Цинковая руда. Цинковые руды Что является рудой цинка

Чисто цинковые руды практически неизвестны: всегда они комплексны, прежде всего по присутствию свинца и меди, Свинцово-цинковые и медно-цинковые руды с равной справед ливостью можноназвать цинково-свинцовымилибо цинково-медными; однако это не принято, хотя цинка почти всегда больше, чем другого сопутствующего металла.

Руды бывают сульфидные и окисленные, последние восновном уже выработаны и не имеют существенного значения для современной металлургии. Поэтому отметим только наиболеечасто встречаемые в них рудные : - ZnCO 3 и H 2 Zn2SiО 2 .

В сульфидных рудах представлен преимущественно сфалеритом, содержащим до 26% изоморфной примеси железа (марматит), до 2,5% кадмия и небольшие количества галлия, германия, индия, таллия, золота, серебра, а также олова, свинца и никеля. Вуртцит, будучи неустойчивым, встречается реже, всегда совместно со сфалеритом. В нем изоморфного железа меньше (до 8%), кадмия редко более 1%; примесь германия обычна, а галлия - менее характерна.

В виде галенита PbS - наиболее типичный спутник цинка. Этому минералу свойственны включения до 1 % серебра в виде сульфидов и твердого раствора AgBiS 2 , часть серы изоморфно замещается селеном. Анализ галенита из разных месторождений показывает присутствие до 0,1% серебра. встречается реже, но иногда его более 1,5%, селена бывает до 1,3%, теллура, как правило, очень мало.

Сопутствует свинцу и цинку главным образом в халькопирите, который всегда сопровождается пиритом, иногда арсенопиритом. Сам часто содержит до 2,7% мышьяка, а также примеси сурьмы, меди, золота и серебра.

Сульфидные свинцово-цинково-медные руды залегают среди карбонатных или силикатных пород, в первых преобладают известняк и , во вторых - алюминия, железа, кальция и кварциты.

Помимо показанных здесь основных металлов значительную ценность представляют сопутствующие благородные, младшие и рассеянные элементы. , и в большинстве изоморфны с цинковой обманкой, и - с галенитом, а преимущественно с сульфидами железа и меди.

Рассеянные элементы имеют малое число редко встречаемых собственных минералов, попутное извлечение с цинком и свинцом - основной источник их получения.

В XVII-XVIII вв., когда чистым цинком еще не пользовались, свинцовые руды считали серебряными, а выплавляли из них как побочный продукт.

В наше время необходимость комплексного использования и сложность состава руд обусловили широкое применение флотационного обогащения, которое состоит из ряда циклов. Сначала выделяют свинцово-медный коллективный концентрат, затем последовательно - цинковый и пиритный; первый далее разделяют флотацией на медный и свинцовый. Пиритный концентрат получают для производства серной кислоты или извлечения золота и серебра, ассоциированных с пиритом. Иногда выгоднее прямая селективная , когда, пользуясь разными флотореагентами, из пульпы последовательно получают свинцовый, медный, цинковый и пиритный концентраты.

Меди и свинца флотируются легче, чем и , они поднимаются в пену действием небольших количеств ксантогената (собиратель). При повторной флотации медные депрессируют цианидом натрия, а в пену поднимают . Реагируя с поверхностью минералов меди, CN — образуют на них сорбционные слои комплексных цианидов, не воспринимающие собиратель, в время как с галенитом этого не происходит, и он сохраняет флотируемость.

Для разделения сфалерита и пирита флотацию ведут в щелочной среде в присутствии извести. Флотируемость пирита этим подавляется, а активируют добавками медного купороса.

В табл . приведен пример результатов обогащения полиметаллической руды, из которого видно, что основная масса благородных металлов распределена между медным и свинцовым концентратами; часть золота и серебра ассоциирована с пиритом, что и вызывает в данном случае необходимость его выделения. Если медный концентрат при флотации не получают, обычно переходят в медно-свинцо-

Таблица. Пример результатов флотационного обогащения полиметаллической руды

вый,и сравнительно мало в цинковый концентра. Характерен также преимущественный переход висмута в свинцовые и кад-

мия в цинковые концентраты, что очень существенно для попут дюго извлечения младших металлов.

Другой пример (табл. 2) показывает распределение пря флотации кадмия и рассеянных элементов.

