Банер КСНУМКС

 

Операције топљења и рафинације

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Топљење и прерада

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

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Топљење и прерада бакра, олова и цинка

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

Процес

Унос материјала

Емисије у ваздух

Процесни отпад

Остали отпад

Концентрација бакра

Руда бакра, вода, хемијски реагенси, згушњивачи

 

Флотацијске отпадне воде

Јаловина која садржи отпадне минерале као што су кречњак и кварц

Испирање бакра

Концентрат бакра, сумпорна киселина

 

Неконтролисана процедна вода

Отпад који се излужује на гомиле

Топљење бакра

Концентрат бакра, силицијумски флукс

Сумпор диоксид, честице које садрже арсен, антимон, кадмијум, олово, живу и цинк

 

Муљ/муљ, шљака која садржи гвожђе сулфиде, силицијум диоксид

Конверзија бакра

Бакар мат, отпадни бакар, силицијумски флукс

Сумпор диоксид, честице које садрже арсен, антимон, кадмијум, олово, живу и цинк

 

Муљ/муљ, шљака која садржи гвожђе сулфиде, силицијум диоксид

Електролитичка рафинација бакра

Блистер бакар, сумпорна киселина

   

Слузи који садрже нечистоће као што су злато, сребро, антимон, арсен, бизмут, гвожђе, олово, никл, селен, сумпор и цинк

 

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

Процес

Унос материјала

Емисије у ваздух

Процесни отпад

Остали отпад

Синтеровање олова

Оловна руда, гвожђе, силицијум, кречњачки флукс, кокс, сода, пепео, пирит, цинк, каустик, врећаста прашина

Сумпор диоксид, честице које садрже кадмијум и олово

   

Топљење олова

Оловни синтер, кокс

Сумпор диоксид, честице које садрже кадмијум и олово

Отпадне воде за испирање биљака, вода за гранулацију шљаке

Шљака која садржи нечистоће као што су цинк, гвожђе, силицијум диоксид и креч, чврсте материје од површинских захвата

Одлагање олова

Олово у полугама, сода пепео, сумпор, врећаста прашина, кокс

   

Шљака која садржи нечистоће као што је бакар, чврсте материје површинских наталожених

Рафинирање олова

Оловна полуга

     

 

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

Процес

Унос материјала

Емисије у ваздух

Процесни отпад

Остали отпад

Калцинирање цинка

Руда цинка, кокс

Сумпор диоксид, честице које садрже цинк и олово

 

Муљ за издувавање киселих биљака

Испирање цинка

Калцин цинка, сумпорна киселина, кречњак, истрошени електролит

 

Отпадне воде које садрже сумпорну киселину

 

Пречишћавање цинка

Раствор цинкове киселине, цинкова прашина

 

Отпадне воде које садрже сумпорну киселину, гвожђе

Бакарна торта, кадмијум

Цинк елецтровиннинг

Цинк у сумпорној киселини/воденом раствору, аноде од легуре олова и сребра, катоде алуминијума, баријум карбонат или стронцијум, колоидни адитиви

 

Разблажена сумпорна киселина

Слуз/муљ електролитичких ћелија

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Топљење и прерада алуминијума

Преглед процеса

Боксит се вади отвореним копом. Богатије руде се користе за копање. Руде нижег квалитета могу се искористити дробљењем и испирањем како би се уклонио отпад глине и силицијум диоксида. Производња метала се састоји од два основна корака:

  1. Пречишћавање. Производња глинице из боксита Бајеровим поступком у коме се боксит вари на високој температури и притиску у јаком раствору каустичне соде. Добијени хидрат се кристализује и калцинише до оксида у пећи или калцинатору са флуидизованим слојем.
  2. Смањење. Редукција глинице у првобитни алуминијумски метал применом Халл-Хероултовог електролитичког процеса коришћењем угљеничних електрода и флукса криолита.

 

Експериментални развој сугерише да се у будућности алуминијум може редуковати у метал директном редукцијом из руде.

