Преузето из 3. издања, Енциклопедија безбедности и здравља на раду.

У производњи и рафинацији метала, вредне компоненте се одвајају од безвредног материјала у низу различитих физичких и хемијских реакција. Крајњи производ је метал који садржи контролисане количине нечистоћа. Примарно топљење и рафинација производи метале директно из концентрата руде, док секундарно топљење и рафинација производи метале из отпада и процесног отпада. Отпаци обухватају комаде металних делова, шипки, стругања, лимова и жице који нису у складу са спецификацијама или су истрошени, али се могу рециклирати (погледајте чланак „Поврат метала“ у овом поглављу).

Преглед процеса

Две технологије опоравка метала се генерално користе за производњу рафинисаних метала, пирометалуршки хидрометалуршки. Пирометалуршки процеси користе топлоту за одвајање жељених метала од других материјала. Ови процеси користе разлике између оксидационих потенцијала, тачака топљења, притисака паре, густине и/или мешљивости компоненти руде када су топљене. Хидрометалуршке технологије се разликују од пирометалуршких процеса по томе што се жељени метали одвајају од других материјала коришћењем техника које капитализују разлике између растворљивости састојака и/или електрохемијских својстава док су у воденим растворима.

Пирометалургија

 Током пирометалне обраде, руда, након што се бенефицирани (концентрисано дробљењем, млевењем, плутањем и сушењем), синтерује се или пржи (калцинише) са другим материјалима као што су прашина из врећа и флукс. Концентрат се затим топи или топи у високој пећи како би се жељени метали спојили у нечисту растопљену полугу. Ова полуга се затим подвргава трећем пирометалном процесу да би се метал рафинисао до жељеног нивоа чистоће. Сваки пут када се руда или полуга загревају, стварају се отпадни материјали. Прашина из вентилације и процесни гасови могу бити заробљени у складишту за вреће и или одложени или враћени у процес, у зависности од садржаја преосталог метала. Сумпор у гасу се такође хвата, а када су концентрације изнад 4% може се претворити у сумпорну киселину. У зависности од порекла руде и садржаја заосталих метала, различити метали као што су злато и сребро се такође могу производити као нуспроизводи.

Печење је важан пирометалуршки процес. Сулфатно печење се користи у производњи кобалта и цинка. Његова сврха је да одвоји метале како би се могли трансформисати у водорастворни облик за даљу хидрометалуршку обраду.

Топљењем сулфидних руда настаје делимично оксидовани концентрат метала (мат). Приликом топљења, безвредни материјал, обично гвожђе, формира шљаку са флуксирајућим материјалом и претвара се у оксид. Вриједни метали добијају метални облик у фази претварања, која се одвија у пећима за претварање. Ова метода се користи у производњи бакра и никла. Гвожђе, ферохром, олово, магнезијум и једињења гвожђа производе се редукцијом руде угљем и флуксом (кречњак), при чему се процес топљења обично одвија у електричној пећи. (Погледајте такође Индустрија гвожђа и челика поглавље.) Електролиза фузионисане соли, која се користи у производњи алуминијума, је још један пример пирометалуршког процеса.

Висока температура потребна за пирометалуршки третман метала добија се сагоревањем фосилних горива или коришћењем егзотермне реакције саме руде (нпр. у процесу брзог топљења). Процес брзог топљења је пример пирометалуршког процеса који штеди енергију у коме се гвожђе и сумпор из концентрата руде оксидују. Егзотермна реакција у комбинацији са системом за рекуперацију топлоте штеди много енергије за топљење. Висок ниво сумпора у процесу је такође користан за заштиту животне средине. Већина недавно изграђених топионица бакра и никла користи овај процес.

хидрометалургија

Примери хидрометалуршких процеса су лужење, преципитација, електролитичка редукција, јонска размена, мембранско одвајање и екстракција растварачем. Прва фаза хидрометалуршких процеса је испирање вредних метала из мање вредног материјала, на пример, сумпорном киселином. Испирању често претходи предтретман (нпр. сулфатно печење). Процес лужења често захтева висок притисак, додавање кисеоника или високе температуре. Испирање се може вршити и електричном енергијом. Из раствора за лужење се жељени метал или његово једињење издваја преципитацијом или редукцијом коришћењем различитих метода. Смањење се врши, на пример, у производњи кобалта и никла гасом.

