Visoka tehnološka škola strukovnih studija
Šabac
Seminarski rad
Iz predmeta:
Tehnološki procesi i životna sredina
Tema:
OLOVO I ŽIVOTNA SREDINA
Student: Mentor:
Ana Radosavljević 2-25/2009 Dr. Dušan Stanojević
Šabac,jun 2012.god
.
od dalje korozije. Zbog toga se olovo upotrebljavalo za izradu vodovodnih cevi još u rimsko
doba. Danas se u tu svrhu ne koristi. Olovo se ne rastvara u hlorovodoničnoj kiselini,
fluorovodoničnoj i sumpornoj kiselini (do koncentracije 80%) zbog teško rastvorljivog
zaštitnog sloja. Zato se u hemijskoj industriji upotrebljava za prevlačenje reakcijskih posuda
ili za izradu čitavih delova aparatura, za oblaganje komora u proizvodnji sumporne kiseline i
rezervoara za nagrizajuće hemijske supstance. Međutim, u vrućoj i koncentrovanoj sumpornoj
kiselini olovo se rastvara jer primarno stvoreni nerastvorljiv PbSO
4
prelazi u nerastvorni
Pb(HSO
4
)
2
koji ga ne štiti od delovanja kiseline. Na višim temperaturama olovo se spaja s
halogenim elementima i drugim nemetalima.Najviše olova se troši za proizvodnju olovnih
akumulatora, izradu olovnih cevi i lima, za kanalizacijske instalacije u domaćinstvu. Vrlo
dobro zaustavlja jonizujuća zračenja (rendgenske i gama zrake), pa se od olova izrađuju
zaštitne radiološke obloge, blokovi, cigle, rukavice i sl. Velike količine olova se troše za
izradu municije. Tvrdo olovo je legura s 1-12% antimona. Ove legure imaju dobra mehanička
svojstva i otporne su na koroziju. Upotrebljavaju se za izradu olovnih cevi i akumulatorskih
ploča, za zaštitu od radioaktivnog zračenja itd. Legure olova s dodatkom 0,3-0,5% arsena
koriste se za izradu meke sačme, a s dodatkom 2% arsena za tvrdu sačmu. Olovo u svojim
jedinjenjima ima oksidacioni broj +1 i +4. Jedinjenja sa stepenom oksidacije +2 su stabilniji i
lako stvaraju alkalne i mešane dvostruke soli.
[
2
]
Dobijanje olova
Savremeni postupci prerade olovnih koncentrata poslednjih decenija su imali različit
razvoj i ekspanziju. Za sve je zajedničko da se reakcije topljenja odvijaju u suspenziji čvrsto-
gas i da se kao produkti topljenja dobijaju metalno olovo i šljaka, koji zajedno odlaze iz
elektropeći na dalju preradu. Termodinamičkom analizom savremenih postupaka direktnog
topljenja olovnih koncentrata, određeni su uslovi pod kojima je moguće u jednom
metalurskom agregatu proizvesti metalno olovo i šljaku. Karakteristike i tok procesa
direktnog topljenja određuju se odnosom kiseonik-koncentrat koji diktira sadržaj olova u
šljaci, sadržaj sumpora u sirovom olovu i distribuciju pratećih metala.[3]
Postupak proizvodnje olova iz njegovih ruda
zavisi od toga
u kom
obliku se olovo nalazi
(kao sulfid ili kao
oksid) i od procenta učešća olova
u rudi. Postupak može biti suvi i mokri:
kada
su u pitanju sulfidne tada se primenjuje suvi postupak (kada se sulfidi prevode putem
prženja
u okside ).Oksidi se kasnije redukuju i dobija se sirovo olovo
koje sadrži čitav
niz primesa (Cu, Sn, Ag, Au, As, Sb, Zn, Bi, Ca, Mg… ). Sirovo olovo
se rafinacijom ili
elektrolitičkim postupkom prevodi u čisto olovo. Kao sekundarne sirovine za proizvodnju
olova
služe istrošeni olovni akumulatori i različiti industrijski otpaci.
Akumulatori čine više
od jedne trećine svih sekundarnih olovnih sirovina. Iz njih se prvo
ispušta kiselina i odvajaju
kutije, a zatim se separira pasta koja
sadrži olovo vezano u sufatima i oksidima, metalni
delovi i plastični materijali i svaki se od tih sastojaka prerađuje posebno. U sekundarne
sirovine ubrajaju se i otpaci od valjanog olova od kojeg su bili građeni hemijski uređaji, a koji
ne sadrže olovne
spojeve, te ovi otpaci različitih olovnih legura, koji se nakon metalurške
prerade
obično upotrebljavaju za ponovnu izradu tih legura.