Тренутно су у употреби два главна типа Халл-Хероултових електролитичких ћелија. Такозвани процес „пре-печења“ користи електроде произведене како је доле наведено. У таквим топионицама изложеност полицикличним угљоводоницима се обично јавља у постројењима за производњу електрода, посебно током мешања и преса за формирање. Топионице које користе ћелије типа Содерберг не захтевају објекте за производњу печених угљеничних анода. Уместо тога, мешавина кокса и смоле се ставља у резервоаре чији су доњи крајеви уроњени у истопљену смешу за купање криолит-алуминијум. Како се смеша смоле и кокса загрева растопљеним метал-криолит кадом унутар ћелије, ова смеша се пече у тврду графитну масу ин ситу. Металне шипке се убацују у анодну масу као проводници за електрични ток једносмерне струје. Ове шипке се морају периодично заменити; у екстракцији ових, значајне количине испарљивих смола угљеног катрана еволуирају у окружење ћелијске собе. Овом излагању се додају оне испарљиве смоле које настају током печења смоле-коксне масе.

У последњој деценији индустрија је имала тенденцију да или не замени или да модификује постојеће објекте за редукцију типа Содерберг као последицу демонстриране опасности од карциногености коју представљају. Поред тога, са све већом аутоматизацијом операција редукционих ћелија—посебно заменом анода, задаци се чешће обављају из затворених механичких дизалица. Сходно томе, изложеност радника и ризик од развоја ових поремећаја повезаних са топљењем алуминијума постепено се смањују у савременим постројењима. Насупрот томе, у оним економијама у којима адекватна капитална инвестиција није лако доступна, постојаност старијих, ручно управљаних процеса редукције ће и даље представљати ризике оних професионалних поремећаја (види доле) који су раније били повезани са постројењима за редукцију алуминијума. Заиста, ова тенденција ће имати тенденцију да се погоршава у таквим старијим, непобољшаним операцијама, посебно како старе.

Производња угљеничних електрода

Електроде потребне за електролитичку редукцију пре печења до чистог метала се обично производе у објекту који је повезан са овом врстом постројења за топљење алуминијума. Аноде и катоде се најчешће праве од мешавине млевеног кокса добијеног од нафте и смоле. Кокс се прво меље у кугличним млиновима, затим транспортује и механички меша са смолом и на крају се лива у блокове у пресама за калуповање. Ови анодни или катодни блокови се затим загревају у гасној пећи неколико дана док не формирају чврсте графитне масе са у суштини све испарљивим материјама које су одбачене. На крају се причвршћују на анодне шипке или имају жљебове за пријем катодних шипки.

Треба напоменути да смола која се користи за формирање таквих електрода представља дестилат који се добија од угља или нафтног катрана. У претварању овог катрана у смолу загревањем, финални производ смоле је у суштини искупао све своје неорганске материје ниске тачке кључања, нпр.2, као и алифатична једињења и ароматична једињења са једним и два прстена. Стога, таква смола не би требало да представља исте опасности у својој употреби као угљени или нафтни катрани, јер ове класе једињења не би требало да буду присутне. Постоје неке индиције да канцерогени потенцијал таквих смола можда није тако велик као сложенија мешавина катрана и других испарљивих материја повезаних са непотпуним сагоревањем угља.

Опасности и њихова превенција

Опасности и превентивне мере за процесе топљења и рафинације алуминијума су у основи исте као оне које се налазе у топљењу и рафинацији уопште; међутим, појединачни процеси представљају одређене специфичне опасности.

Рударство

Иако се у литератури јављају спорадичне референце на „плућа боксита“, мало је убедљивих доказа да такав ентитет постоји. Међутим, треба размотрити могућност присуства кристалног силицијум диоксида у рудама боксита.

Бајеров процес

Екстензивна употреба каустичне соде у Баиер процесу представља честе ризике од хемијских опекотина коже и очију. Уклањање каменца из резервоара пнеуматским чекићима је одговорно за озбиљно излагање буци. Потенцијалне опасности повезане са удисањем превеликих доза алуминијум оксида произведеног у овом процесу су размотрене у наставку.

