Metalurgia plumbului

Trimis la data: 2002-06-10 Materia: Diverse Nivel: Facultate Pagini: 8 Nota: / 10 Downloads: 2310
Autor: Eduard Georgescu Dimensiune: 23kb Voturi: Tipul fisierelor: doc Acorda si tu o nota acestui referat: 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
vezi mai multe detalii vezi mai putine detalii
Raporteaza o eroare
Plumbul a fost obtinut din minereuri si prelucrat fara mari dificultati, inca de foarte mult timp. Cel mai important mineral de plumb si aproape singurul exploatat pentru obtinerea acestui metal este galena (PbS).Alte minerale continand plumb sunt: anglezita (PbSO4), ceruzita (PbCO3), crocoita (PbCrO4), etc. Minereurile de plumb din tara noastra sunt minereuri complexe in care galena se afla asociata cu alte minerale: blenda, pirita, calcopirita, stibina, etc.

Metalurgia plumbului

A. Generalitati

Plumbul a fost obtinut din minereuri si prelucrat fara mari
dificultati, inca de foarte mult timp.

Cel mai important mineral de plumb si aproape singurul exploatat
pentru obtinerea acestui metal este galena (PbS).Alte minerale
continand plumb sunt: anglezita (PbSO[4]), ceruzita (PbCO[3]),
crocoita (PbCrO[4]), etc.

Minereurile de plumb din tara noastra sunt minereuri complexe in care
galena se afla asociata cu alte minerale: blenda, pirita, calcopirita,
stibina, etc.

Minereurile se supun operatiilor de preparare in vederea obtinerii
concentratelor selective sau colective, in functie de geneza
zacamantului si de posibilitatile de prelucrare ulterioara. In acest
scop, minereurile sulfuroase de plumb se concaseaza, se macina si apoi
se supun flotarii, rezultand concentrate cu compozitii variate, care
trebuie prelucrate pentru valorificarea elementelor utile. Prin
flotatia minereurilor se cauta sa se obtina concentrate de plumb cat
mai curate, fara zinc si fara cupru, dat fiind faptul ca prezenta
acestor elemente in cantitati mari (zinc peste 5-7%, cupru peste 1%)
produce greutati la prelucrarea concentratelor plumbuoase pe cale
pirometalurgica.

Plumbul, material foarte ductil, fiind cel mai moale dinte metalele
uzuale poate fii laminat in foi subtiri. Are o buna rezistenta de
rupere la tractiune. Temperatura de topire a plumbului este de 327 oC,
iar cea de fierbere 1740 oC. Greutatea specifica este 11,34 gf/cm3. In
stare lichida greutatea specifica variaza intre 10,686 gf/cm3 la 327
oC si 10,078 gf/cm3, la 850^oC. La 500-550 oC incepe volatilizarea
plumbului; tensiunea de vapori este 0,5 mm Hg la 920^oC si de 40 mm Hg
la 1250^oC. Caldura specifica a plumbului solid la 18^oC este 0,0299
cal/oC^.g, iar a plumbului lichid este 0,034 cal/oC^.g.

In prezent, plumbul se extrage prin metode pirometalurgice si
hidrometalurgice. Metodele pirometalurgice sunt cele mai extinse si
raman actuale pentru ca asigura productivitati mari, cu investitii
mici si permit mecanizarea si automatizarea avansata a proceselor.
Metodele hidrometalurgice sunt raspandite mai putin, din cauza
solubilitatii slabe a sarurilor de plumb in reactivi (reactivii sunt
puternic corozivi) si a investitiilor mari.

In baza ultimelor cercetari (bazate pe combinarea procedeelor
pirometalurgice cu cele hidrometalurgice - prajirile clorurante
volatilizante urmate de operatii hidrometalurgice), se intrvede
posibilitatea prelucrarii minereurilor si concentratelor complexe -
polimetalice, cu valorificarea fierului pentru industria metalurgica.

Dintre metodele pirometalurgice (topirea reducatoare, topirea cu
reactie, topirea cu precipitare, topirea alcalina cu hidrat de sodiu,
etc), cea mai raspandita este topirea reducatoare aplicata prelucrarii
oricarui fel de concentrat. Schema tehnologica de obtinere a plumbului
prin aceasta metoda, aplicata si in Romania, in cazul prelucrarii unui
concentrat complex (cupro - plumbos), se prezinta in general astfel (
Tabela 1 )

Prin urmare cand se prelucreaza un concentrat cupro - plumbos inafara
de plumb se obtine si mata, care se trateaza ulterior pentru obtinerea
cuprului. Concentratul este mai intai prajit si aglomerat si apoi
redus cu cocs (si cu oxidul de carbon rezultat prin arderea
carbonului) intr-un cuptor cu cuva Water Jacket.

