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CHAP. 7 – DIAGRAMMES D’ELLINGHAM
a) Grillage de la blende
ZnS (s) +
3
2
O 2
=
ZnO (s) + SO 2 (g).
Des réactions parasites sont susceptibles de se produire, principalement la formation de sulfate selon des réactions qui ont lieu à 500 / 600 °C :
ZnO (s) + SO 2 (g) +
1
2
O 2 (g)
=
ZnSO 4 (s)
ZnS (s) + 2 O 2 (g)
=
ZnSO 4 (s).
Le sulfate formé est décomposé vers 900 °C en ZnO et SO 2 . L’oxyde de zinc
obtenu (la calcine) est ensuite réduit soit par voie thermique (10 % de la production), soit par voie électrochimique (90 % de la production).
1000
1500
2000
500
-200
-400
-600
T/K
1217
1562
CO 2 (g)
CO (g)
C (s)
Δ r G
o / kJ.mol
-1
fusion
du zinc
ébullition
du zinc
Figure 7.11 – Diagramme d’ELLINGHAM du zinc et du carbone
b) Réduction de la calcine : dans le cadre de l’approximation d’ELLINGHAM,
les équations correspondant au zinc sont :
2 Zn () + O 2 (g)
=
2 ZnO (s)
Δ r G
◦
= − 714 400 + 220, 3.T kJ.mol
−1 pour T < 1 180 K
2 Zn (g) + O 2 (g)
=
2 ZnO (s)
Δ r G
◦
= − 944 000 + 414, 9.T kJ.mol
−1 pour T > 1 180 K