مقاله گزارش کارآموزی مربوط به کارخانه ی استخراج روی ( شمش روی میهن )

مقاله گزارش کارآموزی مربوط به کارخانه ی استخراج روی ( شمش روی میهن ) (docx) 60 صفحه

دسته بندی : تحقیق

نوع فایل : Word (.docx) ( قابل ویرایش و آماده پرینت )

تعداد صفحات: 60 صفحه

قسمتی از متن Word (.docx) :

255533425669 گزارش کارآموزی محل کارآموزی: شرکت شمش روی میهن واقع در استان زنجان فهرست مطالب معرفی عنصر روی..............................................................................................................صفحه 3 تاریخچه................................................................................................................................صفحه 4 خصوصیات قابل توجه...................................................................................................صفحه 5 کاربردها ........................................................................................................................صفحه 6 توضیحی کوتاه در مورد شرکت شمش روی میهن زنجان......................................صفحه 7 خط تولید شمش روی .................................................................................................صفحه 8 مواد مصرفی در مراحل مختلف تولید و کاربرد آن ها................................................صفحه 9 اصطلاحات به کار رفته در تولید شمش روی..........................................................صفحه 13 خردایش ...........................................................................................................................صفحه 17 محلول سازی .................................................................................................................صفحه 17 انبار کنسانتره ..................................................................................................................صفحه 17 آهک سازی ....................................................................................................................صفحه 20 پالپ سازی .....................................................................................................................صفحه 20 لیچ ...................................................................................................................................صفحه 22 فیلترینگ ........................................................................................................صفحه 26 تصفیه ..............................................................................................................صفحه 29 مخازن چک تانک .........................................................................................صفحه 36 کیک شویی ....................................................................................................صفحه 37 الکترووینیگ ..................................................................................................صفحه 40 عوامل تاثیرگذار بر الکترولیز .......................................................................صفحه 46 ریخته گری ....................................................................................................صفحه 49 آزمایشگاه کنترل کیفی ................................................................................صفحه 52 کارهای انجام داده شده به عنوان کارآموز در شرکت .............................صفحه 57 چارت اداری شرکت شمش روی میهن در انتهای گزارش در دسترس است. معرفی عنصر روی ( Zn ) : روی عنصری است شیمیایی با علامت اختصاری Zn که دارای عدد اتمی ۳۰ است. روی فلزی است به رنگ سفید متمایل به آبی 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 استفاده روی می‌توان آلیاژهای مختلف از جمله برنج و فولاد گالوانیزه را نام برد. روی یکی از عناصر شیمیایی جدول تناوبی است که نماد آن Zn و عدد اتمی آن ۳۰ می‌باشد. تاریخچه: آلیاژهای روی از قرنها پیش استفاده می‌شده ‌است. کالاهای برنجی که به ۱۰۰۰-۱۴۰۰ سال پیش باز می‌گردند در فلسطین پیدا شده‌اند و اشیاء رویی با ۸۷٪ روی در ترانسیلوانیا ما قبل تاریخ یافت شده‌اند. به خاطر نقطه جوش پایین و واکنش شیمیایی این فلز (روی جدا شده دود شده و قابل دست یابی نبود) خصوصیات واقعی این فلز در زمان باستان مشخص نشده بود. ساخت برنج به رومی‌ها نسبت داده شده و مربوط به ۳۰ سال پیش از میلاد می‌باشد. آنها کالامین و مس را با یکدیگر در بوته آهنگری حرارت می‌دادند که در این عمل اکسید روی در کالامین کاهش میافت و فلز روی آزاد توسط مس به دام انداخته می‌شد و به شکل آلیاژ در می‌آمد. برنج بدست آمده یا در قالب ریخته می‌شد یا با چکش به شکلهای مختلف در می‌آمد. استخراج و تصفیه روی نا خالص در ۱۰۰۰ سال پیش از میلاد مسیح در هند و چین صورت می‌گرفته‌است. در غرب نیز کشف فلز روی به Andreas Marggraf آلمانی در سال ۱۷۴۶ بر می‌گردد.شرح تولید برنج در اروپای غربی در کتابهای آلبرتوس مگنوس در سال ۱۲۸۴ به چشم می‌خورد. این فلز در قرن ۱۶ به میزان قابل توجه شناخته شد. Agricola در سال ۱۵۴۶ اعلام کرد که وقتی که سنگ معدن روی گداخته می‌شود فلز سفید می‌تواند منقبض شود و دیواره کوره را بتراشد. او در نوشته‌های خود به این مسئله نیز اشاره کرد که فلزی شبیه آن به نام Zincum در Silesia تولید می‌شده‌است. پاراسلیوس (متوفی به سال ۱۵۴۱) اولین کسی در غرب بود که گفت Zircum فلزی جدید است که در مقایسه با فلزات دیگر خواص شیمیایی جداگانه‌ای دارد. نتیجه آن است که فلز روی زمانی شناخته شده که Margaraf کشفیاتش را شروع کرد و در حقیقت فلز روی دو سال زودتر توسط شیمیدان دیگری به نام Anton Von Swab تجزیه شده و بدست آمده بود. اما تحقیقات Margraaf جامع تر بود و بخاطر تحقیقات این دو شخص آنها به عنوان کاشفین روی شناخته میشوند. قبل از کشف تکنیک غوطه وری سولفید روی Calamine تنها منبع معدنی فلز روی بوده‌است. خصوصیات قابل توجه : وزن اتمی65.38 چگالی 7.133 نقطه ذوب419.83 درجه سانتیگراددرجه سختی بر حسب واحد موهس ۵/۲ دارای ظرفیت۲ درگروهIIB جدول تناوب دارای ایزوتوپهای طبیعی۷۰ -۶۸-۶۶-۶۴ وایزوتوپهای رادیواکتیو۷۲-۷۱-۶۹-۶۵-۶۳-۶۰ روی فلز نرم و سفیدباقابلیت چکش خواری باجلای خاکستری متمایل به آبی قابل حل دراسیدها و بازها و غیرقابل حل درآب می‌باشد. روی فلزی است که در Vielle Montagne و Zinkgruvan استخراج می‌شود و برای آبکاری الکتریکی فولاد مورد استفاده قرار می‌گیرد. مانند فلزات دیگر به آرامی واکنش نشان می‌دهد. با اکسیژن و دیگر غیر فلزات ترکیب شده و با اسید رقیق واکنش نشان داده و گاز هیدروژن آزاد می‌کند. چهارمین فلز متداول و مورد استفاده بوده و بعد از آهن آلومینیوم و مس بیشترین فلزی تولیدی می‌باشد. حالت اکسیداسیون متداول این عنصر+۲ می‌باشد. کاربردها : روی برای آبکاری الکتریکی فلزها استفاده می‌شود تا از زنگ زدگی آنها جلوگیری کند.