در طبيعت دو عنصر سرب و روی ، اغلب با هم همراهند و اگر با مشخصات فلز سرب و همینطور مشخصات فلز روی آشنایی داشته باشید، می دانید که سنگ های درونگير مشتركی دارند. نزديک به ۷۰ درصد سرب معدنی از كانه های مخلوط سرب و روی كه به طور معمول مقادير روی در آنها بيشتر از سرب است، توليد می شود. نزديک به ۲۰ درصد از توليد سرب مربوط به كانه های مخلوطی است كه مقدار سرب در آن ها از روی بيشتر است و ۱۰ درصد بقيه توليد سرب در رابطه با كانی های مس دار است.
كانی های سرب و روی غالباً به صورت مخلوط و كانسارها ديده می شوند. كانسارهای اصلی اين دو فلز از نوع گرمابی به صورت اپی ترمال، مزوترمال و تله ترمال هستند. در كانسارهای مزوترمال معمولاً مقدار روی بيشتر است. كانسارهایی كه به صورت گرمابی تشكيل شده‌اند بسته به نوع جا گذاشتن سرب در شكاف ها و درزه ها به گروه های انباشتی كه در آن سرب موجود در محلول گرمابی به علت فعل و انفعالات شيميايی به املاح نامحلول تبديل و درزه ها و شكاف ها را انباشته می كند و جانشينی كه در آن يون سرب موجود در محلول گرمابی با يون فلزات موجود در سنگ های اطراف جانشين شده و مثلاً كربنات كلسيم يا آهک را به كربنات سرب تبديل می كند، تقسيم می شوند.
كانی های سولفوره سرب و روی در قسمت بالای كانسارها تحت تأثير آب و هوا قرار گرفته، دگرسان شده و به كانی های اكسيده اين فلز تبديل می شوند. لازم به ذكر است كه اسفالريت زودتر از گالن دگرسان می شود. توده های تله ترمال معمولاً در طبقات آهكی در قسمت هايی كه رگه ها گرمابی نمی شوند وجود دارند.
در محل اين توده ها تبلور مجدد كلسيت و دولوميت مشاهده شده و گاهی كمی گچ و باريتين همراه كانه می شود، در اين كانسارها گاهی آهک هم كمی سيليسی می شود. كانسارهای تله ترمال معمولاً از نوع جانشينی اند.
روی عموماً به صورت سولفيد و در بيشتر مواقع از منشأ سيالات گرمابی و ماگماهای سياليک و سيميک رخ می دهد. كانسارهای رسوبی اهميت كمتری دارند. تعدادی از كانسارهايی كه در كربنات ها تشكيل می شوند، خواص كانسارهای رسوبی دريايی را دارا هستند. اگر چه در اين كانسارها می توان چنين فرض كرد كه فلز از اين طريق انتقال گرمابی از ماگماهای بازی تأمين شده است.
انباشته های قابل بهره برداری روی در محيط های زمين شناختی گوناگون يافت می شوند. اين انباشته ها بر حسب شرايط پيدايش از نظر زمين شناختی به بخش های ذيل تقسيم می شوند :
- انباشته سولفورهای توده ای ناشی از فوران های زير دريايی موجود در سنگ های رسوب
- انباشته های چينه كرانی در سنگ های كربناتی
- انباشته های چينه كران در ماسه سنگ ها
- انباشته های رگه ای
- انباشته های دگرگونی
ترکیبات روی
ترکیبات روی بخش مهمی از تولیدات صنایع روی را تشکیل می‌دهند. مواد شيميايی با بنيان روی شامل غبار روی ۱۲ تا ۱۵ درصد مصرف روی جهان را در اختيار دارد. اكسيد روی به طور كمی مهمترين محصول شيميايی با بنيان روی می باشد. غبار روی سولفات روی و كلريد روی، از نظر اهميت و كميت در رده های بعدی قرار دارند.
ساير تركيبات روی دارای اهميت فرعی می باشند. سال هاست كه مصرف جهانی اكسيد و غبار روی ثابت مانده است، اگر چه تقاضا جهت سولفات روی و كلريد روی در حال افزايش است. سرعت رشد مصرف تيوكربنات روی و استيرات روی بر توليد ساينده‌ها ( بزرگترين مصرف اين تركيبات ) منطبق است. اكسيد روی كه دارای بيشترين تقاضاست را می توان با فرايندهای متنوعی توليد نمود.
