¿Como se fabrica el zinc?

Cómo se fabrica el zinc: del mineral a la barra

El zinc es uno de los metales más producidos a nivel mundial, con una producción anual superior a los 13 millones de toneladas. Su fabricación parte principalmente de la esfalerita (sulfuro de zinc, ZnS), que es el mineral más común, aunque también se obtiene de la smithsonita (carbonato), la hemimorfita (silicato) y la wurtzita. En menor medida, el zinc se recupera como subproducto de la minería del plomo y el cobre. El primer paso es la concentración del mineral. La mena cruda, que suele contener entre 5% y 30% de zinc, se tritura y muele hasta obtener un polvo muy fino. A continuación se somete a un proceso de flotación por espuma, donde se añaden reactivos químicos (colectores como xantatos, espumantes) que hacen que las partículas de sulfuro de zinc se adhieran a burbujas de aire y se separen del gango. El resultado es una concentrado de zinc con un 50% o más de contenido en zinc. El segundo paso fundamental es la tostación. El concentrado se calienta a temperaturas de entre 600°C y 950°C en hornos rotatorios o de lecho fluido. Durante este proceso, el sulfuro de zinc reacciona con el oxígeno del aire para formar óxido de zinc (ZnO), liberando dióxido de azufre (SO₂), que se captura para fabricar ácido sulfúrico. La reacción principal es: 2ZnS + 3O₂ → 2ZnO + 2SO₂. Este paso es crucial porque convierte el sulfuro insoluble en un óxido que puede atacarse químicamente. En la actualidad, dos grandes rutas metalúrgicas dominan la producción mundial de zinc: | Ruta | Participación aprox. | Principio | |------|---------------------|----------| | Hidrometalurgia (lixiviado + electrólisis) | ~70% | Disolución química y reducción electroquímica | | Pirometalurgia (proceso ISP) | ~30% | Reducción directa con carbono a alta temperatura | La ruta hidrometalúrgica es la más extendida hoy en día. Consiste en lixiviar el ZnO con ácido sulfúrico diluido (H₂SO₄), obteniendo una solución de sulfato de zinc (ZnSO₄). Esta solución se purifica por cementación y adsorción con resinas, y luego se somete a electrólisis en celdas con ánodos de plomo y cátodos de aluminio. A una densidad de corriente de 300-400 A/m², el zinc metálico se deposita en placas de aluminio como láminas finas que se retiran periódicamente. La ruta pirometalúrgica, representada por el proceso ISP (Imry-Standard Process), es más antigua. El ZnO se mezcla con coque (carbono) y se reduce en hornos verticales a unos 1200°C, produciendo vapor de zinc que se condensa y separa en condensadores. Este método consume más energía y tiene un mayor impacto ambiental, por lo que su uso ha ido decreciendo. Tras la obtención del zinc metálico, este se recalienta y se vierte en moldes para formar barras o lingotes de distintos tamaños. El zinc electrolítico de grado A tiene una pureza superior al 99,99%, mientras que el zinc pirometalúrgico suele alcanzar el 99,5-99,8%. El producto final se clasifica en grados según la norma ISO 14283 o equivalentes nacionales, siendo el grado A el más puro. Cabe destacar que aproximadamente el 55-60% del zinc producido mundialmente se destina a la galvanización (protección anticorrosiva del acero), un 20-25% a aleaciones (principalmente latón: zinc + cobre), y el resto a pintura, química y otros usos. La producción más eficiente combina la captura del SO₂ generado en la tostación para producir ácido sulfúrico, que luego se recicla en la lixiviación, cerrando así un ciclo de materias primas que reduce el consumo de insumos.