Таблица 2. Распределение кадмия и рассеянных элементов между продуктами обогащения свинцово-цинковых руд, % (по М. А. Виноградовой)

В добыче цинковой руды редко используется закрытый (подземный) способ добычи полезных ископаемых , по причине низкой рентабельности. Цинковые руды, в большинстве случаев, добывают открытым (карьерным способом). Сегодня, это наиболее распространенный и доступный метод. Но, потребность и количество потребления металла цинк растет и способствует развитию современных методов разработки морских и океанических месторождений.

Самыми крупными мировыми государствами, где добывают цинк, являются:

• Россия;
• Австралия;
• Казахстан.

Казахстан занимает 4 место в мире по добыче цинковой руды и производству цинка. На территории республики геологами обнаружено более 16 крупных месторождений.

Добыча цинка в Казахстане – перспективное инвестиционное вложение, ведь природные ресурсы государства насчитывают еще множество богатых неразработанных месторождений.

Как производят цинк

Цинк – третий цветной металл по производству и потреблению в мире. Цинк находит свое применение во многих производственных областях и делает выгодным вложение в добычу цинковой руды. Поэтому вопрос где и как добывают цинк, занимает значимую роль в металлургической промышленности.

В чистом виде, цинк в природе не встречается. Его получают из минералов - цинкита, виллемита, каламина, смитсонита и других, но чаще всего используется сфалерит, в основе которого лежит сульфид цинка.

Для получения металлического цинка вся добытая цинковая руда проходит несколько этапов обработки:

• Обогащение и концентрация на фабрике при добывающем предприятии с использованием методов флотации, седиментации или гравитационного способа.
• Процесс обжига до образования оксидов.
• Обработка оксидов электролитическим способом или при плавке с коксом.

Свинца и 60 цинка. Основное промышленное значение имеют сульфиды, в меньшей степени сульфосоли и карбонаты свинца и цинка. Главный сульфид свинца — галенит (86,6% Pb) и цинка — сфалерит (67% Zn). Окисленные руды, имеющие гораздо меньшее значение, сложены свинца (церуссит), свинца (англезит), карбонатом цинка (смитсонит) и силикатом цинка (каламин). В рудах содержатся сера , иногда медь и барит .

Попутные компоненты, повышающие ценность руд, — медь, серебро , золото , кадмий , висмут , сурьма , селен , теллур , иногда индий , таллий и германий . Количественные соотношения содержаний свинца и цинка в рудах месторождений разных типов колеблются в широких пределах вплоть до появления собственно цинковых, реже чисто свинцовых руд . Обычные содержания свинца в рудах 1-2%, цинка 2-4%. По содержанию основном компонентов свинцово-цинковые руды подразделяются на богатые (суммарное содержание свинца и цинка более 7%), рядовые (от 4 до 7%) и бедные (2-4%). Месторождения с запасами менее 0,5 млн. т суммы металлов обычно считаются мелкими, с запасами 0,5-2 млн. т — средними, 2-10 млн. т — крупными и более 10 млн. т — уникальными.

По условиям образования свинцово-цинковые руды подразделяются на экзогенно-эндогенные и эндогенные. В первом случае рудоносные растворы поступают снизу по проницаемым зонам горных пород , просачиваются на морское дно, где преимущественно и происходит рудоотложение и последующее эпигенетическое преобразование руд. Во втором случае растворы минерализуют вмещающие породы под экранирующей покрышкой перекрывающих отложений. К экзогенно-эндогенным (полигенным) относятся полиметаллически-колчеданные (колчеданно-полиметаллические) месторождения, встречающиеся как среди осадочно-вулканогенных, так и терригенно-флишоидных отложений и представленные пластообразными залежами массивных, слоистых и полосчатых руд. Экзогенно-эндогенными по своему происхождению являются и стратиформные залежи прожилково-вкрапленных свинцово-цинковых руд в известково-доломитовых толщах, с незначительным количеством пирита и обилием барита. К эндогенным принадлежат жильные и неправильной формы рудные тела с прожилково-вкрапленной и брекчиевой текстурами руд, приуроченные к карбонатным породам , иногда содержащим скарны . Обладают массивной и прожилково-вкрапленной текстурами и часто локализованы в контактах гранитоидов и известняков . Полиметаллически-колчеданные месторождения обычно представлены крупными объектами с богатыми рудами; пластообразные залежи руд в известково-доломитовых толщах также являются крупными объектами, но обычно с рядовыми и бедными рудами. Жилы и неправильные залежи в карбонатных породах невелики по масштабам, но нередко содержат богатые руды.

