Gelen metalürji , cüruflar olan katı yan ürünler elde edilen erime , rafine , tedavisi veya şekillendirme , yüksek sıcaklıkta metal. Bunlar , erimiş metal üzerinde yüzen veya yüksek sıcaklıkta kullanıldıklarında ondan ayrılan çeşitli oksit karışımlarıdır .
Zamana, işlemlere ve işlenen metallere bağlı olarak çok çeşitli bileşimlerdir. İster aşırı derecede kirletici atık, isterse popüler yan ürünler olsun , metalürjik cüruf, maden çıkarma metalurjisinde önemli bir ekolojik ve ekonomik paydır.
Özel demir metalurjisi durumunda , düşük demir cürufuna cüruf denir . Bu, hacimce en yaygın cüruf türünü temsil eder.
Demir ve ferroalaşımların metalurjisindeki demir içermeyen cüruflara "cüruf" denir . Açık farkla en yaygın cüruf türüdür. Düşük yoğunlukları sayesinde üzerinde yüzdükleri erimiş demir bileşiklerinin üretimiyle bağlantılı kimyasal reaksiyonların sonucudur.
En yaygın Modern cüruflar gelen çelik imalatında gelen olmayan fosfor demir cevheri ( yüksek fırın veya konvertör cüruf ) ya eritme dan hurda içinde bir elektrik ark fırını . Paslanmaz çelik üretimi hariç olmak üzere , bu çelik cürufları genellikle aşağıdaki bileşime sahiptir:
Cüruf türü | FeO / Fe 2 O 3 | MnO | SiO 2 | Al 2 O 3 | CaO | MgO | P 2 O 5 | Cr 2 O 3 | S |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Yüksek fırın | 0.1 - 0.5 | 33 - 39 | 9 - 13 | 39 - 42 | 6-9 | 1.2-1.4 | |||
Elektrik ark ocağı | 15 - 35 | <10 | 10 - 20 | <10 | 30 - 40 | <10 | <2 | <2 | <0.25 |
LD dönüştürücü | 15 - 35 | 3 - 10 | 9 - 13 | 0,5 - 3 | 42 - 52 | 1-8 | 1.5 - 4 | ~ 2 | ~ 0.25 |
Paslanmaz çelik üretiminden kaynaklanan cüruflar% 2,5 ile% 4,5 arasında Cr 2 O 3 içerir.. Olası altı değerlikli krom varlığından ve ayrıca kurşun ve kadmiyumdan dolayı kirletici olarak kabul edildi . Bununla birlikte, 2011 yılında araştırmacılar, paslanmaz çelik endüstrisinden gelen cürufta bulunan kromun oksitlenmiş formda (Cr 2 O 3, üç değerlikli) ve bu nedenle tehlikeli değildir.
Bu cüruflar, tarihi demir üretim süreçleriyle bağlantılıdır. Arkeoloji için faydalıdırlar çünkü kullanılan teknolojileri ve malzemeleri anlamayı mümkün kılarlar.
Demir bakımından zengin olan bu ürünler , metallerin rafine edilmesinden kaynaklanan atık kaya, kireç ve oksitlerin bir karışımıdır . Fosfor cevherleri için genellikle aşağıdaki bileşimler bulunur:
Cüruf türü | FeO / Fe 2 O 3 | MnO | SiO 2 | Al 2 O 3 | CaO | MgO | P 2 O 5 | S | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Üretimi doğal çelikten | Genel dava | 60 | 4 | 26 | 3 | 2 | 1 - 4 | 0.1 | |
Bergamasque yöntemi (füzyonun sonu) | 45 | 29 | 23 | 1 | 2 | 1 | |||
Bergamasque yöntemi (olgunlaşmanın sonu) | 80 | 8 | 3.5 | 0.5 | 7 | 0.5 | |||
Yağ birikintisi | 70 | 5 | 16 | 1 | 0.7 | 4 | 0.3 |
Esas olarak eriyen kalkopiritlerden ve arıtma matlarından oluşan bakırın özütleyici metalurjisinden kaynaklanan cüruflar asit cürufları iken çelik cürufları baziktir. Bunlar demir silikatlardır:
Cüruf türü | Cu | SiO 2 | Fe toplamı | Fe 3 O 4 | CaO | MgO | Al 2 O 3 | S | ZnO |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Yüksek fırın | 0.8 | 39 | 29 (FeO) | 19 | 12 | ||||
Flaş eritme fırını | 1-3 | 31 - 34 | 36 - 43 | 4 - 16 | 0-5 | 0-1 | |||
Elektrik ark eritme fırını | <0.7 | 36 | 38 | NC | 2 | NC | |||
Eritme yankılanma fırın | ~ 0.7 | 30 - 40 | 30 - 40 | ~ 3 | 0 - 10 | 4 | 5 | 1 | |
Peirce-Smith dönüştürücü | 4 - 8 | 15-30 | 35 - 50 | 20 - 25 | 0 - 10 | 0-5 |
Nikel çıkarma ile pirometalurjik yöntem : cevherinin türüne bağlıdır laterit veya pirit . Lateritler, magnezya bakımından zengin olduğu için düşük asitli cüruf üretirler . Piritler bakır cevherleri gibi işlenir ve bu nedenle demir silikatların karışımından oluşan bir cüruf verir.