خلوص و كيفيت اكسيد روی به روش توليد آن بستگی دارد. اكسيد روی با خلوص بالا به صورت پودر در اتاق های رسوب، در جايی كه ذرات با اندازه های مختلف از هم جدا می گردند، جمع می شود. اين ماده عموماً به عنوان روی سفيد شناخته می شود. در فرايند مستقيم ( يا فرايند آمريكايی ) ماده خام استفاده شده، كانه روی يا محصولات جانبی روی بوده كه همواره حاوی سرب می باشد. يک ماده كربن دار را با ماده خام حرارت می دهند كه در نتيجه احياء، روی به صورت بخار احيا می شود. اين ماده در هوا اكسيد شده و به ذرات با اندازه مختلف تقسيم می شود.
اصلی‌ترین ترکیبات روی عبارتند از :
- هیدرید‌روی (ZnH۲)
- اکسید‌روی (ZnO)
- کلرید‌روی (ZnCl۲)
همچنین، این فلز دارای آلیاژهای زیادی میباشد که شامل برنج، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع، آلومینیوم لحیم شده است. روی با کیفیت بالا برای تولید قالب استفاده می شود که از این قالب گیری برای کاربردهای اتومبیل سازی و صنایع الکتریکی و سخت افزاها استفاده می شود. یک آلیاژ روی که به نام پرزتال نامیده میشود شامل ۷۸ درصد روی و ۲۲ درصد آلومینیوم است که بیشتر در صنایع فولاد و پلاستیک های قالب‌گیری كاربرد دارد. از این آلیاژ همچنین برای قالب‌گیری سرامیک و سیمان نيز استفاده می شود.
روی همچنین جهت جلوگيری از خوردگی برای آبکاری دادن فلزاتی مثل آهن نيز استفاده میشود. اکسید روی در دنیای مدرن فلز مفيدی محسوب می شود که به طور گسترده‌ای برای صنایع و ساخت رنگها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش کف، پلاستیک ، چاپ پارچه، صابون‌سازی، ذخیره باتری‌ها، منسوجات، تجهیزات الکتریکی و دیگر تولیدات کاربرد دارد. لیتوفون ترکیبی از سولفید روی و سولفات باریم است که برای تولید مواد و رنگدانه ها مورد استفاده قرار میگیرد.
سولفید روی در ساختن صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس مورد استفاده قرار میگیرد. از ترکیبات کلر و کرومات روی برای ترکیبات مهم استفاده میشود. روی عنصر حیاتی برای رشد و نمو جانوران و گیاهان است.
ماده اوليه جهت فرايندهای شيميايی مرطوب محلول های خلوص يافته روی است. كربنات يا هيدروكسيد روی، ته نشين شده و سپس فيلتر شده شسته، خشک و در دمای ۸۰۰ درجه سانتی گراد به صورت پودر در می آيد.
انواع متنوع اكسيد روی به عنوان محصول واسطه در توليد ساير مواد شيميايی استفاده می شود. اكسيد روی ته نشين شده كه دارای خواص رنگريزه ای نمی باشد و درجه های ويژه مانند اكسيدهای روی ظريف كه در كاغذهای فتوكپی كاربرد دارد. مهمترين كاربرد اكسيد روی در صنعت ساينده هاست، كه در اين صنعت به عنوان فعال ساز سخت كننده و برخی اوقات به عنوان فيلتر استفاده می شود.
اكسيد روی به عنوان رنگريزه در رنگ های لاتكس محلول كاربرد فراوانی دارد. كاربرد اين ماده در كشاورزی به عنوان افزاينده بارور كننده جهت جبران كمبود روی خاک از اهميت كمتری برخوردار است. اكسيد روی جزئی از فرمولاسيون در صنعت شيشه، لعاب كاری و سراميک می باشد. اين ماده بر روی نقطه ذوب، خواص نوری و الاستيک و همچنين رنگ و جلای شيشه ها تاثير می گذارد. اكسيد روی يكی از تشكيل دهنده های پودر صورت، رژ لب و كرم های است كه در صنعت لوازم آرايشی كاربرد دارد می باشد. اين ماده همچنين به عنوان افزاينده به روغن، چسب، عامل های خشک كننده، عامل های غير شفاف ساز و به عنوان كاتاليزور در سنتز متانول كاربرد دارد.
