ZINCO

ZINCO (XXXV, p. 946; App. II, 11, p. 1137; III, 11, p. 1146)

Metallurgia. - La crescente penuria di buoni carboni fossili da coke e a basso prezzo ha indirizzato, specie in questi ultimi anni, la produzione dello z. verso i procedimenti elettrolitici. Oggi, infatti, circa il 60% dello z. proviene da processì di questo tipo; dei processi termici (XXXV, p. 947) risultano ormai in via di abbandono i più antichi, quelli con forni a storte orizzontali, mentre su livelli produttivi immutati risultano quelli con forni a storte verticali (New Jersey Zinc Co.) ed elettrici (S. Joseph Lead Co.). In pratica l'unico procedimento termico che appare ancora in piena espansione è il processo Imperial Smelting, messo a punto negli anni intorno al 1950 dalle società Rio Tinto Zinc e Imperial Smelting Corp., del quale esistono oggi altre quindici impianti, tra cui quello recentissimo della soc. AMMI Sarda a Porto Vesme (Cagliari).

Processo Imperial Smelting. - Destinato in particolare all'elaborazione dei minerali misti piombo-zinciferi, in quanto capace di recuperare contemporaneamente i due metalli, questo procedimento si avvale dello stesso forno a vento usato nella metallurgia del piombo, opportunamente modificato per permettere una marcia a più alte temperature e la raccolta dei vapori di z. alla bocca del forno (v. fig.). Il minerale di partenza, costituito per lo più da concentrati di blenda mista a galena e altri solfuri metallici, unitamente ai fondenti necessari, e a polveri di recupero ricche di ossidi di z. e di piombo, viene sottoposto ad arrostimento agglomerante in forni Dwight-Lloyd per ricavarne il cosiddetto "agglomerato autofondente" (v. piombo, in questa App.), di pezzatura compresa tra i 25 e 100 mm e contenente in media 40% di Zn, 20% di Pb e bassissimo tenore di zolfo. Caricato in adatti secchioni, insieme con il coke, riscaldato a parte a 700 ÷ 800 °C, l'agglomerato entra nella bocca del forno attraverso un sistema a doppia campana che impedisce la fuoriuscita dei gas e quindi perdite di vapori di zinco. Dalle tubiere poste in basso viene insufflato il vento preriscaldato a 1000 °C nei cowper. La combustione parziale del coke con l'aria calda genera una corrente continua di gas fortemente riducente, in quanto ricco di ossido di carbonio, e a elevata temperatura (1500 ÷ 1600 °C) che risale nel forno promuovendo la fusione delle scorie e un'energica riduzione degli ossidi metallici. Il piombo e la scoria ben fusi percolano attraverso la carica e vanno a raccogliersi nel crogiolo, da dove sono poi spillati separatamente, mentre lo z. che, data la temperatura di oltre 1000 °C, è in forma di vapore, è trascinato dal gas di combustione e costretto a entrare nel condensatore posto a lato della bocca.

La condensazione dello z. è operazione piuttosto delicata in quanto il gas che lo contiene (composizione approssimata: Zn 7%; CO₂ 12%; CO 20%; N₂ rest.) sarebbe in grado, per la presenza della CO₂, di riossidarlo se, una volta condensato, non venisse sottratto all'equilibrio. Dev'essere pertanto impiegato un particolare condensatore a pioggia, nel quale delle pale rotanti, parzialmente immerse in un bagno di piombo fuso a circa 500 °C, producono una fine dispersione di minute gocce di piombo che il gas è costretto ad attraversare. Lo z. condensa sulla superficie più fredda delle goccioline e immediatamente si scioglie nel piombo, alligandosi con questo, e sottraendosi così al contatto con il gas ossidante. Da un canale di troppo-pieno, posto nel condensatore, fuoriesce continuamente l'eccesso di lega di piombo, contenente circa 2,26% di Zn, che, lasciata raffreddare in opportuni canali aperti, si separa in due distinte fasi liquide: quella superiore, meno densa, è costituita da z. fuso e viene avviata alla raffinazione per distillazione frazionata (processo New Jersey) mentre l'altra, costituita da piombo con circa 2% di Zn, raffreddata ulteriormente a 450 °C, viene riportata nel condensatore.

Infine il gas uscente dal dispositivo per la condensazione dello z. passa in torri di lavaggio, dove si provvede all'eliminazione delle ultime tracce di z. e delle polveri trascinate, e viene poi utilizzato, dato il discreto tenore di CO, come combustibile per preriscaldare l'aria nei cowper e il coke.

Tenuto conto che un forno Imperial Smelting, di sezione al tino di 20 m², è capace di produrre 70.000 t all'anno di z., e pressappoco la metà di piombo, con un consumo di coke di poco superiore a quello che, con altri processi, sarebbe necessario per la sola estrazione dello z., ben si comprendono i vantaggi offerti da questo processo e se ne giustifica l'ampia diffusione che sta ottenendo in questi ultimi anni.

Produzione e impieghi. - La produzione mondiale di metallo primario è risultata in graduale aumento sin dal 1958, tanto da superare già nel 1969 i 5 milioni di t; ha poi subìto nel 1971, in seguito a una breve stasi dei consumi, una modesta retrocessione. Essa oggi appare però in netta ripresa ovunque, a eccezione della Gran Bretagna e soprattutto degli Stati Uniti, dove l'immissione nel mercato di forti stock di metallo accumulati negli anni passati, nonché la messa fuori esercizio di alcuni vecchi impianti, hanno fatto precipitare la produzione alla metà circa dei massimi livelli raggiunti in precedenza. Ciò ha permesso al Giappone di portarsi sin dal 1972 alla testa dei più forti produttori e di detenere saldamente tale posizione, preceduto solo dall'Unione Sovietica. Tra i paesi europei spiccano la Rep. Fed. di Germania, il Belgio, la Francia e la Polonia.

La produzione italiana si avvia a equilibrare il fabbisogno interno grazie al nuovissimo impianto di Porto-Vesme e al previsto ampliamento di quello di Crotone; si potranno pertanto evitare, almeno nell'immediato futuro, le importazioni del metallo, che si sono aggirate per questi ultimi anni a poco meno di 50.000 t/anno.

In aumento è anche la produzione mondiale di z. di seconda fusione, recuperato cioè da rottami, che ha per la prima volta superato nel 1973 il milione di tonnellate.

Per quanto riguarda gl'impieghi del metallo è da registrare un forte aumento della domanda di prodotti laminati per usi architettonici (ricopertura di tetti, grondaie, ecc.,) per i quali oggi anziché lo z. puro si preferiscono impiegare le sue leghe con Cu-Cd-Ti-Pb in tenori di 0,1 ÷ 0,5%, che ne migliorano notevolmente le caratteristiche meccaniche. Tra i più recenti impieghi è anche da annoverare quello del metallo come anodo di sacrificio per proteggere dalla corrosione grandi strutture di acciaio interrate o immerse in acqua.

Bibl.: Zinc, a cura di C. H. Mathewson, New York 1959; Il progetto minerario e metallurgico dell'AMMI in Sardegna, in Industria mineraria, XXI (1970), pp. 297-312; H. L. Montague, The extractive metallurgy of zinc, T. M. S. Paper n. A 71-74, Metallurgical soc. of AIME, New York 1971; S. W. K. Morgan, S. F. Woods, Application of the blast furnace to zinc melting, in Metal review, XXI (1971), pp. 161-74.