Zinc, partie 1 – Histoire, dépôts et production

Métaux légers Zinc, partie 1 – Histoire, dépôts et production

| Éditeur:
Nicole Kareta

Le zinc est aussi vieux que la croûte terrestre et est utilisé comme composant du laiton depuis l’Antiquité. L’histoire du zinc est racontée à partir de 1374 et est toujours d’une grande importance aujourd’hui.

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L'histoire du zinc remonte à plusieurs années aux Romains.
L’histoire du zinc remonte à plusieurs années aux Romains.

(Source: Initiative Zink)

L’importance du zinc dans l’histoire

Les Romains sous la domination de l’empereur Auguste (20 avant JC à 14 après JC) ont probablement été les premiers à faire fondre la matière première des pièces en laiton en utilisant un mélange de cuivre et de minerai de zinc sans le savoir.

Ce n’est qu’en 1374 que les Indiens ont réalisé que le zinc était un « nouveau » métal. Dans les anciens écrits hindous de cette époque, on trouve les premières descriptions des processus de production du zinc métal à partir des minerais. À la fin du 13e siècle, Marco Polo décrit la production d’oxyde de zinc en Perse. Là, l’oxyde a été utilisé pour traiter les infections oculaires. Au début du 17e siècle, des scientifiques européens comme Albertus Magnus, Georgius Agricola et Paracelsus ont également découvert la valeur du nouveau métal. Déjà en 1720, le zinc était extrait à grande échelle à Swansea, en Angleterre.

En 1743, William Champion construisit la première fonderie de zinc à Bristol d’une capacité annuelle d’environ 200 tonnes. D’autres fonderies ont été construites en Haute-Silésie et dans la région d’Aix-la-Chapelle. Après la découverte de son aptitude au laminage, le premier laminoir à zinc a été construit en Belgique en 1805. Le minerai de zinc qui y était extrait a été fondu et roulé sur place.

Les feuilles produites par le processus de laminage de paquets étaient principalement utilisées dans l’industrie du bâtiment et fonctionnaient bien pour la toiture, le drainage du toit, les composants de construction et la ferronnerie décorative. Lorsque les propriétés des matériaux ne répondaient plus aux exigences de qualité de l’Europe occidentale, le laminage à emballages qui était jusque-là bien établi a été remplacé en Allemagne au début des années 80 par de nouveaux procédés de haute technologie.

Le marché des pièces automobiles en zinc moulé sous pression est très important pour l'industrie automobile. Son importance augmentera encore plus avec une construction légère.

Malgré sa longue tradition, le métal relativement jeune est maintenant découvert pour de nouveaux domaines d’application. On le retrouve dans les produits de haute technologie ainsi que dans les télécommunications et l’aérospatiale. Comme les minerais de zinc sont abondants géologiquement et géographiquement, le zinc est considéré comme une «matière première d’avenir», offrant durabilité et recyclabilité.

Teneur en zinc naturel dans le sol – Minerais de zinc

Le zinc est présent dans la croûte terrestre avec une teneur moyenne de 70 mg / kg, ce qui correspond à une proportion de 0,007% dans la croûte terrestre. L’altération et l’érosion des roches, des sols et des sédiments par le vent et l’eau libèrent naturellement de petites quantités de zinc. Le zinc est absorbé, utilisé et excrété par les organismes vivants et les plantes. Dans l’eau, l’air et le sol, une concentration naturelle de zinc se produit de cette manière, qui peut varier considérablement selon l’emplacement et les conditions.

La blende de zinc (ZnS) est le minéral de zinc essentiel pour la production de zinc.
La blende de zinc (ZnS) est le minéral de zinc essentiel pour la production de zinc.

(Source: Initiative Zink)

Typiquement, la teneur en zinc du sol varie entre 10 et 300 mg / kg. Dans certaines régions de notre terre, le zinc est naturellement concentré jusqu’à 5 à 15% (50 000 à 150 000 mg / kg) par des processus géologiques et géochimiques naturels. La roche avec ces teneurs élevées en zinc est connue sous le nom minerai. Le minerai contient du zinc principalement sous forme de sphalérite, c’est-à-dire comme blende de zinc (ZnS), et avec la ferraille de zinc, est la matière première la plus importante pour la production de zinc.

Le minerai de zinc est souvent extrait dans des puits à ciel ouvert.
Le minerai de zinc est souvent extrait dans des puits à ciel ouvert.

(Source: Initiative Zink)

Comment le minerai devient-il une matière première pour la production de zinc?

Le minerai de zinc peut être trouvé dans de nombreuses régions de notre terre. Il est exploité, par exemple au Canada, en Afrique du Sud, en Thaïlande, au Brésil, en Australie et en Chine. Il y avait également des gisements de minerai de zinc en Allemagne, par exemple, près de Stolberg dans la Rhénanie ou à Rammelsberg dans les montagnes du Harz. Au-dessus du sol, on trouve des plantes rares dans ces zones qui poussent particulièrement bien sur les sols zincifères – comme le violet de calamine jaune, qui porte le nom de l’ancien nom du minerai de zinc « calamine ».