روی در آلیاژهایی نظیر برنج Nickel Silver فلز ماشین تحریر فرمولهای مختلف لحیم نقره آلمانی و.... بکار می‌رود.برنج بخاطر استقامت و مقاومت در برابر زنگ زدگی و خوردگی کاربردهای وسیعی دارد. روی به طور گسترده در صنعت خودرو سازی درDie Castingها استفاده می‌شود. روی لوله‌ای به عنوان قسمتی از محتوی باتری‌ها مورد استفاده قرار می‌گیرد. اکسید روی به عنوان رنگ دانه‌های 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 جلو گیری 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 می‌گیرد. سولفید روی در رنگدانه‌های درخشان، برای تولید عقربه‌های ساعت و موارد دیگری که در تاریکی میدرخشد استفاده می‌شود. محلول‌های ضد عفونی کننده‌ای که از Calamine ساخته شده و ترکیبی از Zn-Hydroxy-Carbonate و سیلیکات است برای درمان جوش‌های 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 زود رس پوست و مفصل‌های بدن محافظت می‌کند. با بررسی خواص روی به این نتیجه رسیده‌اند 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 ولوزه‌ها می‌باشد. توضیحی کوتاه در مورد شرکت شمش روی میهن زنجان : فعالیت تولیدی شرکت شمش روی میهن زنجان با تلاش شبانه روزی اعضای هیئت مدیره، کارشناسان و کارکنان محترم این مجموعه در سال 85 آغاز و پس از پشت سر گذاشتن تولید آزمایشی به تولید انبوه رسیده و در تاریخ 1390 با عرضه شمش روی با خلوص99.99 وارد بازار بورس فلزات تهران گردید .. در حال حاضر 95 درصد از تولیدات شرکت به اقصی نقاط دنیا صادر می گردد . اقدامات لازم جهت عضویت در بورس فلزات لندن در حال انجام می باشد . این شرکت هم اکنون عضو فعال انجمن بین المللی روی ،انجمن توسعه سرب و روی هند ، انجمن صنایع و معادن سرب و روی ایران ، شرکت تعاونی صنایع و معادن سرب و روی کشور، انجمن آزمایشگاه های همکار آزمون و کالیبراسیون و اتحادیه صادرکنندگان صنایع و معادن سرب و روی میباشد .  تولید روزانه ی کارخانه بسته به شرایط در نوسان بوده اما به طور میانگین در حدود 8 الی 10 تن شمش روی در روز می باشد. خط تولید شمش روی شامل مراحل زیر می باشد: 1.خردایش 2. محلول سازیکه شامل : الف. انبار کنسانتره ب. لیچ شامل : لیچ اسیدی و خنثی ج:فیلتراسیون د:تصفیه شامل تصفیه گرم و سرد می باشد. 3. کیک شویی 4.الکتروینیگ 5.ریخته گری مواد مصرفی در مراحل مختلف تولید و کاربرد آن ها: 1 . خاک شامل فلز روی : مهمترین ماده اولیه در تولید شمش روی میباشد با عیارهای متفاوت که پس از طی کردن مراحل خردایش با دانه بندی های متفاوت به انبار کنسانتره میرود. 2 . اسید سولفوریک : مایعی با خاصیت حل کنندگی قوی که با خاک واکنش داده و اصطلاحا فلزات خاک را باز میکند. اولین افزودنی به خاک است. این ماده در لیچ اسیدی و در تصفیه سرد مورد استفاده قرار میگیرد. این ماده با واکنش با اکسید روی ، سولفات روی و آب تولید میکند. 3 . آهک هیدراته : پودر نرم و سفید رنگی می باشد که تماس آن با پوست باعث خشکی و ترک خوردگی شده و غبار آن برای چشم و دستکگاه تنفسی بسیار زیان بار میباشد. به همین علت استفاده از ماسک و عینک الزامی است. از آهک در قسمت خنثی سازی و تصفیه گرم استفاده می شود. چون آهک رسوب دهنده ی قوی و ارزان و قابل دسترس است به طور گسترده استفاده می شود. این ماده می تواند آهن ، آلومینیوم ، سیلیسم ، آرسنیک و آنتیموان را که توسط اسید قبلا حل شده بودند را رسوب بدهد. 4. سولفات آلومینیم (Al2SO4) : معمولا بصورت بلورهای سفید رنگی بوده گه در آب گرم خیلی خوب حل شده و محلول بی رنگی ایجاد میکند. این ماده خاصیت اسیدی دارد. این که ماده در مخزن پیش گرم اضافه شده با حذف فلوئور و کلر و حتی سیلیس مانع از چسبیدن ورق به کاتد میشود. مقدار مصرف آن به خاک بستگی دارد. 5. سولفات آهن : ( FeSO4)جامد آن به رنگ فیروزه ای بوده و در آب خالص به راحتی حل نمی شود اما در محلول رقیق اسید به سرعت حل میشود. این ماده نیز خاصیت اسیدی دارد. با اینکه آهن جزء ناخالصی هاست اما سولفات آهن میتواند بعضی از ناخالصی ها را حدف کند. در مخزن اسیدی 1 اضافه شده و غلظت مجاز آهن بین 400 الی 600 pmm میباشد و مصرف آن نیز به خاک مصرفی بستگی دارد. لازم به ذکر است که قبل از عمل فیلتراسیون باید مقدار آن به 1 الی 5 ppm کاهش یابد که این امر با اضافه کردن پرسولفات آمونیوم امکان پذیر است. 6 .آنتی فوم (ضد کف) : پودری است به رنگ خاکستری که در قسمت لیچ استفاده می شود. در هنگام اضافه کردن اسید به خاک ، گاز هیدروژن آزاد شده که محلول را با خود بالا آورده و ایجاد کف میکند. از این ماده برای خواباندن کف و جلوگیری از سرریز شدن استفاده می شود. 7 .دی اکسید منگنز (MnO2) : پودری سیاه رنگ است که در اکثر سنگ های معدنی آسیاب شده وجود دارد. 8 . پرسولفات آمونیوم((NH4)2S2O8) :به عنوان یک عامل اکسید کننده در شیمی پلیمر، فرایند اچ کردنو به عنوان عامل پاک کننده و سفید کننده استفاده می شود. خاصیت اسیدی داشته و در قسمت خنثی به منظور کاهش غلظت آهن به محلول اضافه می شود. 9 . پرمنگنات پتاسیم(KMnO4) : بلورهای بسیار ریز به رنگ بنفش بسیار غلیظ که در مجاورت نور سبز می شوند. اکسید کننده ای بسیار قوی بوده ، سمی است و تماس آن با پوست باعث خشکی و تغییر رنگ آن می شود. در آب کاملا محلول است و رنگ ان به صورت بنفش تیره میباشد. خاصیت اسیدی دارد. از این ماده بیشتر در قسمت تصفیه گرم استفاده می شود. پرمنگنات کبالت 2 ظرفیتی را به کبالت 3 ظرفیتی اکسید کرده و آن را رسوب میدهد. در صورت لزوم از این ماده برای از بین بردن آهن محلول در الکترولیز استفاده می شود. 10 . پودر روی : همان فلز روی میباشد که توسط فرآیندهایی به صورت پودر با مش بندی های مختلف در می آید. تنفس غبار آن خطرناک بوده و خطر آتش گرفتن آن نیز زیاد است. این ماده در آب نامحلول است. از این ماده در تصفیه سرد به عنوان احیاء کننده نیکل و کادمیم استفاده می شود. 11 . کربنات منگنز(MnCO3) :  ماده ای به رنگ کرم تا صورتی است که به مقدار کم، به آرامی آرامی و با گذشت زمان در آب گرم حل می شود. میزان کربنات منگنز خاک نباید کمتر از 200 ppm باشد. در غیر اینصورت باید توسط دی اکسید منگنز این کمبود را جبران کرد. از این ترکیب در الکترولیز استفاده می شود. مزایای منگنز بعدا شرح داده میشود. 