Као хидрометалуршки процес сматра се и електролиза метала у воденим растворима. У процесу електролизе метални јон се редукује у метал. Метал се налази у раствору слабе киселине из којег се под утицајем електричне струје таложи на катодама. Већина обојених метала се такође може рафинисати електролизом.

Често металуршки процеси представљају комбинацију пиро- и хидрометалуршких процеса, у зависности од концентрата руде који се третира и врсте метала који се рафинише. Пример је производња никла.

Опасности и њихова превенција

Превенција здравствених ризика и незгода у металуршкој индустрији је првенствено образовно-техничко питање. Лекарски прегледи су секундарни и имају само комплементарну улогу у превенцији здравствених ризика. Хармонична размена информација и сарадња између одељења за планирање, линију, безбедност и здравље на раду у оквиру компаније дају најефикаснији резултат у превенцији здравствених ризика.

Најбоље и најјефтиније превентивне мере су оне предузете у фази планирања новог постројења или процеса. Приликом планирања нових производних објеката треба узети у обзир као минимум следеће аспекте:

• Потенцијални извори загађивача ваздуха треба да буду затворени и изоловани.
• Дизајн и постављање процесне опреме треба да омогући лак приступ за потребе одржавања.
• Области у којима може доћи до изненадне и неочекиване опасности треба континуирано пратити. Треба укључити одговарајућа упозорења. На пример, области у којима је могуће излагање арсину или цијановодонику треба да буду под сталним надзором.
• Додавање и руковање отровним процесним хемикалијама треба планирати тако да се избегне ручно руковање.
• Требало би користити уређаје за узорковање личне хигијене рада како би се проценила стварна изложеност појединог радника, кад год је то могуће. Редовно фиксно праћење гасова, прашине и буке даје преглед изложености, али има само комплементарну улогу у процени дозе изложености.
• У планирању простора треба узети у обзир захтеве будућих промена или проширења процеса како се не би погоршали стандарди хигијене рада постројења.
• Треба постојати континуиран систем обуке и едукације особља за безбедност и здравље, као и за предраднике и раднике. Нови радници посебно треба да буду детаљно информисани о потенцијалним здравственим ризицима и како их спречити у сопственом радном окружењу. Поред тога, обуку треба обавити кад год се уведе нови процес.
• Важне су радне праксе. На пример, лоша лична хигијена једењем и пушењем на радном месту може значајно повећати личну изложеност.
• Менаџмент треба да има систем праћења здравља и безбедности који производи адекватне податке за доношење техничких и економских одлука.

Следе неке од специфичних опасности и мера предострожности које се могу наћи код топљења и рафинирања.

Повреде

Индустрија топљења и рафинирања има већу стопу повреда од већине других индустрија. Извори ових повреда су: прскање и изливање растопљеног метала и шљаке што доводи до опекотина; експлозије гаса и експлозије од контакта растопљеног метала са водом; судари са покретним локомотивама, вагонима, покретним дизалицама и другом покретном опремом; падови тешких предмета; падне са висине (нпр. док приступате кабини дизалице); и повреде од клизања и спотицања услед зачепљења подова и пролаза.

Мере предострожности укључују: адекватну обуку, одговарајућу личну заштитну опрему (ППЕ) (нпр. кациге, заштитне ципеле, радне рукавице и заштитна одећа); добро складиштење, одржавање и одржавање опреме; правила саобраћаја за покретну опрему (укључујући дефинисане руте и ефикасан систем сигнализације и упозорења); и програм заштите од пада.

Топлота

Болести топлотног стреса као што је топлотни удар су уобичајена опасност, првенствено због инфрацрвеног зрачења из пећи и растопљеног метала. Ово је посебно проблем када се напоран рад мора обављати у врућим срединама.

Превенција топлотних болести може укључивати водене преграде или ваздушне завесе испред пећи, хлађење на месту, затворене климатизоване кабине, одећу која штити од топлоте и одела са ваздушним хлађењем, омогућавајући довољно времена за аклиматизацију, паузе у раду у хладним просторима и адекватно снабдевање. пића за често пијење.

Хемијске опасности

Током операција топљења и рафинације може доћи до излагања широком спектру опасних прашине, испарења, гасова и других хемикалија. Нарочито дробљење и млевење руде може довести до велике изложености силицијум диоксиду и токсичној металној прашини (нпр. која садржи олово, арсен и кадмијум). Такође може доћи до излагања прашини током операција одржавања пећи. Током операција топљења, метална испарења могу бити велики проблем.

