Gestionarea Deseurilor Rezultate din Prelucrarea Plumbului

Cuprins

1.Prezentare generala

Plumbul-a-fost cunoscut de-marile popoare din-antichitate. Popoarele care foloseau plumbul cel mai des erau Egiptul si Roma. Romanii au folosit o cantitate mare de plumb. pentru a realiza conducte de apa. Acest lucru nu a fost cea mai buna alegere datorita proprietatilor-daunatoare pe care le are plumbul.

Principala sursa de plumb este galena sau sulfura de plumb. Pentru a se realiza acest material se incalzeste sulfura la aer, acest proces ducand la transformarea sa in oxid de plumb. Oxidul. de plumb daca este incalzit intr-un cuptor cu carbon sau cocs si ii sunt eliminate impuritatile, din acesta se obtine plumbul.

In trecut plumbul era folosit la-acoperisuri si la plumbuire, dar s-au-inlocuit cu materiale mai usoare. Plumbul are o gama larga de utilizari cum ar fi:

-Pentru fabricarea bateriilor de masini datorita rezistentei pe care o exercita asupra acidului.

-La centralele electrice

-La blindaje contra radiatiei

-Pentru mantale de cablu

Galena este cel mai exploatat material pentru obtinerea plumbului.

In tara noastra minereurile de plumb sunt complexe, galena fiind amestecata cu stibina, pirita, blenda si calcopirita.

Dupa ce au fost supuse procesului de flotatie minereurile sulfuroase de plumb au compozitii variate care trebuie prelucrate, prin procesul de flotatie se urmareste ca produsul sa fie cat mai pur si nu cu alte materiale in el cum ar fi: zincul si cuprul.

Plumbul este un material relativ moale, care poate fi transformat in foi subtiri, avand o mare rezistenta de rupere la tractiune.

Plumbul se topeste la o temperatura de 327 grade C. si fierbe la temeretura de 1740 de grade C.

Metodele prin care se extrage plumbul sunt pirometalurgice si hidrometalurgice.

-Metoda pirometalurgica este cea mai frecvent utilizata, deoarece asigura productivitati mari cu investitii mici, permitand automatizarea si mecanizarea avansata a proceselor.

Cea mai folosita metoda pirometalurgica este cea de topire reducatoare, aceasta metoda putandu-se aplica oricarui fel de concentrat.

Daca se prelucreaza un concentrat cupro-plumbos se obtine plumbul si mata din aceasta rezultand cuprul.

-Metoda hidrometalurgica se foloseste mai putin datorita solubilitatii slabite a sarurilor de plumb in reactivi si a costurilor ridicate.

2.Schema generala a procesului tehnologic de obtinere a plumbului

2.1 Etapele premergatoare obtinerii plumbului propriu zis sunt:

A . Flotarea minereului pregatit in prealabil,

B . Prajirea aglomerata,

C . Topirea reducatoare (topirea in ISP),

D . Rafinarea.

A.Flotarea.

Flotarea este procesul prin care se realizeaza separarea plumbului de restul minereului. In urma acestui proces se obtine o concentratie cat mai mica de alte elemente, cum ar fi Cu si Zn si mai bogat in Pb. Prin flotatia minereurilor se urmareste obtinerea concentratelor de plumb cat mai pure, fara zinc si fara cupru, din simplu motiv ca aceste materiale, produc greutati la prelucrarea concentratelor plumbuoase pe cale pirometalurgica. Urmarea acestui procedeu se obtine ca deseu sterilul.

B. Prajirea aglomerata

Prin prajire aglomerata intelegem ca minereurile sunt incalzite pana la o temperatura apropiata de punctiul de topire. Acest proces are ca rol imbunatatirea calitatii minereului pentru al aduce la un nivel optim pentru utilizare.