12 . کربنات استرانسیم (SrCO3) : پودری است به رنگ سفید و خیلی نرم . سمی نبوده اما تماس آن با چشم و دستگاه تنفسی مضر میباشد. از این ترکیب در قسمت الکترولیز استفاده می شود. این ماده باعث رسوب دادن سرب به کف سل شده و همچنین میزان جذب شدن سرب به کاتد را کاهش می دهد. 13 . سولفات منگنز : ( MnSO4)کریستال های ریزی به رنگ صورتی رنگ پریده که غبارات آن برای چشم و دستگاه تنفسی مضر است. در آب کاملا محلول است و محلولی صورتی رنگ ایجاد میکند که سمیت ندارد. 14 . صمغ عربی : از درختی به نام صمغ سنگالی بدست می‌آید، سفید رنگ و محلول در آب است و عمدتاً شامل هیدرات‌های کربن است. صمغ عربی یا صمغ آکاسیا صمغی طبیعی است که از دو گونه آکاسیا به نام‌هایAcasiasenegal،Acasiaseyalاستخراجمی‌شود.از صمغ عربی در صنایع غذایی به عنوان «پایدارکننده» و در صنعت چاپ به عنوان روان‌کننده در انواع خاصی از جوهر برای چاپ استفاده می شود. صمغ عربی اصطلاحات به کار رفته در تولید شمش روی: مفهوم لیچ : عبارت است از استخراج یک جز از فاز جامد توسط حلال انتخابی و بردن آن به فاز محلول سایر اصطلاحات به شرح زیر هستند : 1. غلظت H+ یا ph که اکثرا توسط کاغذ ph اندازه گیری میشود. 2 . عیار خاک مصرفی که عبارت است از درصد وزنی روی موجود در خاک 3. راندمان : نسبت مقدار رویی که در محلول ، حل میشود به مقدار کل روی موجود در خاک 4. دبی : حجمی ازسیال که در واحد زمان از یک سطح مقطع مشخص عبور میکند. 5. سیستم پیوسته : اگر مواد اولیه و محصولات به طور پیوسته به سیستم داخل و از آن خارج شوند و هیچ گونه قطع و وصلی نداشته باشد ، سیستم پیوسته است. 6 . سیستم بچ : به سیستم های گفته می شود که ابتدا بار در آن شارژ شده سپس فرآیند در آن اتفاق افتاده و در نهایت محصولات از آن خارج میشوند. این امور در آن واحد انجام نمیشوند. 7 . کیک که محصول حاصل از صاف کردن محلول میباشد و دادرای انواع مختلف میباشد. 8.فیلتر که از جنس پلی استیرن بوده و شامل یک پارچه میباشد که در حین عبور محلول از آن ، کیک در بین صافی ها تشکیل میشود. 9. میکاپ (makeup)محلول نهایی مرحله محلول سازی میباشد که تمام پارامترهای آن از جمله میزان و نوع ناخالصی های آنها تعیین شده و برای استخراج روی آن به قسمت الکترولیز برده میشود. 10. نسبت غلطت اسید به روی بر حسب g / L که نسبت بسیار مهمی در قسمت الکترولیز بوده که از محلول خروجی از سل ها گرفته میشود. 11 . صافی که محصول حاصل از فیلتراسیون بوده که محلولی صاف بدون خاک حل نشده است. همچنین شامل مقداری ناخالصی ها نیز میباشد. 12 . اسپنت (spent ) که همان محلول خروجی از قسمت الکترولیز بوده که به میزان 15 الی 20 گرم بر لیتر حاوی روی میباشد و از آن در قسمت پالپ سازی استفاده میشود. 13 . پساب که شامل تمام مایعات حاصل از شستشو و نظافت و حتی مایعات خارج شده از مخزن ها حین نشتی و ...... میباشد که شامل ناخالصی های بسیار زیادی بوده و اکثرا از آن در قسمت کیک شویی استفاده میشود و استفاده از آن برای ساخت محلول لیچ در کشتی ، ندرتا و در شرایط خاص اتفاق می افتد. خط تولید شمش روی : شمای کلی کارخانه تولید شمش روی میهن به صورت زیر است: شکل 1 قسمت محلول سازی به صورت شماتیک در تصویر زیر آمده است: شکل 2 1. لازم به ذکر است اخیرا در حال حاضر مخزن اسیدی (منظور از مخزن ، شکل دایره ای میباشد) شماره 1 و 2 و همچنین مخزن پالپ 1 و 2 ( که مربوط شارژ از طریق نوار نقاله می باشند) به همراه نوار نقاله از مدار خارج شده و شکل کنونی به شرح زیر است: 2. مخزن اسیدی 1 جایگزین مخزن اسیدی 3 ، مخزن اسیدی 2 جایگزین مخزن خنثی 1 و 2 مخزن باقیمانده قبل مخزن فیلتریت نیز به ترتیب مخزن خنثی 1 و 2 شده اند. 3. همچنین 2 مخزن میکاپ حذف شده و به مخزن اسیدی و خنثی مربوط به واحد کیک شویی تغییر کاربری پیدا کرده اند. 1.خردایش: عمل خردایش معمولا در آسیاب هایی انجام شده و با دانه بندی مشخص تحویل انبار کنسانتره میشود. 2. محلول سازی: مسوول این بخش به نام لیچ من شناخته میشود. 1. انبار کنسانتره : اولین قسمت مرحله محلول سازی میباشد. خاک آسیاب شده به این قسمت تحویل داده میشود. 3 نوع خاک در این قسمت موجود میباشد که با توجه به عیار روی آن ها ، مقدار مورد نیاز از آن ها تخمین زده شده و با هم مخلوط می شنوند و به درون کشتی محلول سازی ریخته می شوند. 3 نوع خاک عبارت اند از: الف- خاک خشک : خاک اصلی و با عیار بالای روی در حدود 15 تا 20 درصد بوده که مقدار مناسب آن محاسبه شده و استفاده می شودکه به صورت زیر است: ب- کیک سفید : این خاک ، حاصل کار قسمت کیک شویی می باشد که کیک های تولید شده در قسمت فیلتراسیون را فراوری کرده و عیار روی آن را افزایش میدهد. این خاک نیز به مقدار مناسب به مخلوط اضافه می شود. ج- Heavy media : د- کیک لیچ : همان کیک تولید شده در قسمت فیلتراسیون بوده که به ندرت و در صورت کمبود خاک های دیگر از آن برای محلول سازی استفاده می شود. 2. آهک سازی: مخزنی وجود دارد که پودر آهک را اب مخلوط می کنند. در هر جا که لازم باشد ، می توان از آهک تولید شده در این قسمت توسط پمپ استفاده کرد. مخزن آهک سانتریفیوژ 3- پالپ سازی: منظور از پالپ سازی عبارت است از مخلوط کردن مواد اولیه در یک تانک که اصطلاحا به آن کشتی گفته می شود. این کشتی شامل یک میکسر بوده که مواد اولیه وارده را با هم مخلوط میکند. نحوه کار بدین صورت است که ابتدا با توجه به عیار روی موجود در خاک خشک ، مقدار مورد نیاز از هرکدام از خاک ها محاسبه می شود که اکثرا از کیک سفید ، خاک خشک و هر کدام heavy media به اندازه یک جام لودر شارژ شده و به داخل کشتی ریخته میشود. سپس از طریق یک پمپ ، spent یا الکترولیز برگشتی که در استخر اسپنت نگه داری میشود ( شکل 3) ، بر روی مواد داخل کشتی شارژ شده و تا مقدار مشخصی ازارتفاع کشتی بالا می آید. (شکل 4) شکل 4 شکل 3 باید توجه داشت که اسپنت ، بسیار اسیدی بوده به گونه ای که برای آن ph تعریف نمیشود. بنابراین واکنش آن با خاک های شارژ شده بسیار شدید بوده به گونه ای که H+ به شدت با مواد مجود در خاک از جمله روی و سایر مواد واکنش داده و به صورت H2(g) آزاد میشود. این آزاد شدن باعث ایجاد کف و بالا آمدن محلول میشود. در نتیجه امکان سرریز شدن محلول از کشتی محلول سازی وجود دارد. بنابراین باید اضافه شدن اپسنت به آرامی باشد تا از سرریز شدن جلوگیری شود. به محلول حاصل ، به مدت 5/0 الی 1 ساعت زمان داده میشود تا به خوبی درون کشتی مخلوط شود. سپس دریچه آن باز شده و محلول به درون مکعبی که روی آن توری قرار دارد، ریخته شده تا احیانا مواد زاید آن روی توری گیر کرده و به مخازن بعدی نرود.