کشورهای تولیدکننده روی در جهان
استرالیا ، چین ، پرو ، مکزیک و آمریکا بزرگترین ذخایر روی جهان را در اختیار دارند که جمعا حدود ۱۵۲ میلیون تن ( معادل ۷۴ درصد ذخایر جهان ) را شامل می شود. البته کانه روی در بیش از ۵۰ کشور یافت شده است. چین با تفاوت فاحشی نسبت به استرالیا و پرو بزرگترین عرضه کننده روی می باشد و علاوه بر آن مصرف کننده عمده برای این فلز است.
فرآوری و استخراج روی
روشهای تولید روی به طور کلی به دو دسته پیرومتالورژیکی و هیدرومتالورژیکی تقسیم میشوند. حدود ۸۵-۹۰ درصد روی تولیدی در جهان به روش هیدرومتالورژی است.
۸۰ درصد معادن روی در زیر زمین، ۸ درصد به صورت روباز و مابقی به صورت ترکیبی از دو حالت روباز و زیرزمینی هستند. از لحاظ حجم تولید فلز روی ، ۶۴ درصد از معادن زیرزمینی ( پوشیده )، ۱۲ درصد معادن روباز و ۱۵ درصد از معادن ترکیبی به دست می‌آید.
در مورد سایر فلزات به ندرت تولید فلز از خاک به طور مستقیم انجام میشود. برای انجام فرآیند تغلیظ، خاک معدنی خردایش شده و سپس جداسازی سایر فلزات انجام می شود. به صورت معمول کنسانتره روی با غلظت % ۵۵، از کمی سرب ، مس و آهن تشکیل میشود. فـرآیند تغلیظ اغلـب در محـل معدن انجام میشود تا هزینه‌های حمل و نقل به حداقل برسد.
تشویه و زینترینگ
بیش از ۹۵ % از روی تولید شده جهان از سولفید روی تولید می شود، کنسانتره روی معمولاً از %۳۰-۲۵ گوگرد و مقــادیر مختلـفی از سایر فلزات مانند آهـن، سـرب و نقره است که قـبل از آنکه فلز روی به وسیله تکنیک های هیدرومتالوژی و پیرومتالوژی استحصال شود، گوگرد موجود در آن باید جداسازی شود. این کار از طریق تشویه و یا از طریق زینترینگ انجام می شود.
در این کار کنسانتره روی تا دمای بالا حرارت داده می شود و سولفور روی به اکسید روی اکتیو تبدیل میشود و بلافاصله بعد از آن میتوان اسید سولفوریک تولید کرد که یک محصول اقتصادی است.
به منظور استفاده از سولفید روی نیاز به سیستم تشویه بوده و هزینه مستقیم تشویه تقریباً برابر با هزینه‌های کل قسمت‌های کارخانه روی میباشد.
روش پیرومتالوژی
در روشهای پیرومتالورژی ماده معدنی فلز مورد نظر در دمای بالا و توسط توده‌های مخصوص احیاء شده و استحصال می‌گردد. مکانیزم عمل فرایندهای پیرومتالورژیکی ایجاد حرارت زیاد و محیط مناسب برای انجام واکنش احیاء است.
در روشهای پیرومتالورژیکی تولید روی، اساس فرایند بر اساس واکنش‌های زیر میباشد :
عامل احیاءکننده در این فرایند کک متالورژی بوده و از آهک برای کنترل بازیسیته استفاده میشود. دانه‌بندی مواد اولیه در این فرآیند بسیار مهم میباشد. در صورت استفاده از کنسانتره روی باید آن را به صورت گندله درآورد و در صورت استفاده از ماده معدنی اکسید روی، ابتدا باید آن‌را به دانه‌بندی ۵-۱۰ میلیمتر رسانده و پس از انجام کلسیناسیون مورد مصرف قرار داد. عملیات کلسیناسیون طبق واکنش مقابل انجام میشود.
این عملیات بیشتر در کوره‌های دور (Rotary Kiln ) یا کوره‌های واگنی انجام می‌رسد. مرحله نهایی ذوب بر پایه کاهش روی و سرب با استفاده از کربن در کوره‌های خاصی که به همین منظور طراحی شده اند انجام می شود. این مرحله با توجه به مقدار بالای انرژی مصرفی بسیار هزینه زاست، امروزه این روش فقط در کشورهای چین ، هند ، ژاپن و لهستان مورد استفاده است.