Concentratele sulfuroase de plumb obtinute in urma procesului de flotatie a mienereurilor complexe, in cele mai multe cazuri, in afara de PbS, contin si alte elemente dintre care si sulfurile CuFeS2, ZnS, , FeS2, Sb2S3, Ag2S, As2S3. In timpul prajirii, sulful se schimba din SO2 si SO3, metalele sunt trecute sub forma de sulfati si de oxizi, raportul dintre aceste combinatii fiind determinat de temperatura procesului, concentratia oxigenului si a bioxidului de sulf in gaze. O parte din oxizii metalelor pot reactiona reciproc sau pot reactiona cu oxizii din materialul steril sin din fondantii adaugati, formand compusi complecsi de tipul feritilor (xMeO . yFe2O3) silicatilor-(xMeO . ySiO2.), aluminatilor (xMeO . yAl2O3).—

Comportarea principalilor compusi la prajire

Scopul prajirii aglomerate este acela de a obtine un material cu proprietati fizice si chimice corespunzatoare operatiei de topire. Pentru a functiona in parametri normali cuptorul, trebuie ca aglomeratul sa fie sub forma de bulgari, rezistent, permeabil si sa nu se sintetizeze in timpul urcarii temperaturii spre zona de topire. Compusii din concentratul de plumb se comporta diferit cand este supus procesului de prajire aglomerata.

Sulfura de plumb (PbS) incalzita in prezenta oxigenului din atmosfera se oxideaza conform reactiilor:

2PbS + 3O2 = 2PbO + 2So2 + 201700 cal

2PbO + 2So2 + O2 2PbSO4 + 192300cal

Cu cat granulele sunt mai mici cu atat mai usor se aprinde sulfura de plumb. La 0.25mm temperatura de aprindere este aproximativ de 300-380-oC.Sulfura de plumb se topeste la 1135 oC si se evapora la 950 oC. In timpul procesului de prajiresulfura de plumb nu se oxideaza in intregime, tocmai de aceea se gasesc in compozitia materiilor prime oxid, sulfat si sulfura de plumb. Formarea sulfatului de plumb in procesul de prajire este daunatoare pentru ca in timp ce se topeste aglomeratul acesta trece in mata micsorand sansele de extragere a plumbului. Daca prajirea se face la o temp mai mica de 600 oC sulfatul se formeaza mai usor. La o temperatura de peste 600 oC nu se mai poate forma sulfatul de plumb.

Pirita (FeS2), in timpul incalzirii de 300 – 700oC, in prezenta oxigenului din atmosfera se oxideaza cu formarea trioxidului de fier si a oxidului feroferic (Fe3O4) care de obicei sunt se afla in aglomerat:

4FeS2 + 11O2 = 2Fe2O3 +8SO2 + 790600 cal.

3FeS2 +8O2 = Fe3O4 + 6So2 + 565400 cal.

La temperaturi joase 200 – 350oC in prezenta oxigenului din atmosfera se mai poate oxida conform reactiei:

FeS2 + 3O2 = FeSO4 + SO2 + 249050 cal.

Atunci cand este incalzit, sulfatul de fier se descompune prin scindarea sa intr-un curent de aer se formeaza Fe2O3.

Pirita (FeS2) ca si pirotina (Fe7S8) se caracterizeaza printr-o tensiune de scindare mare, la temperaturi scazute aceste sulfuri se descompun foarte usor.

FeS2 FeS + S – 19600 cal

Fe7S8 7FeS + S.

Sulfura de fier rezultata prin disociere se oxifdeaza destul de usor conform reactiilor

FeS + 3/2 O2 = FeO + SO2 + 111350 cal

3FeS + 5O2 = Fe2O4 + 3So2 + 411350 cal

2FeS + 7/2 O2 = Fe2O3 + 2SO2 + 292600 cal.

Cand dimensiunile grautilor sunt in jur de 0,1 mm sulfura de fier se aprinde in jurul temperaturii de 300oC.

Oxidul de fier (FeO) care se formeaza la oxidare, in prezenta SiO2 se combina cu acesta formand un silicat: 2FeO + SiO2 = 2FeO . SiO2 + 26400 cal faialita.

