San Juan de Nieva

Las materias primas para el proceso de fabricación de zinc electrolítico son, generalmente, concentrados de zinc obtenidos por flotación de minerales sulfurados. El zinc está presente en la naturaleza mayoritariamente como sulfuro de zinc, aunque también es posible encontrar zonas en las que la presencia de óxidos, carbonatos y silicatos es significativa. Las mayores áreas mineras de zinc del mundo se encuentran en América Latina, Norte América, Australia y China. La composición de los concentrados de zinc varía de manera significativa de unas zonas a otras, ya que está determinada por la mineralogía del mineral de partida, y afecta de manera importante al proceso productivo.

Como materia prima secundaria pueden tratarse óxidos Waelz procedentes de la recuperación de los polvos de acería, participando así en el reciclaje de residuos de zinc. Actualmente el consumo de óxidos Waelz supone un 10 % del total materias primas tratadas en la fábrica de San Juan de Nieva. En la fábrica de San Juan de Nieva, también tratamos la calcine (óxido de zinc impuro) obtenida en la fábrica que Asturiana de Zinc opera en Hinojedo (Cantabria).

La recepción de las materias primas se realiza mayoritariamente por barco, a través del muelle de San Juan de Nieva situado en el puerto de Avilés. Los concentrados recibidos en el muelle se transportan a la fábrica a través de una cinta, aprovechando la proximidad del puerto con la fábrica.

La capacidad de almacenamiento de San Juan de Nieva es superior a 375 000 t de concentrados.

La tostación de los concentrados de zinc se realiza en cuatro hornos, del tipo denominado lecho fluido, con diferentes capacidades de producción.

En esta etapa el sulfuro de zinc (ZnS) se transforma en óxido de zinc (ZnO) y en dióxido de azufre (SO2). El oxígeno necesario para la reacción es proporcionado por el aire que se introduce por la parte inferior del horno. La reacción que tiene lugar es exotérmica, alcanzándose temperaturas de aproximadamente 950 ºC en el interior del horno. El calor de la reacción se aprovecha para la generación de vapor que se utiliza para la producción de energía en dos turbogeneradores y para el calentamiento necesario en otras etapas del proceso. De esta forma se consigue una reducción del consumo de energía y un eficiente aprovechamiento energético.

El sólido obtenido en el horno de tostación es un óxido de zinc impuro, denominado calcine, que se envía a la etapa de lixiviación. La corriente gaseosa, rica en dióxido de azufre, se utiliza para fabricar ácido sulfúrico concentrado, por el método de doble contacto.

La calcine, obtenida en la etapa de tostación, se lixivia utilizando ácido sulfúrico diluido procedente de electrolisis (ácido de retorno), para disolver el zinc y obtener una disolución de sulfato de zinc (ZnSO4).

El proceso de lixiviación tiene lugar en dos etapas: lixiviación neutra y lixiviación ácida, en las que además del zinc se disuelven otros elementos contenidos en la calcine. La primera de dichas etapas, la lixiviación neutra, es una lixiviación débil, en la que se obtiene la disolución de sulfato de zinc que pasa a la etapa de Purificación. Los sólidos no lixiviados se someten a un proceso de lixiviación más enérgico (lixiviación ácida), ya que contienen todavía zinc y otros metales valiosos, como plomo y plata. En la lixiviación ácida, se recupera la mayor parte del zinc y, además, se obtiene un sólido rico en plomo y plata, que es tratado posteriormente mediante flotación para recuperar estos metales.

El hierro disuelto en el proceso de Lixiviación se precipita en forma de jarosita y se transforma posteriormente mediante el proceso jarofix en un residuo no peligroso, inertizado y estabilizado que constituye el residuo final del proceso.

La disolución de sulfato de zinc procedente de la etapa de lixiviación débil, se trata con polvo de zinc, en dos etapas, para eliminar por cementación otros metales disueltos, como cobre, cadmio, cobalto y níquel, que pueden recuperarse como productos.

La disolución de sulfato de zinc purificada se descompone por acción de la corriente eléctrica aplicada a través de los electrodos (ánodo y cátodo). El zinc metálico se deposita sobre el cátodo de aluminio y los iones sulfato se combinan con hidrógeno para formar ácido sulfúrico, llamado ácido de retorno, que se reutiliza en la etapa de lixiviación.

Las láminas de zinc producidas por electrolisis se funden en hornos eléctricos de inducción. Una vez fundido el zinc, se envía a las máquinas de colada con el objeto de producir las diversas formas comerciales de zinc y aleaciones de zinc que requiere el mercado.