Enirisorse


Emissioni

Acque di scarico


L’impianto metallurgico è sorto tra il 1969 e il 1972 per trattare minerali sardi quali solfuri e ossidati di piombo e zinco. Si optò per il processo termico Imperial Smelting, che consentiva la produzione contemporanea di piombo e zinco ed un consumo relativamente elevato di materiali ossidati. Negli anni '80 la Samim decise di riorganizzare le attività di metallurgia di Pb e Zn, concentrando a Portovesme tutte le produzioni primarie e riconvertendo gli impianti obsoleti di Monteponi (CA), Ponte Nossa (BG), Porto Marghera (VE), San Gavino (CA). Tra il 1982 ed il 1986 sono sorti gli impianti per lo zinco elettrolitico (in funzione dal 1985) ed il piombo termico KSS (impianto Kivcet, in funzione dal 1987).

La capacità produttiva è quindi aumentata, dalle 70000 t/anno di Zn e 30000 t/anno di piombo dell'Imperial Smelting, con l'aggiunta di 84000 t/a di Zn e 84000 t/a di Pb. Attualmente la produzione è pari a:

167000 t/a di zinco (Elettrolitico, High Grade, Super High Grade);

130000 t/a di piombo, che viene raffinato, con recupero di oro e argento, a San Gavino;

416000 t/a di acido solforico;

500 t/a di cadmio a elevata purezza.

La costruzione di un polo integrato consente di avere un totale ricircolo tra gli impianti di sottoprodotti e semilavorati e la messa a discarica si sole scorie di forni termici, che hanno il massimo grado di inerzia chimica attualmente ottenibile nella metallurgia dei non ferrosi. E' previsto l'incremento delle quantità di materiali secondari utilizzate e del recupero di metalli secondari (l'impianto per il recupero del mercurio dovrebbe consentire una produzione di circa 60 t/anno).
 
 

Gli impianti

Lo stabilimento è costituito da tre impianti, suddivisi in sezioni nelle quali si svolgono i cicli operativi:

Imperial Smelting

Zinco Elettrolitico

Kivcet

Sono presenti inoltre i reparti:

Raffinazione cadmio

Trattamento cementi

Fusione cadmio

I Servizi Generali (Servizio Tecnico, Amministrativo, Magazzini, Officine, Mense, Laboratori, ecc.) sono comuni.

Impianto Imperial Smelting

E' costituito dalle sezioni:

Forni Waelz

Bricchettatura

Preparazione miscela

Agglomerazione

Acido solforico

Macinazione e vagliatura agglomerato

Forno a vento

Raffinazione termica dello zinco

La produzione è pari a:
 

Prodotto

Quantità (t/a)

H2SO4

140000

Pb d'opera

30000

Zn GOB

53000

Zn iper

15000

 

Forni Waelz

 Il processo Waelz viene realizzato in forno rotativo, con la caratteristica che la carica non fonde ma viene leggermente sinterizzata acquistando una consistenza friabile e secca, per cui nel forno subisce un moto di rotolamento in intimo contatto con il coke. Nel forno avvengono due reazioni contemporanee, ma in fasi separate: la riduzione dell'ossido da parte del carbone all'interno della carica e l'ossidazione dei gas riducenti e dei vapori di zinco nello spazio libero del forno. Nella carica avviene la reazione principale:

ZnO + C = Zn + CO

E le reazioni secondarie:

ZnS + FeO + C = Zn + FeS + CO

ZnS + CaO + C = Zn + CaS + CO

Fuori dalla carica avviene la reazione di combustione:

Zn + CO + O2 = ZnO + CO2

Il forno ha un'inclinazione dell'1,5% ed una velocità di rotazione di 0,6 giri/min e lavora in controcorrente. Le scorie silicatiche del forno vengono spente in acqua dopo raffreddamento in appositi tamburi terminanti con un piccolo camino di raccolta del vapore acqueo. I gas che escono dal forno, ricchi di ossido di zinco (ossidi di Waelz), dopo raffreddamento attraverso un impianto di filtrazione a secco (filtro a maniche) per il recupero dell'ossido, vengono inviati al camino. L'impianto è costituito da 2 silos per i materiali costituenti la carica (minerali, polverino di coke o antracite), 1 forno rotante, 1 camera a polveri, 1 refrigerante, 1 impianto di filtrazione, 2 silos per lo stoccaggio della produzione ed una serie di coclee e redler per il trasporto dell'ossido Waelz. Attualmente l'alimentazione del forno è costituita dai circolanti interni (fanghi TK, fanghi PG, scorie KSS) e da altri ossidi poveri e recuperi.