Sulfurile de arsen si stibiu se topesc la temperaturi destul de scazute.

As2S3 se topeste la 393oC, iar Sb2S3 la 550oC. Aceste sulfuri fiind usor volatile, se pot evapora partial inainte de topire. Oxidarea lor se desfasoara conform reactiilor:

As2S3 + 9/2 O2 = As2O3 + 3SO2 + 339000 cal

Sb2S3 + 9/2 O2 = Sb2O3 + 3SO2 + 339350 cal.

As2S3 se oxideaza incepand de la 215oC, iar Sb2S3 de la 190oC.

As2O3 si Sb2O3 se evapora usor, din aceast motiv o mare parte din acesti trioxizi sunt antrenati de catre gaze, regasindu-se in prafurile volatile. Sb2O3 se topeste inainte de a se vaporiza intens si, din aceasta cauza, contribuie intr-o mare masura la aglomerarea particulelor de minereu sau concentrat. In prezenta unuei cantitati mare de aer trioxizii de arsen si stibiu trec in pentaoxizi care acum nu mai sunt volatili:

As2O3 + O2 = As2O5 + 62350 cal

Sb2O3 + O2 = Sb2O5 + 48000cal.

Pentaoxizii au proprietatea de a reactiona cu unii oxizi ai metalelor, formand compusi complecsi stabili:

As2O5 + 3PbO = Pb3 (AsO4)2

Sb2O5 + 3PbO = Pb3 (SbO4)2.

Arsenul si stibiul nu sunt dorite in materialul aglomerat, pentru ca dupa topire trec intr-o mare masura in plumbul brut si provoaca mari greutati la rafinarea termica. Pentru aindeparta arsenul si stibiul se adauga carbune sau pirita la incarcatura de aglomerat.

C. Topirea reducatoare

Topirea reducatoare se face in cuptoare de tip-Water Jacket, incarcatura menita topirii reducatoare cuprinzand aglomerat plumbos, produse intermediare de retur zgura bogata, mata saraca, fondanti care nu au fost adaugati la aglomerare si cocs.

Alimentarea cuptorului se face dupa cum urmeaza: cocs, zgura și mata, aglomerat, adaosuri de fondanti si în cele din urma. Gazele circula in contracurent cu aceste materiale si este cedata caldura. Datorita atmosferei puternic reducatoare vor fi reactii de reducere.

Agentii reducatori sunt oxidul de carbon din cocs. In acest cuptor se deosebesc si zone termice diferite:

1 – zona de preincalzire 100 – 400. oC in care au loc procese cu absorbtie de caldura din mediul inconjurator, se evapora apa hidroscopica si de constitutie.

2 – zona de reducere superioara in care au loc procese la temperatura de 400 – 700. oC. Se continua procesele cu absorbtie de caldura din mediul inconjurator si incep alte procese cum ar fi: disocierea unor sulfati și carbonati, reducerea oxizilor mai putin stabili:

PbO + CO Pb + CO2-+ Q

PbO + C Pb + CO – Q

Mai pot avea loc o serie de reactii intre PbS, PbO și PbSO4 cu formare de plumb metalic si bioxid de sulf (SO2).

PbSO4 + 4 CO PbS-+ 4 CO2

PbSO4 + 4 C PbS + 4 CO

Reactiile și trec in mata micsorand randamentul de extractie a plumbului.

3 – zona de reducere inferioara 700 – 900 oC asigura accelerarea reactiilor si proceselor incepute în zone de reducere superioara. Carbonul solid incepe devine un reducator activ, iar capacitatea sa de reducere creste pe masura ce temperatura e mai ridicata. Tot in aceasta zona reactiile de reducere a oxizilor de fier se desfasoara mai intens.