Сви радници укључени у Баиер процес треба да буду добро информисани о опасностима повезаним са руковањем каустичном содом. На свим угроженим локацијама треба обезбедити фонтане за испирање очију и умиваонике са текућом водом и потопним тушевима, са обавештењима која објашњавају њихову употребу. ОЗО (нпр. заштитне наочаре, рукавице, кецеље и чизме) треба да буде обезбеђена. Треба обезбедити тушеве и смештај са дуплим ормарићима (један ормарић за радну одећу, други за личну одећу), а све запослене охрабрити да се темељно оперу на крају смене. Сви радници који рукују растопљеним металом треба да буду снабдевени визирима, респираторима, рукавицама, кецељама, наруквицама и шпицовима да би их заштитили од опекотина, прашине и испарења. Радници запослени на Гадеау нискотемпературном процесу треба да буду снабдевени специјалним рукавицама и оделима како би се заштитили од испарења хлороводоничне киселине која се ослобађа када се ћелије покрену; вуна се показала као добра отпорност на ове паре. Респиратори са картриџима од угља или маске импрегнираним алуминијумом пружају адекватну заштиту од смоле и испарења флуора; ефикасне маске за прашину неопходне су за заштиту од угљеничне прашине. Радници са већом изложеношћу прашини и диму, посебно у операцијама у Содербергу, треба да буду опремљени респираторном заштитном опремом која се снабдева ваздухом. Како се механизовани радови у тоалету изводе на даљину из затворених кабина, ове заштитне мере ће постати мање потребне.

Електролитичка редукција

Електролитичка редукција излаже раднике потенцијалу за опекотине коже и незгоде због прскања растопљеног метала, поремећаја топлотног стреса, буке, електричних опасности, пара криолита и флуороводоничне киселине. Ћелије за електролитичку редукцију могу емитовати велике количине прашине флуорида и глинице.

У радњама за производњу угљеничних електрода треба инсталирати опрему за издувну вентилацију са врећастим филтерима; кућиште опреме за млевење смоле и угљеника даље ефикасно минимизира изложеност загрејаној смоли и угљеничној прашини. Редовне провере концентрације атмосферске прашине треба да се врше помоћу одговарајућег уређаја за узорковање. Периодичне рендгенске прегледе треба спроводити на радницима изложеним прашини, а након њих треба да буду праћени клиничким прегледима када је то потребно.

Да би се смањио ризик од руковања смолом, транспорт овог материјала треба механизовати колико год је то могуће (нпр. загрејане друмске цистерне се могу користити за транспорт течног смола до погона где се аутоматски пумпа у резервоаре са грејаним смолом). Редовни прегледи коже ради откривања еритема, епителиома или дерматитиса су такође опрезни, а додатну заштиту могу обезбедити заштитне креме на бази алгината.

Раднике који обављају вруће послове треба упутити пре почетка врућег времена да повећају унос течности и да јако посоле храну. Они и њихови надређени такође треба да буду обучени да препознају почетне поремећаје изазване топлотом код себе и својих сарадника. Сви они који овде раде треба да буду обучени да предузму потребне мере да спрече појаву или прогресију топлотних поремећаја.

Радници који су изложени високим нивоима буке треба да буду снабдевени опремом за заштиту слуха као што су чепићи за уши који омогућавају пролаз нискофреквентне буке (да би се омогућила перцепција наређења), али смањују пренос интензивне, високофреквентне буке. Штавише, радници треба да се подвргавају редовном аудиометријском прегледу како би се открио губитак слуха. Коначно, особље такође треба да буде обучено да пружи кардиопулмоналну реанимацију жртвама несрећа са струјним ударом.

Потенцијал прскања растопљеног метала и тешких опекотина је широко распрострањен на многим локацијама у редукционим постројењима и повезаним операцијама. Поред заштитне одеће (нпр. рукавице, кецеље, шиљци и визири за лице) треба забранити ношење синтетичке одеће, јер топлота растопљеног метала узрокује да се тако загрејана влакна топе и приањају за кожу, додатно појачавајући опекотине коже.

Појединце који користе срчане пејсмејкере треба искључити из операција редукције због ризика од аритмија изазваних магнетним пољем.