Обогащение свинцово-цинковых руд см. в ст. Свинцово-цинковая промышленность.

Среди геолого-промышленных типов свинцово-цинковых месторождений наибольшее экономические значение имеют стратиформные прожилково-вкрапленные в известково-доломитовых толщах (более 40% суммарных запасов свинца и 30% цинка капиталистических и развивающихся стран) и полиметаллически-колчеданные в терригенных породах (более 30% свинца и цинка). Меньшее значение имеют полиметаллически-колчеданные в осадочно-вулканогенных породах (около 10% запасов свинца и 15% цинка капиталистических и развивающихся стран, но играют важную роль в CCCP), жильные — 5-10% свинца и цинка и неправильные залежи в карбонатных породах — 5% этих металлов.

Основные месторождения руд свинца и цинка образовывались во все периоды развития земной коры . В начале протерозойской эры возникли полиметаллически-колчеданные месторождения в терригенных и осадочно-вулканогенных породах, в позднем протерозое началось формирование стратиформных месторождений , локализованных в известково-доломитовых породах; главная масса жил и неправильных залежей в карбонатных породах, вероятно, была сформирована в палеозойскую и мезозойскую эры (карта).

Свинцово-цинковые месторождения концентрируются в различных участках . Докембрийские полиметаллически-колчеданные месторождения осадочно-вулканогенных формаций развивались на щитах древних платформ , где локализовались в эпикратонных геосинклиналях раннего протерозоя (месторождения Фалун в Швеции , Брокен-Хилл в Австралии) и в авлакогенах рифея (месторождения Салливан в Канаде , Маунт-Айза в ). Докембрийские полиметаллически-колчеданные месторождения терригенных толщ отмечаются в терригенных эвгеосинклиналях позднего протерозоя (месторождения Северного Прибайкалья в CCCP), а свинцово-цинковые карбонатных формаций — в позднепротерозойских миогеосинклинальных прогибах и прото-платформённых чехлах (месторождения Прибайкалья и юго-восточной Якутии в ). Фанерозойские свинцово-цинковые месторождения на площади материков распределены неравномерно и, за исключением свинцово-цинковых месторождений карбонатных толщ, не встречаются в пределах чехлов древних платформ. Большинство их приурочено к участкам геосинклинальных складчатых поясов, где развиваются вторичные геосинклинальные системы со срединными массивами , обрамлённые жёсткими рамами — массивами ранней платформенной консолидации.

Фанерозойские полиметаллически-колчеданные месторождения осадочно-вулканогенных формаций размещаются во вторичных геосинклиналях (месторождения Брансуик в , Уэльва в Испании , Рудного Алтая , юго-западный Гиссар в CCCP). Лишь некоторые из них развиваются в горные породы, вмещающие интрузивные тела, и сопровождаются при этом железомарганцевой минерализацией (месторождения Ред-Розбери в Австралии , месторождения Центрального , Западного Забайкалья в CCCP). Полиметаллически-колчеданные месторождения терригенных формаций располагаются в терригенных эвгеосинклиналях (месторождения Карлота на Кубе , Мегген в

Основной способ добычи свинцово-цинковых руд — подземный. В развитых капиталистических странах этим способом добывается около 80% руд. Однако на многих месторождениях верхние горизонты месторождений разрабатываются открытым способом. В некоторых странах (например, в Канаде и Перу) доля открытой добычи достигает 60%. Годовая производительность наиболее крупных свинцово-цинковых горных предприятий достигает 3-4 млн. т руды в год.