3 Fe2O3 .+ CO 2 Fe3O4 + CO2

Fe3O4 + CO 3 FeO + CO2

FeO + CO Fe + CO2

Fe3O4 + 4 CO 3 Fe + CO2

4 – zona de topire si de formare a zgurii-900 – 1200 oC este zona in care reactiile si procesele incepute in zonele superioare ale cuptorului se termina. Plumbul redus in celelalte zone se scurge printre ceilalti componenti ai încarcaturii dizolvand in calea sa o serie de alte elemente cum ar fi: As, Sb, Ag si alte metale. Silicatii de plumb se reduc conform reactiei:

2 PbO . SiO2 + 2 C 2 Pb + 2 SiO2 + 2 CO

Procedeul de topire în I.S.P.

Unul dintre cele mai moderne procedee de extractie a plumbului si zincului este reducerea aglomeratului zincos in cuptoarele cu cuva. In mod normal reducerea oxidului de zinc din aglomeratul de zinc cu ajutorul carbonatului nu este posibila, pentru ca zincul are o temperatura de fierbere mai scazuta si acesta se reoxideaza din nou. Pentru a avea loc acest proces I.S.P zincul si plumbul lichid au fost dizolvate.

Amestecul de gaze format din 18% CO, 11% CO2 5 – 6% Zn, restul N2, din cuptor la 1000 oC permite ca zincul ajuns in condensator sa fie sub forma de vapori unde condenseaza pe suprafata particulei fine de plumb si se dizolva în plumbul lichid. In felul acesta se obtine aliajul Pb – Zn care este supus unei separari prin incalzire în urma careia rezulta doua faze lichide plumb si zinc. Procedeul I.S.P. permite prelucrarea concentratelor zincoase si a celor complexe plumb-zincoase deoarece în cuptoare sunt create si conditii de reducere a PbO la plumb metalic.

Procedeul I.S.P. are avantajele:

-asigura prelucrarea concentratiilor colective plumb-zincoase sau a amestecului de concentrate selective de plumb si zinc obtinandu-se in acelasi cuptor plumb si zinc continute in incarcatura,

-permite inlocuirea unui procedeu de separare a minereurilor selective cu un procedeu de separare a unui minereu colectiv ceea ce asigura marigura marimea extractiei in metal,

-Poti prelucra concentrate de zinc cu continut mic de zinc aproximativ 20-30% si concentrat maxim de fier intre 15-.30%.

Cuptorul I.S.P. este asemanator cuptorului Watter-Jacket doar ca temperatura este mai înalta si se realizeaza la 700 oC. Preincalzirea aerului se face in recuperatoare metalice cu care functioneaza în contracurent. Zgura si plumbul brut se elimina la partea inferioara a cuptorului prin cuva ca si la cuptoarele cu cuva obisnuita.

Incarcatura este constituită din aglomerat, autofondant, si cocs. Aglomeratul obtinut pe bandă este supus macinarii si sortarii, fiind trimis la sortare. Incarcatura se introduce pe partea superioara a cuptorului folosind sistemul de alimentare cu dublu clopot pentru evitarea intrarii aerului care ar putea reoxida vaporii de zinc formati in cuptor. Gazele si vaporii de zinc formati se evacueaza prin doua conducte aflate la partea superioara pe ambele parti ale cuptorului ce intra apoi în doua condensatoare.

Produsele topirii in cuptoarele I.S.P. sunt:

-zinc brut, contine 98.% Zn; 1 – 2% Pb; 0,02-0,03% Fe; 0,05 – 0,08% Cu si este supus in continuare operatiei de rafinare,

-plumbul brut contine As, Bi, Cu si metale pretioase, avand compozitia-chimica asemanatoare celui obtinut în cuptoarele cu cuva,

-zgura, contine 1,2% Pb; 5,3 – 8,1% Zn; 0,5% Cu dupa granulare se stocheaza pe banda;

-pulberi albastre, sunt prafuri volatile ce se colecteaza în sistemele de filtrare al gazelor. Acolo se usca, se paletizeaza si se recircula la aglomerare.