Bricchettatura

L'impianto è costituito essenzialmente da un forno rotativo, una macchina compattatrice, coclee, redler e nastri trasportatori, ed ha lo scopo di clinkerizzare a temperatura medio- alta e quindi bricchettare gli ossidi Waelz in bricchette di dimensioni ottimali per il caricamento diretto nel forno a vento. L'impianto di bricchettatura marcia in funzione dell'alimentazione di sinter nel forno I.S.

Preparazione miscela

L'impianto è costituito da una serie di silos con estrattori pesatori automatici, due nastri trasportatori, un tamburo miscelatore ed un tamburo umidificatore. Questa sezione ha lo scopo di dosare la carica, miscelare i materiali, e conferirgli l'umidità ottimale.

Agglomerazione

L'agglomerazione di una miscela di concentrati di zinco e piombo consiste nella desolforazione ossidante dei solfuri metallici di Pb e Zn; viene ottenuta insufflando aria nella massa ed utilizzando come combustibile lo zolfo che essa contiene, in una apparecchiatura tipo Dwight- Lloyd. La miscela viene disposta sul letto del forno Dwight- Lloyd e accesa da 4 bruciatori, quindi la combustione procede liberando anidride solforosa (che viene inviata all'impianto acido solforico) mentre nel forno, per effetto dell'alta temperatura, si ottiene un agglomerato di zinco e piombo in pezzatura uniforme, dura e porosa.

Acido solforico

I gas solforosi prodotti in agglomerazione entrano in un filtro elettrostatico dove sono abbattute e recuperate le polveri trascinate, che vengono rimandate in testa all'impianto. In uscita dall'elettrofiltro i gas subiscono successive fasi di purificazione (lavaggio in lavatori Venturi, precipitazione delle nebbie ed ancora elettrofiltri a umido). L'anidride solforosa contenuta nei gas così depurati viene trasformata in acido solforico per contatto (doppia catalisi): i gas attraversano un convertitore, ove in presenza di un catalizzatore si ha la conversione dell'anidride solforosa in solforica, che, in presenza di acido solforico diluito, reagisce con l'acqua di diluizione formando acido solforico. [Acido solforico ZE]

Macinazione e vagliatura agglomerato

Questa sezione dell'impianto è costituita da nastri trasportatori, vibrovagli, alimentatori vibranti e mulini, che:

Recupero cadmio

Questo impianto è stato chiuso; vengono utilizzate due tinelle per il trattamento a umido delle polveri dell'elettrofiltro con rilancio della torbida in agglomerazione.

Preriscaldamento coke e preparazione carica per il forno I.S.

Qui avviene la selezione e il dosaggio dei materiali componenti la carica per il forno a vento e cioè l'agglomerato, le bricchette, metalli di recupero e coke preriscaldato. E' costituito da due silos per il coke e due preriscaldatori, due silos per l'agglomerato, due silos per le bricchette ed estrattori e pesatori della carica. Il sistema di preriscaldamento del coke è costituito da due torri a sezione rettangolare alte circa 7 metri; il preriscaldamento avviene in fase di avviamento con bruciatori di nafta ed in esercizio con bruciatori alimentati da gas prodotto nel forno.

