Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Heavy Metals Soil Contamination Induced by Historical Zinc Smelting in Jaworzno

Sutkowska K., Czech T., Teper L., Krzykawski T.

Ecological Chemistry and Engineering. A

|

2013

|

Vol. 20, nr 12

1441-1450

EN

The initial study of heavy metals (Cr, Cu, Ni and Mn) contamination was carried out on the 22 samples taken from 4 forest soil (podzol) profiles and 5 waste samples taken from 3 points of the historical zinc smelting area in Jaworzno, Southern Poland. XRD and pH analyses on the soil samples were done. The trace element concentrations were measured with the inductively coupled plasma optical emission spectrometry (ICP-OES) after mineralisation in concentrated HNO3 (65 % Suprapur) and HCl (30 % Suprapur). Examined materials were ultra acidic to neutral, mostly very strong acidic. Total accumulations of trace elements in the soil varied from 21.91 to 119.32 mgCr, from 1.4 to 51.16 mgCu, from 2.15 to 36.16 mgNi and from 16.33 to 869.19 mgMn kg–1. In waste samples quantities of the same elements equalled 45.55–67.38 mgCr, 19.5–244.74 mgCu, 4.96–22.15 mgNi and 30.75–369.11 mgMn kg–1. Vertical distributions of examined metals were determined in each of soil profiles. The research revealed heavy metal pollution of studied soil. Influence of the historical smelter on the pollution is inferred, which changed soil environment to dangerous for humans, especially due to close proximity of abandoned industry to built-up and recreation areas as well as community gardens.

PL

Przeprowadzono wstępne badania zanieczyszczenia metalami ciężkimi (Cr, Cu, Ni i Mn) w 22 próbkach pobranych z 4 profili leśnych gleb bielicowych oraz 5 próbkach odpadów pohutniczych pobranych z 3 punktów w rejonie historycznego hutnictwa cynku w Jaworznie (południowa Polska). Wykonano pomiary pH oraz analizy XRD. Zawartość pierwiastków śladowych oznaczono, stosując optyczny spektrometr plazmowy (ICP-OES) po wczeoeniejszym zmineralizowaniu próbek w stężonym HNO3 (65 % Suprapur) i HCl (30 % Suprapur). Badane materiały miały odczyn od ekstremalnie kwaśnego do obojętnego, w większości bardzo kwaśny. Całkowita zawartość pierwiastków śladowych w badanych glebach wahała się w szerokim zakresie: od 21,91 do 119,32 mgCr, od 1,4 do 51,16 mgCu, od 2,15 do 36,16 mgNi i od 16,33 do 869,19 mgMn kg–1. W materiale odpadowym zawartości badanych pierwiastków wynosiły: 45,55–67,38 mgCr, 19,5–244,74 mgCu, 4,96–22,15 mgNi i 30,75–369,11 mgMn kg–1. W badaniach określono również pionową zmienność zawartości metali w poszczególnych profilach glebowych. Wykryte zawartości metali ciężkich świadczą o silnym zanieczyszczeniu gleb. Wskazano na dawną działalność hutniczą jako na źródło tego zanieczyszczenia, które może stanowić zagrożenie dla mieszkańców, ze względu na bliskie sąsiedztwo zamkniętej huty z obszarami zabudowanymi i rekreacyjnymi oraz ogrodami działkowymi.

2

Phase composition of metallurgical zinc and lead slags

Adamczyk Z., Nowińska K.

Civil and Environmental Engineering Reports

|

2013

|

No. 11

13--21

EN

Slags formed in the “Miasteczko Śląskie” Zinc Smelting Plant process contain substantial amounts of heavy metals such as Pb, Zn, Cd, Cu. In hypergenic environment this elements may occur in stable or unstable phase. Environmental conditions and the forms of occurrence of elements decide about metals stability and mobility. On the basis of laboratory, microscopic and modeling studies it was found that the main phase present in slags from the current production of the shaft furnace is fayalite, which is unstable in Eh-pH wide range in water and soil environment of the surroundings of HC “Miasteczko Śląskie”.