Zincul tehnic 97,1 – 98,6% Zn obtinut se toarna în lingouri cu greutate de 20 kg.

Plumbul brut se decupreaza prin licuatie si se toarna în anozi si apoi se rafineaza electrolitic.

Gazele sulfuroase au un continut aproximativ 5,5% SiO2 si sunt folosite la fabricarea acidului sulfuric.

D. Rafinarea plumbului brut

Se numeste rafinare, procesul metalurgic prin care este efectuata operatia in scopul obtinerii metalului principal in stare pura.

Cu toate masurile care se iau în practica industriala a elaborarii aliajelor neferoase, acestea contin o anumită cantitate de impuritați metalice, incluziuni, nemetalice si gaze si ca atare nu sunt corespunzatoare pentru umplerea formelor de turnare, fiind necesar a se aplica o purificare prealabila turnarii si anume rafinarea.

Rafinarea topiturilor metalice se realizeaza in cele mai multe sectoare de elaborare a aliajelor neferoase, prin folosirea fluxurilor.

In plumbul brut obtinut la topirea reducatoare se gasesc o serie de elemente insotitoare ca Cu, As.

Mata plumbo-cuproasa este o topitura de Cu2S și FeS precum si alte sulfuri metalice si contine 13- 32% Cu, 8,7- 24% Pb, 3,3- 8,2% Zn, 17 – 23% S, 28 – 48% Fe si 500 – 600 g metale pretioase.

Zgura este un amestec de silicati de fier si calciu, ce contine oxizi de fier 24 – 39%, oxizi de calciu 16 – 30%, oxizi de siliciu 27 – 48%, oxizi de zinc 4 – 16%, oxizi de plumb 2 – 3,5%. Au temperatura de topire 1150 – 1250 oC.

Praful volatil antrenat cu gazele arse si captat in filtre si in canalul de fum deseori reprezinta 2 – 4% din cantitatea incarcaturii, continand 23 – 70% Pb, 9 – 20% Zn, 1,5 – 3% Cu, 1,5 – 7% Fe, 2 – 8% SiO2, 1 – 7% S.

3. Schema de generare a deseurilor

4.Deseuri rezultate in urma operatiilor de prelucrare a minereurilor de plumb

4.1 Deseuri rezultate in urma operatiei de flotatie

Aceste deseuri sunt reprezentate prin:

STERILUL DE FLOTATIE;

APA INDUSTRIALA;

A. STERILUL DE FLOTATIE – este reprezentat prin resturile minereului supus operatiei de flotare. Acesta este alcatuit din minereuri sarace, resturi de roci si pamant. Prezenta sulfurilor si in special a piritei declanseaza procesul de alterare cu formarea de H2SO4 si care contribuie in buna masura la poluarea solului si a apelor din zonele invecinate.

B. APA INDUSTRIALA – rezultata in urma procedeului de flotatie a minereului este incarcata cu diferiti compusi ai metalelor grele, cat si ai sulfului.

Cantitățile de apă reziduală provenite de la diferite instalații de preparare a minereurilor se apreciază a fi de ordinul:

– 1000 m3 de apă de la o flotație de 250 t minereu/zi;

– 2000 m3 de apă de la o cianurație de 250 t minereu/zi;

– 2500 m3 de apă de la o spălătorie de 250 t minereu/zi.

Apa industriala provenita din urma acestor operatii este recirculata in proportie de 75% – 85%, restul fiind transportata catre statia de preepurare respectiv epurare inainte de a fi eliberata in circuitele de canalizare.

4.2 Deseuri rezultate in urma operatiei de prajire aglomerata

Aceste deseuri sunt reprezentate prin:

A. GAZE – (SO2, SO3, )

Gazele sunt obtinute in urma procesului de prajire aglomerata, sunt gaze cu dioxid de sulf, trioxid de sulf, si vapori de acid sulfuric si diferiti oxizi ai Pb si Cu.–––-

Aceste gaze sunt nocive, dar se reuseste stoparea eliminarii lor in atmosfera in intregime, prin procese de filtrare si descompunere chimica. Totusi ajung in atmosfera dar intr-o cantitate neglijabila.