( شکل 5) شکل 5 4. لیچ : لیچ شامل 2 بخش است : لیچ اسیدی و لیچ خنثی. لیچ اسیدی : محلول ساخته در مرحله قبل از طریق پمپی به داخل مخزن اسیدی 1 شارژ میشود. ( شکل 6) این قسمت 3 پارامتر مهم دارد که عبارت اند از: شکل 6 (مخزن اسیدی 1 و 2) الف- مدت زمان اقامت در مخزن: منظور مدت زمانی است که لازم است محلول در هر مخزن نگه داشته شود تا واکنش های لازم انجام شود. ب- دما: به صورت کلی ، کنترل دما در مخزن های مختلف ، به 2 صورت دمای زنده و یا لوله های دوار حاوی بخارآب داغ انجام میشود. 1.دمای زنده : در مخزن هایی که ph پایینی دارند و باعث خوردگی لوله ها میشوند ، بهتر است از دمای زنده برای کنترل دما استفاده نمود. در این روش بخار آب داغ به صورت مستقیم به داخل محلول اضافه میشود و میتوان با آن دمای مخزن را کنترل کرد. این روش معایبی نیز دارد از جمله آن که چون بخار آب خنثی است ، بعد از مدتی باعث بالا آمدن phمحلول از مقدار مطلوب شده که بعدا میتواند تلفات روی را افزایش دهد. 2. روش دوم در مخزن هایی استفاده می شود که تنظیم مقدار دقیق ph بسیار مهم بوده و همچنین ph محلول بالاست که باعث خوردگی لوله های بخار آب نمیشود. از معایب آن نیز خورده شدن آن در مدت زمان طولانی و هزینه های بالای تعمیر میباشد. ج- ph :کنترل ph در این مرحله بسیار مهم بوده و باید به صورت مداوم کنترل شود. به طور کلی ph در این مخزن روی 1.5 تنظیم می شود. میزان ph بستگی به پارامترهای بسیار زیادی دارد. از جمله می توان به موارد زیر اشاره نمود: 1. اگر ph کمتر از 1 باشد ، علاوه بر بیشتر حل شدن روی ، باعث بالا رفتن میزان ناخالصی ها نیز شده که بعدا در تصفیه ، مواد بیشتری باید مصرف شوند. 2. اگر ph بالا باشد موجب می شود که خاک کاملا حل نشود و درصدی از روی آن دورن خاک بماند که تلفات روی را افزایش میدهد. همچنین در تصفیه سرد ، موجب بالا زفتن کادمیوم و نیکل میشود. 3. اگر خاک مصرفی مهم باشد ( مثلا به علت کمبود آن) باید ph کم گرفته شود تا حداکثر روی حل شود. 4. اگر در خاک در محلول سازی مهم نباشد و مواد مصرفی در قسمت الکترولیز و تصفیه مهم و گران قیمت باشند ، لازم است که ph بالا گرفته شود تا بعدا مواد کمتری در این قسمت ها مصرف شود. بعد از شارژ شدن محلول به داخل مخزن اسیدی 1 ، شیر سولفوریک اسید 98 درصد روی آن برای مدتی باز شده تا ph پایین بیاید. در این مخزن و مخزن اسیدی 2 ، عمده ی حل شدن خاک انجام می شود. لازم به ذکر است که برای سنجیدن میزان ناخالصی ها ، مرتبا نمونه گیری انجام شده و به آزمایشگاه تحویل داده میشود. محلول توسط داک های هوا از مخزنی به مخزن دیگر انتقال می یابد. باید توجه شود که با اضافه شدن اسید ، امکان کف کردن محلول وجود دارد که برای جلوگیری از سرریز شدن محلول از مخزن ، باید به آن آنتی فوم اضافه کرد. در نهایت محلول به مخازن خنثی 1 و 2 هدایت میشود. لیچ خنثی : در این مخازن به منظور رسوب ناخالصی ها ، به محلول آهک اضافه می شود. ( شکل 7 مخازن خنثی 1 و 2) شکل 7 با اضافه شدن دوغاب آهک ، ph محلول افزایش یافته تا حدودا به 4.5 الی 4.8 برسد و محلول برای فیلتراسیون آماده شود. مقدار آهک اضافه شده بسیار مهم است ؛ بدین صورت که اگر آهک زیاد از حد اضافه شود باعث افت شدید روی شده و تلفات آن را در کیک افزایش میدهد و اگر این میزان روی اضافه شده کمتر از حد باشد، ناخالصی ها رسوب نکرده و بعدا در تصفیه دچار مشکل میشود ( مواد مصرفی بیشتر میشود و ......) نقش آهن در حذف ناخالصی ها در مخازن اسیدی و خنثی : از مخزن اسیدی 1 نمونه گیری می شود. یکی از موادی که مقدارش سنجیده میشود، آهن آن است. Fe+2 یک احیا کننده ی قوی میباشد بطوریکه اکثر ناخالصی ها در مخازن خنثی توسط آهن رسوب داده میشود در نتیجه آهن خود اکسید میشود. یکی از مهمترین ناخالصی ها که آهن آن را حذف می کند ، مس است. بنابراین لازم است که میزان آهن در محلول بالا باشد. (در حد ppm400 الی 600 ( اگر میزان آهن کم باشد ، در مخزن اسیدی به محلول سولفات آهن اضافه می شود. این ماده به سرعت واکنش میدهد و غلظت آهن بالا میرود. قبل از زدن محلول به فیلترینگ ، از مخزن خنثی 2 دوباره نمونه گیری میشود تا میزان آهن پس از رسوب دادن سنجیده شود. میزان مطلوب آهن برای ادامه کار باید در حد ppm 1 الی 5 باشد چرا که آهن در الکترولیز ایجاد مشکل میکند. اگر آهن از حد مجاز بیشتر بود ، به آن پرسولفات آمونیوم ( که خود خاصیت اسیدی دارد ) اضافه می شود. این ماده آهن را حذف میکند. 5-فیلترینگ: مسوول این بخش فیلترچی میباشد. در پایان قسمت لیچ خنثی ، مرحله فیلتراسیون است که جداسازی عمده ناخالصی ها توسط فیلترپرس انجام شده و ناخالصی ها به همراه کیک لیچ خارج میشود. نحوه کار فیلتراسون به شرح زیر است: در قسمت فیلتراسیون اگر در مخزن خنثی 2 محلول وجود داشته باشد ، بعد از تنظیم ph و آهن شروع به فیلتر کردن میکنیم. با استفاده از دو پمپ محلول از مخزن خنثی 2 به فیلترها منتقل می شود. بعد از پر شدن فیلترها سرکوله ها را باز کرده و بعد به فیلترها به مدت 3 الی 5 دقیقه هوادهی می کنیم. بعد فیلترها را باز کرده و پاک میکنیم. بعد از بستن فیلترها، سرکوله ها را بسته و دوباره محلول را فیلترها هدایت میکنیم. لازم به ذکر است که در این مرحله ، مقدار کمی از روی به همراه بعضی از ناخالصی ها با کیک خارج میشود.