Forno Imperial Smelting

Il forno a vento è un forno a tino in cui viene caricato l'agglomerato (sinter) prodotto nella sezione agglomerazione, le bricchette, i metalli di recupero ed il coke preriscaldato. L'aria preventivamente riscaldata viene introdotta nel forno attraverso tubiere opportunamente posizionate. Le principali reazioni sono:

2C + O2 = 2CO

ZnO + CO = Zn + CO2

PbO + CO = Pb + CO2

Il piombo e le scorie vengono spillate dal crogiolo posto alla base del forno; i prodotti della combustione e i vapori di zinco escono dalla parte alta del forno, attraversano un condensatore in cui lo zinco viene separato dai gas di combustione, che vengono poi lavati, e utilizzati, bruciandoli, per preriscaldare il coke e l'aria di alimentazione al forno. Sulla linea del gas è inserita la fiaccola che brucia la quota di gas non utilizzabile nei preriscaldatori del coke e dell'aria.

Raffinazione termica dello zinco

La sezione di raffinazione termica dello zinco si basa sul processo New- Jersey- Overpelt ed è costituito da colonne a piatti per la distillazione frazionata del metallo prodotto dal forno a vento. La colata di zinco dal forno Imperial Smelting viene trasferita mediante siviera ad un forno di stoccaggio in testa all'impianto di raffinazione. Il metallo viene quindi pompato in un forno di dosaggio dove subisce un riscaldamento controllato in modo che raggiunga una temperatura la più uniforme possibile prima dell'alimentazione alle colonne di primo frazionamento. Lo zinco liquido passa quindi alla colonna di primo frazionamento (colonna piombo), la cui parte inferiore è immersa nella camera di combustione, che fornisce il calore necessario per la distillazione del metallo. Questa colonna produce due frazioni:

Il prodotto di testa della colonna piombo viene inviato alla colonna cadmio, dove, sfruttando la differenza di temperatura di ebollizione di zinco e cadmio, i due metalli vengono separati, e si ottiene:

Il prodotto di coda della colonna di piombo viene inviato in un forno di liquazione entro il quale si ha la separazione delle impurezze tramite stratificazione gravimetrica di tre fasi liquide:

1° fase costituita da piombo, più pesante;

2° fase costituita da una lega zinco- ferro;

3° fase costituita da zinco impuro (run- off), più leggera. Questa fase viene inviata in un forno di stoccaggio e quindi alla colata.

L'impianto comprende anche due linee per la colata continua dello zinco in lingotti da 25 kg e da un forno di rifusione in cui vengono riciclate la parti metalliche di recupero: lingotti imperfetti, rottami di zinco, schiumature, ecc.

I gas vengono filtrati tramite due filtri a maniche: il filtro a maniche linea 1 (De Cardenas) tratta i fumi di combustione delle colonne che inizialmente venivano scaricati senza filtrazione dal camino 35; la linea 2 (Flakt) tratta i fumi dei bagni metallici e li invia al filtro a maniche già esistente. L'installazione del secondo filtro a maniche ha permesso di separare la rete di depolverazione dei bagni, soggetta a variazioni di portata e depressione, dalla rete di aspirazione colonne, che deve funzionare con depressione costante.

Impianto Zinco Elettrolitico

E' costituito da:

Miscelazione materie prime

Arrostimento minerali

Acido solforico

Lisciviazione e purificazione

Elettrolisi

per una produzione di:
 

Prodotto

Quantità (t/a)

Zn in catodi

84000

 

Miscelazione materie prime

La preparazione delle miscele di alimentazione del forno, proveniente dalla zona di stoccaggio materie prime, ha inizio con quattro tramogge, ognuna servita da un'apparecchiatura di estrazione e dosaggio, che consente di scaricare quantità controllate di minerale su un nastro trasportatore che scorre al di sotto delle tramogge e sul quale avviene la preparazione della miscela per il forno fluo- solid. Una serie di nastri trasporta la miscela fino alla tramoggia di alimentazione del forno di arrostimento, da cui viene estratta tramite estrattore, dosata mediante un piatto dosatore ed infine lanciata tramite lanciatrice meccanica che le conferisce l'energia meccanica necessaria a raggiungere il centro del letto fluido.

