Pirometalurgia do Zinco

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Pirometalurgia do Zinco
Extração do Zinco
Uma imagem microscópica óptica de 150µm de fração de tamanho mostrando a presença 
de Hem = Hematita, Zn = minerais de óxido de Zn, óxido de Fe = minerais de óxido de Fe no 
minério
https://www.nature.com/articles/s41598-021-81141-7/figures/1
Principais usos do Zinco
Extração de Zinco
A fundição de zinco é o processo de conversão de minérios de zinco em 
zinco puro. A fundição de zinco tem sido historicamente mais difícil do que a 
fundição de outros metais, por exemplo, ferro, porque, em contraste, o zinco 
tem um baixo ponto de ebulição. Existem dois métodos de fundição de zinco: 
o processo pirometalúrgico e o processo de hidrometalurgia ; ambos os 
métodos ainda são usados. Ambos os processos compartilham a mesma 
primeira etapa: torrefação. 
O minério de zinco normalmente usado tanto em pirometalúrgica quanto em 
hidrometalurgia é o sulfeto ZnS, blenda ou esfalerita, normalmente 
concentrado por flotação.
https://chem.libretexts.org/Courses/University_of_Missouri/MU%3A__1330H_(Keller)/23%3A_Metals_and_Metallurgy/23.4%3A_Electrometallurgy
Extração de Zinco
A extração de zinco divide-se em dois grupos, Pirometalurgia e 
Hidrometalurgia.
PIROMETALURGIA
● Métodos diferentes usando 
diferentes equipamentos como 
retortas horizontais, retortas 
verticais, alto-forno fechado e forno 
elétrico.
HIDROMETALURGIA
● Inclui zinco convencional/ pressão/ 
lixiviação ácida a quente + jarosita/ 
goethita/ precipitação de hematita + 
eletro extração de zinco. 
O ferro é a principal inclusão do concentrado de zinco. Qualquer que seja a abordagem, é 
preferível um alto teor de ferro em menos quantidade de escória com fácil separação e 
menos perda de zinco.
Principais Diferenças no Processo
CONCENTRADO 
DE ZINCO
TORREFAÇÃO TORREFAÇÃO
CONCENTRADO 
TORRADO
GASES E 
POEIRA
CONCENTRADO 
TORRADO
GASES E 
POEIRA
GASES*PÓGASES*
PÓ LIXIVIAÇÃO
RESÍDUO DE 
LIXIVIAÇÃOº
PLACAS DE 
ZINCO****
PÓ DE 
RETORTA***
RESÍDUO DE 
RETORTA**
SOLUÇÃO DE 
SULFATO DE ZINCOºº
DESTILAÇÃO
ZINCO PARA O 
MERCADO
ELETRÓLISE
ELETRÓLISECÁTODO DE ZINCOººº
LAJE DE ZINCO
PIROMETALURGIA HIDROMETALURGIA
Principais Diferenças no Processo
* Para fabricação de H2SO4
** Retratamento de resíduos para zinco
*** Recuperação de cádmio
**** Refino
º Para retratamento
ºº Remoção de Fe, Cu, Cd, Sb
ººº Fusão de zinco catódico
Extração de Zinco
 
PIROMETALURGIA 
DO ZINCO
Na pirometalurgia, a 
rota horizontal e 
vertical foi 
abandonada devido 
ao seu alto consumo 
de energia, baixa 
taxa de recuperação 
e poluição ambiental.
À ustulação faz parte da 
pirometalurgia, onde o 
concentrado de zinco será 
submetido à injeção de 
oxigênio.
A reação entre 
oxigênio e zinco 
ocorre em 
aproximadamente 
650 °C a 900ºC no 
forno ustulador.
Processo Piro-Hidro-Eletrometalúrgico
Em linhas gerais, o processo de extração do zinco consiste em obter uma solução de 
sulfato de zinco, tão pura quanto possível, e obtenção do zinco metálico da solução 
através da eletrólise. Deste modo, o processo compreende os seguintes estágios: 
Ustulação
Concentrado 
sulfetado a fim de 
transformar o 
sulfeto em óxido, 
que é solúvel em 
ácido. Este estágio 
é dispensado no 
caso de 
concentrado 
oxidado; 
Lixiviação
Material 
oxidado com 
ácido 
sulfúrico 
obtendo-se 
solução de 
sulfato de 
zinco; 
Purificação
Purificação da 
solução de 
sulfato de 
zinco, sendo o 
método mais 
utilizado o da 
adição de pó 
de zinco para 
precipitação de 
impurezas 
como Cu, Cd, 
Co e Ni; 
Refusão
Produção do 
zinco nas 
formas usuais 
de lingotes ou 
placas.