روش هیدرومتالورژی
در روشهای هیدرومتالورژی ماده معدنی حاوی فلز مورد نظر در یک حلال مناسب حل شده و پس از جداسازی ناخالصی‌ها، توسط جریان برق مستقیم و از طریق فرایند الکترولیز ( Electrowinning ) استحصال می‌گردد. در روشهای هیدرومتالورژیکی به دمای بالا نیاز نیست و استحصال فلز توسط واکنش‌های الکتروشیمیایی انجام میشود.
فرایندهای هیدرومتالورژی عمدتا در دو روش خلاصه میشوند :
- روش مرسوم ( Conventional )
- روش استخراج انحلالی ( Solvent Extraction )
به دلیل ظرفیت محدود کوره‌های روش پیرومتالورژیکی، افزایش تعداد آنها جهت بالابردن ظرفیت مقرون به صرفه نمی‌باشد. لذا میزان تولید روی در دنیا با این روش محدود است و در صورتی‌که فرآیندهای هیدرومتالورژیکی به دلیل امکان تولید اقتصادی و با ظرفیت بالا و همچنین به خاطر امکان استفاده از مواد اولیه با عیار پایین و ناخالصی زیاد، استفاده وسیعی در سطح جهان دارند.
در روش استخراج انحلالی ( Solvent Extraction ) که در این روش پس از انحلال ماده معدنی روی در اسیدسولفوریک، به کمک ماده آلی D2EHPA ، سولفات روی با خلوص قابل قبول و سطح ناخالصی‌های مجاز به صورت انتخابی از محلول جدا شده و با تهیه محلول مناسب حاوی روی و با استفاده از جریان برق مستقیم در سلول‌های الکترولیز ( Electrowinning ) فلز روی SHG ( Special High Grade ) با عیار بیش از ۹۹% روی استحصال میشود.
بررسی فرایند هیدرومتالورژی – روش مرسوم ( Conventional )
کنسانتره سنگ‌معدن، به واحد لیچ یا انحلال ( Leach ) منتقل میشود. در بخش انحلال مواد اولیه حاوی روی، با محلول برگشتی از واحد الکترووینینگ ( Spent ) در مخزن‌های مخصوص به صورت پالپ ( Pulp ) در می‌آید. از محلول اسید سولفوریک تازه جهت تعادل سولفات ( مورد نیاز ) استفاده میشود. پس از لیچ اسیدی که با هدف انحلال حداکثر روی موجود در ماده معدنی انجام میشود، دوغاب حاصل به مخزن های لیچ خنثی پمپ میشود.
در این مخزن‌ها با افزودن آب آهک، PH دوغاب جهت ایجاد شرایط مناسب برای ترسیب برخی از ناخالصی‌ها مانند Si ، Fe ، Al ، Ge ،As و Sb و… افزایش می‌یابد. ناخالصی‌های یاد شده به صورت جامد از محلول جدا شده و محلول جهت جداسازی سایر ناخالصی‌ها به واحد تصفیه منتقل میشود. تصفیه محلول حاصل از لیچ طی سه مرحله انجام میشود.
در مرحله اول، غلظت یون کلر در محلول توسط کات کبود ( Cu SO4 ) تا حد مجاز کاهش می‌یابد. در مرحله دوم با افزایش دمای محلول به ۷۰-۸۰ درجه سانتیگراد و افزودن پودر روی و تری اکسید آرسنیک، ناخالصی‌های Cu ، Co و Ni به صورت کیک از محلول جدا شده و محلول به مرحله بعد منتقل میشود. در مرحله نهایی با کاهش دما تا ۵۰ درجه سانتیگراد و افزودن پودر روی، کادمیوم به صورت اسفنجی از محلول جدا شده و محلول به برج‌های خنک‌کننده منتقل میشود.
در برج‌های خنک‌کن با کاهش دما حلالیت Ca ، Mg در محلول کاهش یافته و در نتیجه کریستال‌های CaSO4 و MgSO4 شکل می‌گیرند و بر روی کف و دیواره برج خنک‌کن و بخش داخلی مخزن ذخیره محلول، رسوب می‌کنند. محلول عاری از Ca و Mg به بخش الکترووینینگ هدایت میشود. در واحد الکترووینینگ، الکترولیت از سلول‌ها عبور نموده و یون Zn2+ بر روی کاتد احیاء و نشسته میشود و پس از گذشت زمان مشخصی به صورت ورقه روی SHG استحصال می‌گردد.