Други здравствени ефекти

Опасности по раднике, општу популацију и животну средину које произилазе из емисије гасова који садрже флуор, дима и прашине услед употребе криолитног флукса су нашироко пријављени (видети табелу 1). Код деце која живе у близини лоше контролисаних топионица алуминијума, забележен је променљив степен мрља на трајним зубима ако је до изложености дошло током развојне фазе раста трајних зуба. Међу радницима у топионици пре 1950. године, или тамо где је настављена неадекватна контрола флуорида, примећени су променљиви степени коштане флуорозе. Прва фаза овог стања се састоји од једноставног повећања густине костију, посебно израженог у телима пршљенова и карлице. Како се флуор даље апсорбује у кост, затим се види калцификација лигамената карлице. Коначно, у случају екстремног и дуготрајног излагања флуору, примећује се калцификација параспиналних и других лигаментних структура, као и зглобова. Иако је ова последња фаза виђена у свом тешком облику у постројењима за прераду криолита, такве напредне фазе су ретко, ако икада, виђене код радника у топионици алуминијума. Очигледно, мање озбиљне рендгенске промене у коштаним и лигаментним структурама нису повезане са променама архитектонске или метаболичке функције кости. Правилним радним праксама и адекватном контролом вентилације, радници у таквим операцијама редукције могу се лако спречити да развију било коју од претходних промена на рендгенском снимку, упркос 25 до 40 година таквог рада. Коначно, механизација операција у сали треба да минимизира ако не и потпуно елиминише све опасности повезане са флуором.

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

Процес

Унос материјала

Емисије у ваздух

Процесни отпад

Остали отпад

Рафинација боксита

Боксит, натријум хидроксид

Честице, каустична/вода
пара

 

Остатак који садржи силицијум, гвожђе, титанијум, калцијум оксиде и каустику

Бистрење и таложење глинице

Глиница, скроб, вода

 

Отпадне воде које садрже скроб, песак и каустику

 

Калцинација глинице

Алуминијум хидрат

Честице и водена пара

   

Примарни електролитички
таљење алуминија

Алуминијум, угљеничне аноде, електролитичке ћелије, криолит

Флуорид—и гасовити и честице, угљен-диоксид, сумпор-диоксид, угљен-моноксид, Ц2F6 ,ЦФ4 и перфлуоровани угљеник (ПФЦ)

 

Потрошене посуде за лонце

 

Од раних 1980-их, стање слично астми је дефинитивно показано међу радницима у тоалетима за смањење алуминијума. Ову аберацију, која се назива професионална астма повезана са топљењем алуминијума (ОАААС), карактерише варијабилни отпор протока ваздуха, бронхијална хиперреакција, или обоје, и не изазивају је стимуланси ван радног места. Његови клинички симптоми се састоје од звиждања, стезања у грудима и недостатка ваздуха и непродуктивног кашља који обично касне неколико сати након излагања на послу. Латентни период између почетка излагања на раду и почетка ОАААС је веома варијабилан, у распону од 1 недеље до 10 година, у зависности од интензитета и карактера изложености. Стање се обично побољшава уклањањем са радног места након одмора и тако даље, али ће постати све чешће и теже са континуираним излагањем на послу.

Иако је појава овог стања повезана са концентрацијама флуорида у посуди, није јасно да етиологија поремећаја произилази посебно из излагања овом хемијском агенсу. С обзиром на сложену мешавину прашине и дима (нпр. честице и гасовити флуориди, сумпор-диоксид, плус ниске концентрације оксида ванадијума, никла и хрома), већа је вероватноћа да таква мерења флуорида представљају сурогат за ову сложену мешавину испарења, гасови и честице које се налазе у посудама.

Тренутно се чини да је ово стање једна од све важнијих група професионалних болести: професионална астма. Узрочни процес који доводи до овог поремећаја тешко се утврђује у појединачном случају. Знаци и симптоми ОАААС могу бити последица: постојеће астме засноване на алергијама, неспецифичне бронхијалне хиперреактивности, синдрома реактивне дисфункције дисфункција (РАДС) или праве професионалне астме. Дијагноза овог стања је тренутно проблематична, захтева компатибилну анамнезу, присуство варијабилног ограничења протока ваздуха, или у његовом одсуству, производњу фармаколошки изазване бронхијалне хиперреактивности. Али ако ово друго није доказиво, ова дијагноза је мало вероватна. (Међутим, овај феномен може на крају нестати након што се поремећај повуче са излагањем са посла.)

Пошто овај поремећај има тенденцију да постаје прогресивно тежи са континуираном изложеношћу, погођене особе најчешће треба да буду уклоњене са континуираног излагања на послу. Док појединци са већ постојећом атопијском астмом у почетку треба да буду ограничени на просторије са алуминијумским редукционим ћелијама, одсуство атопије не може предвидети да ли ће се ово стање појавити након излагања на раду.