.
Eletrólise 
Solução de 
sulfato de 
zinco com 
regeneração 
do ácido, 
que é 
reutilizado 
na lixiviação. 
Obtêm-se 
catodo de 
zinco com 
99.99% de 
pureza. 
Extração de Zinco
https://www.britannica.com/technology/lead-processing/Mining-and-concentrating
1. Funil de carga;
2. Balde carga de coquer 
e sínter;
3. Pb e Zn bombeados 
para separador;
4. Bombear;
5. Rotor condensador;
6. Off-gás;
7. Retorno de chumbo;
8. Zinco 
fundido(refinaria);
9. Camada fina chumbo 
retorna condensador 
de respingo;
10. Pb e Zn resfriados;
11. Ventaneira;
12. Torneira;
13. Barras de 
chumbo(refinaria);
14. Escória;
15. Ventilador;
16. Pré aquecedor de ar;
17. Explosão quente;
18. Forno de eixo.
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Principais Minerais de Zinco
https://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/5000046291_02_cap_02.pdf#:~:text=Processo%
20Piro-Hidro-Eletrometal%C3%BArgico.
Principais Minerais de Zinco
Principais Reservas de Zinco
Fatos sobre o zinco (canada.ca)
https://natural-resources.canada.ca/our-natural-resources/minerals-mining/minerals-metals-facts/zinc-facts/20534
Principais Produtores de Zinco
Principais Produtores de Zinco
Magossi (2021) afirma que o aumento dos preços do zinco metálico é reflexo dos grandes déficits na 
produção e com o crescimento da crise energética. Além disso, o autor comenta que o banco TD 
Securities, em um de seus meios de comunicação, ressaltou que a redução na produção da fundição 
belga Nyrstar, uma das maiores processadoras de zinco do mundo, instigou um clima de preocupação 
e insegurança no mercado, tal ação também impulsionou um movimento épico de compra do metal 
por armazenamento, aumentando assim, o valor do zinco metálico. 
Fonte: adaptado de Wood Mackenzie, 2022b.
Recuperação do Zinco
Recuperação do Zinco
Na indústria do zinco, a reciclagem acontece em todos os estágios de 
produção e uso. Fontes típicas de matéria prima secundária desse metal 
são cinzas e borras de galvanização, pós de aciaria elétrica (PAE), cinzas 
de fundição de latão e outras ligas contendo zinco e baterias alcalinas. 
Os estudos de rotas de reciclagem de resíduos visam entender a 
composição, quantidade gerada, características principais e o método mais 
adequado para tratamento dos resíduos dentro dos processos metalúrgicos 
que envolvem o metal, estes sendo a separação por supergravidade, 
processos hidrometalúrgicos e pirometalúrgicos. Esses resíduos se dividem 
em três: zinco duro ou escória de fundo, cinzas de zinco ou escória de 
topo e o pó de aciaria.
Recuperação do Zinco
Escória de Zinco de fundo
Recuperação do Zinco
Escória de Zinco de topo
Recuperação do Zinco
Pó de Aciaria
Os valores típicos de taxa de reciclagem de zinco variam entre 15% e 35%, de 
acordo com os tipos de resíduos ou refugos de processo sendo considerados. Na 
Figura 5 são apresentados os vários tipos de resíduos, os processos de reciclagem 
estabelecidos e produtos relacionados. 
Recuperação do Zinco na Sucata Metálica 
O zinco foi identificado como um dos elementos cuja oferta pode ser potencialmente 
limitada por natureza (Ma et al., 2011). A produção mundial de zinco aumentou nos 
últimos anos (US Geological Survey, 2017).
Hoje, mais de 80% do zinco disponível para reciclagem é reciclado. O metal é 
reciclado em todas as fases de produção e utilização, por exemplo, a partir de 
sucatas, que surgem durante o fabrico de chapas de aço galvanizado, de sucatas 
geradas durante os processos de produção e instalação e de produtos em fim de vida. 
A recuperação do zinco na sucata metálica geralmente envolve um processo 
conhecido como refino eletrolítico. Esse método é amplamente utilizado na indústria 
para separar o zinco de outros metais presentes na sucata, como o ferro e o alumínio.