Запасы свинца в капиталистических и развивающихся странах в начале 1985 составили 180 млн. т, в т.ч. доказанные около 112 млн. т, а производство свинца в 1985 (в концентратах) — 2,42 млн. т. Общие запасы цинка в этих странах на этот же период достигли около 300 млн. т, а доказанные составили около 270 млн. т. В 1985 было получено рекордное количество цинка в концентратах (более 5,0 млн. т). Основные запасы руд свинца (в пересчёте на металл) этих стран сосредоточены в США (46,7 млн. т общих и 27 млн. т доказанных запасов), Австралии (33,8 и 28 млн. т) и Канаде (29,8 и 17 млн. т), менее значительные в , Иране , Мексике, Испании, Индии , Перу и ФРГ. Почти в обратном порядке распределяются запасы руд цинка (в пересчёте на металл): Канада (60 и 56 млн. т), США (55 и 53 млн. т) и Австралия (54,7 и 49 млн. т). Существенно меньшие запасы

См. Цинкит … Энциклопедический словарь Ф.А. Брокгауза и И.А. Ефрона

Вторичная цинковая руда, состоящая в основном из каламина и смитсонита. Характерна для зоны окисления цинковых м ний в карбонатных п. Геологический словарь: в 2 х томах. М.: Недра. Под редакцией К. Н. Паффенгольца и др.. 1978 … Геологическая энциклопедия

У этого термина существуют и другие значения, см. Руда (значения). Железная руда (полосчатая железорудная формация) … Википедия

В древние времена было замечено, что свойства меди зависят от места, где добывалась руда. В конце концов изменения свойств были связаны с примесями, которые изменяли свойства металла. Фактически получалась не медь, а сплав с медью. Считается, что … Энциклопедия Кольера

Железная руда - (Ironstone) Определение железной руды, месторождения и запасы железной руды Информация о полезном ископаемом железная руда, месторождения и запасы железной руды, добыча руды Содержание Содержание Железные руды Общие Химический состав железных руд … Энциклопедия инвестора

- (a. zinc lead industry; н. Blei Zink Industrie; ф. industrie du plomb et du zinc; и. industrie de plomo y cinc) подотрасль цветной металлургии, объединяющая предприятия по добыче, переработке свинцово цинковых руд, получению металлич.… … Геологическая энциклопедия

Руда вид полезных ископаемых, природное минеральное образование, содержащее соединения полезных компонентов (минералов, металлов) в концентрациях, делающих извлечение этих минералов экономически целесообразным. Экономическая целесообразность… … Википедия

- (Sullivan) одно из крупнейших колчеданно полиметаллич. м ний в мире, расположено в Kанаде, в пров. Брит. Kолумбия, близ г. Kимберли. Oткрыто в 1892 старателями. Pазрабатывается c 1900. Cложено верхнепротерозойской дислоцированной толщей… … Геологическая энциклопедия

- (от греч. kadmeia, kadmia, лат. cadmia). Руда, состоящая из кремнезема, цинковой окиси и воды; названа по имени Кадмеи, цитадели города Фив в Беотии, около которого находили в древности этот минерал; из него преимущ. добывается цинк. Словарь… …

Красная цинковая руда, минерал гексагональной системы кроваво и гиацинтово красного цвета. Словарь иностранных слов, вошедших в состав русского языка. Чудинов А.Н., 1910. цинкит (нем. zinklt) красная цинковая руда минерал, окись цинка, часто с… … Словарь иностранных слов русского языка

Я; м. [лат. cadmium из греч. kadmeia цинковая руда] 1. Химический элемент (Cd), серебристо белый мягкий, тягучий металл, содержащийся в цинковых рудах (входит в состав многих легкоплавких сплавов, используется в атомной промышленности). 2.… … Энциклопедический словарь

Содержание статьи

ЦИНКОВАЯ ПРОМЫШЛЕННОСТЬ. В древние времена было замечено, что свойства меди зависят от места, где добывалась руда. В конце концов изменения свойств были связаны с примесями, которые изменяли свойства металла. Фактически получалась не медь, а сплав с медью. Считается, что таким способом арсенид меди был впервые изготовлен в Египте, медно-никелевый сплав и коппертин (бронза) – в Германии, а медно-цинковый сплав (латунь) – в Индии. Лишь латунь, производившаяся задолго до цинка, выплавлялась из цинковых полиметаллических руд; это не вызывает удивления, поскольку цинк не существует в природе в виде чистого металла, а цинковые руды нельзя расплавить методами, пригодными для меди или свинца. Цинк плавится при сравнительно низкой температуре (419° С), однако руда восстанавливается до металла при значительно более высокой температуре, при которой цинк испаряется и должен быть далее сконденсирован. О таких процессах первобытные металлурги не имели представления.

Цинковые руды.

