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Capýtulo 12:

 Proceso Imperial Smelting y la electrólisis

Los métodos tradicionales empleados en la obtención de zinc a partir de óxido Waelz son principalmente dos: el proceso Imperial Smelting y la electrólisis.

-El primero de ellos es un proceso pirometalúrgico en el cual se obtiene zinc metálico en una retorta vertical a partir de briquetas hechas de óxido Waelz u otros concentrados de zinc sinterizado y carbón calentadas hasta más 900º C.

-En el segundo, el óxido Waelz, junto con el óxido de zinc empleado habitualmente, se introduce en la etapa de lixiviación del proceso electrolítico con el fin de obtener una lejía electrolítica a partir de la cual se pueda obtener el zinc metálico.

Estos dos tipos de procesos suelen usar como materia prima óxido de zinc sinterizado, conteniendo 50-60% de zinc, obtenido a través de rotación de menas de zinc en forma de blenda de zinc o esfalerita (ZnS) en lecho fluidizado a una temperatura superior a 800º C. Los limites admisibles de cloro y flúor contenidos en la materia prima quedan estrictamente limitados en ambos tipos de procesos ya que los halógenos poseen una capacidad de corrosión muy fuerte frente a una amplia gama de materiales tales como platino, níquel, hierro, acero, ladrillos refractarios, etc. a temperaturas elevadas.

También aparecen corrosiones graves de cátodo y ánodo, así como conglomeración del cátodo durante proceso de electrólisis a temperatura baja. Por eso, las concentraciones de cloro y flúor dentro del electrolito deben quedar limitadas a máximos de 100 mg/l de cloro y 10 mg/l de flúor, respectivamente, para evitar la aparición de problemas. Como las concentraciones de fluoruros y cloruros en el óxido Waelz son elevadas, es preciso someter a este concentrado de zinc a una doble etapa de lixiviación con bicarbonato sódico, de manera que se obtiene un producto denominado óxido Waelz doblemente lixiviado (Double leached Waelz Oxide-DLWO) con menores concentraciones de cloruros y fluoruros.

De todas formas, en los procesos implantados industrialmente en la actualidad, el óxido Waelz, u otro concentrado de zinc similar, únicamente representa una pequeña parte de la alimentación.

Los procesos pirometalúrgicos en general suponen inversiones más caras que los hidrometalúrgicos y, por contra, presentan un mayor recuperación de los metales no ferrosos.

El proceso más económico es el hidrometalúrgico. En este sentido, la purificación por extracción con disolventes puede presentarse como una solución alternativa a la purificación por vía química y ser aplicable en procesos de esta naturaleza de forma técnicamente viable y económicamente rentable.

El proceso de Zincex Modificado usa tres circuitos cerrados para la producción de zinc ultra puro. El primer ciclo (acuosa impura) combina la lixiviación ácida de la materia prima, cuando la materia prima considerada es un sólido, la neutralización, seguida de la extracción de zinc disuelto mediante un disolvente orgánico ácido, y el reciclado del ácido, que se produce en la fase acuosa durante la extracción de zinc, a la etapa de lixiviación.

El segundo ciclo es un ciclo orgánico, con transporte de zinc desde la extracción hasta la reextracción a través de una etapa de lavado y con transporte del ácido en dirección opuesta.

El tercer ciclo es la combinación de las etapas de reextracción y obtención del producto final, como puede ser la etapa de electrólisis, usando la acidez generada en la electrólisis, para reextraer el zinc de la fase orgánica, proceso en el cual cada ciclo está equipado con sus propias barreras de purificación. En vista del hecho de que este proceso está dirigido a las etapas de purificación y no está suficientemente enfocado a la materia prima, los residuos que genera son posiblemente contaminantes y no se disuelven las ferritas, este proceso aún no presenta aplicabilidad industrial.

En los procesos hidrometalúrgicos, lo deseable es disolver y recuperar la mayor cantidad de Zn, lo cual conlleva disolver el zinc tanto en forma de óxido como en forma de ferritas según el grado de ataque y proceso utilizado; lo que obliga a disolver el Fe.

Tabla 2

Alternativas actuales para el manejo de hornos eléctricos de arco (aceros al carbono)

AlternativaVariantesLocalizaciónComentarios
DepósitoSin tratamiento.En siderurgia; en terceros.La legislación ambiental tiende a prohibirlo.
Con tratamiento de insolubilización de metales pesados.En siderurgia; en terceros.Legalmente se trata como depósito de sustancia no peligrosa. Tecnología Super Detox y otras.
RecicladoEn el mismo horno eléctrico de arco.En siderurgiaPara subir el porcentaje de zinc y venderlo a productores.
Para obtención de óxido de zinc.En terceros independientes o productores de zinc u óxido de zinc.Compite con la minería del zinc. Waelz es el proceso dominante, pero hay otros (Mitsui Furnace, Flame Reactor, proceso electrotérmico, Scan Arc).
Para la obtención de arrabio y óxido de zinc.En empresas de reciclados perteneciente a un grupo siderúrgico.Proceso PRIMUS.

Todos los procesos que se utilizan en la actualidad tienen como características comunes las siguientes:

-Altos costes de inversión.

-Los precios de los metales sufren deducciones considerables.

-Los gastos de fusión son apreciables.

La conjunción de estas circunstancias hace que el valor final a recibir por el productor de óxidos, sea lo suficientemente exiguo, como para que los “polvos de acería” únicamente sean tratados al recibirlos gratuitamente e incluso siendo primado su beneficio.

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