Sucata de Zinco
Alguns do importantes Tipos/Graus de Sucata de Zinco usados na reciclagem 
Sucata de Zinco
Tipos/Graus de Sucata de Zinco
Na tabela abaixo estão alguns dos importantes graus/tipos de sucata de zinco usados na reciclagem:
Sucata de Zinco
Tipos/Graus de Sucata de Zinco
Na tabela abaixo estão alguns dos importantes graus/tipos de sucata de zinco usados na reciclagem:
Recuperação do Zinco na sucata metálica 
Refino 
Eletrolítico
O metal fundido é transferido para células 
eletrolíticas, onde é utilizado como ânodo. Um 
cátodo de zinco é colocadona célula eletrolítica e 
uma solução eletrolítica contendo sais de zinco é 
adicionada. Quando uma corrente elétrica é 
aplicada, os íons de zinco do ânodo se dissolvem 
na solução e são depositados no cátodo como 
zinco metálico puro.
Recuperação
Após um período de eletrólise, 
o zinco depositado no cátodo é 
removido e considerado como 
produto final.
Separação
A sucata metálica é triturada e 
separada para remover 
impurezas e materiais não 
metálicos, como plásticos e 
borrachas. Isso pode ser feito 
por processos mecânicos, 
como peneiramento e 
separação magnética.
Fusão
A sucata metálica limpa e separada 
é então submetida a um processo 
de fusão em um forno. O calor 
funde o metal, separando-o ainda 
mais das impurezas.
Recuperação do Zinco
O deleite do sucateador : a tecnologia da bateria de zinco-bromo (ZBB) pode 
permitir a recuperação eficiente e limpa de zinco da sucata de aço e, portanto, 
ajudar a aumentar a reciclagem de aço e as taxas de produção secundária de aço 
e tornar as perspectivas de produção de aço verde mais realistas. É proposto um 
processo de duas etapas para recuperação de zinco de sucata de aço usando 
ZBBs (zinco-bromo).
https://chemistry-europe.onlinelibrary.wiley.com/doi/abs/10.1002/cssc.202201671
Referências
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652621010076 ;
Microsoft Word - _3_Capitulo2.doc (puc-rio.br) ;
MR7420 PROCESSOS DE EXTRAÇÃO E REFINO (usp.br) ;
DCMM-Pâmela Fernandes de Oliveira.pdf (puc-rio.br) ;
7 (ifsudestemg.edu.br) ; 
23.2: Pyrometallurgy - Chemistry LibreTexts ;
23.3: Hydrometallurgy - Chemistry LibreTexts ; 
Pyrometallurgy - an overview | ScienceDirect Topics ; 
https://pantheon.ufrj.br/bitstream/11422/9844/1/876831.pdf ; 
 https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/228960/vol%2003%20-340-351.pdf?sequence=1&isAllowed=y ; 
https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0959652621010076
https://www2.dbd.puc-rio.br/pergamum/tesesabertas/5000046291_02_cap_02.pdf#:~:text=Processo%20Piro-Hidro-Eletrometal%C3%BArgico.%20Em%20linhas%20gerais%2C%20o%20processo%20de,modo%2C%20o%20processo%20compreende%20os%20seguintes%20est%C3%A1gios%3A%201.
https://edisciplinas.usp.br/pluginfile.php/3281066/mod_resource/content/0/PMT3409_5.pdf
https://www.puc-rio.br/ensinopesq/ccpg/Pibic/relatorio_resumo2012/relatorios_pdf/ctc/DEMA/DCMM-P%C3%A2mela%20Fernandes%20de%20Oliveira.pdf
http://periodicos.jf.ifsudestemg.edu.br/multiverso/article/viewFile/6/7
https://chem.libretexts.org/Courses/University_of_Missouri/MU%3A__1330H_(Keller)/23%3A_Metals_and_Metallurgy/23.2%3A_Pyrometallurgy
https://chem.libretexts.org/Courses/University_of_Missouri/MU%3A__1330H_(Keller)/23%3A_Metals_and_Metallurgy/23.3%3A_Hydrometallurgy
https://www.sciencedirect.com/topics/earth-and-planetary-sciences/pyrometallurgy
https://pantheon.ufrj.br/bitstream/11422/9844/1/876831.pdf
https://repositorio.ufsc.br/bitstream/handle/123456789/228960/vol%2003%20-340-351.pdf?sequence=1&isAllowed=y
 
Obrigado
pela atenção!
Luciano Zorraski
Renata Strickler
Renato Valdameri