( این کیک بعدا در قسمت کیک شویی مورد استفاده قرار می گیرد) (شکل های 8 و 9) شکل 9 شکل 8 نمونه ای از فیلتر بدون پارچه محلول خروجی از فیلترها ، محلول صاف و شفافی میباشد که به درون کانال هایی ریخته می شود. سپس این محلول به مخازن فیلتریت 1 و 2 ریخته میشود. نحوه ی انتقال محلول بین این مخازن از طریق سرریز شدن است. چنین طراحی باعث میشود که هر چه گل و لایی که قبلا از فیلترها رد شده است در اینجا ته نشین می شوند. پس این مخزن ها ، وظیفه ی صاف کردن هر چه بیشتر محلول را دارند. ( شکل 10 و 11 ) شکل 11 شکل 10 حذف فلوئور : بعد از مخازن فیلتریت ، مخزن پیشگرم وجود دارد. در این مخزن به منظور حذف یون فلوئور ، به محلول سولفات Al اضافه می شود. این ترکیب حل شده و با فلوئور ایجاد AlF4-میکند که باعث حذف فلوئور می شود. وجود یون فلوئور در محلول در قسمت الکتورلیز ، باعث ایجا یک پیوند بین Zn و Al ی کاتد شده در نتیجه جدا کردن ورق ها را از سطح کاتد بسیار سخت می کند. این ترکیب نیز اسیدی است بنابراین ph سیستم را کاهش می دهد. نباید این ترکیب را در مخزن تصفیه گرم به محلول اضافه کرد چرا که با تغییر ph مانع از حذف کبالت می شود. همچنین این ترکیب را قبل از قسمت فیلترینگ به محلول اضافه نمیکنند چرا که با فیلتر شدن محلول ، اکثر آن فیلتر شده و به هدر میرود در می رود در نتیجه مصرف آن نیز بالا می رود. در ادامه ، به منظور هرچه بهتر صاف شدن محلول و همچنین گرفته شدن رسوب تشکیل شده ، آن را از فیلتر چهارمی عبور می دهند. سپس محلول به یکی از 2 مخازن تصفیه گرم هدایت می شود. ژله ای شدن : کنترل ph در لیچ خنثی بسیار مهم است. اگر ph محلول پایین تر از حد شود ، ژله ای شدن در فیلترینگ رخ میدهد. دلیل این امر نیز چنین است که ph پایین باعث حل شدن ترکیباتی مثل 2SiO و ایجاد SiOH می شود. این ترکیبات به علت داشتن زنجیره های بلند باعث ایجاد حالت ژله ای شده که هم فیلتر شدن را دچار مشکل کرده ، هم جدا کردن کیک را از فیلترها سخت کرده و هم تلفات روی را افزایش میدهد. 6. تصفیه: مسوول این بخش به نامتصفیه چی و الکترولیزمن شناخته میشود. یکی دیگر از قسمت های محلول سازی تصفیه می باشد که خود شامل 2 بخش است: 1. تصفیه گرم 2. تصفیه سرد لازم به توضیح است در قسمت تصفیه گرم و سرد و چک تانک ها ، مخزن ها به صورت بچ (Batch) طراحی شده اند. چنانچه دیدیم ناخالصی های بسیار از طریق خاک و پساب و ...... وارد محلول می شود که قسمتی از آن همچنان پس از خنثی سازی در محلول باقی می مانند. به طور کلی انواع ناخالصی ها را میتوان به صورت زیر دسته بندی کرد: الف- ناخالصی های فلزی مضر: این ناخالصی ها برای سیستم الکترولیز و یا برای خلوص ورق تولیدی زیان آورند و لازم است به روشی مناسب حذف گردند. عمده آن ها عبارتند از: کبالت ، نیکل ، کادمیم و مس. پس از انجام تصفیه حالت ایده آل این است که غلظت این یون ها زیر 1 میلی گرم بر لیتر باشد. ب- ناخالصی های فلزی مفید: تنها ناخالصی مفیدی که برای الکترولیز لازم است ، منگنز میباشد که غلطت حدود 20 میلی گرم بر لیتر برای الکترولیز مفید است. (منگنز روی آند نشسته و از خورده شدن ان جلوگیری می کند.) ج- ناخالصی های غیرفلزی مضر : مضرترین این ناخالصی ها یون کلر و یون فلوئور می باشد . یون فلوئور در صورت کافی بودن آهک رسوب کرده و خارج می شود اما خارج شدن یون کلر بسیار مشکل تر میباشد. بهتر خاک مصرفی آلودگی کلر کمتری داشته باشد تا بتوان غلظت کلر در مجلول را کنترل کرد. حد مجاز غلظت یون کلر حداکثر 100 میلی گرم بر لیتر باشد نسبتا خوب است. د- ناخالصی های فلزی بی اثر: معمولا فلزاتی مانند سدیم ، پتاسیم ، کلسیم ، منیریم در حدود متعارف برای الکترولیز مشکلی ایجاد نمی کنند. 1. تصفیه گرم: اولین مرحله تصفیه ها، تصفبه گرم یا تصفیه کبالت می باشد. برای انجام ایت تصفیه ابتدا محلول موجود در مخزن پیشگرم به یکی از مخازن کبالت شارژ شده سپس پرمنگنات پتاسیم و آهک به سیستم اضافه می شود که رنگ سیستم به رنگ ارغوانی درخواهد آمد. نحوه حذف شدن کبالت توسط پرمنگنات پتاسیم: پرمنگنات قوی ترین اکسیدکننده ی جامد می باشد. این اکسنده در برخورد با Co2+ آن رااکسید کرده و به Co3+ تبدیل میکند و خود به MnO2- احیاء میشود. MnO2-دارای ساختاری متخلخل بوده در نتیجه حالا یون های کبالت 3 ظرفیتی که شعاع کوچکتری نسبت به کبالت 2 ظرفیتی دارند درون این تخلخل ها گیر می کنند و به همراه MnO2-رسوب می کنند. تا وقتی که Co به طور کامل حذف نشده باشد ، رنگ محلول به رنگ ارغوانی درنخواهد آمد. (شکل 12 ) شکل 12 عوامل مؤثر در تصفیه گرم: 1.دما :هرچه دما محلول بالاتر باشد انجام این واکنش سریع تر و کاملتر خواهد بود. لذا دمای حدود C 800 برای تصفیه کبالت مناسب خواهد بود. لازم به ذکر است که چون ph سیستم در محدوده ی بالاتری است ، میتوان از لوله کشی بخارآب داغ استفاده نمود که در نتیجه مشکلات استفاده از بخار زنده را نخواهد داشت. 2. ph : کنترل ph در محدوده ی 5 الی 5/5 در تصفیه گرم بسیار مهم است چرا که پرمنگنات خاصیت اسیدی دارد و بعد از اضافه کردن پرمنگنات ph محلول پایین می آید. بنابراین برای جلوگیری از این امر ، به آن آهک اضافه می کنیم. 3. زمان : باید بعد از شارژ به منظور کامل شدن واکنش پرمنگنات و حذف کبالت ، 45 دقیقه تا 1 ساعت زمان داد. 4. میزان استفاده از پرمنگنات در تصفیه گرم مزایای استفاده از پرمنگنات : بی خطر بودن آن نسبت به ارسنات است که قبلا استفاده میشده است. معایب استفاده از پرمنگنات : این است که همراه کبالت ، منگنز نیز با افزودن پرمنگنات رسوب کرده و از محیط خارج می شود و به این ترتیب یک عنصر مفید برای الکترولیز از دست می رود. بعد از طی مراحل بالا ، محلول حاصل به فیلتر تصفیه گرم فرستاده می شود تا رسوبات ایجاد شده آن گرفته شود. ( شکل 13 ) اگر در حین فیلتر کردن ، کبالت آلوده رد شود ، امکان این وجود دارد که کبالت 3 ظرفیتی به مخزن تصفیه سرد رفته و در مجاورت پودر روی احیاء شده دوباره به کبالت 2 ظرفیتی تبدیل شود. بنابراین باید از سالم بودن پارچه های فیلتر اطمینان حاصل نمود. شکل 13 2. تصفیه سرد : دومین مرحله از تصفیه ها ، تصفیه سرد یا تصفیه نیکل-کادمیم می باشد. البته کلمه سرد به معتای واقعی سرد بودن محلول نیست بلکه چون دما در این مرحله نسبت به مرحله قبل پایین تر است ( دما در حدود 60 الی 65 درجه می باشد ) این اصطلاح به کار میرود. جهت انجام این تصفیه ، از پودر روی استفاده می شود. چون پودر روی احیاء کننده قوی با راندمان بالا برای رسوب یون های نیکل- کادمیم می باشد. در حقیقت پودر روی ، یک محیط قلیایی قوی ایجاد کرده که نیکل و کادمیم را به صورت ذرات ریز فلزی رسوب می دهد. لازم به ذکر است که برای سنجش میزان کادمیم و نیکل آن ، نمونه گیری کرده و به آزمایشگاه تحویل می دهند. عوامل مؤثر در تصفیه سرد : 1 . دما : بالا بودن دما در حد تعریف شده در سرعت تشکیل رسوب کمک میکند. 