Çinko Metali Üretim Yöntemleri ve Tarihi Gelişimi

[Ahmet IRAK]

1730 yılında çinko izabe bilgisi Çin'den İngiltere'ye geldi ve 1739'da aşağıya doğru distilasyon tekniği ile ilgili ilk patent alındı. 1740-1743 yıllarında Bristol'de üretime başlandı. Üretim yılda 200 ton civarında idi. Proseste, cevher + odun kömürü karışımı sızdırmaz kil potalarda işleniyordu. Potanın dibi bir boru ile aşağıdaki toplama kabına bağlıydı. Gazdan yoğuşan olan metal bu kaba damlıyordu. 1758'de alınan bir patentten sonra sülfürlü cevherlerden izabik çinko üretimine başlandı.
1798'de Silesia - Wessola'da demir yüksek fırınında elde edilen çinkolu artıklar (Zincky Crust = Skafold) odun ısıtmalı bir cam fırınında İngiliz yöntemi ile işlendi. Yine 18. yüzyılın sonlarına doğru kurulan Corinthia çinko izabe fırınında ilk dikey retort uygulamasına başlandı. 19. yüzyılın başlarında geliştirilen "Belçika prosesi" reverber fırınında izabe ve potada yoğuşmayı kapsıyordu. 1836'da Stolberg'te Belçika ve Silesia fırınlarının kombinasyonu olan "Renisch" fırını yapıldı. Fırın dikey retortlar, tek kondansatör ve dışarıdan ısıtma ile çalışıyordu.
Sheffield'da 1805 yılında 100-150 °C'ye tavlanan çinkonun saç haline geleceği keşfedildi. İlk sac haddesi 1812'de Belçika-Liege'de, ilk çinko levha ise 1857'de Philadelphia'da yapıldı. Endüstriyel üretime 1866 yılında La Salle-Illinois'de Matthiessen ve Hegeler tarafından başlandı.
ABD'de ilk üretim 1835 yılında Arsenal-Washington D.C.'dedir. Amerikan hükümeti bu tesiste Belçika'lı uzmanlarca eleman yetiştirilmesini ve çinko metal ve alaşımlarının standartlaşmasını sağlamıştır. İlk ticari üretim ise Belçika prosesine göre 1850'de New Jersey'de başlamıştır. Bununla beraber 1856'da Friedensville-Pennsylvania'da Silesian prosesi ve 1860'da La Salle-Illinois'deki Belçika prosesi ile yapılan üretimler de önemli boyutlardaydı. 1850-1860 yıllarında kondensasyonun fırın üstünde pik plakalar üzerinde yapılmasını kapsayan Wetherill-American prosesi geliştirildi. 1860-1880 arasında Avrupa'da sekonder hava ısıtmalı ve gaz yakmalı fırınlar yapıldı ve ilk ısı değiştiriciler kullanıldı. Dikey mufla fırınlarındaki ilk uygulamalar 1878'de Fransa'da ve A.B.D.'de gerçekleştirildi.
Yatay retort işlemi ise ilk kez 1872'de, A.B.D.'de La Salle-Illinois'de denendi. Gaz ısıtmalı bir tünel fırında toplam 408 retort bulunuyordu. 1880'lerde sülfürlü cevherleri kavurmak ve H2SO4 üretimi için mekanik karıştırmalı muflalı fırın (Hegeler) geliştirildi. 1881'de asidik ZnSO4 çözeltisinden katodik çinko üretimi denendi ve başarısız oldu. Kavurma-Liç-Elektroliz'le çinko üretimini amaçlayan ilk tesis 1914'den sonra gerçekleştirildi. 1895'te çinko izabesinde ilk defa doğal gaz kullanıldı. 20. yüzyılın başlangıcında flotasyon devreye girdi ve 1920'lerde sfalerit'in (ZnS) selektif flotasyonu gerçekleştirildi. Birinci Dünya Savaşı çok sayıda fabrika kurulmasını teşvik etti. 1917'de sinterleyici kavurma uygulaması çinko üretimini arttırdı. 1920'den itibaren Japonya, İtalya ve Fransa'da küçük; Norveç'te Odda'da, Kanada Manitoba'da (Flin Flon) ve Almanya'da Magdeburg'ta büyük kapasiteli elektrolitik çinko tesisleri kuruldu. Dikey retort + sürekli distilasyon işlemi 1925'den sonra Almanya ve İngiltere'de uygulandı. Ancak en başarılısı A.B.D.'deki New Jersey prosesi idi.
İkinci Dünya Savaşından sonra çinko izabesinde en büyük gelişmeler kavurmada akışkan yatak ve üretimde ISP (Imperial Smelting Process 1950-1960) uygulamalarının başlamasıydı. 1960-1980 yılları arasında ise nötr liç artıklarının değerlendirilmesi konusundaki çalışmalar tamamlandı.
Günümüzün en büyük çinko cevher üreticileri Avustralya, Kanada, Çin, Peru ve ABD'dir. Avrupalı üreticiler arasında ise; Belçika'da Vieille Montagne, İrlanda'da Tara ve İsveç'te Zinkgruvan sayılabilir. Çinko metali ekstraktif metalurji yöntemleri ile elde edilir. Çinko sülfür minerali, flotasyon tekniği kullanılarak zenginleştirilir ve ardından pirometalurjik yöntemlerle kavurma işlemi uygulanarak çinko sülfürün, çinko okside kavrulması sağlanır. Çinko oksit daha sonra sülfürik asitte liç edilir ve elde edilen çözelti çinko tozu ile arındırılır. Nihayet çinko metali, bu temiz çözeltiden elektroliz yoluyla katot levhalar halinde kazanılır. Çinko katotlar ya doğrudan dökümhaneye gönderilerek ingotlar halinde dökülür ya da alüminyum ile alaşımlandırılır.
Bir diğer çinko üretim prosesi de pirometalurjik bir proses olan flaş ergitme yöntemidir, ancak bu yöntemle elde edilen çinko oksit, hidrometalurjik alternatifine göre daha düşük safiyette çinko üretimine yol açar.

[delimavi1717]

sayın ahmet bey bana Pb-Zn-Cu flotasyonu hakkında ve bunlarda kullanılan reaktifler hakkında kaç cesit reaktif kullanılır Pb-Zn bastırılıp Cu nasıl alınır beni bilgilendirirseniz sevinirim şimdiden teşekkürler