Cüruf türü | Cu + Ni + Co | SiO 2 | Fe toplamı | Fe 3 O 4 | FeO | MgO | CaO | Al 2 O 3 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Flaş eritme fırını ( piritler için ) | 1-5 | 38 - 41 | 28 - 34 | |||||
Elektrik ark ocağı ( lateritler için ) | <1 | 40 - 55 | NC | 5 - 20 | 20 - 35 | 1-7 | 1-2 | |
Peirce-Smith dönüştürücü | <5 | 18 - 26 | 48 - 55 | 16 - 32 |
Cüruf bazen çok baziktir (dönüştürücü cürufları durumunda) ve cürufun kalıntı süzme sıvısı (sızıntı suyu veya süzüntü) çok alkalindir ve pH 10'a ulaşabilir. Bu nedenle, işin niteliğine bağlı olarak (güvenlik gözlükleri, eldivenler, vizörler, koruyucu giysiler, tıbbi izleme, vb.) Maruz kalan işçiler için yeterli koruma önerilir. Cüruflar haricinde, cüruflar genellikle asidiktir.
Kristalin serbest silika, kötü huylu pnömokonyoza (silikoz) neden olur. İki atomlu toprağın yüksek sıcaklıkta kalsinasyonu onu çok fibrojenik silikaya (tridimit ve kristobalit) dönüştürür. Bununla birlikte, metal katyonlarla birleştirilmiş silikatlar biyolojik olarak daha az reaktiftir (asbest ve talk hariç) [Kaynak: Lauwerys, cf. yukarıda]. Cürufta bulunan silika, kireç silikatları (cüruf) veya demir (bakır ve nikel ekstraksiyonu) şeklindedir.
Cürufun tehlikesi esas olarak içerdiği metallere bağlıdır. Çelik cürufu durumunda, ağır metallerin veya bazen radyonüklitlerin varlığı olağanüstüdür. Demir içermeyen metallerin ekstraksiyonundan veya rafine edilmesinden kaynaklanan cüruf için riskler genellikle çok daha büyüktür.
Bazen, kükürt ve belirli bakterilerin varlığında , substratın güçlü kendi kendine devam eden asitleşmesi olgusu ortaya çıkabilir, bu asit drenajıdır (veya madencilik sekelleri bağlamında "asit maden drenajı" ). Bu fenomene cürufta bir değişiklik eşlik edebilir, süzme ve önemli miktarda toksik metal salınımı daha sonra çevreye yayılabilir.
Metallerin cüruf içinde mevcut ya da diğer kirletici maddeler, aynı cüruf (adsorbe dioksinler , furanlar , vs) havayı kirleten (üretim, daha sonra toz patlamaları sırasında buhar emisyonu). Ayrıca suyu ve toprağı da kirletebilirler ( özellikle su asidik ve oldukça ılık veya sıcaksa süzülme ve desorpsiyon yoluyla ). Bu fenomenler, sözde “stabilize” endüstriyel atıklardan bile meydana gelebilir .
Paradoksal olarak, çok metalurjik cüruf ile kirlenmiş Bazı siteleri sınıflandırılmıştır ve (bazı barınak nadir türler için korunur korunan türler olarak bilinen, “ metallophytes ” ya da “metalloresist” de katkıda bulundukları için bu muhafaza etmek için yararlı olduğunu) - a için belirli bir ölçüde - varlığında rüzgar veya su erozyonu ile harekete geçme olasılığı daha düşük olan kirleticilerin fitostabilizasyonu .
Örneğin, Ponts-et-Chausées Merkez Laboratuvarı (LCPC ) ile bir test olarak Usinor cürufundan Fransa'da da dahil olmak üzere, kuzey Fransa'daki Mortagne-du-Nord endüstriyel çorak arazisinin durumu budur .
Çeşitli yöntemlerle, atığın veya malzemelerin sızdırma davranışını daha iyi anlamaya çalışıyoruz , böylece onları daha kolay bir şekilde yeniden kullanmayı mümkün kılacak şekilde daha iyi stabilize edebilmek veya etkisiz hale getirebilmek için.