Metoda de obtinere a plumbului prin topire cu reactie (la baza aceste
metode stau reactiile chimice care au loc intre sufuri, sulfati si
oxizi) se utilizeaza mai rar, fiind in general imitata numai la
prelucrarea concentratelor bogate in plumb ( cu minimum 65% plumb) si
cu un continut redus de silice ( 0,5 - 1,5 %). In cazul concentratelor
plumboase in prima faza a procesului {a} materialul se prajeste la 500
- 650 oC,

a. { PbS + 3/2 O[2 ]= PbO + SO[2] + 100850 cal,

{ PbO + SO[2] + O[2] = PbSO[4] + 96150 cal,

iar la temperaturi mai mari (950 - 1200^oC) urmeaza topirea cu
reactie, pe baza careia se obtine plumbul brut {b}:

b) { PbS + 2 PbO = 3 Pb + SO[2] - 56350 cal,

{ PbS + PbSO[4] = 2Pb + 2SO[2] - 100100 cal.

Topirea cu reactie se realizeaza in cuptoare rotative, in cuptoare cu
vatra, electrice sau in creuzet.

Topirea cu precipitare de plumb nu prezinta interes din cauza
consumului de fier, a pierderii de plumb in mata si a consumului mare
de conbumstibil. Metoda consta in descompunerea galenei la temperaturi
inalte cu ajutorul firului metalic (PbS + Fe = Pb + FeS + 300 cal),
procesul fiind posibil deoarece fierul are o afinitate mai mare fata
de sulf decat plumbul.

Topirea alcalina, desi este o metoda noua, nu se poate aplica decat
concentratelor bogate.

Ca urmarea complexitatii compozitiei minereurilor, prin metode
pirometalurgice nu se poate obtine decat un plumb brut insotit de o
serie de elemente (Cu, Sn, Fe, Zn, Ni, Co, As, Sb, etc) care sunt
eliminate prin operatiile de rafinare; pe de alta parte, plumbul brut
contine aur si argint si din aceasta cauza aceste elemente sunt
recuperate ulterior prin operatii speciale.

In general, metodele hidrometalurgice urmaresc transformarea plumbului
din materie prima (concentrate plumboase, mate plumbo - cuproase,
prafuri volatile de la aglomerarea si topirea concentratelor
plumboase, etc) in saruri solubile (cum este clorura de plumb), cu
ajutorul solutiilor calde de cloruri alcaline, alcalino-pamantoase sau
cu clorura ferica. Din solutiile obtinute, plumbul se precipita cu
ajutorul fierului sau prin electroliza cu anozi insolubili. Procedeele
hidrometalurgice nu au putut lua o larga dezvoltare, cu toate ca
randamentul de extractie a plumbului este mare (92-95%) si se pot
recupera sulful (sub forma elementara) si celelalte metale (Zn, Cu,
As, Sb, metale pretioase, etc.) continute in concentrat.

B. Prajirea aglomerata

Concentratele sulfuroase de plumb obtinute in urma flotatiei
mienereurilor complexe, de cele mai multe ori, in afara de PbS, contin
si alti compusi printre care si sulfurile ZnS, CuFeS[2], FeS[2],
Ag[2]S, As[2]S[3], Sb[2]S[3], etc. .In timpul prajirii, sulful se
transforma SO[2] si SO[3] (care se elimina impreuna cu alte gaze),
metalele sunt trecute sub forma de oxizi si de sulfati, raportul
dintre aceste combinatii fiind in functie de temperatura procesului,
concentratia oxigenului si a bioxidului de sulf in gaze, viteza de
oxidare si disociere etc. . O parte din oxizii metalelor pot reactiona
reciproc sau ciu oxizii din materialul steril sin din fondantii
adaugati (inainte de aglomerare), formanad compusi complecsi de tipul
feritilor (xMeO . yFe[2]O[3]) silicatilor (xMeO . ySiO[2]),
aluminatilor (xMeO . yAl[2]O[3]), arsenatilor (xMeO . yAs[2]O[5]),
antimoniatilor (xMeO . ySb[2]O[5]) etc.

