productos químicos se aglutinan en forma de

burbujas de aire que son insufladas por la parte de abajo de la célula de flotación, para subir luego a

la superficie. Se forma entonces en la superficie, un depósito espumoso que será recuperado y

enviado a través de varios filtros. A la salida de este proceso, se recogen diferentes concentrados de

zinc.

Esta es sin duda la más importante etapa del proceso. Con el fin de obtener el metal bruto, la

industria metalúrgica del zinc utiliza dos procedimientos: la hidrometalurgia y la pirometalurgia.

La extracción por vía húmeda (por electrólisis o hidrometalurgia )

La hidrometalurgia consiste en la producción, purificación o la eliminación de metales o de

componentes de metales a través de reacciones químicas. Este método es principalmente utilizado

en el tratamiento de las rocas que tienen un alto contenido de hierro. Se desarrolla en cuatro fases

que son respectivamente: el tueste, la lixiviación, la purificación y la electrólisis.

- El tueste:

El tueste transforma el sulfuro de zinc en óxido. El dióxido de azufre obtenido permitirá obtener

ácido sulfúrico que, por una parte entrará en el proceso de fabricación de agentes fertilizantes, y por

otra parte continuará su proceso hacia la etapa siguiente denominada lixiviación.

° El dióxido de azufre que se obtiene gracias a este proceso es transformado en ácido sulfúrico.

° El mineral de zinc, después de la tostación, es llamado calcina.

- Lixiviación

Durante la fase de lixiviación, la calcina es tratada mediante una solución diluída de ácido sulfúrico

(180-190 g/l). Esta operación se realiza a una temperatura de aproximadamente 60°C y dura entre

una y tres horas. En esta fase, queda todavía un porcentaje que varía entre 10 y 25% de zinc

insoluble que va a ser recuperado gracias a una operación complementaria.

- Purificación de la solución

Después de la lixiviación, algunos elementos externos están todavía presentes en la solución. Su

eliminación se realizará con la ayuda de polvo de zinc. La cantidad necesaria de polvo de zinc

depende del porcentaje de impurezas que contiene la solución. Esta purificación dura entre una y

ocho horas. Al final del proceso, se recuperan las partículas de zinc por filtración.

- Electrolisis

Una vez purificada la solución, se vierte en depósitos de electrolisis (tanques de cemento revestidos

de PVC), constituidos por ánodos de plomo y de cátodos de aluminio. Esta operación necesita entre

30 y 40°C y va a permitir al zinc depositarse en el cátodo de dónde se le despegará por pelaje (o

stripping) cada 24, 48 o 72 horas, según el caso.

° La producción por celda que contiene hasta 86 cátodos de 1,6 m², puede alcanzar 3 t/día

° El zinc obtenido es muy puro (99,995 %). Contiene menos de 50 ppm de impurezas, siendo el plomo la principal.

Finalmente el zinc obtenido es fundido y moldeado en lingotes, que es como será comercializado

en el mercado industrial.

Esta reducción concierne principalmente a los concentrados ricos en plomo y otras impurezas

metálicas que pueden tener valor. La pirometalurgia es la técnica tradicional de extracción de

metales. Permite obtener metales a partir de sus minerales o de sus concentrados por medio del

calor. Se trata principalmente de extraer el metal del mineral, eliminar la ganga del mineral y

purificar los metales. Históricamente, este procedimiento fue el primero en aparecer. Las

operaciones se efectúan entre 950 y 1000°C. El zinc obtenido por este método contiene entre 0,5 y

1,5% de impurezas, principalmente de plomo o de hierro y, raramente, cadmio, arsénico, antimonio

o cobre. Para obtener un zinc de mayor pureza (alrededor del 99.99%), se debe refinar por licuado

en un horno de reverberación con solera y/o por destilación fraccionada.

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Aplicaciones

 Se utiliza como reductor.

 Se emplea, en grandes cantidades, para el galvanizado (zincado) de otros metales como el hierro e impedir su corrosión.

 Se emplea para obtener numerosas aleaciones: latones, plata alemana, etc. Al adicionar al zinc pequeñas cantidades de aluminio y cobre se aumenta su solidez; por ejemplo, la aleación denominada Prestal(R) que contiene un 22 % de aluminio es más fuerte que el acero y tan fácil de moldear como un plástico. El zinc metálico se usa para fabricar pilas secas y para proteger estructuras de hierro de la corrosión, utilizando el zinc como ánodo de sacrificio, a causa de las posiciones relativas del zinc y el hierro en la serie electroquímica.