4.3 Deseuri rezultate in urma procesului de topire;

––––––––-

Aceste deseuri sunt reprezentate prin:

ZGURA;

GAZE;

PRAF;

PULBERI DE Zn, Cd, Pb;

A.Zgura – un reziduu rezultat din topirea metalelor în procesul de purificare a acestora,

B. GAZE -la fel ca la operatia de prajire aglomerata gazele obtinute in urma proceselor de ardere si descompunere chimica ce au loc in cuptor sunt formate in mare parte din monoxid de carbon, dioxid si trioxide de sulf precum si oxizi ai Pb si Cu,

C. PRAFUL – este un reziduu ce rezulta in urma procesului de ardere a plumbului si celorlalte materii prime. Cu ajutorul fitrelor de praf, acesta este colectat, depozitat si apoi valorificat,

D. PULBERILE DE Zn, Cd, Pb – rezulta in urma procesului de topire. Acestea sunt colectate si depozitate in spatii special amenajate, apoi sunt valorificate.

4.4 Deseuri rezultate in urma procesului de rafinare

Aceste deseuri sunt reprezentate prin:

A. SCOARTE REZULTATE DIN PRELUCRARE

B. GAZE

A. SCOARTELE – sunt produsi obtinuti in urma procesului de rafinare. Acestea prezinta in compozitia lor concentratii relativ mari de metale rare. Sunt colectate si transportate pentru valorificare metalele pe care le contin cum ar fi Cu, Au, Ag, Sb, Bi.

B. GAZELE -rezultante sunt in special alcatuite din monoxid si dioxid de carbon, dioxid si trioxid de sulf, precum si oxizi de plumb si zinc.

5.ZINC PREZENTARE GENERALA

Zincul este unul dintre cele mai folosite elemente dupa aluminiu, cupru si fier. El are multe utilizari atat in industrii cat si in comert.

Zincul este reciclabil la fel ca majoritatea metalelor. Daca este reciclat, zincul nu-si perde nicio proprietate fizica sau chimica. In zilele noastre aproape 70% din zinc este din zacaminte iar 30% este reciclat.

Odata ce apare progresul tehnologic inevitabil si gradul de reciclare este mai crescut,in figura 1 este prezentata o schema a zincului recuperate si reciclat.

Cenusa de zinc rezultata în procesul de zincare termică este foarte importanta deoarece reprezinta o buna sursa de zinc secundar.

Zincul este unul dintre cele mai numeroase elemente natural ale suprafetei panantului. Zincul se afla pretutindeni. El nu exista doar in sol sau in roci ci si in atmosfera si apa.

Inca din antichitate grecii aveau cunostinte despre zinc si il foloseau drept medicament ceea ce noi cunoastem astazi sub numele de alb de zinc. Albul de zinc isi schimba culoarea la incalzire, el capata o nuanta galbena si revine la culoarea initiala cand se raceste.

Albul de zinc prezinta niste pelicule la exterior care protejeaza impotriva razelor ultraviolete prelugindu-si astfel viata deoarece transforma razele ultraviolete in lumina vizibila. Sarurile de zinc determina uscarea si duritatea particulelor . Pentru vopselele anticorozive albul de zinc se amesteca impreuna cu pigmenti de plumb si oxizd rosu de fier. In industria cauciucului albul de zinc are o utilitate importanta si pe o scara mare.

De asemenea albul de zinc mai poate fi folosit in industria hartiei, a plasticului, textile si a cosmeticelor.