PL

Huta Cynku „Miasteczko Śląskie” jest jedynym w Europie producentem cynku i ołowiu wytapianych metodą ogniową w procesie Imperial Smelting Process (ISP). Proces prowadzony jest w piecu szybowym w sposób umożliwiający jednoczesne uzyskiwanie Zn i Pb. Wsad do procesu technologicznego stanowią surowce, tj. koncentraty galenowe z flotacji rud cynkowo- ołowiowych, surowy tlenek cynku oraz materiały zwrotne, tj. podziarno spieku Zn- Pb, pyły, szlamy, zgary, pyły stalownicze. Żużle powstające w procesie technologicznym Huty, zawierają w swym składzie ilości metali ciężkich (m.in. Zn, Pb, Cu, Cd). Identyfikacja form występowania wybranych metali w żużlach pozwoliła na określenie ich mobilności w środowisku hipergenicznym, w oparciu o diagramy Eh i pH. Na podstawie przeprowadzonych badań mikroskopowych i modelowych stwierdzono, że główną fazą występującą w żużlach z bieżącej produkcji pieca szybowego Huty jest fajalit, który w środowisku gruntowo-wodnym rejonu Zinc Smelting Plant „Miasteczko Śląskie”, jest niestabilny w szerokim zakresie Eh-pH.

3

Skład fazowy pyłu powstającego w procesie technologicznym Huty Cynku "Miasteczko Śląskie"

Melaniuk-Wolny E., Nowińska K., Adamczyk Z.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2008

|

z. 285

163-171

PL

Uciążliwość hutnictwa cynku i ołowiu dla środowiska wynika obecnie przede wszystkim z faktu powstawania w źródłach technologicznych zakładów tej branży znacznych ilości pyłu o dużym rozdrobnieniu, bogatych w metale ciężkie, które emitowane do środowiska mogą stanowić zagrożenie dla jego poszczególnych komponentów oraz powodować poważne skutki zdrowotne. Dlatego istotne jest poznanie jego składu frakcyjnego, chemicznego i mineralogicznego. W pracy przedstawiono wyniki badań składu fazowego pyłu zatrzymanego w odpylaczach tkaninowych głównych węzłów technologicznych Huty Cynku "Miasteczko Śląskie". Stwierdzono znaczne zróżnicowanie badanych próbek zależnie od mechanizmu tworzenia się pyłu, a tym samym od warunków prowadzenia procesu technologicznego oraz składu przetwarzanych surowców.

EN

Environmental nuisance of zinc and lead smelting steams mainly from the fact that large amounts of fine dust particles containing heavy metals are released from the technological sources. That was the reason to undertake the research on granulomeric, chemical and mineralogical composition of dust from major technological sources in Zinc Plant "Miasteczko Śląskie". The paper presents phase composition of technological and ventilation dust found in bag filters at different stage of the production process. Significant diversification of phase composition of the dust samples tested was observed depending on the mechanism of dust release i.e. on the conditions in which the technological process was carried out and composition of the raw materials processed.

4

Analiza możliwości rozwoju procesów metalurgicznych stosowanych w hutnictwie cynku

Kapias P.

