Liuotus ja liuospuhdistus

Liuotus ja liuospuhdistus tuotantoprosessissa

Sinkin tuotantoprosessin toisessa vaiheessa pasutolta tuleva pasute ja suoraliuotuksen kautta prosessiin syötettävä sinkkirikaste liuotetaan rikkihappoliuokseen.

Liuoksesta poistetaan ylimääräiset aineet ja lopputuloksena muodostuva puhdas sinkkisulfaattiliuos ohjataan elektrolyysille. 

Liuotuksen ja liuospuhdistuksen vaiheet

Pasutettaessa syntynyt pasute ja suoraliuotusmenetelmällä käsiteltävä rikaste liuotetaan rikkihappoliuoksessa, jota saadaan tehtaan sisäisessä liuoskierrossa niin sanottuna paluuhappona. Paluuhapossa sinkki liukenee sinkkisulfaatiksi.

Sinkkisulfaattiliuos johdetaan liuospuhdistukseen, jossa liuoksesta poistetaan sinkin tuotannon kannalta ylimääräiset aineet. Hopea, kupari, koboltti, nikkeli ja lyijy otetaan talteen ja lähetetään Bolidenin muille sulatoille, joissa ne jalostetaan myyntituotteiksi. Rauta saostetaan ja poistetaan prosessista jarosiittina.

Liuotuksessa tapahtuu seuraava reaktio:

ZnO + H2SO4 → ZnSO4 + H2O

Puhdistus perustuu sähkökemialliseen jännitesarjaan, jossa sinkkipulverilla pelkistetään ja jalostetaan sinkkiä jalommat metallit. Prosessivaiheen lopputulos on puhdas sinkkisulfaattiliuos, joka saostetaan metalliseen muotoon seuraavassa prosessivaiheessa eli elektrolyysissä.

Uuden reaktorin nosto

Sinkkitehtaan laitteita huolletaan säännöllisesti ja käyttöiän päättyessä ne uusitaan. Videolla näytetään, miten 25 metriä korkean ja noin 64 000 kiloa painavan suoraliuotusreaktorin vaihto toteutetaan. 

Katso YouTubessa

Oppimistehtävät lukiolaisille

Tehtävä 1

Metallien hitsauksessa käytetään asetyleeniä. Kirjoita asetyleenin rakennekaava ja anna sille IUPAC-nimi.
Jatkokysymys: Mitä yhdisteestä voi päätellä kaavan perusteella?

Tehtävä 2

Vesienkäsittelyssä prosessiin syötetään natriumsulfidia, joka voi reagoidessaan synnyttää rikkivetyä eli divetysulfidia. Mitä haittaa on rikkivedyn syntymisestä ja sen leviämisestä halli-ilmaan? Mistä voi huomata, että rikkivetykaasua on ilmassa?

Tehtävä 3

Puhdistamolla käytetään rikkihappoa liuotusprosessissa. Laske eri alkuaineiden prosenttiosuudet rikkihapon (H2SO4) massasta.

Tehtävä 4

Puhdistamolla on myös hopeantalteenotto. Millainen määrä tarvitaan hopeasulfaattia, Ag2SO4, jotta saadaan 1,00 g hopeaa?

Tehtävä 5

Puhdistamon prosesseissa esiintyy mm. seuraavia alkuaineita yhdisteinä: kupari, happi, rauta, kloori, kadmium, magnesium, lyijy ja rikki.

A. Päättele jaksollisen järjestelmän perusteella, mitkä niistä ovat metalleja?
B. Millä niistä on suurin tiheys?
C. Millä niistä on korkein kiehumispiste?

Tehtävä 6

Sinkki-ioni muodostaa yhdisteen sulfaatti-ionin kanssa.

A. Mitkä ovat sinkki-ionin ja sulfaatti-ionin varaukset?
B. Mikä on yhdisteen hapetusluku?
C. Missä muodossa yhdiste on?
D. Mitä tapahtuu, kun yhdiste dissosioituu?

Tehtävä 7

Puhdistamon prosesseissa käytetään happea. Happi esiintyy tyypillisesti kaksiatomisena. Millainen sidos happiatomien välille on muodostunut?

Tehtävä 8

Puhdistusprosessissa reaktoriin syötetään metallista sinkkiä ja reagenssina arseenitrioksidia (As2O3).

A. Mitä tarkoitetaan reagenssilla?
B. Kirjoita reaktioyhtälö seuraavalle: kuparisulfaatti + arseenitrioksidi + sinkki + vesi → kupariarsenidi + sinkkisulfaatti + sinkkihydroksidi
C. Jos sinkkiä syötetään liiallisesti, reaktioyhtälössä on vain As2O3 + Zn + H2O, reaktiossa syntyy sinkkihydroksidia, mutta mitä haitallista yhdistettä syntyy tämän lisäksi? Täydennä reaktioyhtälön toinen puoli ja tasapainota reaktioyhtälö.