Емисије прашине и дима могу се контролисати затварањем, аутоматизацијом процеса, локалном и разблаженом издувном вентилацијом, влажењем материјала, смањеним руковањем материјалима и другим процесним променама. Тамо где оне нису адекватне, потребна је респираторна заштита.

Многе операције топљења укључују производњу великих количина сумпор-диоксида из сулфидних руда и угљен-моноксида из процеса сагоревања. Разблаживање и локална издувна вентилација (ЛЕВ) су од суштинског значаја.

Сумпорна киселина се производи као нуспроизвод топљења и користи се у електролитичкој рафинацији и лужењу метала. До излагања може доћи и течности и сумпорне киселине. Потребна је заштита коже и очију и ЛЕВ.

Топљење и рафинација неких метала може имати посебне опасности. Примери укључују карбонил никла у рафинацији никла, флуориде у топљењу алуминијума, арсен у топљењу и рафинацији бакра и олова, и излагање живи и цијаниду током рафинације злата. Ови процеси захтевају посебне мере предострожности.

Остале опасности

Одсјај и инфрацрвено зрачење из пећи и растопљеног метала могу изазвати оштећење ока укључујући катаракту. Треба носити одговарајуће заштитне наочаре и штитнике за лице. Висок ниво инфрацрвеног зрачења такође може изазвати опекотине коже осим ако се не носи заштитна одећа.

Висок ниво буке од дробљења и млевења руде, дуваљки на гас и електричних пећи велике снаге може изазвати губитак слуха. Ако се извор буке не може затворити или изоловати, онда треба носити штитнике за слух. Требало би успоставити програм очувања слуха укључујући аудиометријско тестирање и обуку.

Електричне опасности могу настати током електролитских процеса. Мере предострожности укључују правилно електрично одржавање са процедурама закључавања/означавања; изоловане рукавице, одећа и алати; и прекидаче струјног кола где је потребно.

Ручно подизање и руковање материјалима може изазвати повреде леђа и горњих екстремитета. Механичка помагала за дизање и одговарајућа обука у методама дизања могу смањити овај проблем.

Загађење и заштита животне средине

Емисије иритантних и корозивних гасова као што су сумпор-диоксид, водоник-сулфид и хлороводоник могу допринети загађењу ваздуха и изазвати корозију метала и бетона унутар постројења и околине. Толеранција вегетације на сумпор диоксид варира у зависности од врсте шуме и земљишта. У принципу, зимзелено дрвеће толерише ниже концентрације сумпор-диоксида од листопадних. Емисије честица могу садржати неспецифичне честице, флуориде, олово, арсен, кадмијум и многе друге токсичне метале. Отпадне воде могу садржати разне токсичне метале, сумпорну киселину и друге нечистоће. Чврсти отпад може бити контаминиран арсеном, оловом, гвожђем сулфидима, силицијумом и другим загађивачима.

Управљање топионицом треба да укључи процену и контролу емисија из постројења. Ово је специјализован посао који треба да обавља само особље које је у потпуности упознато са хемијским својствима и токсичношћу материјала који се испуштају из процеса постројења. Физичко стање материјала, температура на којој излази из процеса, други материјали у струји гаса и други фактори морају се узети у обзир приликом планирања мера за контролу загађења ваздуха. Такође је пожељно одржавати метеоролошку станицу, водити метеоролошку евиденцију и бити спреман за смањење производње када су временски услови неповољни за дисперзију отпадних вода из димњака. Излети су неопходни да би се сагледао утицај загађења ваздуха на стамбена и пољопривредна подручја.

Сумпор-диоксид, један од главних загађивача, обнавља се као сумпорна киселина када је присутан у довољној количини. Иначе, да би се испунили стандарди емисије, сумпор диоксид и други опасни гасовити отпад се контролишу прочишћавањем. Емисије честица се обично контролишу помоћу филтера од тканине и електростатичких филтера.

Велике количине воде се користе у процесима флотације као што је концентрација бакра. Већина ове воде се рециклира назад у процес. Јаловина из процеса флотације се пумпа као муљ у таложнице. Вода се у том процесу рециклира. Процесна вода која садржи метал и кишница се чисте у постројењима за пречишћавање воде пре испуштања или рециклаже.