 Arrostimento minerali

Lo zinco contenuto nelle blende deve essere trasformato in ossido per poter essere solubilizzato; questo avviene nel forno a letto fluido (fluo- solid) nel quale avviene la reazione:

2ZnS + 3O2 = 2ZnO + 2SO2

Durante la combustione si formano anche gli ossidi degli altri metalli contenuti nei minerali di alimentazione, e si libera anidride solforosa che viene trasformata in acido solforico nell'apposito impianto. Il forno ha una potenzialità di 480 t/giorno di blenda secca, per una produzione di circa 420 t/giorno di calcinato (ZnO) e 450 t/giorno di acido solforico al 98,5%. Il forno è costituito essenzialmente da due cilindri sovrapposti di diametro diverso raccordati da un tronco di cono rovesciato. La base del cilindro inferiore è costituita da una suola refrattaria di 77 m2 forata da 7700 ugelli, chiamata griglia, attraverso cui viene insufflata una portata d'aria di circa 39000 Nm3/h tramite soffiante centrifuga. L'aria ha lo scopo di fornire l'ossigeno necessario all'ossidazione e di tenere fluidizzata la massa di minerale immessa con continuità dal nastro lanciatore. La reazione è fortemente esotermica, per cui una volta innescata non ha bisogno di ulteriore apporto di calore. La temperatura del letto viene opportunamente regolata attorno ai 950°C mediante serpentine di raffreddamento a circolazione d'acqua immerse nel letto fluido e mediante immissione diretta d'acqua. Il minerale arrostito fuoriesce in continuo dal forno sia attraverso uno stramazzo regolabile in altezza tramite l'inserimento di opportuni setti, sia con i gas di combustione della blenda attraverso l'uscita gas del forno. Il materiale più grossolano, circa il 50%, esce dallo stramazzo per overflow, il restante 50% costituito dalle parti più fini del calcinato fuoriesce con i gas e attraversa le zone di depolverazione, dove viene recuperato il calcinato; il gas, ricco di SO2, viene quindi inviato alla produzione di acido solforico. Le zone di depolverazione sono costituite da una caldaia a recupero dove si sfrutta il calore dei gas in ingresso (950°C) per produrre circa 22 t/h di vapore surriscaldato a 41 kg/cm2 di pressione e 380°C di temperatura, due cicloni in parallelo ed un elettrofiltro. Il gas in uscita contiene al massimo 100 mg/m3 di polvere e tramite un secondo ventilatore viene inviato alla sezione lavaggio gas e acido solforico.

Il calcinato prodotto si recupera per il 50% dall'overflow del forno, per il 30% dalla caldaia, per il 15% dai cicloni e per il 5% dall'elettrofiltro. Il minerale arrostito recuperato dall'overflow e dalla caldaia viene convogliato ad un tamburo di raffreddamento rotativo e quindi ad un circuito di macinazione e classificazione, in modo da ridurre la granulometria a valori ottimali per ottenere la migliore resa possibile di solubilizzazione nell'impianto di lisciviazione. Il calcinato macinato si riunisce a quello fino proveniente dai cicloni a dall'elettrofiltro e viene convogliato ad un silo dell'impianto di trasporto pneumatico. Da qui viene inviato alla lisciviazione. L'eventuale eccesso viene stoccato in quattro silos da 3000 t ciascuno.

 Acido solforico

E' simile a quella inserita nell'impianto I.S. con i miglioramenti derivanti dalla più recente tecnologia (circa 15 anni): è integrato e tratta i gas solforosi del forno di arrostimento e del forno Kivcet.