Zeszyty Naukowe. Hutnictwo / Politechnika Śląska

|

2007

|

z. 77

3-131

PL

Przedmiotem prezentowanej pracy była analiza możliwości rozwoju wybranych procesów metalurgicznych stosowanych w hutnictwie cynku. W tym celu posłużono się opracowanymi termochemicznymi modelami symulacyjnymi analizowanych obiektów metalurgicznych. Analizowane obiekty metalurgiczne traktowano jako tak zwane czarne skrzynki, dla których szukano związków pomiędzy parametrami określającymi stan ich wejścia i wyjścia. Związki te ustalono, wykorzystując fundamentalne prawa zachowania masy i energii oraz równania więzów wyrażające w formie matematycznej specyfikę analizowanych obiektów. Obiekty opisano równaniami matematycznymi, zakładając, że zostały spełnione warunki, aby przebiegające w nich procesy transportu masy i ciepła oraz kinetyka reakcji chemicznych były na tyle szybkie, by reakcje chemiczne przebiegały całkowicie w pożądanym kierunku lub osiągały stan równowagi termodynamicznej. Opracowane modele pozwoliły na formułowanie, a następnie symulację różnych wariantów technologicznych prowadzących do oceny możliwości ich intensyfikacji lub optymalizacji. W szczególności przedmiotem analizy były następujące procesy: - Proces fluidyzacyjnego prażenia materiałów cyrkonowych. W tym zakresie przedmiotem analizy była ocena możliwości intensyfikacji procesu przez wzbogacenie dmuchu w tlen oraz określenie warunków przerobu w procesie prażenia fluidyzacyjnego mieszaniny blendy cynkowej i materiału obojętnego. - Proces fumingowania żużli cynkowych. Opracowany model symulacyjny pozwolił w tym wypadku na ocenę wpływu takich parametrów procesu, jak: temperatura, zawartość tlenu w dmuchu i inne, na maksymalną, teoretyczną szybkość procesu fumingowania oraz zużycie węgla. - Proces szybowy ISP otrzymywania cynku. W tym przypadku model symulacyjny wykorzystano do testowania wpływu ważniejszych parametrów pracy pieca szybowego ISF na produkcję mierzoną ilością cynku zawartego w postaci pary w gazach opuszczających przestrzeń pieca szybowego wypełnioną wsadem oraz innych wskaźników technologicznych mających wpływ na ekonomikę procesu. Na podstawie uzyskanych rezultatów testowania modelu symulacyjnego oszacowano wpływ zawartości tlenu w dmuchu, temperatury dmuchu oraz temperatury gazów opuszczających przestrzeń pieca szybowego, produkcję cynku oraz zużycie węgla. Innym zagadnieniem analizowanym w przypadku procesu szybowego ISP była tak zwana iniekcja dyszowa, czyli wdmuchiwanie pyłów cynkowych i pyłu węglowego bezpośrednio do strefy dysz pieca szybowego W tym zakresie uzyskano rezultaty wskazujące, że w przypadku iniekcji mieszaniny EAFD i pyłu węglowego do strefy dysz pieca szybowego zużycie tlenu będzie się kształtować na poziomie około 0.4 Nm3 tlenu /lkg EAFD, a wskaźnik węglowy C/Zn liczony dla mieszaniny EAFD i pyłu węglowego w procesie iniekcji materiałów pylistych poprzez strefę dysz będzie około dwukrotnie większy od właściwego dla przerobu spieku cynkowo-ołowiowego i będzie na poziomie 1.6 kg C / kg Zn w zależności od masy przerabianych EAFD w stosunku do masy spieku cynkowo - ołowiowego. - Proces kondensacji par cynku w kondensatorze pieca szybowego ISP. Opracowany model symulacyjny wykorzystano w tym wypadku do analizy wpływu najistotniejszych parametrów pracy kondensatora na uzysk kondensacji cynku. W wyniku analizy stwierdzono, że charakterystyki strumienia masy cynku i uzysku kondensacji cynku mają charakter nieliniowy, przy czym w I sekcji kondensatora strumień masy cynku jest zdecydowanie wyższy niż w kolejnych sekcjach kondensatora. W związku z tym uzysk kondensacji cynku w I sekcji osiąga pułap 80%, podczas gdy na kolejne dwie sekcje przypada około 13%. Jednym z ciekawszych aspektów analizy warunków pracy kondensatora cynku pieca szybowego ISF była ocena możliwości reoksydacji par cynku postępująca równolegle do procesu kondensacji. Uzyskane wyniki wskazały na to, że w wyniku jednoczesnego procesu rozpuszczania par cynku w ołowiu oraz obniżania się temperatury fazy gazowej skład fazy gazowej szybko przesuwa się w obszar reoksydacji. W praktyce oznacza to, że procesowi rozpuszczania par cynku w ołowiu towarzyszy proces reoksydacji, który zmniejsza uzysk kondensacji cynku. Szybkość procesu reoksydacji osiąga swoje apogeum prawdopodobnie w odległości około 1/3 długości I sekcji, a więc w okolicach wlotu do kondensatora, a następnie gwałtownie maleje. Model symulacyjny procesu kondensacji par cynku wykorzystano również do analizy wpływu szeregu parametrów technicznych technologicznych, takich jak: wydajność pomp stopu kondensatorowego, ilość gazów procesowych wpływających do kondensatora cynku, temperatura gazów procesowych na wlocie do kondensatora, zawartość cynku w gazach procesowych, wydajność rozbryzgiwaczy stopu kondensatorowego na ogólny uzysk kondensacji cynku oraz stopień atomizacji stopu. Testy te uwypukliły kluczową rolę stopnia atomizacji stopu kondensatorowego, którego miarą była średnia średnica kropli stopu w przestrzeni kondensatora na uzysk kondensacji cynku. Wyniki obliczeń wykazały, że uzysk kondensacji cynku obniża się z 95% przy średniej średnicy kropli wynoszącej 4 mm do 89.5% przy średniej średnicy kropli wynoszącej 6 mm, co daje średnią wynoszącą około 2.74% na 1 mm zmiany średniej średnicy kropli.