2 . اسید : اگر محیط کمی اسیدیته باشد ( ph = 3 or 3.5) معمولا پودر روی در این محیط فعال تر شده و بهتر حل می شود. در نتیجه راندمان کار بالاتر می رود. 3 . پودر روی : مرغوبیت پودر در این مرحله از اهمیت بالایی برخوردار است. پودر روی با دانه بندی ریز برای حذف Ni و پودر روی با دانه بندی درشت برای حذف Cd مناسب تر می باشند. پس برای حذف هر دو لازم است از مش بندی متوسط استفاده شود. 4 . سولفات مس : سولفات مس یا کات کبود گاهی به عنوان کاتالیزور مورد استفاده مورد استفاده قرار میگیرد و لازم به ذکر است از این ماده در شرایط خاص استفاده می شود و میتواند خاصیت کلرزدایی هم داشته باشد. نکات مهم در تصفیه سرد : 1. کنترل ph در تصفیه سرد بسیار مهم بوده زیرا اگر ph در حد پایین باشد باعث سوخته شدن ته مانده پودر روی موجود در مخزن (از مراحل قبلی) شده در نتیجه مصرف پودر روی افزایش می یابد. 2. اگر مش بندی پودر روی ریز باشد ، باید با ph در محدوده بالا کار کرد زیرا ph پایین باعث سوخته شدن و از بین رفتن پودر روی می شود. 3. در تصفیه سرد ، ph بالا بیشتر برای حذف کادمیم بهتر است ولی برای حذف نیکل مناسب نیست بنابراین بهترین ph در محدوده 3 الی 3.5 میباشد. 4. غلظت روی در این مرحله اهمیت زیادی دارد چرا که اگر غلظت روی بالا باشد مصرف پودر نیز بیشتر می شود و برعکس. 5. در این مرحله با توجه به اضافه کردن پودر روی امکان افزایش جزیی در غلظت روی محلول وجود دارد. 6. باید توجه داشت که فاصله زمانی بین خاموش کردن میکسر مخزن تصفیه سرد و فرستادن آن به فیلتر سرد، حداقل 15 دقیقه باشد تا پودر روی اضافی ته نشین شود. در غیر اینصورت پودر اضافی فیلتر شده و هدر می رود. 7. هر بار بعد از عمل فیلتراسیون ، باید صفحه فیلترها باز شده و به طور کامل شسته شوند. بعد از فیلتر کردن ، کیکی تشکیل نمی شود بلکه حالت لزج مانند داشته که از روی فیلترها شسته می شود و درون محفظه ای ریخته شده تا رطوبت آن خشک شود. سپس این لجن که حاوی نیکل و کادمیم است ، به فروش میرسد. فیلتر تصفیه سرد مخازن تصفیه سرد در تصفیه سرد پدیده برگشت خوردن وجود دارد: یکی از رایج ترین مشکلات در تصفیه سرد عمل برگشت خوردن است. یعنی شرایطی که کادمیم بعد از پایین آمدن مقدارش ، با گذشت زمان دوباره مقدارش زیاد می شود که این نامطلوب است. دلایل این پدیده عبارتند از: 1. ناکافی بودن مقدار پودر روی که محیط احیایی چندان مطلوبی رای کادمیم ایجاد نمیکند. 2. نامناسب بودن دمای محلول 3. پایین بودن بیش از حد ph محلول 4. نامرغوب بودن پودر روی 5.تاخیر در فیلتر کردن تصفیه 6. باقی ماندن زیاد رسوبات کادمیم در تانک تصفیه در حین فیلتراسیون 7. استفاده ی طولانی مدت از مخزن تصفیه بدون شست و شو رسوب زدایی. 8. مخازن چک تانک: محلول حاصل از فیلتر بدین مخزن ها وارد می شوند. در حقیقت این مخزن نهایی ترین مرحله قبل از شارژ شدن محلول به الکترولیز است. برای اطمینان از میزان ناخالصی ها ، دوباره نمونه گیری شده و آزمایشگاه مقادیر ناخالصی آن را تشخیص میدهد. اگر ناخلصی ها در حد مطلوب باشد ، این محلول توسط پمپ هایی به مخازن ذخیره پمپ می شود. مخزن ذخیره چک تانک 3. کیک شویی : این قسمت در همه ی کارخانه ها مشاهده نمی شود اما گاهی اوقات کمیاب شدن خاک و یا گران شدن آن ، ایجاد مشکلاتی برای کارخانه می کند. لذا تصمیم بر این بوده که واحد کیک شویی نیز تاسیس شده که وظیفه ی آن تولید و فرآوری کیک سفید از کیک های تولیدی در قسمت فیلترینگ است. در نتیجه قسمتی از خاک مورد نیاز کارخانه توسط خود کارخانه تامین میشود. در این بخش با انجام فرآیندهایی که گفته خواهد شد ، عیار روی از 2 الی 4 درصد ، به 15 درصد افزایش می یابد.روند کار تقریبا مشابه قسمت محلول سازی میباشد. بدین صورت که یک کشتی جداگانه وجود داشته که کیک لیچ و پساب درون آن ریخته شده مخلوط می شود. سپس از طریق پمپی این محلول به مخزن اسیدی کیک شویی می رود. (شکل پایین) در این مخزن ph محلول روی 2 تنظیم شده و دمای آن را نیز افزایش می دهند تا حلالیت روی به حداکثر برسد. سپس محلول را به مخزن خنثی کیک شویی انتقال داده در آنجا ph محلول افزایش می یابد تا در مرحله ی بعد که فیلتراسیون است ، مشکل ژله ای شدن ایجاد نشود. برای گرفتن گل و لای محلول آن را از فیلترهایی عبور میدهند. ( قسمت کیک شویی خارج از قسمت محلول سازی می باشد) کیک تولید شده در اینجا ، کیک قهوه ای میباشد که کمتر از 2 درصد روی داشته و برای دپو به مکان دیگری منتقل می شود.محلول خروجی از فیلترها ، به مخزن جداگانه ای ریخته می شود. ( شکل زیر) این محلول سپس توسط پمپ به مخزن دیگری منتقل شده ( شکل زیر) منتظر می مانند این مخزن پر شده سپس نمونه گیری شده و به آزمایشکاه می برند تا مشخص شود میزان روی آن چقدر است. با توجه به میزان روی ، مقدار مناسبی آهک به مخزن پمپاژ شده که در نتیجه روی هیدراته ( Zn(OH2) ) شده و رسوب میکند. ذوباره نمونه گیری شده تا میزان باقی مانده ی روی در محلول مشخص شود. اگر این مقدار کمتر از 3 یا 4 گرم بر لیتر باشد ، محلول را به سمت فیلتر کیک سفید هدایت کرده که محصول آن ، کیک سفید می باشد که عیار می تواند 15 الی 25 درصد هم باشد. محلول باقی مانده نیز حاوی حداکثر 3 یا 4 گرم بر لیتر روی بوده که به استخر پساب انتقال داده می شود تا بعدا از آن دوباره استفاده شود. . کیک سفید 4.الکتروینینگ مسوول این بخش به نام ورق کن و الکترولیزمن شناخته میشود. الکترولیز: الکترولیز یعنی تجزیه محلول در اثر عبور جریان الکتریسیته انواع جریان الکتریکی عبارتند از: 1. مستقیم(DC): همواره یکی از قطب ها منفی و دیگری مستقیم مثبت است و الکترون ها از قطب منفی به قطب مثبت حرکت میکنند و در مشیر خود میتوانند کاری انجام دهند. 2. متناوب(AC) : در جریان متناوب جهت حرکت الکترون ها همواره در حال تغییر است یعنی قطب ها در هر لحظه در حال تغییرند. در الکترولیز به جریان مستقیم لازم داریم که نیاز است این جریان فشار مشخصی داشته باشد که عمدتا از ولتاژ خطوط شبکه بسیار پایین تر است. بنابراین نیاز به 2 وسیله داریم که ولتاژ برق را تا حد نیاز کاهش داده(ترانسفورماتور کاهنده) و وسیله ی دیگر که جریان متناب را به جریان مستقیم تبدیل کند. تعریف سل الکترولیز: به هر محیطی که شامل یک الکترولیت (محلول) و یک آند و کاتد باشد ، سل الکترولیز گفته می شود. سل گالوانیک: در یان سل ها، یک واکنش الکتروشیمیایی باعث تولید جریان الکتریسیته می شود. سل الکترولیز: این سل ها مصرف کننده ی جریان الکتریکی بوده که میتوانند یک واکنش الکتروشیمیایی را انجام دهند. جنس داخلی این سل ها از بتون مسلح بوده که مقاومت شیمیایی و مکانیکی خوبی دارند. آند: ورق هایی از جنس سرب به همراه کمی نقره و کلسیم است که قطب منفی میباشد. کاتد: جنس کاتد از آلومینیوم به همراه کمی سیلیس بوده که قطب مثبت است و دارای دستگیره هایی برای جابجایی آنها میباشد. ورق روی رسوب کرده روی آن باید به راحتی از کاتد جدشود در غیر اینصورت کار ورق کن ها بسیار دشوار خواهد شد. اتصال هر آند به کاتد در سل مجاور از طریق شاخک و گیر است که روی دسته کاتد و دستک آند تعبیه شده است. این اتصالات از آنجا که مداوما در معرض پاشیدن محلول قرار دارن لازم است که مرتبا تمیز شوند تا از عایق شدن آنها جلوگیری شود و در 2 طرف کاتد زهوار پلاستیکی وصل شده تا از چسبیدن جلو و عقب کاتد به هم جلوگیری کند. اتصال کوتاه آند و کاتد: باید بین اند و کاتد محلول الکترولیت وجود داشته باشد و جریان از آن عبور کرده و واکنش های آندی و کاتدی انجام شوند. اما اگر آند و کاتد مجاور هم در یک سل از نقطه ای باهم اتصال کوتاه داشته باشند، جریان به جای عبور از محلول از خود بدنه آنها عبور کرده و هدر رفته و باعث داغ شدن نیز میشود. برای جلوگیری از این اتفاق باید ابتدا موقع جاافتادن آندها و کاتدها کاملا دقت کرده که دچار کج شدگی نشده باشند. بهد باید روی بدنه آند قطعات پلاستیکی به نام گوشواره یا لقمه آندی کوبیده شود که فاصله را با کاتد حفظ کنم. غلظت روی: غلظت روی در محلول ورودی به الکترولیز باید به اندازه ای باشد که جریان عبوری از کاتد بتوناد مقدار نسبی از آن را رسوب دهد. غلظت های کم روی ورودی باعث کم شدن رسوب روی در کاتد و در نتیجه اتلاف جریان برق و تشکیل ورق های نازک و نامرغوب روی می شوند. در این قسمت همیشه یک جریان مستمر از اسپنت وجود دارد. در حقیقت محلول تهیه شده در قسمت محلول سازی ، برای افزایش درصد روی اسپنت که از سلول ها بیرون آمده و مقداری از Zn آن روی کاتدها نشسته است، به این چرخه پمپ می شود. این پمپاژ خصوصا برای تنظیم نسبت اسید به روی خروجی اسپنت از سلول ها انجام می شود که بعدا توضیح داده می شود. محلول خروجی از سل ها وارد استخر اسپنت می شود.(شکل پایین) دمای این محلول در اثر عبور از سلول های الکترولیزافزایش می یابد. برای کاهش دمای آن ، آن را از cooling tower عبور میدهند. Cooling tower پره های سرد کننده درون این cooling tower ها یک نیم کره ی توخالی دارد که محلول روی آن ریخته شده و آن را به صورت رشته های باریک درمیاورد. سپس فن هایی که روی مخزن قرار دارند دمای محلول را پایین می آورند. طبق شکل زیر ، محلول از cooling tower ها خارج شده و به آن محلول حاصل از محلول سازی (میکاپ) اضافه می شود: موادی که در این بخش به محلول اضافه می شود: 1. کربنات استرانسیم: کربنات استرانسیم به راحتی در آب حل شده سپس کربنات آن با سرب وارد واکنش داده و سرب را بصورت کربنات سرب رسوب داده و ته نشین می شود. کربنات استرانسینم در تسریع جریان برق نیز موثر است. قبلا سولفات منگنز اضافه می شده است و مزیت آن این است که منگنز آن روی آند نشسته و از خورده شدن آن جلوگیری می کند اما قیمت آن گران تر است. 2. کربنات منگنز : این ماده علاوه بر کمک به حذف سرب ، منگنز آن نیز روی آند نشسته و از خورده شدن آن و همچنین از نشستن سرب روی آن جلوگیری میکند. اضافه شدن کربنات استرانسیم و کربنات منگنز نکته : مشکل عمده مشاهده شده در این کارخانه ، کوتاه بودن مسیر بین اضافه شدن این 2 کربنات به محلول و صفحات آندی و کاتدی است. بدین صورت که کوتاه بودن مسیر ، مانع از اثر بخشی این 2 کربنات به محلول شده در نتیجه مقادیر قابل توجهی از این مواد در زیر سلول ها ته نشین می شوند که نامطلوب است. سپس محلول از طریق کانال هایی به درون سلول های الکترولیز هدایت می شوند(اشکال پایین) ورقه کنی: قسمت الکتروینینگ این کارخانه شامل 36 تا سلول بوده که هرکدام از آنها دارای 20 کاتد و آند میباشند. سل ها به صورت سری در مدار قرار گرفته اند اما کاتد ها به صورت موازی. در نتیجه اختلاف پتانسیل هر آند و کاتد در حدود 3 ولت بوده و شدت جریان عبوری از آن نیز 480 آمپر میباشد. یکی دیگر از مراحل الکترولیز ورقه کنی است که توسط پرسنل ورقه کن انجام می شود. هر 24 ساعت یک بار فلزی روی سطح کاتد در اثر واکنش کاتدی جمع شده از سل خارج میشود و با ضزبه مختصری با کاردک بر روی کاتد ورق را جدا میکنند. لازم به ذکر است که وظایف پرسنل ورق کن به جز ورقه کنی، کنترل اتصالات کوتاه آند و کاتد و شستشو و نظافت قسمت الکترولیز میباشد. در نهایت ورق های جمع آوری شده در مکانی جمع آوری شده اجازه میدهند به مدت 1 روز خشک شوند. سپس این ورق ها به واحد ریخته گری برده میشود. عوامل تاثیرگذار در الکترولیز: 1. دما : دما در این قسمت بسیار مهم است زیرا اگر دما پایین باشد باعث عدم جذب روی روی کاتد شده و اگر بالا باشد ، باعث جذب بیشتر ناخالصی ها روی کاتد میشود. دمای مناسب بین 39 الی 42 درجه میباشد. 2. غلظت روی: هر چقدر غلظت روی بیشتر باشد باعث جذب بهتر روی می شود. 3. نسبت اسید به روی : یکی از پارامترهای مهم بوده که باید کنترل شود. اگر این نسبت زیاد باشد، باعث سوختن کاتدها می شوند. بدین منظور با نمونه گیری از اسپنت این نسبت مشخص شده و میتوان با کنترل میکاپ ورودی به اسپنت ، این نسبت را کنترل کرد. باید توجه کرد که با رسوب Zn روی کاتد به همان مقدار اسید در آند آزاد میشود. 4. جریان برق: اختلاف پتانسیل که باید 120 ولت و شدت جریان آن نیز 9600 آمپر باشد.نوسانات برق باعث ایجاد مشکل در جذب روی و یا ازایش جذب ناخالصی ها میشود. تاثیر ناخالصی ها در الکترولیز: 1. آهن : وجود مقادیر غیر مجاز آهن در الکترولیز باعث سوختگی گوشه های ورق می شود یعنی در حقیقت از گوشه ها روی جذب نشده و درصد خلوص روی ورق کاهش می یابد و هدایت الکتریکی محلول بالا رفته و پس از مدتی مقاومت ورق بالا رفته و در نتیجه روی جذب شده برگشت می خورد. 2. کبالت : مقادیر بالای کبالت در الکترولیز باعث ایجاد سوراخ های دایره ای شکل ( مثل توری) روی سطح ورق می شود. همچنین ورق حالت طبله به خود گرفته و محلول به پشت ورق نفوذ میکند. در نتیجه کنده شدن ورق بسیار مشکل می شود. البته ، در کنار این عیب وجود کبالت در محلول باعث پایین آوردن غلظت سرب محلول و جلوگیری از نشستن آن روی کاتد می شود. در حقیقت گاهی اوقات برای پایین آوردن میزان سرب محلول ، عمدا از پایین آمدن غلظت کبالت در تصفیه گرم جلوگیری میکنند. 3. نیکل : وجود مقادیر غیر مجاز نیکل باعث می شود سطح ورق به صورت سوراخ های لانه زنبوری درآمده در نتیجه از جذب روی جلوگیری میکند. 