Тренутно постоје извештаји који сугеришу да алуминијум може бити повезан са неуротоксичношћу међу радницима који се баве топљењем и заваривањем овог метала. Јасно је показано да се алуминијум апсорбује преко плућа и излучује урином на нивоима већим од нормалног, посебно код радника у собама са редукцијским ћелијама. Међутим, велики део литературе у вези са неуролошким ефектима код таквих радника произилази из претпоставке да апсорпција алуминијума доводи до неуротоксичности код људи. Сходно томе, све док такве асоцијације не буду репродуктивније доказиве, веза између алуминијума и професионалне неуротоксичности се у овом тренутку мора сматрати спекулативном.

Због повремене потребе да се троши више од 300 кцал/х у току замене анода или обављања других напорних радова у присуству растопљеног криолита и алуминијума, током врућег времена могу се уочити поремећаји топлоте. Такве епизоде ​​ће се највероватније појавити када се време у почетку промени са умерених на вруће, влажне летње услове. Поред тога, радна пракса која резултира убрзаном променом аноде или запошљавањем у две узастопне радне смене током врућег времена такође ће предиспонирати раднике на такве топлотне поремећаје. Радници који се неадекватно загревају аклиматизовани или физички кондиционирани, чији је унос соли неадекватан или који имају интеркурентну или недавну болест, посебно су склони развоју топлотне исцрпљености и/или топлотних грчева током обављања овако напорних послова. Топлотни удар се десио, али ретко међу радницима у топионици алуминијума, осим међу онима са познатим предиспонирајућим здравственим променама (нпр. алкохолизам, старење).

Показано је да изложеност полицикличним ароматима повезаним са удисањем смоле и честица доводи особље редукционих ћелија типа Содерберг у претерани ризик од развоја рака мокраћне бешике; вишак ризика од рака је мање добро утврђен. Претпоставља се да су радници у постројењима угљеничних електрода у којима се загревају мешавине загрејаног кокса и катрана такође изложени таквом ризику. Међутим, након што су електроде печене неколико дана на око 1,200 °Ц, полициклична ароматична једињења су практично потпуно сагорена или испарљива и више нису повезана са таквим анодама или катодама. Стога се није показало да редукцијске ћелије које користе претходно печене електроде представљају неоправдани ризик од развоја ових малигних поремећаја. Предложено је да се друге неоплазије (нпр. негранулоцитна леукемија и карцином мозга) јављају у операцијама редукције алуминијума; тренутно су такви докази фрагментарни и недоследни.

У близини електролитичких ћелија, употреба пнеуматских разбијача коре у салама производи нивое буке од 100 дБА. Ћелије за електролитичку редукцију се покрећу у серији од нисконапонског извора струје високе ампераже и, сходно томе, случајеви електричног удара обично нису озбиљни. Међутим, у електрани на тачки где се високонапонско напајање спаја са мрежом за серијску везу у тоалету, може доћи до озбиљних несрећа услед струјног удара, посебно зато што је напајање струјом наизменичне, високог напона.

С обзиром да је дошло до забринутости за здравље у вези са излагањем повезаним са електромагнетним пољима, изложеност радника у овој индустрији је доведена у питање. Мора се признати да је снага која се доводи до ћелија електролитичке редукције једносмерна; сходно томе, електромагнетна поља која се стварају у салама су углавном статична или стојећа поља. За таква поља, за разлику од електромагнетних поља ниске фреквенције, се још мање показује да испољавају конзистентне или поновљиве биолошке ефекте, било експериментално или клинички. Поред тога, нивои флукса магнетних поља измерени у данашњим просторијама са ћелијама се обично налазе у оквиру тренутно предложених, пробних граничних вредности за статичка магнетна поља, суб-радио фреквенцију и статичка електрична поља. Изложеност ултранискофреквентним електромагнетним пољима се такође дешава у редукционим постројењима, посебно на удаљеним крајевима ових просторија поред просторија са исправљачем. Међутим, нивои флукса који се налазе у оближњим посудама су минимални, знатно испод садашњих стандарда. Коначно, кохерентни или поновљиви епидемиолошки докази штетних ефеката на здравље услед електромагнетних поља у постројењима за редукцију алуминијума нису убедљиво демонстрирани.