EN

The subject of this work was the analysis of developmental possibilities for chosen metallurgical processes used in zinc metallurgy. To this end, the thermochemical simulation models designed for the analyzed metallurgical objects were used. The analyzed metallurgical objects were treated as the so-called black boxes, for which the connections between the parameters specifying their input and output states were searched. These connections were established using the fundamental laws of mass and energy conservation and the constraint equations representing the specificity of analyzed objects in a mathematical form. The objects were described using mathematical equations, assuming that conditions were met for the mass and heat transport processes taking place in them and for the kinetics of chemical reaction to be fast enough to allow the chemical reactions to be carried out in a fully desired direction or to achieve the state of thermodynamic equilibrium. The designed models allowed the formulation, and then the simulation, of different technological variants leading to the evaluation of the possibilities of their intensification or optimization. In particular, the subject of analysis was as follows: - The process of fluidization roasting of zinc materials. The area of interest within this scope was the evaluation of the possibility of process intensification through the enrichment of blast with oxygen and the specification of processing conditions in the process of fluidization roasting of zinc blende and neutral material mix. - The process of zinc slag fuming. In this case, the designed simulation model allowed the evaluation of the influence of such process parameters as temperature, oxygen content in the blast etc. on the maximum theoretical speed of the fuming process and the carbon consumption. - The ISP shaft process of zinc production. The simulation model was used for testing the influence of the key parameters of the ISF shaft furnace operation on the production, measured by the amount of zinc vapor in gases leaving the shaft furnace area filled with the charge and other technological indicators influencing the process economics. Based on the obtained results of simulation model tests, the influence of the amount of oxygen in the blast, the blast temperature and the temperature of gases leaving the shaft furnace area, the zinc production and the carbon consumption were estimated. Another issue analyzed in the case of the ISP shaft furnace was the so-called tuyere injection, or the blasting of zinc dust and carbon dust directly to the shaft furnace tuyere zone. The results obtained within this scope showed that in the case of injecting the EAFD and carbon mix to the shaft furnace tuyere zone, the oxygen consumption reaches ca. 0.4 Nm3 of oxygen / 1 kg of EAFD, while the C/Zn carbon indicator measured for the EAFD and carbon dust mix in the process of injecting dust materials through the tuyere zone would be ca. twice higher than the indicator typical for the processing of zinc-lead sinter and reaches ca. 1.6 kg of C / kg of Zn, depending on the mass of processed EAFD in relation to the mass of the zinc-lead sinter. - The process of zinc vapor condensation in the ISP shaft furnace condenser. In this case, the designed simulation model was used for the analysis of the influence of the key parameters of condenser operation on the zinc condensation output. As a result of the analysis, it was determined that the characteristics of the zinc mass stream and the zinc condensation output are not linear and the zinc mass stream in the condenser section I is distinctly higher than in the succeeding condenser sections. As a result, the zinc condensation output in section I reaches 80%, while in the succeeding two sections-ca. 13%. One of the most interesting aspects of the analysis of the operation conditions of the ISF shaft furnace zinc condenser was the evaluation of possibilities for the zinc vapor reoxidation taking place parallel to the condensation process. The obtained results showed that due to the simultaneous process of zinc vapor dissolution in lead and the lowering of gas phase temperature, the gas phase composition moves quickly to the reoxidation area. In practice, this means that the process of zinc vapor dissolution in plumbum is accompanied by the reoxidation process, which decreases the zinc condensation output. The speed of the reoxidation process probably reaches its apogee at a distance of ca. 1/3 of the section I length - that is, near the condenser inlet, and then drops rapidly. The simulation model of the zinc vapor condensation process was also used for the analysis of the influence of a number of technical technological parameters including: the efficiency of condenser alloy pumps, the amount of process gases entering the zinc condenser, the process gas temperature at the condenser inlet, the zinc content in process gases, the influence of the efficiency of condenser alloy splashers on the general zinc condensation output and the level of alloy atomization. These tests highlighted the key role of the level of condenser alloy atomization, measured by the average diameter of the alloy drop in the condenser area, in influencing the zinc condensation output. The results of the calculations showed that the zinc condensation output decreases from 95% with the average drop diameter of 4 mm to 89.5% with the average drop diameter of 6 mm. The average is ca. 2.74% per 1 mm of change in the average drop diameter.