Comportarea principalilor compusi la prajire

Prajirea aglomerata are ca scop obtinerea unui material cu proprietati
fizice si chimice corespunzatoare operatiei de topire. Pentru a
asigura, in cuptorul de topire, desfasurarea normala a proceselor
termice si chimice este necesar ca aglomeratul sa se prezinte sub
forma de bulgari, sa fie permeabil, rezistent (pentru ca presiunea
coloanei de materiale din cuptor sa nu-l striveasca), sa nu se
sinterizeze in timp ce coboara spre zona de topire. Principalii
compusi din concentratul de plumb in procesul prajirii aglomerate se
comporta in mod cu totul diferit.

Sulfura te plumb (PbS) incalzita in prezenta oxigenului din aer se
oxideaza conform reactiilor:

2PbS + 3O[2] = 2PbO + 2So[2] + 201700 cal

2PbO + 2So[2] + O[2 ]2PbSO[4] + 192 300cal

Sulfura de plumb se aprinde cu atat mai usor, cu atat granulele sunt
mai mici; pana la 0,25 mm, temperatura de aprindere variaza intre
300-380^oC. PbS se topeste la 1135^oC si incepe sa se volatilizeze
destul de intens peste 950^oC. In timpul prajirii, PbS nu se oxideaza
total (mai ales in cazul concentratiilor cu cupro - plumboase) si din
aceasta cauza in aglomeratul de plumb se gasesc oxid, sulfat si
sulfura de plumb, in cantitati variabile,in functie de compozitia
materiei prime si de conditiile in care s-a desfasurat procesul de
oxidare. La prajirea unui concentrat selectiv plumbos este necesar ca
toata cantitatea de sulfura de plumb sa fie transformata in oxid; in
asemenea conditii reducerea oxidului la topire este mai usoara si mai
completa. Formarea sulfatului de plumb la prajire este daunatoare
deoarece acesta in timpul topirii aglomeratului se reduce la sulfura
(care trece in mata) micsorand randamentul de extragerea plumbului. In
general, sulfatul se formeaza mai isor cand prajirea se desfasoara la
temperaturi joase (sub 600^oC), in prezenta unei concetratii mari de
SO[3] (in gaze)

Nota explicativa
Referatele si lucrarile oferite de Referate.ro au scop educativ si orientativ pentru cercetare academica.

Iti recomandam ca referatele pe care le downloadezi de pe site sa le utilizezi doar ca sursa de inspiratie sau ca resurse educationale pentru conceperea unui referat nou, propriu si original.

Referat.ro te invata cum sa faci o lucrare de nota 10!
Linkuri utile
Programeaza-te online la salonul favorit Descarca gratuit aplicatiile pentru iOS si Android Filmulete haioase Filme, poante si cele mai tari faze Jocuri Cele mai tari jocuri de pe net Referate scoala Resurse, lucrari, referate materiale pentru lucrari de nota 10
Toate imaginile, textele sau alte materiale prezentate pe site sunt proprietatea referat.ro fiind interzisa reproducerea integrala sau partiala a continutului acestui site pe alte siteuri sau in orice alta forma fara acordul scris al referat.ro. Va rugam sa consultati Termenii si conditiile de utilizare a site-ului. Informati-va despre Politica de confidentialitate. Daca aveti intrebari sau sugestii care pot ajuta la dezvoltarea site-ului va rugam sa ne scrieti la adresa webmaster@referat.ro.
Confidentialitatea ta este importanta pentru noi

Referat.ro utilizeaza fisiere de tip cookie pentru a personaliza si imbunatati experienta ta pe Website-ul nostru. Te informam ca ne-am actualizat politica de confidentialitate pentru a integra cele mai recente modificari privind protectia persoanelor fizice in ceea ce priveste prelucrarea datelor cu caracter personal. Inainte de a continua navigarea pe Website-ul nostru te rugam sa aloci timpul necesar pentru a citi si intelege continutul Politicii de Cookie. Prin continuarea navigarii pe Website-ul nostru confirmi acceptarea utilizarii fisierelor de tip cookie conform Politicii de Cookie. Nu uita totusi ca poti modifica in orice moment setarile acestor fisiere cookie urmarind instructiunile din Politica de Cookie.


Politica de Cookie
Am inteles