Производња електрода

Радници у контакту са испарењима смоле могу развити еритем; излагање сунчевој светлости изазива фотосензибилизацију са повећаном иритацијом. Случајеви локализованих тумора коже јавили су се међу радницима на угљеним електродама где је практикована неадекватна лична хигијена; након ексцизије и промене посла обично се не бележи даље ширење или понављање. Током производње електрода могу се створити значајне количине угљеника и прашине. Тамо где је таква изложеност прашини била озбиљна и неадекватно контролисана, било је повремених извештаја да произвођачи угљених електрода могу развити једноставну пнеумокониозу са фокалним емфиземом, компликовану развојем масивних фиброзних лезија. И једноставне и компликоване пнеумокониозе се не разликују од одговарајућег стања пнеумокониозе угљара. Мљевење кокса у кугличним млиновима производи нивое буке до 100 дБА.

Напомена уредника: Индустрију производње алуминијума је Међународна агенција за истраживање рака (ИАРЦ) сврстала у групу 1 познатих узрока рака код људи. Различите изложености су биле повезане са другим болестима (нпр. „астма у потрепштини“) које су описане на другом месту у овом Енциклопедија.

 

Назад

Среда, март КСНУМКС КСНУМКС КСНУМКС: КСНУМКС

Топљење и прерада злата

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

Ископавање злата обављају у малом обиму индивидуални копачи (нпр. у Кини и Бразилу) иу великом обиму у подземним рудницима (нпр. у Јужној Африци) и отвореним коповима (нпр. у Сједињеним Државама).

Најједноставнији метод вађења злата је паннинг, који укључује пуњење кружне посуде са златоносним песком или шљунком, држање под млазом воде и вртложни. Лакши песак и шљунак се постепено испиру, остављајући златне честице близу центра посуде. Напредније хидраулично ископавање злата састоји се од усмеравања снажног тока воде на шљунак или песак који садржи злато. Тиме се материјал мрви и испира кроз посебне отворе у којима се злато таложи, а лакши шљунак испливава. За речно рударство користе се багери са елеваторима, који се састоје од чамаца са равним дном који користе ланац малих кофи да сакупљају материјал са речног дна и испуштају га у контејнер за сијање (троммел). Материјал се ротира у троммелу док се вода усмерава на њега. Песак који садржи злато понире кроз перфорације на троммелу и пада на столове за тресење ради даље концентрације.

Постоје две главне методе за вађење злата из руде. То су процеси од спајање цијанизација. Процес амалгамације заснива се на способности злата да легира са металном живом да формира амалгаме различите конзистенције, од чврсте до течне. Злато се може прилично лако уклонити из амалгама дестилацијом живе. У унутрашњем амалгамацији, злато се одваја унутар апарата за дробљење у исто време када се руда дроби. Амалгам који је уклоњен из апарата се испере без било каквих примеса водом у посебним посудама. Затим се преостала жива истискује из амалгама. Код спољашње амалгамације, злато се издваја изван апарата за дробљење, у амалгаматорима или шљунцима (коси сто прекривен бакарним лимовима). Пре уклањања амалгама додаје се свежа жива. Пречишћен и опран амалгам се затим пресује. У оба процеса, жива се уклања из амалгама дестилацијом. Процес спајања је данас реткост, осим у рударству малог обима, због еколошких забринутости.

Екстракција злата помоћу цијанидације заснива се на способности злата да формира стабилну у води растворљиву двоструку со КАу(ЦН)2 када се комбинује са калијум цијанидом у комбинацији са кисеоником. Пулпа која настаје дробљењем златне руде састоји се од већих кристалних честица, познатих као песак, и мањих аморфних честица, познатих као муљ. Песак, који је тежи, таложи се на дну апарата и омогућава растворима (укључујући муљ) да прођу кроз њега. Процес екстракције злата се састоји од убацивања фино млевене руде у каду за лужење и филтрирања раствора калијум или натријум цијанида кроз њу. Муљ се одваја од раствора цијанида злата додавањем згушњивача и вакуум филтрацијом. Насипно лужење, при чему се раствор цијанида сипа преко равне гомиле грубо уситњене руде, постаје све популарније, посебно код руда ниског квалитета и рудничке јаловине. У оба случаја, злато се добија из раствора цијанида злата додавањем алуминијумске или цинкове прашине. У одвојеној операцији, концентрована киселина се додаје у реактор за варење да би се растворио цинк или алуминијум, остављајући иза себе чврсто злато.

