ELABORAREA MATERIALELOR METALICE

Materialele metalice se găsesc în natură în minereuri sub formă de compuşi chimici

amestecaŃi cu alte minerale şi numai în cazuri particulare şi în cantităŃi foarte mici în stare liberă.

Minereul este un conglomerat de substanŃe minerale în care un unul sau mai multe metale se

găseşte în cantitate suficientă unei extrageri economice. El este constituit din două părŃi: utilul U -

reprezentat prin compuşi chimic care conŃin metalul de elaborat şi sterilul S (gangă) reprezentat de

celelalte minerale nefolositoare.

Elaborarea primară urmăreşte extragerea metalului Me din minereu.

Minereul este format din utilul U care conŃine metalul Me ce urmează a fi extras şi alte

substanŃe (impurităŃi) numite steril S.

M = U + S (2.1)

Minereurile se pot clasifica după mai multe criterii. (fig. 2.1 )

Elaborarea primară a

metalelor cuprinde totalitatea

operaŃiilor necesare extragerii

lor din minereuri în vederea

obŃinerii metalului brut.

În urma acesteia

metalul brut conŃine încă o

cantitate însemnată de

impurităŃi şi neomogenităŃi

structurale.

Pentru obŃinerea unor

proprietăŃi corespunzătoare

metalului brut se prelucrează

în continuare printr-o gamă

specifică de operaŃii care sunt

reunite sub denumirea de

elaborare secundară. În urma acestei elaborări se obŃine metalul fabricat care poate fi industrial

(impurităŃi în concentraŃie admisibilă) şi pur (fig. 2.2)

Fig. 2.1. Clasificarea minereurilor

Forma în care metalul se află în minereu

Numărul de metale ce se extrag

ConcentraŃia metalului în minereu

Natura sterilului

Metal pur

Compus chimic

Monometalic

Polimetalic

Bogat

Mediu

Sărac

Acid

Bazic

Neutru

Util

Minereu

Steril

Elaborareprimară

Metalbrut

Elaboraresecundară

Afânare

Rafinare

Metal pur

Metal fabricat

Metal industrial

Fig. 2.2. Schema fabricării metalului brut, industrial, pur

Succesiunea operaŃiilor în scopul preparării

minereului este redată în fig. 2.3:

Concasarea - spargerea minereurilor în bucăŃi mici,

se realizează în concasoare.

Ciuruirea - trecerea minereului printr-un grup de

site pentru obŃinerea minereului de aceeaşi

dimensiune în cantităŃi suficiente.

Omogenizarea - operaŃia de amestecare la anumite

proporŃii a minereurilor de compoziŃii diferite.

Măcinarea - se face în scopul omogenizării

dimensiunilor bulgărilor în mori speciale.

Concentrarea - mărirea concentraŃiei relative a

utilului prin îndepărtarea forŃată a unei cote din

steril.

Fig. 2.3. Schema preparării minereurilor

Concentrarea se poate realiza prin mai multe procedee:

- spălare în curent de apă pe plane înclinate cu scopul de a îndepărta argila, nisipul şi părŃilor

pământoase;

- zeŃare - spălare verticală cu acŃiune pulsatorie alternativă a apei într-un recipient, minereul fiind

mai greu se colectează la partea inferioară, sterilul evacuându-se prin preaplin fiind mai uşor;

- separarea în medii dense constă în concentrarea într-un mediu lichid a particulelor cu densitate

mai mare decât cea a mediului dens lichid la parte inferioară, iar cele cu densitate mai mică se vor

ridica la suprafaŃa băii;

Minereu brut

Concasare

Ciuruire

Omogenizare

Măcinare

Concentrare

Calcinare

Aglomerare

Minereu preparat

Spălare

ZeŃare

Separare în medii dense

Flotare

Separare magnetică

Sinterizare

Peletizare

Brichetizare

Nodulizare

- flotarea constă în introducerea unui minereu măcinat într-o suspensie cu detectoare (substanŃe

care produc unei părŃi din minereu, fie util sau steril, afinitatea preferenŃială pentru bula de aer ce se

insuflă în suspensia lichidă), spumanŃi (cu rol de stabilizare a bulelor de aer) şi modificatori

(imprimă unele proprietăŃi fizico-chimice suspensiei).

La insuflarea aerului în suspensie partea minereului cu afinitate pentru bulele de aer se va

ridica la suprafaŃa suspensiei ca produs flotat care se poate colecta.

- separarea magnetică, câmpul magnetic acŃionează asupra părŃii magnetice a minerului;

Minereul concentrat se poate supune operaŃiei de calcinare (prăjire) în scopul îndepărtării

apei. Aceasta se realizează în cuptoare specializate, materiile volatile se vor degaja la coş, se produc

reacŃii chimice care uşurează elaborarea metalului. În urma calcinării o parte din minereu rămâne

sub formă de granule mici şi praf, care se vor compacta prin aglomerarea care se poate realiza prin:

- sinterizare - aglomerarea prin căldură cu sau iară liant;

- peletizare - aglomerări sferice din minereu, praf, combustibil, fondanŃi cu ajutorul căldurii şi a

lianŃilor;

- brichetare - presarea minereului praf în forme;

- nodulizare - aglomerarea prafului la cald în cuptoare rotative.

Procedeele de separare a metalului din util sunt grupate în trei categorii aplicate independent sau

combinate succesiv:

- procedee pirometalurgice, elaborare în stare uscată, la care separarea se face prin transformări de

fază şi reacŃii chimice la cald;

- procedee hidrometalurgice, elaborare pe cale umedă, la care separarea se face prin trecerea

utilului în soluŃie apoasă şi separrea metalului din aceasta;

- procedee electrometalurgice, electrotermice şi electrolitice, la care se utilizează pentru separare

energia electrică.

Aplicarea acestor procedee este determinată de reactivitatea metalului, compoziŃia chimică a

utilului şi cea a sterilului.