Отпад чврсте фазе укључује шљаку од топљења, муљ од претворбе сумпор-диоксида у сумпорну киселину и муљ из површинских базена (нпр. таложнице). Неке шљаке се могу поново концентрисати и вратити у топионице ради поновне обраде или опоравка других присутних метала. Многи од ових чврстих фаза отпада су опасни отпад који се мора складиштити у складу са еколошким прописима.

Назад

Адаптирано из ЕПА 1995.

Бакар

Бакар се копа иу отвореним и подземним рудницима, у зависности од квалитета руде и природе лежишта руде. Руда бакра обично садржи мање од 1% бакра у облику сулфидних минерала. Када се руда извуче изнад земље, она се дроби и меље до финоће у праху, а затим се концентрише за даљу прераду. У процесу концентровања, млевена руда се муља са водом, додају се хемијски реагенси и ваздух се дува кроз суспензију. Мехурићи ваздуха се везују за минерале бакра и затим се скидају са врха флотационих ћелија. Концентрат садржи између 20 и 30% бакра. Јаловина, или минерали из руде, падају на дно ћелија и уклањају се, одводњавају помоћу згушњивача и транспортују се као суспензија у јаловиште ради одлагања. Сва вода која се користи у овој операцији, из згушњивача за одводњавање и јаловишта, се обнавља и рециклира назад у процес.

Бакар се може производити пирометалуршки или хидрометалуршки у зависности од врсте руде која се користи као пуњење. Концентрати руде, који садрже бакар сулфид и минерале гвожђе сулфида, обрађују се пирометалуршким процесима да би се добили бакарни производи високе чистоће. Оксидне руде, које садрже минерале оксида бакра који се могу појавити у другим деловима рудника, заједно са другим оксидованим отпадним материјалима, третирају се хидрометалуршким процесима како би се добили производи бакра високе чистоће.

Претварање бакра из руде у метал се остварује топљењем. Током топљења концентрати се суше и упућују у једну од неколико различитих врста пећи. Тамо се сулфидни минерали делимично оксидују и топе да би се добио слој мат, мешани бакар-гвожђе сулфид и шљака, горњи слој отпада.

Мат се даље обрађује претварањем. Шљака се извлачи из пећи и складишти или одбацује у гомиле шљаке на лицу места. Мала количина шљаке се продаје за железнички баласт и за пескарење. Трећи производ процеса топљења је сумпор диоксид, гас који се сакупља, пречишћава и претвара у сумпорну киселину за продају или за употребу у операцијама хидрометалуршког лужења.

Након топљења, бакарни мат се доводи у претварач. Током овог процеса бакарни мат се сипа у хоризонталну цилиндричну посуду (приближно 10º4 м) опремљену низом цеви. Цеви, познате као туиерес, излазе у цилиндар и користе се за увођење ваздуха у претварач. Креч и силицијум се додају у бакарни мат да би реаговали са оксидом гвожђа који настаје у процесу да би се формирала шљака. У конвертор се може додати и отпадни бакар. Пећ се ротира тако да су фуруне потопљене, а ваздух се удувава у растопљени мат, што доводи до тога да остатак гвожђе сулфида реагује са кисеоником да би се формирао гвожђе оксид и сумпор диоксид. Затим се претварач ротира да би се излила гвоздена силикатна шљака.

Када се сво гвожђе уклони, претварач се окреће назад и добија други удар ваздуха током којег се остатак сумпора оксидује и уклања из бакарног сулфида. Конвертор се затим ротира да би се излио растопљени бакар, који се у овом тренутку назива блистер бакар (тако назван јер ако се дозволи да се у овом тренутку очврсне, имаће неравну површину због присуства гасовитог кисеоника и сумпора). Сумпор диоксид из претварача се сакупља и доводи у систем за пречишћавање гаса заједно са оним из пећи за топљење и претвара у сумпорну киселину. Због свог заосталог садржаја бакра, шљака се рециклира назад у пећ за топљење.

Блистер бакар, који садржи најмање 98.5% бакра, рафинише се у бакар високе чистоће у два корака. Први корак је рафинација ватре, у којој се растопљени блистер бакар сипа у цилиндричну пећ, по изгледу сличну претварачу, где се прво ваздух, а затим природни гас или пропан дувају кроз растоп да би се уклонио последњи сумпор и све преостали кисеоник из бакра. Истопљени бакар се затим сипа у точак за ливење да би се формирале аноде довољно чисте за електрорафинацију.