 El óxido de zinc (color blanco) se utiliza en manufactura de pinturas (blanco de zinc), relleno de materiales de caucho, cosméticos, productos farmacéuticos, recubrimiento de suelos, plásticos, tintas, jabones, baterías, productos textiles y equipos eléctricos.

 El sulfuro de zinc es un sólido blanco que, por adición de pequeñas

impurezas de cobre o plata, produce fosforescencia al iluminarlo. Se utiliza en señales luminosas, pantallas de rayos X y de TV y luces fluorescentes.

 El cloruro de zinc se emplea como deshidratante.

Obtención del zinc

30 de abril de 2012 Publicado por Ángeles Méndez

El zinc es un metal blando, químicamente reactivo, así reacciona con ácido diluídos para dar el ion zinc: Zn (s) + 2 H+ (ac) → Zn 2+ (ac) + H2 (g)

Dicho metal, también arde cuando se calienta suavemente con cloro gaseoso: Zn (s) + Cl2 (g) → ZnCl2 (s)

La fuente principal de zinc es el sulfuro de zinc, ZnS, una mena que se conoce con el nombre de blenda de zinc y se encuentra en Australia, Canadá y Estados Unidos. La extracción del metal no es sencilla, como muestra el conocido diagrama de

Ellingham.

En el caso de los óxidos, la línea del carbono-oxígeno, tiene una energía libre baja que se vuelve aún más negativa según aumentamos la temperatura. En cuanto a la línea del carbono- azufre, tanto el cambio de energía libre como la pendiente son cercanas a cero. La diferencia existente entre las líneas se explica en parte por la gran diferencia entre los valores de entalpía de formación, que refleja el hecho de que el enlace C=S es mucho más débil que el enlace C=O. El resultado es que la reducción de los sulfuros con carbono es poco práctica.

C(s) + ¼ S8 (s) → CS2 (l) ; AHº = +117 kJ.mol-1 C(s) + O2(g) → CO2(g) ; AHº = -394 kJ.mol-1

Sin embargo, en el diagrama de Ellingham, también se muestra que la línea azufre-oxígeno se encuentra por debajo de la línea de zinc-sulfuro de zinc, relación que indica que podemos usar la oxidación del ion sulfuro con dióxigeno como fuente de energía libre para convertir el sulfuro de zinc en óxido de zinc. Así pues, el primer paso en la extracción del zinc es el “ tostado” del sulfuro de zinc en el aire a cerca de unos 800ºC, para convertirlo en el óxido:

2ZnS(s) + 3 O2 (g) → 2 ZnO (s) + 2 SO2 (g); con presencia de calor.

Luego es posible utilizar coque para reducir el óxido a metal, como puede verse en el diagrama para el óxido: ZnO (s) + C (g) → Zn (g) + CO (g); en presencia de calor.

A diferencia de la fundición de otros metales, las dos líneas no se cruzan sino hasta que el zinc está en la fase gaseosa. De hecho, se usa una temperatura cercana a los 1400ºC. A estas temperaturas, el zinc se vuelve a oxidar fácilmente, por ejemplo si se forma algo de dióxido de carbono:

Zn (g) + CO2 (g) → ZnO (s) + CO (g)

Para evitar esta reacción, se usa un exceso de carbono, de modo que cualquier dióxido de carbono se reduzca a monóxido: CO2 (g) + C(s) → 2 CO (g)

Además, el gas caliente que se produce se enfría rápidamente rociándolo con plomo fundido. Luego se separan de manera sencilla los metales, porque en la fase líquida el zinc y el plomo son inmiscibles. El zinc flota sobre el plomo, y el plomo se puede reciclar.

El zinc se utiliza principalmente como recubrimiento del hierro, contra la corrosión. Este proceso se llama galvanizado, término que reconoce la naturaleza electroquímica del proceso. En realidad, el metal no es tan reactivo como sería de esperar. Esto se debe a la formación de una capa protectora en aire húmedo. Inicialmente, esta capa es el óxido, pero con el tiempo se forma el carbonato básico, Zn2(OH)2CO3. La ventaja del chapeado con zinc es que éste se oxida preferentemente respecto al hierro, aun cuando está expuesta una parte del mismo. Esto se debe al potencial de reducción más negativo del zinc, en comparación con el del hierro, por lo que el zinc actúa como ánodo de sacrificio:

Zn(s) → Zn2+ (ac) + 2 e- ; Eº = +0.76 V Fe2+ (ac) + 2 e- → Fe (s) ; Eº = -0.44 V