ورقه روی حاصل، پس از کنده شدن از کاتد در واحد ورقه‌کنی، شسته شده و به واحد ذوب و ریخته‌گری منتقل می‌گردد. در واحد ذوب و ریخته‌گری، ورق‌ها پس از خشک‌شدن به کوره القایی شارژ میشوند. سرباره‌گیری توسط کلرید آلومینیوم انجام میشود و مذاب روی به صورت شمش روی SHG ریخته‌گری می‌گردد. دقت در بهره‌برداری و تعدیل نمودن نوسانات کاری به خصوص در ظرفیت‌های تولید بالا و بازیابی حداکثر میزان روی از جمله پارامترهای بسیار مهم در اقتصادی بودن فرآیند تولید روی به‌شمار می‌آید.
چگونگی انحلال و خنثی‌سازی، مهمترین عامل در بازیابی روی میباشد. سیستم انحلال در نظر گرفته شده جهت این طرح در برآورد نمودن دو هدف اصلی یعنی محلول خام مناسب جهت تصفیه و همچنین بازیابی بالای روی از ماده معدنی، میتواند بسیار موثر واقع گردد. به دلیل عدم آماده‌سازی مواد، به خصوص عملیات فلوتاسیون سرب در ابتدای مدار و خارج نشدن برخی از کانی‌ها از خوراک ورودی به فرآیند تولید روی، در اثر انحلال کانی‌هایی چون “می‌میت” در اسید، میزان کلر در محلول افزایش می‌یابد.
به همین دلیل به غیر از مرحله منیزیم زدایی که باعث کاهش غلظت منیزیم، کلر و فلوئور در مدار می گردد، یک مرحله کلرزدایی نیز در نظر گرفته میشود. به طور معمول با قرار دادن مراحل رسوب‌گذاری سولفات روی قلیایی (BZS ) (منیزیم زدایی) و مرحله حذف کلر سعی بر این است که غلظت کلر، فلوئور و منیزیم در غلظتی پایین‌تر از سطح مجاز نگه داشته شود.
لیچینگ ( انحلال )
پالپ با شدت جریان حجم معینی به مرحله لیچ اسیدی ارسال می‌گردد. قسمت اعظم پالپ ایجاد شده به همراه الکترولیت برگشتی، به مخازن مرحله لیچ اسیدی منتقل میشود. اسید سولفوریک تازه جهت تعادل سولفات مورد نیاز به این مرحله افزوده میشود. غلظت اسید در این مخزن‌ها توسط کانه روی تنظیم می‌گردد. پارامترهای موثر در این مرحله از جمله درجه حرارت، زمان ماند و غلظت اسید سولفوریک به نحوی تنظیم می‌گردد که استحصال حداکثر فلز روی که مد نظر است امکان‌پذیر شود.
در این مرحله علاوه بر فلز روی سایر عناصر از جمله : کادمیوم، کبالت، نیکل، ژرمانیوم، فلوئور، کلر و غیره نیز در اثر انحلال وارد محلول لیچ می‌گردند. آهنی که از ته ریز تینکر مرحله اول خنثی سازی وارد این مرحله میشود توسط سولفات سدیم به صورت جاروزایت سدیم رسوب کرده و آرسنیک نیز به صورت اسکورودیت (FeAsO4 ) رسوب می‌نماید. دوغاب حاصل از لیچ اسیدی در تیکنر ته نشین شده و ته ریز تیکنر، پس از فیلتر شستشو شده و به مرحله عملیات پسماند ارسال میشود.
این عملیات در دو مرحله صورت می‌پذیرد. در مرحله اول سرریزتیکنر مرحله لیچ اسیدی توسط مقادیر مشخصی از خوراک پالپ شده در مخازن این مرحله تحت شرایط معینی خنثی می‌گردد. بعد از ته‌نشینی دوغاب این مرحله در تیکنر، سرریز تیکنر به برج‌های خنک‌کننده محلول و ته‌ریز آن به مرحله لیچ اسیدی برگردانده میشود. در مرحله دوم، خنثی‌سازی نهایی و حذف گچ ( ژیپس ) انجام میگیرد.
عامل خنثی‌سازی در این مرحله سنگ‌آهک و دوغاب سولفات روی قلیایی به همراه ژیپس از مرحله رسوب‌گذاری سولفات روی قلیایی ( منیزیم زدایی ) است. عناصری مانند آهن، آلومینیوم، آرسنیک، ژرمانیوم و سیلیس باقیمانده در محلول لیچ در این مرحله رسوب می‌کنند.
بعد از تغلیظ دوغاب تولیدی، سرریز تیکنر ابتدا فیلتر شده و سپس به بخش تصفیه ارسال میشود. بخشی از ته‌ریز این تیکنر به مخازن مخصوص حذف آلومینیوم فرستاده شده و دوغاب حاصل، فیلترشده و شست‌وشو میشود. بخش دیگری از ته‌ریز به مخازن مرحله‌دوم خنثی‌سازی و برج‌های خنک‌کننده محلول ارسال می گردد.
محلول خام ( PLS ) حاصل شده از مرحله انحلال، محتوی ناخالصی‌هایی ماندد : مس، کبالت، نیکل، کادمیم و کلر است که برای عملیات الکترووینینگ مضر است. این عناصر در طی سه مرحله زیر از محلول خام حذف می‌گردند :
مرحله اول : کلرزدایی
مرحله اول تصفیه ( کلرزدایی ) غلظت مجاز کلر در الکترولیت ۲۰۰ میلی‌گرم در لیتر میباشد. جهت جلوگیری از بالا رفتن غلظت یون کلر در الکترولیت با استفاده از یک واحد جداگانه جهت حذف کلر از محلول سولفات روی، این مرحله از لحاظ میزان عنصر ملر، تحت کنترل مداوم قرار میگیرد. به این صورت که حدود ۱/۳ از محلول خام وارد مرحله کلرزدایی میشود، کلرزدایی در PH برابر ۲/۵ و دمایی در حدود ۵۰ درجه سانتیگراد و توسط روی و کات کبود صورت میگیرد.
مرحله دوم : تصفیه گرم
مرحله دوم تصفیه در این مرحله با استفاده از گرد روی و تری اکسید آرسنیک، مس، کبالت و نیکل ترسیب میشوند جهت ایجاد شرایط مطلوب برای رسوب‌گذاری کامل Cu3As ، CoAs و NiAs از مقادیر معینی سولفات مس استفاده می شود. دمای این مرحله بین ۷۰-۸۰ درجه سانتیگراد در PH=4.5 در نظر گرفته میشود. بعد از فیلترکردن، رسوبات مس، کبالت و نیکل با آب شست و شو شده و جهت عمل‌آوری بیشتر یا فروش، در انبار ذخیره می‌گردد.
مرحله سوم : تصفیه سرد
در این مرحله با افزودن گرد روی، در دمای حدود ۵۰ درجه سانتیگراد و تنظیم PH توسط الکترولیت برگشتی از مرحله الکترووینینگ (PH=4 )، کادمیم به صورت اسفنجی رسوب می‌نمایند بعد از فیلتر کردن، کادمیم اسفنجی به فرآیند تولید شمش کادمیم و محلول فیلتر شده ان به مرحله الکترووینیگ ارسال می‌گردد. کربنات استرانسیوم یا باریم جهت رسوب‌گذاری سرب به الکترولیت، در چرخه فزوده میشود. ورقه‌کنی از کاتدهای آلومینیومی بعد از طی مدت زمان معینی به طور مکانیکی صورت میگیرد.
واحد ذوب و ریخته‌گری
ورقه‌های روی تولید شده در واحد الکترووینینگ نخست بر روی یک سکوی ذخیره انبار میشوند تا به طور طبیعی توسط هوا خنک شوند. ورق‌های خشک شده توسط یک باسکول وزن شده و به وسیله لیفتراک به کوره القایی تغذیه میشود. در این قسمت کلرید آمونیوم برای کاهش تولید سرباره فلزی اضافه میشود تا از اتلاف فلز روی جلوگیری شود. فلز روی مذاب توسط یک پمپ ویژه از طریق یک ناودان به ماشین ریخته‌گری شمش منتقل میشود. شمش‌ها بر روی هم‌چیده شده، وزن و بسته‌بندی میشوند و توسط لیفتراک به انبار محصول حمل می‌گردند.
تفاوت عمده روش استخراج انحلالی ( Solvent Extraction ) و روش مرسوم در بخش تصفیه است. به طوری‌که در روش استخراج انحلالی، روی حل‌شده در محلول لیچ به طور انتخابی از سایر ناخالصی‌ها جدا میشود، در حالی‌که در روش مرسوم، ناخالصی‌ها از محلول لیچ جدا شده و محلول خالص سولفات روی استحصال می‌گردد. بنابراین بخش های آماده‌سازی (خردایش، یکنواخت‌سازی و آسیاب)، لیچ، الکترووینینگ، ذوب و ریخته‌گری و … در هر دو روش مشابه میباشند.
مقایسه روشهای پیرومتالورژیکی با روشهای هیدرومتالورژیکی تولید روی :
- روشهای پیرومتالورژی در ظرفیت‌های تولید بالا مقرون به صرفه نیست ولی روشهای هیدرومتالورژی در ظرفیت های تولید بالا نیز کاملا اقتصادی میباشند.
- روشهای هیدرومتالورژی برای کانه‌های با عیار پایین نیز استفاده میشوند اما در روشهای پیرومتالورژیکی فقط کانه‌های با عیار بالا قابل استفاده میباشند.
- روشهای پیرومتالورژیکی به تغییر ترکیب شیمیایی مواد اولیه حساس هستند به طوری‌که اگر میزان برخی از ناخالصی‌ها از حدی بیشتر شود، تولید متوقف شده یا راندمان کاری فرایند به شدت افت می کند.
- مصرف انرژی در فرایندهای پیرومتالورژیکی معمولا بالاتر است.
- با توجه به عدم ایجاد پساب در فرایندهای پیرومتالورژیکی و قابلیت مصرف دوباره پس‌مانده های حاصل در این روش‌ها، مسائل زیست محیطی در روشهای پیرومتالورژیکی کمتر میباشد.
مقایسه روش مرسوم ( Conventional ) با روش استخراج انحلالی یا SX ( Solvent Extraction )
- روش SX انعطاف‌پذیری زیادی در برابر تغییر ترکیب شیمیایی مواد اولیه روی دارد، به طوری‌که استفاده از ماده‌اولیه روی حاوی ناخالصی‌های زیاد، تاثیری بر عملکرد سیستم ندارد. اما در روش مرسوم، فرایند بر اساس میزان ناخالصی ها تا حدودی تغییر میکند.
- کیفیت بالای الکترولیت در روش SX منجر به استفاده از ولتاژ کمتر برق در سلول‌ها شده که در نتیجه باعث مصرف کمتر انرژی برق می شود.
- سطح فلوئور و کلریدها در فضای بخش ( EW ) در روش SX خیلی پایین‌تر از روش مرسوم است، بنابراین محیط بخش EW عاری از گازهای کلر بوده و در نتیجه باعث جلوگیری از خوردگی ساختمان ها، تجهیزات و مخازن میشود.
- هزینه احداث کارخانه با روش SX ، بیشتر از روش مرسوم است.
- روش SX موفقیت بیشتری نسبت به روش مرسوم در حصول کیفیت SHG داشته است.
بدین ترتیب باوجود اینکه روش SX برتری‌های قابل توجهی در مجموع نسبت به روش مرسوم دارد اما سرمایه گذاری اولیه مورد نیاز آن در مقایسه با روش مرسوم بیشتر است. به دلیل وجود واحدهای فعال متعدد و وجود دانش فنی روش مرسوم در کشور، این روش ( با در نظر گرفتن کلیه جوانب امر )، معمولا انتخاب اول واحدهای تولید روی در ایران است.
جدول ۹ ) میزان مواد اولیه مورد نیاز برای تولید یک تن شمش روی
فیلم آموزشی فرآیند تولید شمش روی در کارخانه
منابع اصلی آن معدن سولفید، زینکبلند یا اسفالریت زینکیت ، کالامین ( سیلیکات روی ) و اسمیت سونیت ( کربنات روی ) می باشند. سنگ سولفیدی برای تبدیل شدن به اکسید برشته شده و با زغال تا دمای C°۱۲۰۰ حرارت داده می شود. سپس تبخیر و خارج از محفظه واکنش متراکم شده و در قالب هایی که اسپلتر نامیده می شود قالب گیری می شود.