 Lisciviazione

L'ossido di zinco calcinato viene solubilizzato mediante lisciviazione con elettrolita esausto di sala celle contenente 150 ¸ 160 g/l di H2SO4. La prima fase è la cosiddetta lisciviazione neutra, in quanto il pH finale è 5, si solubilizza tutto lo zinco non legato ai ferriti. In questa fase ha grande importanza l'effetto depurante dovuto alla precipitazione dell'idrato ferrico ottenuto per ossidazione del Fe2+ a F3+ in ambiente acido ad opera della pirolusite (MnO2) secondo la reazione:

2FeSO4 + H2SO4 +MnO2 = Fe2(SO4)3 + MnSO4 + 2H2O

La torbida neutra subisce così una decantazione: la parte liquida, esente da solidi, prima di entrare in sala celle per l'estrazione dello zinco, subisce una fase di depurazione; la parte solida (fanghi neutri) subisce un attacco acido e superacido (H2SO4, 100 g/l, 90°C) per solubilizzare lo zinco legato ai ferriti. Esiste perciò una sezione per l'eliminazione del ferro, che precipita sotto forma di paragoethite (ossido idrato). Da questa sezione si producono due tipi di fanghi:

Purificazione

La soluzione neutra, prima di andare in elettrolisi, viene depurata dai metalli che potrebbero compromettere la successiva elettrolisi. La depurazione si basa sulla cementazione delle impurezze per mezzo di polveri di zinco; questa operazione si svolge in continuo in 2 stadi che forniscono una soluzione molto pura e consentono di ottenere cementi utilizzabili separatamente.

1° stadio: 60°C, aggiunta di polvere di Zn per cementare Cu e Cd;

2° stadio: 85°C, aggiunta di SbCO3 e polvere di Zn per cementare Co e Ni.

La soluzione filtrata viene inviata in elettrolisi; i cementi vengono al recupero dei metalli pesanti.

 Elettrolisi

La soluzione neutra purificata viene raffreddata nelle apposite torri ed accumulata, dopo decantazione dei sali, nei serbatoi sottostanti le stesse torri. Da qui è inviata a miscelarsi con una data quantità di elettrolita esausto di ricircolo. La miscela alimenta le celle di elettrolisi, dove avviene la separazione dello zinco metallo dalla soluzione di Zn- SO4. Gli anodi delle celle sono costituite da lastre di lega Pb- Ag, i catodi da lastre di Al. Al passaggio della corrente attraverso la soluzione gli ioni di zinco si scaricano al catodo creando sopra la superficie uno strato di zinco metallico; all'anodo si scaricano gli ioni SO4-- che, reagendo con l'acqua della soluzione, formano H2SO4 e H2.

L'elettrolita esausto viene raccolto in tre serbatoi dai quali in parte viene inviato alla sezione di lisciviazione e in parte, dopo raffreddamento in cinque torri, viene miscelato con la soluzione neutra fresca per tornare alle celle di elettrolisi. Al termine del ciclo di deposizione dello zinco, i catodi vengono estratti dalle celle a mezzo carroponte ed inviati a due stazioni di strappamento meccanizzate.

Ciascuna stazione esegue le seguenti operazioni:

  1. lavaggio catodi pieni (anime di Al con deposito di zinco);
  2. strappamento del deposito di zinco dalle anime di alluminio;
  3. impilaggio e pesatura delle lastre di zinco strappate;
  4. spazzolatura catodi d'alluminio vuoti;
  5. lavaggio catodi vuoti.

Impianto Kivcet

Le sezioni sono:

Miscelazione materie prime

Essiccamento miscela e coke alimentazione forni

Fusione, raffinazione e colata Pb

Frazionamento aria

Lavaggio gas
 
 

la produzione è di:
 

Prodotto

Quantità (t/a)

Pb

84000

Il ciclo operativo si svolge attraverso le fasi:

Unità miscelazione materie prime

In questo reparto arrivano i materiali necessari per alimentare il forno Kivcet, costituiti per lo più da:

I vari materiali vengono prelevati dai silos di stoccaggio e, tramite nastri trasportatori- pesatori, vengono inviati a un essiccatore ubicato nell'unità "Essiccamento miscela". La granulometria della carica è compresa tra 2 e10 mm. La movimentazione dei materiali avviene del tutto sotto ventilazione, e l'aria di ventilazione viene filtrata in idoneo depolveratore prima di essere inviata al camino centralizzato. La capacità di trattamento di tale sistema di depolverazione è di 60000 m3/h effettivi e consente di inviare al camino centralizzato un effluente (aria ambiente) contenente al massimo 5 mg/Nm3 di polveri.