Под утицајем угљене киселине, воде и ваздуха, као и киселина присутних у руди, раствори цијанида се разлажу и дају гас цијановодоник. Да би се то спречило, додаје се алкалија (креч или каустична сода). Цијановодоник се такође производи када се киселина дода да раствори алуминијум или цинк.

Друга техника цијанидације укључује употребу активног угља за уклањање злата. У раствор златног цијанида се додају средства за згушњавање пре мешања са активним угљем како би се угаљ одржао у суспензији. Угаљ који садржи злато се уклања просијавањем, а злато се екстрахује коришћењем концентрованог алкалног цијанида у алкохолном раствору. Злато се затим добија електролизом. Угаљ се може поново активирати печењем, а цијанид се може повратити и поново употребити.

И амалгамација и цијанидација производе метал који садржи знатну количину нечистоћа, а садржај чистог злата ретко прелази 900 промила финоће, осим ако се даље електролитички рафинише да би се добио степен финоће до 999.8 промила и више.

Злато се такође добија као нуспроизвод од топљења бакра, олова и других метала (видети чланак „Топљење и рафинација бакра, олова и цинка” у овом поглављу).

Опасности и њихова превенција

Златна руда која се налази у великим дубинама се вади подземним рударством. Ово захтева мере за спречавање стварања и ширења прашине у рудницима. Одвајање злата из руде арсена доводи до изложености радника рудника арсену и загађења ваздуха и земљишта прашином која садржи арсен.

У вађењу злата живе, радници могу бити изложени високим концентрацијама живе у ваздуху када се жива ставља у отворе или уклања из њих, када се амалгам пречишћава или пресује и када се жива дестилује; тровање живом пријављено је међу радницима у амалгамацији и дестилацији. Ризик од излагања живи у амалгамацији постао је озбиљан проблем у неколико земаља на Далеком истоку иу Јужној Америци.

У процесима амалгамације жива се мора ставити на отворе и амалгам уклонити на такав начин да се обезбеди да жива не дође у контакт са кожом руку (користећи лопате са дугим дршкама, заштитну одећу непропусну за живу и ускоро). Обрада амалгама и уклањање или пресовање живе такође морају бити што је могуће потпуно механизовани, без могућности да руке буду додирнуте живом; прерада амалгама и дестилација живе морају се вршити у посебним изолованим просторијама у којима су зидови, плафони, подови, апарати и радне површине прекривени материјалом који неће апсорбовати живу или њене паре; све површине се морају редовно чистити како би се уклониле све наслаге живе. Све просторије намењене за операције које укључују употребу живе морају бити опремљене општом и локалном издувном вентилацијом. Ови вентилациони системи морају бити посебно ефикасни у просторијама где се жива дестилује. Залихе живе морају се чувати у херметички затвореним металним контејнерима испод посебног издувног поклопца; радници морају бити опремљени ЛЗО неопходном за рад са живом; а ваздух се мора систематски надзирати у просторијама које се користе за амалгамацију и дестилацију. Такође би требало да постоји медицински надзор.

Контаминација ваздуха цијанидом у постројењима за цијанидацију зависи од температуре ваздуха, вентилације, запремине материјала који се обрађује, концентрације раствора цијанида у употреби, квалитета реагенаса и броја отворених инсталација. Медицинским прегледом радника у фабрикама за вађење злата утврђени су симптоми хроничног тровања цијановодоником, поред високе учесталости алергијског дерматитиса, екцема и пиодерме (акутна инфламаторна болест коже са стварањем гноја).

Правилна организација припреме раствора цијанида је посебно важна. Ако отварање бубњева које садрже цијанидне соли и довођење ових соли у каде за растварање није механизовано, може доћи до значајне контаминације цијанидном прашином и гасовитом цијанидом водоник. Раствори цијанида треба да се уносе кроз затворене системе помоћу аутоматских пумпи за дозирање. У постројењима за цијанидацију злата, тачан степен алкалности се мора одржавати у свим апаратима за цијанидацију; поред тога, апарати за цијанидацију морају бити херметички затворени и опремљени ЛЕВ-ом уз одговарајућу општу вентилацију и праћење цурења. Сви апарати за цијанидацију и зидови, подови, отворени простори и степенице просторија морају бити покривени непорозним материјалима и редовно чистити слабо алкалним растворима.