У електрорафинацији, бакарне аноде се стављају у електролитичке ћелије и међусобно се постављају са почетним листовима бакра, или катодама, у кади са раствором бакар сулфата. Када се једносмерна струја прође кроз ћелију, бакар се раствара из аноде, транспортује кроз електролит и поново се таложи на почетним листовима катоде. Када се катоде нагомилају до довољне дебљине, уклањају се из електролитичке ћелије и на њихово место се ставља нови сет почетних листова. Чврсте нечистоће у анодама падају на дно ћелије као муљ где се на крају сакупљају и обрађују за опоравак племенитих метала као што су злато и сребро. Овај материјал је познат као анодна слуз.

Катоде уклоњене из електролитичке ћелије су примарни производ произвођача бакра и садрже 99.99% бакра. Они се могу продати млиновима за жичану шипку као катоде или даље прерађивати у производ који се зове шипка. У производњи шипке, катоде се топе у осовинској пећи и растопљени бакар се сипа на ливени точак да би се формирала шипка погодна за ваљање у непрекидну шипку пречника 3/8 инча. Овај штапни производ се шаље у млинове жице где се екструдира у различите величине бакарне жице.

У хидрометалуршком процесу, оксидоване руде и отпадни материјали се излужују сумпорном киселином из процеса топљења. Изводи се лужење на лицу места, или у посебно припремљеним гомилама дистрибуцијом киселине преко врха и омогућавањем да процури кроз материјал где се сакупља. Тло испод јастучића за испирање је обложено киселином отпорном, непропусном пластиком како би се спречило да течност за испирање контаминира подземне воде. Када се сакупе раствори богати бакром, они се могу обрадити било којим од два процеса—поступком цементације или процесом екстракције растварача/електропроцесом (СКСЕВ). У процесу цементације (који се данас ретко користи), бакар у киселом раствору се одлаже на површину старог гвожђа у замену за гвожђе. Када је довољно бакра цементирано, гвожђе богато бакром се ставља у топионицу заједно са концентратима руде за добијање бакра пирометалуршким путем.

У процесу СКСЕВ, раствор за излуживање (ПЛС) се концентрише екстракцијом растварачем, који екстрахује бакар, али не и нечистоће метала (гвожђе и друге нечистоће). Органски раствор напуњен бакром се затим одваја од процедне воде у резервоару за таложење. Сумпорна киселина се додаје у бремениту органску смешу, која одваја бакар у електролитички раствор. Процедна вода, која садржи гвожђе и друге нечистоће, враћа се у операцију лужења где се њена киселина користи за даље испирање. Раствор траке богат бакром се пропушта у електролитичку ћелију познату као ћелија за победнике. Ћелија за електропобедништво се разликује од ћелије за електрорафинацију по томе што користи трајну, нерастворљиву аноду. Бакар у раствору се затим ставља на почетну катоду на исти начин као што је на катоди у ћелији за електрорафинацију. Електролит осиромашен бакром се враћа у процес екстракције растварачем где се користи за уклањање више бакра из органског раствора. Катоде произведене у процесу електро-рафинирања се затим продају или праве у шипке на исти начин као и оне произведене у процесу електрорафинирања.

Ћелије за електроликовање се такође користе за припрему почетних листова и за процесе електрорафинирања и за процесе електроличења тако што се бакар нанесе на катоде од нерђајућег челика или титанијума, а затим се скине обложени бакар.

Опасности и њихова превенција

Главне опасности су излагање рудној прашини током прераде и топљења руде, испарења метала (укључујући бакар, олово и арсен) током топљења, сумпор диоксид и угљен моноксид током већине операција топљења, бука од операција дробљења и млевења и из пећи, топлотни стрес од пећи и сумпорна киселина и електричне опасности током електролитских процеса.

Мере предострожности укључују: ЛЕВ за прашину током операција преноса; локални одвод и вентилација за разблаживање сумпор-диоксида и угљен-моноксида; програм контроле буке и заштите слуха; заштитна одећа и штитници, паузе за одмор и течности за топлотни стрес; и ЛЕВ, ППЕ и електричне мере предострожности за електролитичке процесе. Заштита за дисање се обично носи за заштиту од прашине, испарења и сумпор-диоксида.