5

Dystrybucja wybranych pierwiastków w procesie technologicznym huty cynku "Miasteczko Śląskie" na podstawie bilansu materiałowego

Nowińska K.

Zeszyty Naukowe. Górnictwo / Politechnika Śląska

|

2003

|

z. 256

171-175

PL

W materiałach hutnictwa cynkowego występuje wiele pierwiastków towarzyszących m.in. Fe, As, Cu, Cd, Sb, Tl. Zawartość tych pierwiastków jest uwarunkowana składem chemicznym surowców wsadowych, a także przebiegiem procesu technologicznego.W pracy przedstawiono model bilansowania składników (tj. pierwiastków towarzyszących), który ujmuje zależności pomiędzy materiałami wsadowymi a produktami procesu, co stanowi podstawę do oceny ich oddziaływania na środowisko.

EN

Materials of zinc metallurgical process comprise many accompanying elements such as Fe, As, Cu, Cd, Sb, Tl. Content of these elements depends on chemical constitution of raw materials and the course of technological process.This paper presents metallurgical balance-sheet which shows dependence between raw materials and products, which is basis of assessment environment pollution.

6

Hutnictwo cynku na Śląsku w XX wieku.

Boryczka A., Blacha L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 12

618-622

PL

Dokonano krótkiego rysu historycznego śląskiego hutnictwa cynku w XX wieku. W okresie tym uruchomione zostały na tym terenie pierwsze piece przewałowe, zakład elektrolizy cynku oraz piec szybowy ISP.

EN

A short historical outline of zinc metallurgy development in Silesia in the 20th century is given. The first roll-down furnaces, zinc electrolysis plant and an ISP shaft furnace were set working at that time.

7

Hutnictwo cynku na Śląsku do końca XIX wieku.

Boryczka A., Blacha L.

Rudy i Metale Nieżelazne

|

2002

|

R. 47, nr 8

369-374

PL

Dokonano rysu historycznego rozwoju hutnictwa cynku na górnym Śląsku do końca XIX wieku. Omówiono rozwój technologii hutniczych oraz przypomniano postacie pionierów tego przemysłu na Śląsku - Christiana Ruberga i Karola Goduli.

EN

Historical outline of the zinc metallurgy development in Upper Silesia by the end of the 19th century is presented. Technological progress which took place in metallurgy at that time has been outlined, and pioneers of this industry in Silesia region - Christian Ruberg and Karol Godula - have been recalled.