Хотя металлический цинк впервые был получен из каламина, являющегося по существу карбонатом цинка ZnCO 3 , этот металл теперь почти всегда получают из сульфидных руд, содержащих некоторое количество свинца и часто серебро. Наиболее важные из этих руд – цинковая обманка (сфалерит) и марматит. Цинковые руды добываются в США, Канаде, Мексике, Австралии, Южной Америке, на юге центральной Африки, в России, Казахстане, Японии и других странах. Хотя руды обычно перерабатываются в металл в тех странах, где добываются, некоторые страны, особенно Бельгия, ввозят большие количества концентратов для внутреннего производства. США и Япония, будучи главными производителями цинковой руды, одновременно являются и ее крупными импортерами. Руды обогащаются либо селективным флотационным, либо мокрым гравитационным методами. Первый из отмеченных методов более важен, так как позволяет отделить цинк от свинца, а также от пустой породы.

Выплавка и очистка.

Выплавка и очистка выполняются двумя главными способами – термическим и электролитическим. В любом случае первой стадией процесса является обжиг измельченной и обогащенной сульфидной руды в печах с кипящим слоем, в результате которого образуется оксид цинка и выделяется сернистый газ

2ZnS + 3O 2 ® 2ZnO + 2SO 2

С помощью электролитического и термического методов получают примерно половину всего производимого цинка.

Термический метод.

По термическому методу концентрат оксида цинка, остающийся после обжига руды, часто смешивают с порошкообразным углем в цилиндрических ретортах, изготовленных из огнеупорной глины, которые вводят в печь в горизонтальном положении. Для восстановления цинка углем из оксида требуется температура от 1200 до 1300° С, а поскольку температура кипения металлического цинка составляет 907° С, он испаряется сразу же после восстановления ZnO + C ® Zn + CO. Этот метод, усовершенствованный позднее, применяли с первых лет коммерческого производства цинка; он известен под названием «процесс в горизонтальных ретортах». Альтернативный термический процесс был разработан так, чтобы обеспечить непрерывную подачу материала сверху в вертикальную реторту, изготовленную из карборунда; продукт реакции отводится со дна реторты. Этот процесс, названный процессом в вертикальной реторте, был разработан фирмой «Нью-Джерси цинк компани» в конце 1920-х годов. Посредством фракционной дистилляции цинка, произведенного таким способом, получают металл чистотой 99,99%. Процесс в вертикальной реторте высокоэффективен и обеспечивает большую производительность, чем процесс в горизонтальной реторте. В некоторых печах сернистый газ улавливается для производства побочного продукта – серной кислоты; из печей другого типа, расположенных главным образом в малонаселенных безлесных областях, он выбрасывается в атмосферу.

Электролитический метод.

Электролитический метод выплавки и очистки цинка запущен в производство в штате Монтана и Канаде в период Первой мировой войны. В этом процессе обожженный цинковый концентрат обрабатывают серной кислотой, чтобы перевести окись цинка в сульфатный раствор. Присутствующие в концентрате примеси тоже растворяются и должны быть удалены из раствора до его электролиза. Цинк, получаемый электролитическим методом, имеет высокую степень чистоты.

Литой цинк.

Конечным продуктом выплавки и очистки является литой цинк. Цинк отливается в пластины массой около 25 кг. Содержание цинка в этих пластинах может варьировать от примерно 98% до почти 100%. Производство литого цинка классифицируется как первичное или вторичное в зависимости от того, что служит его источником – руда или лом. На рынок поступает литой цинк следующих сортов: особо высококачественный (выше 99,99% Zn), высококачественный, сортовой, промежуточный, латунный специальный и прайм-вестерн (98,4%). Сорта указывают количество присутствующих примесей; вид применения цинка определяет выбор его сорта.

Ломовый и вторичный цинк.

Выплавка и очистка цинка могут также включать стадию переплавки цинкового лома. Переплавка производится как в рудных печах, так и в печах, специально предназначенных для обработки лома. Существуют два вида лома – новый и старый. Основная часть лома представляет собой «новый лом», состоящий из побочных продуктов технологических операций цинкования, получения слитков латуни и изготовления гипосульфита натрия. Другой вид, «старый лом», состоит главным образом из гравировальных пластин, старых кокильных отливок и других отслуживших изделий, содержащих значительные количества цинковых сплавов.