Utilizarile zincului. Zincul se foloseste intr-o gama larga in industrii deoarece este rezistent agentilor atmosferici si maleabil. Zincul este folosit in metalurgie drept aliaj, in chimie reducator si in electortehnica ca si catod pentru elementele galvenice. Datorita efectelor sale de protective atat firica cat si chimica, zincul este folosit destul de des pentru protectia anticoroziva. El mai poate fi utilizat in tipografie medicina sau vopsire.

Zincul este cel mai des combinat cu: sulfatul de zinc, oxidul de zinc, sulfura de zinc, galatul de zinc etc.

Zincul poate fi folositor si in forma unor compusi. Prin valorificarea cenusii de zinc, a deseurilor de zinc si a drojdiei de zinc se pot obtine cantitati inseminate de zinc de calitatea a 2-a. Acesta este trimis in procesul de zincare termica. Prin acest procedeu se valorifica o cantitate mare de deseuri si tot odata este bine si pentru mediu.

5.1Avantajele zincării termice

Zincarea termică oferă cea mai bună protecție anticorozivă, condiționată de respectarea normelor tehnice aferente. Procedeul este economic comparativ cu alte tehnologii, în special cea a vopsirii.

Durata de viață a stratului protector de zinc este în medie de 20 de ani, dar poate ajunge la 50 de ani, în funcție de mediul ambiant. Toate suprafețele ce vin în contact cu aerul sunt acoperite uniform. Zincarea termică nu necesită o pregătire prealabilă a suprafețelor. Permite o verificare facilă a stării suprafețelor protejate. Zincarea termică spre deosebire de alte protecții, cum ar fi vopsirea, are o mare rezistență la vibrații.

5.2 Depozitarea si transportul deseurilor de zinc

Se face in recipiente metalice separat de alte deseuri si se protejeaza impotriva vantului si ploii.

Prin HG 340/22 iunie 1992 se impune conditia ca prin transport depozitare si prelucrare pe teritoriul tarii, aceste deseuri sa nu prezinte risc toxicologic si ecologic.

Domenii de aplicatie:
Infrastructura: 

-La drumuri,

-La cai ferate,

-La retele de transport energie electrica,

-La telefonie si comunicatii.

Constructii civile si industriale:

-La cladiri administrative,

-La mall-uri si centre comerciale,

-La supermarket-uri,

-La hale industriale.

6.Valorificarea cenusii de zinc sub forma de oxid de zinc de inalta puritate

Zincul se utilizeaza in mod frecvent in ramurile comeciale si industriale. Oxidul de zinc se utilizeaza in industria caluciucului ca pigment alb, in industria materialelor plastice, celuloza si hartie, in cea farmaceutica si cosmetica.

Cenusa de zinc se obtine in urma procesului de zincare termica care apare la suprafata bailor de zincare.

Cenusa de zinc este foarte importanta pentru ca reprezinta o sursa secundara de zinc datorita faptului ca in concentratia sa exista undeva la 80% continut de zinc. In aceasta lucrare va voi prezenta obtinerea oxidului de zinc de calitate inalta din cenusa de zinc.

Cenusa de zinc rezultata este separata in patru franturi in functie de dimensiunile granuluelor: I,<0,315 mm, II, 0,315 / 1,30 mm, III, 1,30 – 2mm; IV, 2,5-6,3mm. Cenusa separata in franturi a fost studiata in vederea stabilirii compozitiei de ioni metalici. Pentru aducerea in soluție a cenușii, aceasta a fost mineralizată o cantitate bine definită de cenușă 3g a fost tratată la caldura, cu amestec de HC1 și HNO3 cu o compozitie de 3:1 până când masa de reacție a ajuns la sec.Ulterior, proba a fost filtrata și adusă în balon de 100 ml din care au fost cercetate concentiatiile ionilor metalici. Concentrația ionilor de zinc a fost determinata prin analiza cu EDTA, iar a ionilor metalici de fier, plumb și calciu, prin spectrofotometrie de absorbție atomică, utilizându-se un spectrofotometru Varian SpectrAA 110.

