Agregate și instalații mecanice

1.1. Generalitati. Consideratii teoretice privind prelucrarea concentratelor Pb-Zn

Cele mai importante resurse de metale sunt minerale care se gasesc in scoarta terestra.

Extragerea metalelor din minerale se face in doua etape :

-prima etapa consta in prepararea acestora care include o serie de oportunitati ca:sfaramarea,macinarea,clasarea si concentrarea mineralelor in vederea obtinerii concentratelor bogate in minerale utile.

-a doua etapa presupune extragerea metalelor din minereuri prin procedee metalurgice care pot fi:pirometalurgice,hidrometalurgice si electrometalurgice.

Procedeul pirometalurgic are loc la temperaturi inalte cusau fara topirea sarjei,caldura necesara procesului de topire se obtine prin arderea combustibililor lichizi,gazosi sau solizi si al elementelor combustibile din minereu.

Cele mai importante operatii pirometalurgice sunt:uscarea,prajirea,topirea,rafinarea.

Uscarea- are ca scop eliminarea apei si descompunerea unor compusi complecsi.

Prajirea -are ca scop transformarea compusilor metalici in oxizi sau sulfati din care pot fi extrase metalele de baza prin operatii metalurgice ulterioare.

In urma prajirii oxidante se obtin oxizi si sulfati conform reactiilor:

ZnS+2O2=ZnSO2 [500-600oC]

ZnS+ O2=ZnOSO2 [900-1000oC]

Pentru procesul de obtinere a Zn si Pb prin procedeul ISP prajirea se realizeaza concomitent cu aglomerarea procesului denumit prajire aglomeranta.

Topirea este operatia in urma careia se obtine o faza metalica care contine metale sub forma elementara (Pb,Zn) si combinatii.

Pentru obtinerea Pb si Zn prin procedeul ISP se foloseste procesul reducator.

Rafinarea metalelor este o continuare a procesului de topire si se realizeaza prin licuatie, distilare si rectificare.

Procesul hidrometalurgic cuprinde operatiile care au loc in solutii apoase la temperaturi joase in prezenta reactivilor chimici.

Principalele operatii hidrometalurgice sunt :solubilizarea,purificarea solutiilor,precipitarea impuritatilor din solutii,electroliza cu anozi insolubili.

1.2.Consideratii privind tehnologia ISP

Tehnologia ISP se aplica in mai multe uzine de prelucrare a concentratelor plumbo-zincoase din lume:India,Romania-Copsa Mica.

Concentratele sulfuroase de Pb si Zn obtinute in urma flotarii mineralelor trebuie sa contina minerale cu 3-5%Zn pentru a putea fi ulterior supuse prajirii. In scopul transformarii sulfurilor in oxizi,prajirea aglomeranta se realizeaza pe benzi de aglomerare prin insuflarea aerului de jos in sus.

Gazele rezultate in urma prajirii contin circa 10-12%SO2 si sunt folosite la obtinerea acidului sulfuric dupa o prealabila desprafuire in filtre.

In urma prajirii aglomerante rezulta un aglomerat a carui compozitie medie este :30-33%Zn, 20-25%Pb, 1-2%Cu, 10%CaO, 10-15%FeO, 1-3%S, 4-6%peroxid de siliciu.

Acest aglomerant este introdus pe la partea superioara a cuptorului ISP unde are loc reducerea oxizilor metalici de unde rezulta :

-vapori de zinc care sunt dirijati in condensatoare ,unde are loc condensarea vaporilor de zinc de unde rezulta Zn brut care este rafinat;

-Pb brut care este colectat in cuva cuptorului ISP;

-zgura care se prelucreaza prin procedeul Fuening.

Cuptorul ISP este alimentat pe la partea superioara cu aglomerant ,cocs si fondanti. Aerul incalzit la 800oC este suflat prin gurile de vant pe la baza cupei. Vaporii de Zn rezultati sunt condusi in doua condensatoare unde Zn condenseaza prin intermediul Pb.

Reactiile care au loc in cuptor sunt:

ZnO + C =Znv + CO

ZnO + CO =Zn + CO2

PbO +C =Pb + CO

PbO +CO =Pb +CO2

CO2 + C =2CO

Avantajele procedeului ISP sunt urmatoarele:

-posibilitatea de a prelucra concentratia complexa a Pb si Zn in acelasi cuptor sau de a utiliza concentratii cu continut scazut de Zn si ridicat de Fe;

-autumatizarea completa a operatiei;

productia si productivitatea pe cuptor sunt marite.

Schema prelucrarii este aratata in figura de mai jos: