یاد ها رفتند و ما هم می رویم از یادها
خبرنگار مرتضی متین فر
نويسندگان

مقــدمـه

فلز روی یکی از مهمترین و پرمصرف ترین فلزهای غیرآهنی و از فلزات سنگین است. به

دلیل کاربردهای فراوانی که این فلز دارد و همچنین به دلیل مقاومت بالای آن در صورت

ترکیب با فلز آهن، باعث شده که این فلز به یکی از پرمصرف ترین فلزات تبدیل شود. روی,

عنصرِ فلزیِ براق به رنگ سفید مایل به آبی است. در دماهای معمولی به حالت شکننده

و کریستالی است اما در دمای بین C°150-110 خاصیت چکش خواری و تورق دارد. روی,

یک عنصر شیمیایی است با علامت اختصاری Zn که دارای عدد اتمی ۳۰ است. روی,

فلزی است که بر اثر رطوبت هوا تیره رنگ می‌شود و در حین احتراق رنگ سبز براقی

تولید می‌کند. روی بعد از آهن ، آلومینیوم و مس چهارمین فلز مورد استفاده در دنیا

می‌باشد. از موارد کاربرد روی می‌توان استفاده در آلیاژهای مختلف و فولاد گالوانیزه را

نام برد. روی, برای آبکاری فلزات استفاده میشود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند . این

فلزدارای آلیاژهای زیادی می باشد.

شامل: برنج، نقره نیکلی، برنز تجارتی، لحیم قلع،

آلومینیوم لحیم شده است همچنین یکی از آلیاژهای روی زاماک است که در ساخت

دستگیره درب کاربرد دارد. روی به طور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Casting ها

استفاده میشود. و به عنوان قسمتی از محتوای باطری ها مورد استفاده قرار میگیرد.

اکسیدِ روی به عنوان رنگ دانه های سفید در رنگهای آبی و همچنین به عنوان فعال

کننده در صنعت Rubber استفاده میشود. روی با کیفیت بالا برای تولید قالب استفاده

می شود که از این قالب گیری برای کاربردهای اتومبیل سازی و صنایع الکتریکی و سخت

افزارها بهره برداری میشود. یک آلیاژ روی که پرزتال نامیده می شود شامل: 78 درصد

روی و 22 درصد آلومینیوم است که بیشتر برای صنایع فولاد و پلاستیکهای قالب گیری,

استفاده می شود. از این آلیاژ همچنین برای قالب گیری سرامیک و سیمان نیز استفاده

می کنند. روی, همچنین برای آبکاریِ فلزاتی مثل آهن جهت جلوگیری از خوردگی

استفاده می شود. اکسید روی عنصرِ مفید دنیای مدرن است. که به طور گسترده ای برا

ی صنایع و ساخت رنگها، تولیدات لاستیک، وسایل آرایشی و صنایع داروسازی، پوشش

کف، پلاستیک، چاپ پارچه، صابون سازی، ذخیره باتری ها، 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 می گیرد. سولفید روی در

ساختِ صفحات روشن و تابناک، صفحات اشعه ایکس و تلویزیون و نورهای فلورسانس

مورد استفاده قرار می گیرد. از ترکیبات کلر و کرومات روی برای ترکیبات مهم استفاده

می شود. روی عنصر حیاتی برای رشد و نمو جانوران و گیاهان است. به عنوان Over The Counter Ointment

به صورت لایه نازکی بر روی پوست بی حفاظ صورت و بینی استفاده میشود تا از کم

شدن آب پوست جلوگیری کرده و در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و بادزدگی در

زمستان از پوست محافظت کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن

کهنه کودک توصیه شده زیرا از تحریکات پوستی جلوگیری میکند. کرلید روی به عنوان

بوگیر و همچنین محافظ چوب نیز مورد استفاده قرار میگیرد. سولفید روی در رنگدانه های

درخشان، برای تولید عقربه های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی میدرخشد استفاده

می شود . محلولهای ضد عفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate

و سیلیکات است برای درمان جوش های پوستی استفاده میشود. فلز روی شامل

ویتامینهای مورد مصرف روزانه و مواد معدنی نیز میباشد و با توجه به فلزات دیگر این فلز

دارای خاصیت ضد اکسیداسیون است که از پیری زودرس پوست و مفصل های بدن

محافظت میکند. با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده اند که این عنصر میتواند به

بهبودی بعد از عمل جراحی سرعت بخشد. Zinc Gluconate Glycine از قرصهای مکیدنی

برای درمان سرما خوردگی و التهاب دهان و لوزه ها میباشد. روی, از عناصر ضروری

زندگی انسان است که برای بقاء و زندگی انسان لازم است. کمبود روی در حیوانات

موجب افزایش وزن میشود. روی در انسولین Zinc Finger Proteins و آنزیم هایی مانند Super Oxide Dismutase وجود دارد. روی بیست و سومین عنصر در پوسته زمین از نظر

فراوانی میباشد. بسیاری از سنگهای معدنی سنگین استخراج شده حاوی 10% آهن و 40-50% روی میباشند. منابع اصلی آن معدن سولفید - Zinc Blend زینکبلند یا

اسفالریت زینکیت (اکسید روی)- Calamine کالامین (سیلیکات روی) و Smith sonite

اسمیت سونیت (کربنات روی) می باشند. فلز روی سمی نیست اما حالتهایی به نام Zinc Shakes

و یا Zinc Chills وجود دارند که با استنشاق اکسید روی تازه و خالص تحریک میشوند.

روی در تولید و فعالیت آنزیم ها، همچنین در ایجاد پروتئین موثر است. کمبود روی باعث

کوچک ماندن برگ های گیاه و کوتاه شدن فاصله میان گره ها میشود. واکنش خاک، بر

قابل استفاده بودن روی برای گیاه، موثر می باشد. معمولاً در خاک های قلیایی، و در

خاک های محتوی فسفر بیش از حد، روی غیر قابل استفاده می گردد. در خاک های

شنی، به راحتی شسته شده و از زمین خارج می شود. برای رفع کمبود روی، سولفات

روی را به خاک اضافه می کنند. هر چند که با شرایط خاک های ایران سولفات روی

شدیداً تثبیت میشود و بازده آن کم است و بصورت Zn EDTA بازده بیشتری دارد. اکسید

روی معروفترین ترکیبی است که به طور گسترده در ترکیبات روی مورد استفاده قرار

میگیرد و به عنوان رنگ دانه سفید در رنگها استفاده میشود. همچنین در صنعت Rubber

کاربرد داشته و به عنوان Opaque Sunscreen فروخته میشود. دیگر ترکیبات روی به

استفاده غیر صنعتی میرسند مانند: کلرید روی در بو گیر سولفیدِ روی در رنگهای شب

تاب و متیلِ روی در آزمایشگاه شیمی آلی. یعنی تقریبا یک چهارم فرآورده های روی به

صورت ترکیبات روی مورد مصرف قرار میگیرد. هـــدف در سالهای اولیه تولید روی, مصرف

آن در کشور ما نیز سال به سال بیشتر می شد در صورتیکه بزرگترین معدن روی

خاورمیانه در کشور ما قرار داشت اما تکنولوژی تولید این فلز را نداشتیم و کشورهای

تولید کننده این تکنولوژی را به قیمت گزاف ارائه می دادند بنابراین خاک کنسانتره روی به

خارج صادر می شد. و شمش روی از این کشورهای تولید کننده وارد می گردید و ارزش

افزوده به تولید کننده می رسید. تا اینکه در سال 1370 اقدامات اساسی جهت کسب

تکنولوژی استحصال روی توسط چندین شرکت از جمله کالسیمین در دستور کار قرار

گرفت. حذف ناخالصی های این خاک مانند: Sio2، Co، Ni، Ca ,Fe ,Cl مشکلات خاصی

در راه استحصال نهایی این فلز بود که با حمایت و همت کارشناسان داخلی اقدامات

پایلوتی در زنجان آغاز شد و در اوایل سال 1372 نخستین ورقهای روی تولید شد و پایلوت

زنجان به یک کارخانه نیمه صنعتی تبدیل گردید و توانست روزانه یک تن ورق روی تولید

کند. این ظرفیت در سالهای بعدی بیشتر شد و علاوه بر کارخانه های ذوب و روی انگوران

، بندرعباس، قشم و... که در مجموعه شرکت کالسیمین فعال شدند, شرکتهای دیگری

نیز در زنجان و دیگر شهر های ایران تاسیس شد. بطوریکه زنجان را به یک قطب صنعتی

تولید روی تبدیل کرد. به طور کلی مراحل تولید فلز روی در این کارخانه به این شکل است

که ابتدا در انبار کنسانتره، خوراک کارخانه که همان کنسانتره روی با عیار متوسط 23%

می باشد از طریق نوار نقاله وارد واحد شارژ کنسانتره و خط تولید می شود. برای تولید

شمش لازم است که روی خالص باشد. برای بالا بردن عیار روی عملیات لیچینگ روی آن

نجام میشود. طی این عملیات که مراحل مختلف آن در بخش های بعدی تشریح

میشود، ناخالصی های کنسانتره شامل آهن (Fe)، کبالت (Co)، نیکل (Ni)، کادمیوم

(Cd) و ... از کنسانتره خارج و محلول روی رقیق برای الکترولیز به این واحد انتقال می یابد

. سالن واحد الکترولیز شامل تعداد مشخصی Cell است که در هر Cell تعداد جفت هایی

آند – کاتد وجود دارد . این آند – کاتد ها داخل محلول اسیدی از پرمنگنات قرار دارد. طی

عملیات الکترولیز و در اثر واکنش های اکسیداسیون و احیا، یون های Zn+2 به صفحات

کاتدی چسبیده و به تدریج تشکیل ورق هایی از روی را میدهند. بعداز تشکیل و

جداسازی ورق ها که در اصطلاح به آن ورقه کنی میگویند، صفحات روی به واحد ریخته

گری رفته و در کوره ذوب میشوند و مذابشان در قالب های شمش ریخته میشود تا

تشکیل شمش را بدهد. مواد باطله که در هر بخش تولید شده در محل جمع آوری باطله

دپو می شود.   پیـشینـه تحـقیـق 1- متدهای اصلی که در معادن بزرگ روی دنیا بکار

می روند عبارتند از: 1-1- اطاق و پایه 1-2- متد انبارداری 1-3- روش کرسی چینی به غیر

از معدودی از معادن روباز که در کشورهای استرالیا، برزیل، کانادا و ایران وجود دارند،

روشهای استخراج روباز برای معادن روی, زیاد مورد استفاده قرار نمی گیرند. 1-1- روش

استخراج بصورت اطاق و پایه, شامل حفاری مواد معدنی (بصورت افقی و یا سطح شیب

دار ) و ایجاد کارگاههایی بصورت اطاقکها و داشتن ستون هایی از کانه ی روی و یا

سنگهای باطله جهت نگهداری سقف می باشد. 1-2- در متد انبارداری, مواد معدنی روی

بصورت برشهای افقی شیب دار بطریق بالارو استخراج میشود و بعد از هر برش مقادیر

کافی از سنگهای استخراج شده را از طریق شرکتها و یا نقاط کشش, بار نموده و بدین

ترتیب فضای کافی بین توده هائی از مواد استخراج شده و سقف یا جبهه جدید کار را

بوجود می آورند. 1-3- روشهای پر شونده و کرسی چینی را که بسیار پر هزینه

میباشند، معمولاً برای استخراج مواد معدنی پرعیار سرب و روی و مس بکار می برند.

عملیات استخراج مواد معدنی روی بترتیب شامل حفاری، آتشباری و جابجا نمودن مواد

معدنی و سنگهای استخراج شده میباشد. لبه حفاری معمولاً دستگاههای حفاری ضربه

ای و هوای فشرده میباشد و برای آتشباری از انواع مواد آتش زا استفاده می نمایند. در

کانسارهای افقی و جانشینی میتوان بوسیله دستگاه های حفاری جایز (با چرخهای

رنجری ویا لاستیکی) چند جا را باهم حفاری نمود. بارگیری مواد معدنی استخراج شده

بوسیله لودرها و یا بیلهای مکانیکی دیزلی و یا الکتریکی انجام می گیرد و فعلاً باربری نیز

توسط واگنهای خاک کشی الکتریکی و دیزلی و یا لوکوموتیوهای هوای فشرده بعمل

میآید. ولی در حال حاضر تمایل به استفاده از ماشین آلات کابل مانور با سرعت بالای

چرخ لاستیکی که بتواند از فواصل زیادی بارگیری در اسکیپ ها را انجام دهد، زیاد شده

است. 2- کانه آرائی روی: برای کانه آرائی روی از روشهای مختلفی مانند جیک، میز،

هوی مدیا (مایع سنگین) و فلوتاسیون استفاده می نمایند و عوامل مربوطه انتخاب

میشوند. هر کدام از روشهای کانه آرائی عبارتند از: 2-1- اندازه دانه های کانه ها در

داخل ماده معدنی 2-2- همراه بودن کانه روی با سایر مواد معدنی فلزی و غیر فلزی 2-3-

و چگونگی اکسیداسیون و یا تشکیل قشر نازک سطحی روی کانیها 3- روشهای عمومی

برای فلوتاسیون: روش عمومی برای فلوتاسیون, مخلوط کانیهای سولفوره (پس از خورد

کردن و تولید خوراک مناسب کارخانه کانه آرائی) عبارتند از: 3-1- فلوته کردن کانیهای

سرب, مس و رسوب دادن کانیهای روی و آهن 3-2- تفکیک کنسانتره های سرب و مس

از هم بوسیله روش فلوتاسیون 3-3- فعال نمودن آسفالریت (sz) و فلوته و جدا نمودن آن

از آهن و سایر کانیها 4- روشهای بالا بردن راندمان بدست آوردن کنسانتره با عیار بالا

عبارتند از: 4-1- بکار بردن روشهای جدید کنترل 4-2- تغییرات در لوازم و ماشین آلات

فلوتاسیون و مصرفها در بعضی از کارخانجات فلوتاسیون با استفاده از آنالیز اشعه ایکس،

اضافه نمودن داروها را به دوغاب مواد معدنی بطور اتوماتیک تنظیم نموده و نیز با کنترل

مدار آسیابها و سیلکونها خوراک را با دانه بندی مشخص برای سلولها تهیه میکنند و نیز

در سالهای اخیر حتی الامکان داروهای ارزان قیمت مورد استفاده قرار گرفته و در مورد

میزان گانگهای کنسانتره روی، از قبیل تالک و ترکیبات کلسیم و منیزیم نیز پیشرفتهائی

حاصل گردیده است. 5- روشهای تولید روی 5-1- روش پیرومتالورژی در کارخانه های

مربوطه به روش پیرومتالورژی عمل تقطیر روی به سه طریق انجام می گیرد 5-1-1- قرع

(retort) افقی 5-1-2- قائم پیوسته 5-1-3- قرع قائم الکتریکی پیوسته روش قرع افقی

تقریباً منسوخ گردیده و امروزه فقط تعداد کمی از تولید روی جهانی (حدود 2 درصد) با

استفاده از آن تولید می شود. روئی که بوسیله تقطیر بدست می آید دارای

ناخالصیهائی میباشد که ممکن است آنها را بوسیله تصفیه کاهش داده و عیار روی را

بالا ببرند و تصفیه آن با استفاده از تقطیر مجدد در ستون های قائم بعمل می آید. عیار

روی تصفیه شده حاصل حدود 99/99 درصد میباشد. علاوه بر روشهایی برای تولید روی,

از کوره های بلند و کوره امپریال اسملتینگ (آی-اس-پی) نیز استفاده می نمایند و در

این کوره ها کربن در مجاورت کانه سوخته و آنرا احیاء می کند و بخارات حاصل از تقطیر

روی از کوره خارج و وارد کندانسورها شده و در آنها تبدیل به مایع می گردد. 5-2- روش

ئیدرومتالورژی (الکترولیتی) در روش الکترولیتی مواد معدنی روی کلسینه در اسید

سولفوریک رقیق حل شده (Leaching) و محلول سولفات روی حاصل پس از صاف کردن

به قسمت الکترولیز پمپ میشود و در آنجا روی در نتیجه عمل الکترولیز احیاء و در کاتد

آلومینیومی رسوب می نماید و کاتدها را مرتباً از گانگهای مربوطه برداشته و روی آنها را

کنده و سپس آن را در کوره هائی ذوب نموده و محصول حاصل را در قسمت ریخته گری

به صورت شمش در می آورند. چون کنسانتره های روی که در کارخانه های الکترولیز

مصرف می شود دارای مقداری سرب، نقره وطلا می باشد لذا پس از مدتی مواد و لجن

های مخازن الکترولیز از آنها غنی می شود که آنها را برای بازیابی سرب، نقره و طلا به

کوره ذوب سرب حمل نموده و در آنجا فلزات مذکور را بازیابی مینمایند. خوراک هر دو

روش کنسانتره های روی کلسینه شده میباشد. 6- محصولات صنعتی و تجارتی روی

روی تجارتی با اشکال و اندازه های مختلف تولید می شود که آنها را اصطلاحاً شمش

می نامند که وزن آنها بطور نمونه حدود 25 کیلوگرم است ولی ممکن است 227 تا 907

کیلوگرم نیز می باشند. مشخصات تجاری هر شمش عبارتند از: درجه با عیار روی و

مشخصات آن که روی شمش حک می شود. آلیاژهای ریخته گریِ روی، تعداد زیادی از

آلیاژهای شمشِ روی می باشند که آلومینیوم و مس از عناصر آلیاژسازی اصلی آنها

هستند و انواع این آلیاژها که مصارف وسیعی دارند محتوی 5/2 تا 5/4 درصد آلومینیوم و

تا 25 درصد مس و از 02/0 درصد تا 08/0 درصد منیزیم می باشند. آلومینیوم خواص

میکانیکی مورد نظر را به آلیاژ می دهد و مس نیروی کشش، سختی و سایر خواص

فیزیکی آن را اصلاح می نماید و منیزیم نیز باعث خنثی کردن خورندگی های ناشی از

بعضی ناخالصیهای موجود در آن می شود. 7- قیمت فروش و هزینه تولید فلز روی از سال

1958 تا سال 1973 قیمتهای فلز روی از ثبات نسبی برخوردار بوده است ولی از سال 1973 به بعد قیمت روی نیز مانند سایر فلزات سریعاً افزایش پیدا کرده و از مبلغ 390 دلار

هر تن در سال مذکور بحدود 860 دلار در سال 1975 ترقی نموده و پس از آن از سال 1976 تا سال 1978 بعلت افزایش میزان روی و کاهش مصرف آن قیمتهای جهانی روی نیز

نزول کرد و در فوریه سال 1978 به مبلغ 640 دلار هر تن رسید ولی از آن تاریخ به بعد

قیمتِ روی مجدداً سیر صعودی را طی نموده تا اینکه در سپتامبر سال 1981 بحداکثر خود

یعنی100 دلار در هر تن رسید سپس در دسامبر همان سال بعلت کاهش مصرف جهانی

روی قیمتها دوباره تنزل نموده و در ماهِ می سال 1982 به 750 دلار در هر تن رسید و از آن

تاریخ به بعد مجدداً قیمت روی شروع به ترقی نموده تا اینکه در اوائل سال 1984 بالغ بر 1040 دلار گردید. علت افزایش موقتی قیمت روی در سال 1981 کمبود نسبی تأمین

کنسانتره های آن بوده است و در سال 1982 که مشکل مذکور مرتفع گردید کانیهای روی

نیز شروع به تنزل نمود و بعلاوه علت اصلی نزول قیمتها کاهش تولید اتومبیل و روکود

فعالیتهای ساختمانی و سرمایه گذاری در نتیجه تنزل میزان مصرف روی در آمریکا و سایر

کشورهای صنعتی دنیا بوده است بطوریکه در سال مذکور میزان کاهش مصرف روی

آمریکا حدود 17% میباشد. صنایع گالوانیزاسیون که بسرعت در حال رشد بوده است (در

سال 1981 حدود 44 درصد مصرف جهانی رو به این صنایع اختصاص است) در سال 1982

میزان مصرف آن بخصوص در کشور آمریکا پائین آمد که بعداً در اوایل سال 1982 دولت

آمریکا قانون جدید را جهت تأمین بودجه مرمت راه ها برای بنزین مصرفی وضع نموده و در

نتیجه کارهای جاده سازی رونق پیدا نموده و باعث افزایش مصرف, آلات صنایع مذکور در

لوازم ساختن پلها و نرده های محافظ و غیره گردید. در مورد صنایع برنج و ریخته گری نیز

که بترتیب حدود 20% و 16% تولید جهانی روی در این صنایع بکار می رود. بعلت کسادی

فعالیت های صنایع اتومبیل سازی، در سال 1982 مصرف روی در این صنایع نیز نقصان

پیدا کرد ولی براساس تصمیم دولت آمریکا سکه های یک سنتیِ روی میزان مصرف رویِ

نوردیده را بالا برد. بطوریکه سکه های یک سنتی که ترکیب مس و روی بوده است تبدیل

به سکه هائی با ترکیب 5/96 درصد روی و 4/2 درصد مس گردید و در نتیجه مصرف روی

آمریکا در سال 1983 تقریباً دو برابر شد و احتمالاً میزان مصرف رویِ ضرابخانه این کشور در

سال 1983 حدود 51000 تن بوده است. هزینه های مربوط به تولید کانه های روی به

شکل و وضعیت قرار گرفتن کانسارهای روی و ترکیب کانیهای آنها بستگی دارد و عوامل

مذکور در مورد تعیین روش استخراج، مکانیزه کردن معدن و میزان استخراج کانه دخالت

داشته و درنتیجه در هزینه های استخراج و کانه آرائی اثر مستقیم دارد. ضمناً علاوه بر

عیار کانه اصلی، فلزات فرعی همراه آن نیز در قیمت تمام شده فلز روی تولیدی تأثیر

دارد. در سال 1979 مجموع هزینه های استخراج یک تن ماده معدنی روی ( با استفاده از

روش اطاق و پایه) و هزینه های کانه آرائی آن در آمریکا حدود 10 الی 20 دلار بوده است.

در مورادی که فلزات گرانبها نیز همراه کانه روی باشد. ممکن است هزینه های مذکور

حتی تا 40 دلار در هر تن نیز برسد. در معاملات کنسانتره های روی هزینه ذوب, تابع

قیمت روی تغییر می نمایند و بستگی به مذاکره و توافق طرفین معامله دارد و در سال 1979 از 120 دلار تا 135 دلار تغییر می نمود و بر اساس مندرجات مجلات, مثل بولتین در

سال 1982 هزینه ذوب مبلغ 130دلار در هر تن در اوائل سال 1984 حدود 160 الی 170

دلار اعلام گردیده است. فـصــل اول 1-1- تاریخچه راه اندازی کارخانه کارخانه ذوب روی

زنجان در 12 کیلومتری جاده قدیم زنجان- تهران واقع شده است. خوراک این واحد,

کنسانتره روی خام با عیار 38-37 درصد روی و کنسانتره روی کلسینه با عیار 51-50

درصد روی می باشد که از کارخانه تغلیظ سرب و روی دندی و کارخانه توسعه معادن روی

ایران تامین می شود. کارخانه ذوب روی زنجان از چهار واحد اصلی شامل لیچینگ و

خنثی سازی، تصفیه، الکترولیز و ذوب تشکیل شده است. خوراک به همراه

اسیدسولفوریک، سولفات آلومینیم و سولفات آهن وارد تانک های انحلال می شود.

محلول به دست آمده با افزودن آهک و دی اکسید منگنز مورد عمل خنثی سازی قرار می

گیرد. محلول حاصل از واحد خنثی سازی، جهت حذف کبالت، نیکل و کادمیم طی دو

مرحله شامل تصفیه گرم و سرد، انجام می گردد. در تصفیه گرم برای حذف کبالت از آهک

و پرمنگنات پتاسیم و در تصفیه سرد جهت حذف نیکل و کادمیوم از پودر روی و سولفات

مس استفاده میشود. محلول تصفیه شده به واحد الکترولیز انتقال می یابد که محصول

این واحد ورق روی بوده و به منظور ذوب، وارد کوره ذوب می گردد. محصول واحد ذوب،

شمش روی با خلوص 99.99 درصد بوده و محصول اصلی کارخانه محسوب می شود.

محصول جنبی این کارخانه سرباره اکسید روی می باشد. یکی از اهداف وزارت صنایع و

معادن در دو دهه اخیر ایجاد زمینه سودآوری بیشتر، کاهش واردات و استفاده بهینه از

امکانات موجود داخلی بوده که منجر به احداث کارخانه های تولید شمش فلزات مختلف

شده است. با توجه به قرار گرفتن معدن سرب و روی انگوران به عنوان بزرگترین معدن

سرب و روی خاورمیانه در استان زنجان‏،‏ در طول سالهای 71-1361 تلاشهایی به منظور

احداث کارخانة تولید شمش روی در استان زنجان صورت گرفت. اما به دلیل بروز

مشکلاتی از جمله عدم همکاری شرکتهای خارجی دارندة تکنولوژی مورد نظر، که خود

وابسته به تراستهای تولیدکننده روی در جهان هستند، این تلاشها به نتیجة مطلوب

نرسید. در نهایت شرکت فرآوری مواد معدنی ایران توانست با کمک شرکت مهندسی

کاهنربا و با الگو برداری از طرح اولیه ارائه شده توسط شرکت برزیلی اینکا، اولین کارخانه

روی ایران را در زنجان در تاریخ 1/2/72 راه اندازی نماید. این کارخانه در ابتدا در مقیاس

پایلوت و با ظرفیت 1 تن در روز فعالیت خود را آغاز نمود. پس از تولید موفقیت آمیز ورق

روی، و بهبود وضعیت اقتصادی فلز روی و حصول نتایج مثبت، به تدریج طرح توسعه

کارخانه برنامه ریزی شد که در نهایت در سال 1374 به پایان رسید. در نتیجه ظرفیت

تولیدکارخانه به 11 تن در روز افزایش یافت. خوراک کارخانه در ابتدا کنسانتره کلسینه

روی بود که ازکارخانه تغلیظ دندی توسط شرکت کالسیمین تأمین می شد. در سال 1376

این کارخانه به منظور پرداخت شدن بدهی های شرکت فرآوری مواد معدنی ایران به

شرکت کالسیمین فروخته شد. 1-2- کاربردهای فلز روی  روی در آلیاژهایی نظیر برنج, Nickel Silver

, فلز ماشین تحریر, فرمولهای مختلف لحیم, نقره آلمانی, و .... بکار میرود.  روی برای

آبکاری فلزات استفاده می‌شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.  برنج بخاطر

استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد.  روی به

طور گسترده در صنعت خودرو سازی در Die Castingها استفاده می‌شود.  روی لوله

ای به عنوان قسمتی از محتوی باطری ها مورد استفاده قرار می گیرد.  اکسید روی به

عنوان رنگ دانه های سفید در رنگهای آبی و همچنین به عنوان فعال کننده در صنعت Rubber

استفاده می‌شود.  به عنوان Over the counter ointment به صورت لایه نازکی بر روی

پوست بی حفاظ صورت و بینی استفاده می‌شود تا از کم شدن آب پوست جلوگیری

کرده و در برابر آفتاب سوختگی در تابستان و باد زدگی در زمستان از پوست محافظت

کند. استفاده از آن برای کودکان در هر مرحله از عوض کردن کهنه کودک توصیه شده زیرا

از تحریکات پوستی جلوگیری می‌کند.  کلرید روی به عنوان بوگیر و همچنین محافظ

چوب نیز مورد استفاده قرار می گیرد.  سولفید روی در رنگدانه های درخشان، برای

تولید عقربه های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی می درخشد استفاده می شود. 

محلول های ضد عفونی کننده ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate

و سیلیکات است برای درمان جوش های پوستی استفاده می‌شود. فـصــل دوم 2-1-

مصارف مواد شیمیایی مواد شیمیایی مورد استفاده در واحدهای مختلف کارخانه ذوب

روی زنجان عبارتند از : الف ) اسید سولفوریک، سولفات آلومینیم، سولفات آهن و آهک

در واحد لیچینگ ب ) آهک، پرمنگنات پتاسیم، پودر روی و سولفات مس درواحد تصفیه ج

) سولفات منگنز در واحد الکترولیز د ( نشادر در واحد ذوب 2-2- مصارف انرژی الف) بخش

اعظم برق مصرفی کارخانه مربوط به واحد الکترولیز بوده که از برق شبکه سراسری تأمین

میشود. ب) آب مصرفی کارخانه نیز شامل آب آشامیدنی، آب مصرفی در فرآیند و آب

مقطر جهت خنک نمودن سر دیودهای دستگاه رکتیفایر و جلوگیری از تشکیل رسوب در

آنها می باشد. ج) سوخت مصرفی در این واحد گاز است که در مشعل کوره مصرف می

شود. 2-3- قطعات مصرفی قطعات مختلفی در طول فرآیند دچار استهلاک می شوند که

مهمترین آنها عبارتند از:  صفحات آند وکاتد  صفحات و پارچه های فیلتر پرس 

قطعات مکانیکی و پمپ ها عمرکاتد ها 9-7 ماه و آندها 22-18 ماه می باشد. هر ماه به

طور متوسط 4 درصدِ آندها و 3/7 درصدِ کاتدها، تعویض می شوند. صفحات فیلتر پرس و

پارچه های آن نیز از دیگر مواد مصرفی است. عمر پارچه های فیلتر بخش لیچینگ 15-10

روز و پارچه های بخش تصفیه 10-8 روز می باشد. به طور متوسط به ازای تولید هر

کیلوگرم شمش روی 0017/0 مترمربع پارچه فیلتر مصرف می شود. 2-4- دستگاه ها و

ماشین آلات مورد استفاده سلولهای الکترولیز خط A و B - مخزن 200 متر مکعبی –

مخزن خنثی سازی – تانک ذخیره میکاپ – تانک ذخیره محلول الکترولیز – تانک کنترل –

تانک کوئل دار – تانک لیچینگ اسیدی – مخازن تصفیه سرد – مخازن تصفیه گرم –

حوضچه اسپنت – برج خنک کننده – انبار خوراک مصرفی – فیلتر پرس تصفیه سرد –

فیلتر پرس تصفیه گرم – فیلتر پرس خنثی سازی بزرگ – فیلتر پرس خنثی سازی کوچک

– پس فیلتر – کوره ذوب دوار فـصــل سوم با استفاده از کنسانتره اکسید روی برای

استحصال فلز روی می بایست مراحل زیر را پشت سر نهاد: 3-1- انبار کنسانتره انباری

است که ذخیره اولیه کنسانتره در آن قرار دارد و ظرفیت پذیرش روزانه 60 تن کنسانتره را

دارا می باشد. خوراک کارخانه یا همان کنسانتره موجود در این انبار، شامل 3 نوع

کنسانتره با عیارهای مختلف است که با هم مخلوط شده و کنسانتره ای با عیار متوسط 23% به عنوان خوراک اصلی از طریق نوار نقاله به واحد شارژ کنسانتره وارد میشود . دو

نوع نوار نقاله وجود دارد که در مواقع عادی از یکی از نوار نقاله ها استفاده می شود و

نوار نقاله دوم در زمان اضطراری به کار می آید. نوار نقاله با شیب 45 درجه در ارتفاع

بالاتری نسبت به زمین نصب شده است و با سرعت 3 متر بر ثانیه حرکت می کند. مقدار

خاک انتقال یافته به مرحله پالپ می رو د. 3-2- واحد شارژ کنسانتره (پالپ) این مرحله

در واقع ابتدا یا مقدمه عملیات لیچینگ و تصفیه می باشد. در این مرحله خاک منتقل

شده از انبار کنسانتره داخل مخازن پالپ ریخته می شود. همراه خاک، آب و اسید داخل

مخزن شده و محلول پالپ را تشکیل می دهد. مسلماً همراه با این انحلال فلزات دیگری

نیز که در کنسانتره وجود دارد در اسید حل میشود و می بایست در مراحل بعدی این

ناخالصی ها را نیز از محلول حذف نمود و به همین خاطر مراحل تصفیه دیگری در کار

است. این محلول که پس از طی این مسیر آماده جداسازی از ناخالصی هایش می

باشد, به مرحله ی لیچینگ می رود تا رویِ موجود در آن محلول بدست آید. 3-3- واحد

لیچ و تصفیه محلول بدست آمده دارای ناخالصی هایی است که از جمله ی آنها عبارت

است از: آهن (Fe)، کبالت (Co), نیکل (Ni)، کادمیوم (Cd)، سیلیس (Si) و مقدار جزئی

آنتیموان، بیسموت و ژرمانیم. در اینجا برای جداسازی ناخالصی آهن (Fe+2) که بخاطر

خاصیت مغناطیسی اش در خط تولید و الکترولیز مشکل ایجاد می کند به محلول پالپ

داخل مخزن، دی اکسید منگنز (MnO2) و سولفات آلومینیوم (AlSo4) جهت حذف

سیلیس اضافه می گردد. سه عدد مخزن دیگر هم در کنار این مخزن وجود دارد که در

صورت خوب حل نشدن کنسانتره و محلول اسیدی از آنها استفاده می شود. در این

مرحله Fe+2 که به صورت محلول است بوسیله اکسید شدن به Fe+2 نامحلول تبدیل

می شود اما در اثر افزودن مقدار زیادی H2SO4 و ایجاد محیط اسیدی, میزان Ph محلول

پایین آمده و به حدود 2/1 می رسد . برای حفظ Ph مناسب در حداقل 5 مرحله، آب آهک (Ca(OH)2) به محلول افزوده می شود تا در مرحله آخرین لیچ خنثی Ph به حدود 5/5

برسد. در طی بالا بردن Ph ، Si موجود در محلول رسوب می کند. لیچ بدست آمده که

دارای مقدار زیادی ترکیب کلوئیدی ( (Fe(OH)3-3 است و یون هایی مثل آنتیموان،

بیسموت، ژرمانیوم و ... را از طریق همپوشانی رسوب می دهد. سپس توسط

لاینرهایی به چندین فیلتر پرس واقع در سالن فیلتراسیون و انبار کیک شویی وارد می

شود و با عبور از این فیلترپرس ها، محلول بدون آهن و تقریباً رقیق شده ای بدست می

آید. رسوبات باقی مانده در فیلترپرس, کیک نامیده می شود که همان رسوبات حاوی (Fe(OH)3-3 ) و مخلوطی از ناخالصی های جزئی آنتیموان، بیسموت و ... است و پس

از جمع آوری توسط کامیون ها به دپو مواد باطله منتقل می شود. محلول دوباره از

فیلترپرس مخصوص کبالت عبور می کند تا رسوبات کبالتی آن جدا شود. بعد از این

مراحل محلول رقیق شده که عاری از هرگونه ناخالصی در حد غیرمجاز است به مخازن

ذخیره شمالی و جنوبی منتقل می شود. این محلول هنوز دارای مقداری آهک (

Ca(OH)2 ) می باشد که در مرحله لیچ برای بالا بردن Ph محلول افزوده شده بود. آهک با

گرم کردن رسوب می کند پس در مخازن شمالی و جنوبی محلول گرما داده می شود تا

آهک از بین برود. در این مخازن از محلول نمونه برداری می شود و در آزمایشگاه میزان

ناخالصی ها مشخص شده و اگر مقدار آن ها از حد مجاز بیشتر باشد، در این مرحله

امکان برگشت دوباره محلول به واحد لیچ و تصفیه وجود دارد. و اگر مقدار ناخالصی در حد

مجاز باشد محلول رقیق بدست آمده که به آن میکاپ روی گفته می شود برای انتقال به

واحد الکترولیز به مخازن بزرگ I و II منتقل می شود. 3-4- واحد الکترولیز میکاپ روی از

طریق لاینرهایی به سالن الکترولیز منتقل میشود. در این سالن، 36 Cell وجود دارد که

به صورت سری به یکدیگر متصل هستند. در هرCell ، تعداد 29 تا 30 جفت آند و

کاتدهایی وجود دارند که بصورت موازی قرار گرفته اند. از طریق لاینرها، میکاپ روی وارد

حوضچه حاوی Cell ها میشود و از طریق لوله هایی دیگر, محلول آب و سولفات منگنز (MnSO4) که به مخلوط آن ها " اسپنت " گفته میشود, وارد این Cell ها میگردد. واکنش

های اکسیداسیون و احیا در یون های این دو محلول صورت گرفته و از طریق الکترولیز،

یون Zn+2 به صفحات کاتدی که از جنس آلومینیوم هستند چسبیده و بصورت جامد جدا

میشود. آندها از جنس سرب هستند و به مقدار جزئی نقره هم دارند. الکترولیز از طریق

میدان الکتریکی بین صفحات آندی و کاتدی که در اثر جریان برق و اعمال ولتاژ از کاتد به

آند و همچنین میزان غلظت محلول اسیدی و دما در الکترولیز, ایجاد میشود تشکیل ورق

های روی را می دهد. رنج دما در این عملیات بین 42- 38 درجه سانتی گراد است.

محلول ورودی اسید، دمایی در حدود 36 درجه دارد و بعد از انجام الکترولیز، محلول

رگشتی به حوضچه حاوی اسید که دارای دمای 40 درجه می باشد, می ریزد. این رنج

دمایی, مطلق نیست و بنا به فصل کار و شرایط آب و هوایی ممکن است تغییر کند اما در

این رنج دمایی بیشترین راندمان وجود خواهد داشت. محلول اسیدی برگشتی، توسط

برج های خنک کننده (فن های) تعبیه شده، خنک می شود و دوباره در چرخه الکترولیز

استفاده میشود. محلول برگشتی از الکترولیز دارای عیار روی 26-25 گرم بر لیتر میباشد.

لازم به ذکر است هر 24 ساعت یکبار ورق های روی از صفحات کاتدی جدا می شوند. 3

- 5- واحد ریخته گری قبل از فرستادن ورق ها برای ریخته گری، نمونه ای از این ورق ها

هر روز به آزمایشگاه فرستاده می شود تا میزان عیار و ناخالصی آن مشخص گردد.

سپس ورقها به کوره می روند تا شمش روی ساخته شود. کوره از دو نوع سوخت

گازوئیلی وگاز برای ذوب صفحات استفاده می کند. دمای مورد نیاز برای ذوب 460-600

درجه ی سانتی گراد می باشد یعنی در این محدوده ی دمایی, روی خاصیت چکش

خواری پیدا می کند. موقع ذوب در داخل کوره علاوه بر مذاب روی, سرباره روی وگاز های

سمی از جمله گوگرد, سرب، کادمیوم و... تولید می شود. که برای جداسازی بهترِ

سرباره که به علت وزن کمتر, نسبت به مذابِ روی, دربالای کوره قرار می گیرد, از کلرید

آمونیوم (نشادر) استفاده می شود. سرباره و گازهای سمی جهت تصفیه وارد

دستگاهی به نام اسکرابر شده و در اثرعبور از سیستم دوش آب، بخارات ویون های

سنگین آن رسوب کرده و ته نشین می شود و به تدریج رطوبت آن تبخیر شده و به

صورت باطله جدا می شود. و در نهایت بخارات حاصل که از نظر زیست محیطی درحد

مجاز هستند وارد محیط می شوند. مواد مذاب داخل قالبها ریخته می شود و چون روی

دمای انجماد بالایی دارد طی عبور از چندین فن حالت جامد به خود گرفته و از قالب جدا

می شود. وزن قالب ها هرکدام 25 کیلوگرم است ودر بسته های 1تنی به نام بندیل به

بازار عرضه می شوند. سرباره روی که در ته کوره انباشته می شود هر چند روز یک بار از

کوره خارج می گردند. این مواد ارزش اقتصادی کمتری دارند و به صورت سرند شده برای تولید محصولات دیگر فروخته می شوند. نتیجـه گیـری و پیـشنهـادات در بخش 3-2- واحد شارژ کنسانتره بدلیل وجود مقدار زیادی اسید و بخارات اسیدی، با وجود اینکه سقف این قسمت برداشته شده است، تنفس بسیار مشکل می باشد. راه حل پیشنهادی: برای رفع این مسئله، بهتر است با قرار دادن فن هایی در دیواره های سالن، باعث خروج سریع گازهای تولیدی شود. در بخش 3-4- واحد الکترولیز کیفیت ورق ها و عیار آنها ممکن است در هر روز متفاوت باشد. بسته به شرایط, ممکن است صفحات به راحتی از کاتد ها جدا نشوند یا در مواردی، صفحات به صورت آبکی و تقریباً تیره رنگ باشند که در اصطلاح گفته می شود صفحات سوخته اند. راه حل پیشنهادی: برای رفع این مسئله, پیشنهاد میشود برس کاری و تمیز کردنِ به موقع و مناسب صفحات کاتدی و آندی و ناخالصی های محلول میکاپ به حداقل رسانده شود و همچنین تنظیم و کنترل دقیق و مرتب ولتاژ و آمپراژ ورودی به واحد الکترولیز انجام گیرد. پیــوسـت ها 1- پسماندهای کارخانه تولید روی

زنجان عبارتند از : 1-1- باطله واحد انحلال 1-2- پسماند تصفیه پساب 1-3- باطله مرحله

اول تصفیه 1-4- باطله مرحله دوم تصفیه 1-5- محلول دوریز واحد تصفیه پساب 1-6-

گازهای حاصل از واکنشها باطله واحد تصفیه پساب فاقد روی و سرب است. این باطله

مرطوب پس از جدا شدن از فیلتر پرس به محل جمع آوری رسوبِ حاصل از انحلال منتقل می شود. باطله های واحد تصفیه دارای عناصر ارزشمند مس، نیکل، کبالت و کادمیم است. بر اساس برنامه ریزی های انجام شده باطله های کارخانه های ذوب روی باید به کارخانه ذوب روی بافق منتقل گردد. اما در حال حاضر کارخانه ذوب روی بافق تعطیل می باشد و این باطله ها نیز در نزدیکی کارخانه انباشت می شوند یا در واحدهای کوچک محلی مورد استفاده قرار می گیرد. کنسانتره کارخانه دندی دارای کبالت و نیکل بیش از حد معمول نسبت به کنسانتره متداول در سایر کارخانه های تغلیظ سرب و روی ایران می باشد. در صورتیکه بیشتر کبالت و نیکل کنسانتره در واحد انحلال حل شود میزان کبالت و نیکل محلول سولفات روی ورودی به واحد تصفیه بیش از 100 میلی گرم در لیتر خواهد بود. در این صورت برای جداکردن این عناصر درمرحلة تصفیة گرم علاوه بر پودر روی، می توان از فعال کننده ای مانند تری اکسید آرسنیک و تری اکسید آنتیموان استفاده نمود. تری اکسید آرسنیک موجب کاهش ولتاژ اضافیِ واکنش جانشینی شده و سهولت بیشتری در انجام واکنش فراهم می نماید، این امر موجب کاهش مصرف پودر روی می گردد. در سالهای گذشته از این ماده در این کارخانه استفاده می شده که حتی گازهای سمی حاصل از آن موجب مسمومیت پرسنل شده است. در حال حاضر به دلیل عدم

امکان کنترل خطرات این ماده، از این ماده استفاده نمی شود. بیشتر کبالت و نیکل موجود در کنسانتره پس از انحلال در مرحله خنثی سازی به همراه کیک واحد انحلال از

سیستم خارج می شود. بنابراین میزان کبالت و نیکل محلول سولفات روی ورودی به واحد تصفیه کمتر از 40 میلی گرم در لیتر خواهد بود. در این صورت نیازی به استفاده از تری اکسید آرسنیک نیست و برای جدایی کبالت و نیکل، مصرف پودر روی کافی خواهد بود. در صورت استفاده از تری اکسید آرسنیک، طی فرآیند تصفیه گرم واکنش تشکیل گازهای آرسنیک دار انجام می شود و با توجه به سمی و خطرناک بودن این گاز، وجود مکش هوا برای مخازن تصفیه گرم از اهمیت ویژه ای برخوردار است. علاوه براین لازم

است برروی مخازن تصفیه گرم و نیز قسمت های مختلف واحد تصفیه کاغذهای آغشته به کالومل نصب شود. این کاغذهای کالومل می توانند بطور تقریبی نشان دهنده میزان

آلودگی محیط به گاز آرسن باشد، به طوریکه تغییر رنگ آنها به زرد نشان دهنده آلوده

شدن محیط به گازآرسن می باشد. البته در این کارخانه موارد ایمنی مذکور پیش بینی

نشده است. گاز حاصل از واکنش واحدهای مختلف توسط یک دستگاه فن مکشی به

بیرون از سالن های تولید منتقل می شود. البته همان گونه که اشاره شد، در حال حاضر

به دلیل مشکلات زیاد، استفاده از تری اکسید ارسنیک متوقف شده است. از دیگر

مشکلات کارخانه، حضور گاز کلر در سرباره حاصل از ذوب روی ناشی از مصرف نشادر به

عنوان روانساز میباشد که با توجه به مزاحم بودن کلر در واحد الکترولیز و عدم وجود

امکانات لازم جهت رفع آن، امکان هدایت سرباره به بخش لیچینگ و بازیابی مجدد روی

موجود در آن میسر نمیباشد. 2- جدول آسیبها و خطرات محیطی موجود بخش های

کارخانه تعداد پرسنل آسیب ها و خطرات محیطی موجود تولید 50 سروصدا- کمبود

روشنایی - بخارات شیمیایی - گردو غبار - پوزیشن بدن حین کار انبار 5 گردو غبار-

جابجایی بار ریخته گری 14 سروصدا- استرس گرمایی و سرمایی - IR- کمبود روشنایی-

گردو غبار- جابجایی بار- پوزیشن بدن حین کار الکترولیز 23 سروصدا- کمبود روشنایی-

بخارات شیمیایی- گردوغبار- جابجایی بار- پوزیشن بدن حین کار پودر روی 12 سروصدا- IR - کمبود روشنایی- گردو غبار- جابجایی بار - پوزیشن بدن حین کار تعمیرات 5

IR – UV - کمبود روشنایی- گردو غبار- سروصدا- پوزیشن بدن حین کار برق 11 سروصدا-

کمبود روشنایی - بخارات شیمیایی - گردو غبار - پوزیشن بدن حین کار انتظامات 7 گردو

غبار - پوزیشن بدن حین کار آزمایشگاه 13 بخارات شیمیایی - گردو غبار- کار ایستاده

طولانی اداری مالی 6 گردو غبار بخارات شیمیایی - گردو غبار - پوزیشن بدن حین کار

خدمات 7 سروصدا- بخارات شیمیایی - گردو غبار - جابجایی بار

  فهـرست منـابع http://www.fa.wikipedia.org

فهـرست منـابع فارســی 

جزوه آموزشی تهیه فلز نیکل

از پسماندها نوشته مهندس رحمانی 

مقاله تحقیقاتی مهندس مازیار داودیان 

 

مقاله علمی شرکت کالسیمین و عملکردها

[ سه‌شنبه ۱۳٩۱/۱٠/۱٢ ] [ ٧:٠٩ ‎ب.ظ ] [ مرتضی متین فر ]

.: Weblog Themes By Iran Skin :.

درباره وبلاگ

مرتضی متین فر متولد دی شهر زنجان دوستدار طبیعت وکوه علاقمند خبر نکاری وبسکتبال
امکانات وب
RSS Feed



بک لینک فا