아연(亞鉛, Zn)제련

비철제련-아연(Zn)

1. 아연정광

: 아연정광 =  50%Zn + 8%Fe + 32%S + 불순물(Cu, Cd, Co, Ag, Au)

 

2. 배소공정

1) 개요

: 황산에 아연정광황화물(난용성)을 가용성인 아연燒鑛으로 산화시카는 공정이며, 여기서 발생하는 SO2 가스를 H2SO4로 만듬

  - SO2 + Gas Cleaning -> Converting (SO2→SO3) - Asorbing -> H2SO4

 

2) 배소공정의 주요반응

① ZnS + 3/2O2 -> ZnO + SO2 + △H

② 2FeS + ZnS + 8O2 -> ZnO·Fe2O3 + 3SO4 + △H

 

3. 용해공정

1) 중성 용해(Neutral Leaching)

- 배소공정의 소광성분중 산에 용이한 용해화합믈을 1차로 용해하여 만든 중성액을 정액공정에 공급

- ZnO + H2SO4 -> ZnSO4 + H2O

 

2) 고온강산 용해(Hot or Super Hot Leaching)

- 아연회수율을 높이기 위해 소광중 난용성 화합물인 Zic Ferrite를 고온과 고농도 황산조건에서 용해함

- ZnO·Fe2O3 + 4H2SO4 -> Fe2(SO4)3 + ZnSO4 + 4H2O

※ ZicFerrite : ZnO·Fe2O3

 

3) 철 침전(Geothite Formation)

- 고온산화 용해시 발생하는 철성분을 Geothite 화합물로 만들어 침강 또는 여과시켜 제거함

- 2FeSO4 + 1/O2 + H2O -> 2(FeO-OH) + H2SO4

※ Geothite : FeO-OH

 

4) 직접침출공정(Direct Leaching Process)

① 정의 : 아연정광을 배소로에서 소광을 만들지 않고, 바로 황산액에 침출하는 공법입 -> 고려아연이 '97.4.에 30만톤 증설투자한 공법

: 특수 반응기에서 침출반응 ->  정광(ZnS) + H2SO4 +O2 -> 침출

: 기존 침출공정에서 발생한 잔사중에서 정광침출 -> Fe+++ -> Fe++ 환원과정에서 침출

② 주요반응식

: ZnS + H2SO4 + 1/2O -> ZnSO4 + SO + H2SO4 -----------(1)

: FeS + H2SO4 + 1/2O -> FeSO4 + SO + H2SO4 -----------(2)

: Fe2(SO4)3 + ZnS -> 2FeSO4 + ZnSO4 + S --------------(3)

 

4. 淨液공정

1) 개요

: 용해공정에서 이월되는 중성액의 후속공정인 전해조업에 악영향를 미치는 불순물(Cu, Cd, Co)을 제거한다.

 - 중성액 + 아연분말 더스트 및 Sb2O3를 투입하여 이온화 경향차를 이용하여 제거함

2) 주요반응

 : CuSO4 + ZnO -> ZnSO4 + CuO ↓

 : CdSO4 + ZnO -> ZnSO4 + CuO ↓

 : CoSO4 + ZnO + Sb2O3 -> ZnSO4 + Sb3 ↓

 

5. 전해

1) 개요

: 전해액중에 아연이온을 직류로 전기분해하면 양극은 물 분해되어 산소발생과 황산이 만들어지고, 음극에 아연이 전착으로 회수한다.

 

2) 주요반응

: 음극(Cathode) : Zn++  ＋  2e- ＋ (SO4)2-  → Zn ＋ (SO4)2-  : 아연 전착 채취

: 양극(Anode)    : H₂O → 2H ＋ 1/2 O₂＋ 2e-                      : 산소와 황산 발생

 

6. 주조

: 음극판의 금속아연분리 -> 전기로(유도로)에 용융 -> 플럭스첨가하여 고순도 99.995%Zn잉고트 제조

: 아연드로스 -> 용탕표면으로 부유되어 로밖으로 배출

-> Ball Mill로 투입되어

-> 금속아연/아연드로스 분리 -> 용융 금속아연 -> 주조공장 (Launder -> 주조몰드 ->주괴

     ↓→아연드로스 -> 배소공정에 재투입

 

 

원문 From http://goddns1005.blog.me/140035459433