Unità essiccamento miscela e coke ed alimentazione ai forni

La miscela di materie prime, proveniente dall'unità preparazione miscela, viene inviata in un essiccatore rotativo, nel quale viene essiccata fino a contenere meno dell'1% di umidità. Il fluido di essiccamento è aria calda fornita da un generatore a GPL, oppure gas esausti provenienti dal forno elettrico. I gas di scarico dell'essiccatore (gas di processo) vengono inviati in un filtro a maniche, dal quale fuoriescono con un contenuto in polvere inferiore a 5 mg/Nm3 e sono inviati, a mezzo del relativo ventilatore, al camino centralizzato. La miscela ed il coke, dopo l'essiccamento, vengono inviati ai rispettivi silos di stoccaggio posti sopra il forno Kivcet. Le apparecchiature per la movimentazione sono realizzate in esecuzione chiusa, oppure capottate e collegate al sistema di depolverazione ambientale per evitare spargimenti di polveri. Nei punti di scarico e nei mezzi di trasferimento sono installati idonei sistemi per la captazione delle polveri. Gli ambienti interessati alla captazione ambientale sono:

Una rete di tubazioni, mantenuta in depressione mediante un ventilatore di estrazione, convoglia l'aria polverosa aspirata dall'ambiente in un filtro a maniche, avente capacità di trattamento di 80000 m3/h effettivi, che consente l'invio in ciminiera di un effluente (aria) contenente 5 mg/Nm3 max di polveri.

Unità fusione- raffinazione e colata piombo

Forno Kivcet

Gas solforosi

Gas zinciferi

Granulazione scoria

Colata piombo

Depolverazione ambientale

Forno Kivcet

La miscela di materie prime, essiccata a meno dell'1% di umidità, è stoccata in silos di opportuna capacità (alcune ore di marcia del forno). L'alimentazione al forno avviene attraverso un alimentatore rotativo che regola il flusso di materiale all'iniettore; il fluido di iniezione è ossigeno tecnicamente puro (O2 al 95%), prodotto nell'impianto ossigeno. La miscela di alimentazione essiccata viene iniettata verticalmente nel tino di ossidazione- fusione del forno Kivcet, insieme all'ossigeno tecnico, a polverino di coke (granulometria 2 ¸ 20 mm) e alle polveri di riciclo (provenienti dall'elettrofiltro depolverazione gas solforosi) attraverso uno speciale bruciatore.

Se lo zolfo, presente come solfuro, ha una concentrazione del 15 ¸ 18%, il processo di ossidazione- fusione è esotermico, mentre tenori di zolfo inferiori costringono a immettere una maggior quantità di coke con la carica (polverino di pezzatura 1 mm). Il bruciatore è progettato in modo che la miscela solidi/ossigeno cominci a incendiarsi ad una distanza di circa 500 mm dall'uscita del bruciatore. In questa zona di reazione solido/gas dove la temperatura è di 550°C inizia la decomposizione della galena e lo sviluppo di zolfo elementare. La sospensione si incendia e iniziano quindi le reazioni di ossidazione dei solfuri contenuti, e quindi la carica fonde rapidamente. La temperatura in questa zona può raggiungere i 1400°C. Nel forno Kivcet oltre il 97% dello zolfo presente nella carica viene ossidato e passa nei gas come SO2.

Gli ossidi metallici formatisi reagiscono con la silice e con l'ossido di calcio presenti nella carica e formano una scoria che si deposita sul fondo del forno. Il coke immesso nel forno galleggia sulla superficie del bagno e reagisce con l'ossigeno residuo per formare soprattutto monossido di carbonio. Gli ossidi di piombo nel forno di ossidazione- fusione sono ridotti dall'ossido di carbonio con formazione di piombo metallico secondo le reazioni:

C + 1/2 O2 = CO + 26,3 Kcal

PbO + CO = Pb + CO2 + 15,2 Kcal

Il forno di ossidazione- fusione è collegato ad un forno elettrico dove si completa la reazione di riduzione dell’ossido di piombo ad opera del coke; le zone di ossidazione- fusione e quella di riduzione sono separate da un setto di rame raffreddato ad acqua e parzialmente immerso nella massa fusa. L’ossido di zinco ed il restante ossido di piombo reagiscono verosimilmente secondo le reazioni:

PbO + CO = Pb + CO2 + 15,2 Kcal

ZnO + CO = Zn + CO2 – 15,54 Kcal

CO2 + C = 2CO – 41,2 Kcal

Il bagno è tenuto a temperatura di 1350°C mediante riscaldamento con elettrodi di carbone immersi nella scoria. La riduzione degli ossidi nella scoria del coke è spinta e porta a concentrazioni residue per il Pb del 2% e per lo Zn del 4%. La scoria, del tipo FeO- CaO- SiO2 (25 ¸ 26% Fe) con un contenuto del 30% di SiO2 e 15% di CaO, viene scaricata dal forno ad intermittenza e granulata. Il piombo d’opera (95% Pb) è sifonato continuamente ad una temperatura di 900°C, per evitare la separazione di rame metallico che potrebbe ostruire il sifone di scarico.

Trattamento dei gas solforosi

I gas uscenti dal tino di ossidazione- fusione del forno, carichi di SO2, passano in un tino di raffreddamento avente pareti di tubi (caldaia recupero calore, con produzione di vapore) nei quali circola acqua demineralizzata. In tale tino di raffreddamento (alto 4 m) i gas solforosi vengono raffreddati da 1350°C a 500°C, producendo vapore ad alta pressione (42 atm). Il gas raffreddato passa ad un filtro elettrostatico, nel quale avviene l’abbattimento delle polveri trasportate; passa quindi all’impianto lavaggio gas solforosi, nel quale vengono eliminate le polveri ed i contaminanti che potrebbero avvelenare il catalizzatore dell’impianto di produzione acido solforico, al quale i gas vengono poi inviati.

Trattamento dei gas zinciferi

I vapori di zinco e piombo sviluppati nel forno elettrico passano a una camera di post- combustione. Dove vengono ossidati per ottenere ossido di zinco ed in piccola parte di piombo. Il calore prodotto dalle reazioni esotermiche di ossidazione viene recuperato (scaldando aria) e utilizzato nell’impianto essiccamento miscela materie prime. Le particelle di zinco vengono poi separate dai gas tramite un filtro a maniche dalla capacità effettiva di 40000 m3/h e consente l’invio in ciminiera di un gas di processo contenente massimo 5 mg/Nm3 di polveri.

 Sistema di granulazione scoria

La scoria fusa all’uscita dal foro di colata del forno viene investita da un forte getto d’acqua in un canale di granulazione ed inviata, tramite corrente d’acqua, in un vasca interrata per la separazione dei solidi. La scoria granulata viene quindi prelevata con elevatori a tazze ed inviate in un silo di stoccaggio, dal quale viene prelevata giornalmente per essere inviata a discarica tramite camion. L’acqua di granulazione viene raffreddata in torri e rimessa in circolo tramite pompe; nei punti di emissione di vapori e/o gas sono installati idonei impianti di captazione. L’impianto di granulazione è dotato di un filtro ionizzatore a umido nel quale vengono trattati i vapori e/o gas captati. Il filtro ionizzatore a umido ha una capacità di trattamento di 25000 m3/h effettivi e consente l’emissione in atmosfera, a mezzo di ciminiera alta 55 metri, di un effluente gassoso contenente meno di 10 mg/Nm3 di polveri prive di sostanze dannose per l’ambiente e nocive per le persone (aria satura).

 Linea di colata piombo d’opera

Il piombo fuso viene prelevato dal forno Kivcet in continuo mediante un sifone che alimenta una caldaia. Dopo raffreddamento da 900°C a 450°C viene agitato con opportuno agitatore ad elica, che favorisce la formazione di schiume cuprifere. Dopo ulteriore raffreddamento fino a 380 ¸ 400°C e asportazione delle schiume cuprifere, il piombo, parzialmente decuprato, viene colato in lingotti da 1000 kg, tramite una giostra automatica. Tali lingotti di piombo vengono inviati giornalmente allo stabilimento di San Gavino, dove subiscono un trattamento di raffinazione (termica o elettrolitica).

