La pyrométallurgie du zinc

Jean-Louis Vignes – 2007

Droites d'Ellingham de Zn

Zn + O2 ZnOrG(T) = rG°(T) - RT.ln(pO2/p°)

rG°(T) = rH°(T°) - T.rS°(T°)

Particularités de Zn :

- tfusion = 419°C

- tébullition = 907°C

Jean-Louis Vignes – 2007

rG°(T) = rH°(T°) - T.rS°(T°)

Diagramme d'Ellingham

Pourquoi la réduction de ZnOpar C est-elle possible au-dessus

de 937°C ?

-Thermodynamique : droite CO/C souscelle de ZnO/Zn

- Cinétique : Zn formé est gazeux et ne gêne pas le contact entre particules

C

CO

ZnO

Zng

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par le carbone

- au-dessus de 937°C :

ZnO + C = Zng + CO

- au dessous de 937°C :

Zng + CO = ZnO + C

lors de son refroidissementZn se réoxyde

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par le carbone

Chauffage du four : C + O2 = CO2

CO2 oxyde Zng

Le four doit être chaufféde l'extérieur

Four à moufle

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par le carbone

Zng doit être isolé de CO le plusrapidement possible

Zn gazeux est condensé dans une pluie de Zn liquide

Four à creuset vertical

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par CO

- au-dessus de 1275°C

ZnO + CO = Zng + CO2

- au dessous de 1275°C :

Zng + CO2 = ZnO + CO

lors de son refroidissementZn se réoxyde

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par CO

Procédé Imperial smelting

- four de type haut fourneau

- permet de récupérer :- Pb- Au, Ag

- Zng est condensé dans Pbl

- chauffage interne- présence de CO2

Jean-Louis Vignes – 2007

Réduction par CO

- séparation Zn – Pb par liquation

- masse Pb = 420 fois masse Zn

- obtention de zinc d'œuvre à 98,5 %

- nécessité d'un raffinage

Jean-Louis Vignes – 2007

Raffinage

Procédé New Jersey