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Aujourd’hui, le minerai de zinc n’est plus extrait en Allemagne et les concentrations de zinc dans les gisements sont trop faibles pour une extraction rentable du zinc. La matière première pour l’extraction du zinc a donc parcouru un long chemin, par exemple, depuis l’Australie – principalement par bateau – avant d’être transformée en zinc métal en Allemagne. Le transport coûte cher et nécessite beaucoup d’énergie. Il va donc sans dire que l’objectif est de transporter le moins de matériel possible.

Près des mines dans lesquelles le minerai de zinc est extrait dans des opérations souterraines ou à ciel ouvert, certaines usines enrichissent la teneur en zinc du minerai (5 à 15%) à environ 55% dans les soi-disant concentrés. La roche séparée à faible teneur en zinc reste en place. De cette façon, moins de matériel doit être transporté, ce qui signifie que moins d’énergie est utilisée pour le transport et l’extraction de zinc est plus respectueuse de l’environnement.

Combien de temps dureront les réserves de zinc?

Les minerais de zinc sont extraits dans de nombreux pays du monde et commercialisés dans le monde entier. Les concentrés de minerai, le zinc fin, le zinc commercial et les alliages de zinc arrivent en Allemagne de diverses régions du monde.

Couverture du livre blanc: Vogel Business Media GmbH & Co.KG

La soi-disant « gamme » des réserves de zinc est une quantité dynamique. Cela dépend surtout de la demande de minerai de zinc. Si la demande et donc aussi le prix augmentent, les sociétés minières augmentent leurs activités d’exploration, c’est-à-dire l’exploitation de gisements de zinc aptes à l’extraction. Les gisements de minerai sont classés comme « exploitables » s’ils peuvent être exploités économiquement avec une technologie de pointe.

Chaque fois que l’on découvre des gisements de minerai qui devraient durer environ 20 ans, les activités d’exploration sont freinées jusqu’à ce que la demande et les prix augmentent à nouveau. En conséquence, les réserves prouvées de zinc devraient durer environ 20 ans depuis les années 60 du siècle précédent. Les gisements (ressources) de zinc dont on sait aujourd’hui qu’ils sont vraisemblablement exploitables assureront une période beaucoup plus longue d’approvisionnement sûr en zinc. La fin de l’exploitation du minerai de zinc n’est pas prévisible.

Exploitation minière urbaine

En dehors des gisements de zinc naturel, appelés mines urbaines deviennent de plus en plus importants. Le terme fait référence au zinc, qui est utilisé aujourd’hui comme matériau de toiture, feuille de façade ou couche galvanisée sur l’acier et est disponible pour le recyclage après plusieurs décennies. Le recyclage du zinc est une utilisation efficace des ressources et donc un complément important à l’extraction du zinc des minerais. Chaque année, plus de quatre millions de tonnes de zinc sont extraites de ces matières premières dites secondaires.

Qui arrivera à la 1ère place?

L’extraction du zinc des minerais

Le minéral le plus important pour la production de zinc est ce qu’on appelle la blende de zinc (ZnS). Cela signifie qu’en dehors du zinc, le concentré contient environ 20% de soufre. De plus, les concentrés de zinc contiennent toujours du fer, du plomb et de l’argent dans des proportions variables, car ces éléments se retrouvent souvent ensemble dans les minerais.

Le défi n’est pas réellement d’extraire le zinc mais de séparer les éléments d’accompagnement de telle manière qu’ils puissent être utilisés comme sous-produits. Tout d’abord, le concentré est chauffé à plus de 900 ° C de sorte que le ZnS réagit pour former du ZnO – l’expert appelle cela grillage. Dans le même temps, le soufre se combine avec l’oxygène pour former du dioxyde de soufre gazeux (SO2). L’acide sulfurique est extrait du dioxyde de soufre dans des usines spéciales – un sous-produit important de l’extraction du zinc. L’acide sulfurique est nécessaire, par exemple, pour la production d’engrais.

Le zinc a un point de fusion bas (419,53 ° C).
Le zinc a un point de fusion bas (419,53 ° C).

(Source: Initiative Zink)

Récupération hydrométallurgique du zinc

En Allemagne, le zinc est extrait dans le soi-disant procédé hydrométallurgique. Cela implique la dissolution de la teneur en zinc du concentré torréfié dans de l’acide sulfurique. Le fer, le plomb et l’argent restent. Ces composants non dissous peuvent être vendus à d’autres sociétés où le plomb et l’argent sont récupérés. Un autre sous-produit de l’extraction du zinc peut être l’indium, par exemple, qui se produit également comme sous-élément dans les minerais de zinc.

Le zinc dissous dans l’acide est transporté par pipeline jusqu’à l’électrolyse, où le zinc métallique est déposé sur des tôles de haute pureté en raison de ses propriétés électriques. Plus de 90% du zinc produit dans le monde est désormais obtenu par des méthodes hydrométallurgiques.

À propos d’Initiative Zink

(Source: Initiative Zink)

Cet article provient d’Initiative Zink. L’Initiative ZINK basée en Allemagne est le contact des autorités, des utilisateurs, de la presse et des particuliers pour toutes les questions relatives au zinc. Il regroupe les fabricants de zinc, d’alliages de zinc et de produits semi-finis à base de zinc, les fabricants et transformateurs de composés du zinc et les recycleurs de zinc, appartient au réseau de l’Association générale de l’industrie des métaux non ferreux (WVMetalle / GDB e. V. ) et travaille en étroite collaboration avec les associations et institutions nationales et internationales.

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