Pentru extracția ionilor de zinc din cenușă s-a utilizat cantitatea stoechiometrică necesară intr-un volum bine determinat 50 ml de H2SO4 de diferite concentrații, la un timp de contact de 30 minute, utilizându-se diferite rapoarte L:S.

După terminarea timpului de contact, solutia a fost filtrata, iar în soluția obținută în urma prelevarii concentrațiile ionilor metalici au fost determinate prin aceleasi metode menționate. Pentru determinarea condițiilor optime de extracție a ionilor metalici din cenusa s-a determinat dependența concentrației ionilor metalici extrași în funcție de fracțiunea cenușii, de concentrația acidului utilizat și de raportul L:S.

După obținerea soluțiilor în urma prelevarii, s-a urmărit îndepărtarea ionilor de fier din acestea. Aceasta s-a realizat prin oxidarea lor de la Fe2+ la Fe3+ prin introducerea unor picături de apă oxigenată, apoi pH-ul soluțiilor s-a mărit până la aproximativ 5 prin introducere de ZnO, iar ionii de Fe3+ au fost îndepărtati prin filtrare. pH-ul soluțiilor s-a determinat utilizindu-se un pH-metru Denver250.

Soluția de ZnSO4 a fost cristalizatăpentru obtinerea sării de sulfat de zinc, la 105°C. Produsul obținut a fost supus analizei chimice.

După ce s-a determinat temperatura necesară calcinării sulfatului de zinc pentru a se obține oxidul de zinc, acesta a fost calcinat la temperatura respectivă, iar oxidul de zinc obținut a fost din nou supus analizei chimice.

Urmatoarea schema reprezinta in urma datelor experimentale stranse procesul de recuperare si de valorificare a oxidului de zincului din cenusa de zinc.

Cantitatea de plumb procesata este de 1000 kg pe un schimb, programul de lucru fiind in 2 schimburi.

Daca pe schimb se proceseaza 1000 kg de plumb cantitatea de cenusa de zinc rezultata 3%, mai exact 30 kg pe scimb.

1000kg Pb……………………………………………30kg cenusa Zn

2000kg Pb……………………………………………xkg cenusa Zn

X= cenusa Zn

Cenusa de Zn va fi depozitata intr-un recipient cu dimensiunile urmatoare:

L=5m

l=4m

h=2m

volumul recipientului=Lxlxh=40m3

Gradul de umple este de 97%=0,97×40=38,8m3

1m3cenusa Zn…………………………………………..200kg

xm3cenusa Zn…………………………………………..60kg

x=m3

Perioada de umplere a recipientului

1 zi…………………………………….0.33 m3cenusa Zn

X zi……………………………………38,8 m3 cenusa Zn

X==117 zile

7.Schema tehnologica de recuperare si valorificare a zincului din cenusa de zinc

8.Bibliografie

1. Metalurgia cuprului, plumbului si zincului – Oprea Florea, editura tehnica Bucuresti, an 1965,

2. Metalurgiile elementelor insotitoare ale metalelor neferoase uzuale – Oprea Florea, Ilinescu Emil, Segarceanu Teodor, editura tehnica Bucuresti, an 1968,

3. Tehnologii metalurgice – Moldovan Petru, Brabie Voicu, Tocaci Lucia, Badea Sorin, Cazimirovici Eugen. Florian Emil, editura Didactica si Pedagogica Bucuresti, an 1979,

4. Utilaje si instalatii pentru depozitarea, prelucrarea si valorificarea deseurilor – Vlad Maria, Dragomir Stefan, Universitatea Dunarea de Jos Galati, 2001,

5. Valorificarea deseurilor si subproduselor industriale în constructii – Maria Gheorghe, editura MatrixRom Bucuresti, an 1999,

6. Utilaje pentru maruntirea materialelor solide – indrumar de proiectare – Gheorghe Ene, Gheorghita Tomescu, editura Matrix, an 2005,

7. Internet – www.google.ro.