Табела 1 наводи загађиваче животне средине за различите кораке топљења и рафинације бакра.

Табела 1. Улази у процесне материјале и излази загађења за топљење и рафинацију бакра

Довести

Примарни процес производње олова састоји се од четири корака: синтеровање, топљење, дроссинг и пирометалуршка рафинација. За почетак, сировина која се састоји углавном од концентрата олова у облику оловног сулфида се убацује у машину за синтеровање. Могу се додати и друге сировине укључујући гвожђе, силицијум диоксид, кречњак, кокс, соду, пепео, пирит, цинк, каустик и честице прикупљене из уређаја за контролу загађења. У машини за синтеровање оловна сировина је подвргнута ударима топлог ваздуха који сагоревају сумпор, стварајући сумпор-диоксид. Материјал од оловног оксида који постоји након овог процеса садржи око 9% своје тежине у угљенику. Синтер се затим доводи заједно са коксом, разним рециклираним материјалима и материјалима за чишћење, кречњаком и другим агенсима за флуксирање у високу пећ за редукцију, где угљеник делује као гориво и топи или топи оловни материјал. Истопљено олово тече до дна пећи где се формирају четири слоја: „спеисс“ (најлакши материјал, у основи арсен и антимон); "мат" (бакар сулфид и други сулфиди метала); шљака високе пећи (првенствено силикати); и олово у полугама (98% олова, по тежини). Сви слојеви се затим одводе. Шпејс и мат се продају топионицама бакра за добијање бакра и племенитих метала. Шљака високе пећи која садржи цинк, гвожђе, силицијум и креч се складишти у гомилама и делимично се рециклира. Емисије сумпор оксида се стварају у високим пећима из малих количина заосталог оловног сулфида и оловних сулфата у извору за синтеровање.

Грубо олово из високе пећи обично захтева прелиминарну обраду у котлићима пре него што се подвргне операцијама рафинације. Током бацања, полуга се меша у котлићу за отпатке и хлади се на тачно изнад тачке смрзавања (370 до 425°Ц). Шљунак, који се састоји од оловног оксида, заједно са бакром, антимоном и другим елементима, плута на врх и очвршћава се изнад растопљеног олова.

Шљунак се уклања и убацује у пећ за шљаку ради добијања неоловних корисних метала. Да би се побољшао опоравак бакра, дроссед олово у полугама се третира додавањем материјала који садрже сумпор, цинка и/или алуминијума, снижавајући садржај бакра на приближно 0.01%.

Током четвртог корака, полуга олова се рафинише пирометалуршким методама како би се уклонили сви преостали материјали који се не могу продати (нпр. злато, сребро, бизмут, цинк и оксиди метала као што су антимон, арсен, калај и оксид бакра). Олово се рафинише у котлићу од ливеног гвожђа у пет фаза. Прво се уклањају антимон, калај и арсен. Затим се додаје цинк и уклања се злато и сребро у цинкову шљаку. Затим се олово рафинише вакуумским уклањањем (дестилацијом) цинка. Рафинација се наставља додатком калцијума и магнезијума. Ова два материјала се комбинују са бизмутом и формирају нерастворљиво једињење које се уклања из котлића. У завршном кораку каустична сода и/или нитрати се могу додати у олово да би се уклонили сви преостали трагови металних нечистоћа. Рафинирано олово ће имати чистоћу од 99.90 до 99.99% и може се мешати са другим металима да би се формирале легуре или се може директно ливети у облике.

Опасности и њихова превенција

Главне опасности су излагање рудној прашини током прераде и топљења руде, испарења метала (укључујући олово, арсен и антимон) током топљења, сумпор диоксид и угљен моноксид током већине операција топљења, бука од операција млевења и дробљења и из пећи и топлотни стрес из пећи.

Мере предострожности укључују: ЛЕВ за прашину током операција преноса; локални одвод и вентилација за разблаживање сумпор-диоксида и угљен-моноксида; програм контроле буке и заштите слуха; и заштитна одећа и штитници, паузе за одмор и течности за топлотни стрес. Заштита за дисање се обично носи за заштиту од прашине, испарења и сумпор-диоксида. Биолошко праћење олова је неопходно.

Табела 2 наводи загађиваче животне средине за различите кораке топљења и рафинације олова.