[
4
]
Prva faza u proizvodnji je koncentrisanje rude-flotacija (ona se primenjuje za
koncentrisanje svake rude). Ruda se usitni, a zatim unosi u bazen sa vodom. Bazen ima
mešalicu i pumpu za uduvavanje vazduha. Dodaju se tenzidi (površinski aktivne supstance) –
“penušavac” (adsorbuje se na granici vazduh-voda – sastoji se od manjeg polarnog dela koji
se vezuje za molekule vode, i većeg nepolarnog, koji se vezuje za molekule vazduha) i
“kolektor” (polarni deo se selektivno vezuje za mineral, a nepolarni time čini mineral
hidrofobnim). Baloni vazduha stabilizovani penušavcem i čestice minerala sa kolektorom se
međusobno vežu i isplivavaju na površinu odakle se mineral sakuplja.
[
5
]
Izvori i sprečavanje zagađivanja
Primarni izvori zagađenja olovom su: površinski kopovi, rudnici sa podzemnom
eksploatacijom, flotacije, separacije, flotacijska i separacijska jalovišta, deponije rude, pirita i
dr. Napred navedeni izvori zagađenja olovom nisu trenutno aktivni ali samo njihovo
postojanje opterećuje životnu sredinu, tako da se neke štetne materije registruju ponekad i
više od 100 km od izvora zagađenja.
Proces dobijanja olova spada u grupu najprljavijih tehnologija s obzirom da se u svakoj
fazi vađenja rude, prerade rude i dobijanja olova oslobađaju opasne materije u obliku gasova,
kao SO
2
, u obliku prašine koja sadrži olovo i arsen, u obliku jalovine koja sadrži olovo i u
obliku otpadnih voda koje takođe sadrže olovo.
To znači da je proces zagađivanja prisutan u sledećim fazama:
•
tokom pripreme i mlevenja rude, kao i skladištenja rude, u obliku prašine,
•
tokom utovara, transporta i istovara rude, u obliku prašine,
•
tokom rada sinter postrojenja, u obliku prašine, zagađene vode i dimnih
gasova,
•
tokom rafinacije u obliku dimnih gasova, prašine i zgure,
•
na mestima livenja istopljenog olova, u obliku isparenja i
•
na mestima izlivanja olova, u obliku isparenja i otpadnih voda.
Svaki od ovih izvora zagađivanja je opasan. Posebno je značajno da je jalovina
relativno bogata olovom. Prisutan As iz rude se delom ekstrahuje iz sirovog olova, ali dobar
deo ovog metala dospe i u dimne gasove, koji ako se ne prečišćavaju intenzivno zagađuju
okolinu. Sprečavanje zagađivanja se postiže primenom otprašivačkih komora, skrubera, suvih
i vlažnih elektrostatičkih filtra, kao i ciklona. Efikasnost prečišćavanja zavisi od ispravnosti
uređaja i od načina upotrebe. Emisija za SO
2
se uz primenu sistema za prečišćavanje otpadnih
gasova može smanjiti i za 99%.
[
6
]
Jedinjenja olova oksidacionog stanja +2 (plumbo-jedinjenja)
Olovo(II)-nitrat
, PbCl
2
, nastaje u obliku belog kristalnog taloga, dejstvom
hlorovodonične kiseline, ili nekog hlorida, na rastvor olovnih soli. On je malo rastvoran u
hladnoj vodi (0,91%); rastvara se više u vreloj vodi (3,2%) i koncentrovanoj hlorovodoničnoj
kiselini.
Olovo(II)-nitrat
, Pb(NO
3
)
2
, dobija se rastvaranjem metalnog olova, ili PbO u toploj,
razblaženoj azotnoj kiselini; kristalizuje u obliku krupnih kristala koji se lako rastvaraju u
vodi; pri zagrevanju se raspada:
2Pb(NO
3
)
2
→2PbO + 4NO
2
+ O
2
Olovo(II)-sulfat
, PbSO
4
, nalazi se u prirodi kao ruda anglezit, a veštački može da se
dobije dejstvom razblažene sumporne kiseline na rastvor olovnih soli. To je beo, kristalan
talog, u vodi je praktično nerastvoran; rastvara se u toploj koncentrovanoj H
2
SO
4
.
Olovo(II)-karbonat
, PbCO
3
, nalazi se u prirodi kao ruda cerusit, a može da se dobije u
obliku belog, amorfnog – u vodi nerastvornog praha, dejstvom amonijum-karbonata na
rastvor olovo(II)-nitrata:
Pb(NO
3
)
2
+ (NH
4
)
2
CO
3
→ PbCO
3
+ 2NH
4
NO
3