4. کادمیم : وجود مقادیر غیر مجاز کادمیم باعث می شود که سولفات روی جذب ورق شده و درصد خلوص ورق پایین آمده همچنین ورق ترد و شکننده شود. 5. کلر : کلر موجود در محلول سولفات روی سبب خوردگی آندهای سربی در قسمت الکترولیز و هچنین گاز کلر آزاد شده در حین الکترولیز باعث آلودگی محیط می شود. حداکثر مجاز کلر در الکترولیز 150 میلی گرم بر لیتر است. 6. فلوور : این یون به عنوان ناخالصی غیرفلزی بوده که در الکترولیز باعث چسبنگی بیش از حد ورق ها به کاتد میشود. 7. مس : مقادیر بیش از حد ، باعث سوختن الکترودها ، سخت جدا شدن ورق ها از کاتد و همچنین نرمی ورق ها میشود. در مورد تاثیر منگنز قبلا صحبت شده است. 5. ریخته گری: این قسمت آخر کارخانه بوده که محصول نهایی یعنی شمش روی تولید می شود. این واحد شامل یک کوره ی مشعلی دوار و همچنین یک نوار نقاله که روی آن قالب هایی قرار دارند ، می باشد.(شکل پایین) پس از آماده سازی ورق ( شستشو و توزین) ، ورق ها به واحد ریخته گری منتقل شده و بعد از دپو بر روی پلتفرم به طور تدریجی توسط اپراتور به داخل کوره شارژ شده و پس از اتمام شارژ ورق ، خالص سازی ورقه های ذوب شده توسط چرخش کوره و افزودن کلرید آمونیوم (فیزیکی و شیمیایی) عمل جداسازی از سرباره انجام شده و به علت کشش سطحی و وزن مخصوص پایین سرباره نسبت به مذاب روی ، ذوب ریزی به داخل قالب های 25 کیلوگرمی امکان پذیر می شود. لازم به ذکر است که عمل ذوب ریزی باید بلافاصله بعد از آماده شدن ذوب انجام شود در غیر اینصورت چون روی عنصر فعالی میباشد اکسید شده و هدر رفت بالا می رود. (شکل پایین ) پس از سرد شدن نسبی قالب های شمش به بندیل های 40 قالبی تقسیم و بسته بندی گردیده و طبق آنالیز اعلام شده توسط آزمایشگاه لیبل گذاری شده و به بیرون از واحد ریخته گری انتقال داده میشود. در پایان کار سرباره از کوره تخلیه شده و عمل ذوب مجددا توسط سیفت بعدی انجام می شود. ( اشکال پایین) سرباره ی خارج شده از کوره شمش های بسته بندی شده سرباره ی خارج شده ، در تهیه ی لوازم آرایشی و بهداشتی کاربرد دارد. معیار پذیرش شمش تولید شده به شرح زیر است: مشخصهمعیار پذیرشآهنPpm>30کادمیمPpm>30مسPpm>20سربPpm>30قلعPpm>10آلومینیومPpm>20جمعPpm>100 آزمایشگاه کنترل کیفی: از این آزمایشگاه هم برای سنجش محلول قسمت های مختلف کارخانه و هم برای کنترل کیفی استفاده می شود. انواع محلول های موجود فضای کلی آزمایشگاه نقشه ی کلی آزمایشگاه انواع نمونه هایی که برای سنجش به آزمایشگاه آورده می شود : 1. خاک های جدید وارد شده به کارخانه 2. کیک لیچ ( حل در اسید و حل در آب) 3. کیک سفید ( حل در اسید و حل در آب) 4.کیک حاصل از کیک شویی 5. مخزن اسیدی 1 و 2 6. مخزن خنثی 1 و 2 7. زیر فیلتر 8. مخزن تصفیه سرد و گرم 9. زیر فیلتر سرد 10. چک تانک 11. محلول خروجی از سل ها ( اسپنت) 12. ورقه های روی تولید شده 13. شمش روی تولید شده 14. محلول میکاپ ( محلولی که در مخزن ذخیره بعد از چک تانک قرار دارد) نمونه های اسپنت ، زیر فیلتر و میکاپ فقط در ابتدای هر شیفت آنالیز کامل می شوند( تمامی عناصر آن ها بررسی می شود) باید توجه داشت که کار با اسید و یا ترکیبات سمی ، باید زیر هود انجام بگیرد تا خطر نداشته باشد. برای سنجش انواع عتاصر موجود در محلول ها ، 2 روش وجود دارد: 1. روش شیمیایی : در این روش از انواع شناساگرها مثل EDTA و یا متیل رد و ....... استفاده کرده و به صورت چشمی می توان نقطه ی تیتراسیون یا پایانی واکنش ها را تخمین زده و با دانستن حجم شناساگر مصرف شده و واکنش شیمیایی انجام شده ، آن حجم را در اعدادی ( که قبلا محاسبه شده اند) ضرب کرده و غلظت عنصر مورد نظر به صورت تقریبی بدست می آید. مثال : برای سنجیدن مقدار روی در نمونه ی اسپنت ، محلولی شامل متیل اورانژ ، آب و آمونیوم استات 20 % تهیه کرده به اسپنت اضافه می کنیم. سپس شناساگر EDTA 0.2 Mرا قطره قطرهبه محلول تهیه شده اضافه میکنیم. زمانی که رنگش از ارغوانی به زرد تبدیل شد ، مقدار شناساگر مصرف شده به میلی لیتر را خوانده آن را در 13.08 ضرب میکنیم که روی حل شده به گرم بر لیتر بدست می آید. 2. استفاده از دستگاه آنالیز عنصری : نحوه کار دستگاه بدین صورت است که ابتدا باید یک محلول با رقت مشخص ساخته شود مثلا 1 به 5. سپس دستگاه باید توسط محلول های استاندارد از عناصری که میخواهیم غلظت آن ها را در محلول رقیق شده بسنجیم ، کالیبره شود. در این دستگاه لامپ هایی برای سنجش هر نوع عنصری تعبیه شده است. ابتدا لامپ مورد نظر را قرار داده، سپس دستگاه را توسط محلول های استاندارد ( که غلظت عناصر در آن ها مشخص است ) کالیبره میکنیم. غلظت ها روی صفحه مانیتور نمایان میشوند. در صورت کالیبره بودن ، حال رقیق شده از محلول مورد نظر را در دستگاه قرار داده ، عددی نماین میشود. آن عدد را در نسبت رقیق شده ( در اینجا 5) ضرب کرده که غلظت عنصر مورد نظر در محلول بر حسب ppm بدست می آید. (شکل پایین) دستگاه آنالیز عنصری کارهای انجام داده شده به عنوان کارآموز در شرکت: اینجاب در طول دوره ی کارآموزی تقریبا در تمام قسمت های کارخانه مشغول به کار شدم. از جمله: در قسمت محلول سازی به عنوان: لیچ من که شامل وظایفی همچون کنترل کشتی محلول سازی ، ساخت محلول ، ساخت آب آهک ، کنترل روی مخازن اسیدی و خنثی شامل کنترل ph و دما و همچنین نمونه گیری مستمر برای سنجش غلظت مس ، آهن و عناصر دیگر و در صورت نیاز اضافه کردن ترکیباتی مثل سولفات آهن و پرسولفات آمونیوم به منظورکنترل پارامترها می باشد را انجام دادم. فیلترچی که دارای وظایفی همچون تمیزکردن فیلترها و شست و شوی آنها و گرفتن نمونه از زیر فیلتر و مخزن پیش گرم میباشد را انجام دادم. تصفیه چی که وظایفیهمچون کنترل پارامترهای دما و ph مخازن تصفیه سرد و گرم و همچنین نمونه گیری برای تعیین غلظت کبالت ، کادمیم و نیکل و فرستادن محلول ها به فیلترهای مربوطه همچنین شست و شوی فیلترها دارد را انجام دادم. نمونه گیری از چک تانک ها را نیز انجام دادم. در قسمت الکترولیز به عنوان : الکترولیز من که وظایفی همچون اضافه کردن کربنات منگنز و استرانسیم به میکاپ ، کنترل دما و نسبت اسید به روی توسط نمونه گیری دارد را انجام دادم. ورق کن : بنابر صلاحدید مدیر تولید در این قسمت به ورق کنی مشغول نشدم. در قسمت کیک شویی مشغول به کار شدم و نمونه گیری از مخزن برای سنجش روی را انجام دادم. همچنین پاک کردن فیلترها به منظور تولید کیک سفید را انجام دادم. در قسمت ریخته گری بنابر صلاحدید سرکارگر مشغول به کار نشدم و فقط در بسته بندی شمش ها کمکرسانی کردم. در قسمت آزمایشگاه مشغول به سنجش انواع محلول ها و موادی که از کل کارخانه به ازمایشگاه می آمد که شامل عملیاتی همچون تیتراسیون ، حل در اسید و آب ،کار با دستگاه آنالیز عنصری و ......... بود ، شدم.