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Gewinnung

Gewinnung

Zinkerze findet man in vielen Gebieten unserer Erde. Sie werden zum Beispiel in Kanada, Südafrika, Thailand, Brasilien, Australien und China abgebaut. Auch in Deutschland gab es Zinkerzlagerstätten, beispielsweise bei Stolberg im Rheinland oder am Rammelsberg im Harz. Oberirdisch kann man in diesen Gebieten seltene Pflanzen finden, die auf zinkhaltigen Böden besonders gut wachsen – wie das gelbe Galmeiveilchen, das nach dem alten Namen für Zinkerz „Galmei“ benannt ist.

In Deutschland wird Zinkerz heute nicht mehr abgebaut, die Zinkkonzentrationen in den Lagerstätten sind für eine wirtschaftliche Zinkgewinnung zu gering. Der Rohstoff für die Zinkgewinnung hat also eine weite Reise zum Beispiel aus Australien – meistens per Schiff – hinter sich, bevor er in Deutschland zu Zinkmetall verarbeitet wird. Reisen kostet Geld und Energie. Da versteht es sich von selbst, dass man möglichst wenig Material transportieren möchte.

In der Nähe der Minen, in denen Zinkerz im Tief- oder Tagebau abgebaut wird, stehen deshalb Anlagen, in denen der Zinkgehalt des Erzes (5 bis 15 %) auf etwa 55 % im sogenannten Konzentrat angereichert wird. Das abgetrennte zinkarme Gestein bleibt an Ort und Stelle. Auf diese Weise muss weniger Material transportiert werden, für den Transport wird weniger Energie verbraucht und die Zinkgewinnung verläuft umweltfreundlicher.

Die Gewinnung von Zink aus Erzen

Das wichtigste Mineral für die Zinkgewinnung ist die Zinkblende (ZnS). Das bedeutet, dass außer Zink im Konzentrat noch circa 20 % Schwefel enthalten sind. Außerdem bringen Zinkkonzentrate immer Eisen, Blei und Silber in unterschiedlichen Anteilen mit, da diese Elemente in den Erzen oft gemeinsam vorkommen.

Die Kunst ist nun eigentlich nicht die Gewinnung des Zinks, sondern die Abtrennung der Begleitelemente in der Weise, dass sie als Nebenprodukte genutzt werden können. Zunächst wird das Konzentrat auf über 900 °C erhitzt, sodass ZnS zu ZnO reagiert – der Fachmann spricht von einer Röstung. Gleichzeitig verbindet sich der Schwefel mit Sauerstoff zu gasförmigem Schwefeldioxid (SO2). In speziellen Anlagen wird aus dem Schwefeldioxid Schwefelsäure gewonnen – ein wichtiges Nebenprodukt der Zinkgewinnung. Schwefelsäure wird man zum Beispiel für die Herstellung von Düngemitteln benötigt.

Hydrometallurgische Zinkgewinnung

In Deutschland wird Zink im sogenannten hydrometallurgischen Verfahren gewonnen. Dabei wird der Zinkinhalt des gerösteten Konzentrats in Schwefelsäure gelöst. Zurück bleiben Eisen, Blei und Silber. Diese ungelösten Bestandteile können an andere Betriebe abgegeben werden, in denen Blei und Silber als Produkte gewonnen werden. Ein weiteres Nebenprodukt der Zinkgewinnung kann zum Beispiel Indium sein, das ebenfalls als Begleitelement in Zinkerzen vorkommt.

Das in Säure gelöste Zink wird über Rohrleitungen in die Elektrolyse geleitet, in der sich metallisches Zink aufgrund seiner elektrischen Eigenschaften in hoher Reinheit auf Blechen abscheidet. Weit über 90 % der weltweit erzeugten Zinkmenge werden heute hydrometallurgisch gewonnen.

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Initiative ZINK