Употреба киселина за разградњу цинка у преради златне слузи може дати цијанид водоник и арсин. Због тога се ове операције морају изводити у посебно опремљеним и одвојеним просторијама, уз употребу локалних издувних хауба.

Пушење треба забранити, а радницима треба обезбедити одвојене просторије за јело и пиће. Опрема за прву помоћ треба да буде доступна и треба да садржи материјал за одмах уклањање раствора цијанида који дође у контакт са телима радника и антидота за тровање цијанидом. Радници морају бити снабдевени личном заштитном одећом непропусном за једињења цијанида.

Ефекти на животну средину

Постоје докази о изложености пари металне живе и метилацији живе у природи, посебно тамо где се злато прерађује. У једној студији о води, насељима и риби из области рудника злата у Бразилу, концентрације живе у јестивим деловима локално конзумиране рибе премашиле су скоро 6 пута бразилски саветодавни ниво за људску исхрану (Палхета и Таилор 1995). У контаминираној области Венецуеле, трагачи за златом већ дуги низ година користе живу да одвоје злато од златног песка и каменог праха. Висок ниво живе у површинском земљишту и гуменим седиментима контаминираног подручја представља озбиљан ризик за рад и здравље људи.

Контаминација отпадних вода цијанидом такође представља велику забринутост. Растворе цијанида треба третирати пре него што се пусте или их треба повратити и поново употребити. Емисије гаса цијановодоника, на пример, у реактору за дигестију, третирају се са скрубером пре него што се исцрпе из димњака.

 

Назад

" ОДРИЦАЊЕ ОД ОДГОВОРНОСТИ: МОР не преузима одговорност за садржај представљен на овом веб порталу који је представљен на било ком другом језику осим енглеског, који је језик који се користи за почетну производњу и рецензију оригиналног садржаја. Одређене статистике нису ажуриране од продукција 4. издања Енциклопедије (1998).“

Садржај

Референце за прераду метала и металопрерађивачку индустрију

Буоницоре, АЈ и ВТ Давис (ур.). 1992. Инжењерски приручник за загађење ваздуха. Њујорк: Ван Ностранд Реинхолд/Асоцијација за управљање ваздухом и отпадом.

Агенција за заштиту животне средине (ЕПА). 1995. Профил индустрије обојених метала. ЕПА/310-Р-95-010. Вашингтон, ДЦ: ЕПА.

Међународно удружење за истраживање рака (ИАРЦ). 1984. Монографије о процени канцерогених ризика за људе. Вол. 34. Лион: ИАРЦ.

Јохнсон А, ЦИ Моира, Л МацЛеан, Е Аткинс, А Дибуницо, Ф Цхенг и Д Енарсон. 1985. Респираторне абнормалности код радника у индустрији гвожђа и челика. Брит Ј Инд Мед 42:94–100.

Кроненберг РС, ЈЦ Левин, РФ Додсон, ЈГН Гарциа и ДЕ Гриффитх. 1991. Болест узрокована азбестом код запослених у челичани и фабрици стаклених боца. Анн НИ Ацад Сци. 643:397–403.

Ландриган, ПЈ, МГ Цхерниацк, ФА Левис, ЛР Цатлетт и РВ Хорнунг. 1986. Силикоза у ливници сивог гвожђа. Перзистентност древне болести. Сцанд Ј Ворк Енвирон Хеалтх 12:32–39.

Национални институт за безбедност и здравље на раду (НИОСХ). 1996. Критеријуми за препоручени стандард: професионална изложеност течностима за обраду метала. Синсинати, ОХ: НИОСХ.

Палхета, Д и А Таилор. 1995. Жива у еколошким и биолошким узорцима из области рудника злата у Амазонској регији у Бразилу. Наука о тоталној животној средини 168:63-69.

Тхомас, ПР и Д Цларке. 1992. Вибрација белог прста и Дупуитренова контрактура: да ли су повезани? Оцкуп Мед 42(3):155–158.