Табела 2. Улази у процесне материјале и излази загађења за топљење и рафинацију олова

цинк

Концентрат цинка се производи одвајањем руде, која може садржати само 2% цинка, од отпадне стене дробљењем и флотацијом, процес који се обично изводи на локацији рударства. Концентрат цинка се затим редукује у метални цинк на један од два начина: или пирометалуршки дестилацијом (ретортирање у пећи) или хидрометалуршки електро-вађењем. Ово последње чини око 80% укупне рафинације цинка.

Четири фазе прераде се генерално користе у хидрометалуршкој рафинацији цинка: калцинација, лужење, пречишћавање и електро-вађење. Калцинирање, или печење, је процес на високој температури (700 до 1000 °Ц) који претвара концентрат цинк сулфида у нечисти цинк оксид који се зове калцин. Типови печења укључују више ложишта, суспензију или флуидизовани слој. Генерално, калцинација почиње мешањем материјала који садрже цинк са угљем. Ова смеша се затим загрева, или пржи, да би испарио цинк оксид који се затим помера из реакционе коморе са резултујућом гасном струјом. Струја гаса се усмерава у простор за врело (филтер) где се цинк оксид хвата у прашину из вреће.

Сви процеси калцинације стварају сумпор-диоксид, који се контролише и претвара у сумпорну киселину као нуспроизвод процеса који се може продати.

Електролитичка обрада десулфуризованог калцина састоји се од три основна корака: лужење, пречишћавање и електролиза. Излуживање се односи на растварање заробљеног калцина у раствору сумпорне киселине да би се формирао раствор цинк сулфата. Калцин се може испрати једном или два пута. У методи двоструког лужења, калцин се раствара у благо киселом раствору да би се уклонили сулфати. Калцин се затим испира други пут у јачем раствору који раствара цинк. Овај други корак лужења је заправо почетак трећег корака пречишћавања јер многе нечистоће гвожђа испадају из раствора као и цинк.

Након испирања, раствор се пречишћава у две или више фаза додавањем цинкове прашине. Раствор се пречишћава док прашина тера штетне елементе да се таложе тако да се могу филтрирати. Пречишћавање се обично врши у великим резервоарима за мешање. Процес се одвија на температурама у распону од 40 до 85°Ц и притисцима у распону од атмосферских до 2.4 атмосфере. Елементи добијени током пречишћавања укључују бакар као колач и кадмијум као метал. Након пречишћавања раствор је спреман за последњи корак, електро-победу.

Електронско добијање цинка се одвија у електролитичкој ћелији и укључује покретање електричне струје из аноде од легуре олова и сребра кроз водени раствор цинка. Овај процес пуни суспендовани цинк и тера га да се таложи на алуминијумску катоду која је уроњена у раствор. Сваких 24 до 48 сати, свака ћелија се гаси, катоде обложене цинком се уклањају и испиру, а цинк се механички уклања са алуминијумских плоча. Концентрат цинка се затим топи и лијева у инготе и често има чак 99.995% чистоће.

Електролитичке топионице цинка садрже чак неколико стотина ћелија. Део електричне енергије се претвара у топлоту, што повећава температуру електролита. Електролитичке ћелије раде на температурама од 30 до 35°Ц при атмосферском притиску. Током електро-освајања, део електролита пролази кроз расхладне торњеве да би смањио своју температуру и да би испарио воду коју сакупља током процеса.

Опасности и њихова превенција

Главне опасности су излагање рудној прашини током обраде и топљења руде, испарења метала (укључујући цинк и олово) током рафинације и печења, сумпор-диоксида и угљен-моноксида током већине операција топљења, бука од операција дробљења и млевења и из пећи, топлотни стрес од пећи и сумпорна киселина и електричне опасности током електролитских процеса.

Мере предострожности укључују: ЛЕВ за прашину током операција преноса; локални одвод и вентилација за разблаживање сумпор-диоксида и угљен-моноксида; програм контроле буке и заштите слуха; заштитна одећа и штитници, паузе за одмор и течности за топлотни стрес; и ЛЕВ, ППЕ и електричне мере предострожности за електролитичке процесе. Заштита за дисање се обично носи за заштиту од прашине, испарења и сумпор-диоксида.

Табела 3 наводи загађиваче животне средине за различите кораке у топљењу и рафинацији цинка.

Табела 3. Улази у процесне материјале и излази загађења за топљење и рафинацију цинка

Назад