 Sistema di depolverazione ambientale

Data la pericolosità dei fumi e delle polveri piombifere per la salute dei lavoratori, tutte le apparecchiature di questo reparto (fusione- raffinazione e colata) sono realizzate in esecuzione chiusa oppure capottate e collegate ad un sistema di depolverazione ambientale, per evitare fuoriuscite di fumi o polveri. Le aree di captazione fumi e/o polveri sono:

Una rete di tubazioni, mantenuta in depressione tramite due ventilatori di estrazione in parallelo, convoglia l’aria polverosa aspirata al filtro a maniche prima dell’invio al camino centralizzato. La capacità di trattamento del filtro a maniche è di 150000 m3/h effettivi e consente di inviare in ciminiera un effluente (aria ambiente) contenente al massimo 5 mg/Nm3 di polveri.

Impianto frazionamento aria

Si tratta di un’unità completa, fornita dalla Nuovo Pignone. Tale impianto fornisce l’ossigeno tecnicamente puro necessario come fluido di iniezione della miscela di alimentazione al forno Kivcet. Ha una capacità di 7000 Nm3/h di ossigeno tecnicamente puro (92 ¸ 95% di O2).

Unità lavaggio gas da piombo

Ha lo scopo di trattare i gas solforosi provenienti dall’impianto Kivcet, per eliminare le polveri e gli eventuali contaminanti che potrebbero avvelenare il catalizzatore dell’impianto di produzione acido solforico. L’unità è suddivisa nelle due sezioni:

La sezione trattamento gas è costituita da due stadi di lavaggio (una torre vuota ed una torre Venturi con i relativi sistemi di circolazione di acido debole), nei quali si realizza l’abbattimento quasi totale delle polveri . A valle della torre Venturi sono installati due raffreddatori a fascio tubiero che portano la temperatura del gas a circa 35°C. Successivamente si trovano due elettrofiltri ad umido in serie, per l’abbattimento finale di polveri e nebbie dai gas di processo, che vengono poi inviati, tramite soffiante, all’impianto di produzione acido solforico. Fra i due elettrofiltri è installata, con una serie di condotte che ne consente l’esclusione, una torre a riempimento per l’eliminazione del fluoro eventualmente presente.

La sezione trattamento effluenti ha lo scopo di neutralizzare le acque attraversate dai gas prima dell’invio al trattamento finale.

Reparto raffinazione cadmio

La raffinazione del cadmio viene effettuata utilizzando un forno di rifusione della lega Zn/Cd ed una caldaia dove avviene la reazione vera e propria. La lega Zn/Cd, sotto forma di lingotti, viene rifusa nel forno di fusione a circa 450 ¸ 500°C, quindi travasata nella caldaia di reazione tramite una canaletta. La raffinazione consiste nell’aggiunta di cloruro di ammonio mentre il bagno viene tenuto a temperatura costante. Il cloruro di ammonio reagisce con lo zinco e forma, sulla superficie del bagno, delle schiume costituite essenzialmente da cloruro di zinco e in parte da cloruro di cadmio, che vengono estratte manualmente e raccolte in vaschette poste sotto aspirazione del filtro Flakt di reparto. Il trattamento si considera ultimato quando il cadmio raggiunge lo standard di qualità per la vendita, e viene colato in lingotti da 20 kg. Il sistema di abbattimento fumi è diviso nel filtro Flakt di reparto, per l’abbattimento dei fumi delle camere di combustione, e la torre di lavaggio ad umido del reparto Imperial Smelting, in cui confluiscono anche i fumi del reattore.

Impianto trattamento cementi

I cementi rame- cadmio prevenienti dal 1° stadio di depurazione vengono inviati ad una apposita sezione di impianto. Si ottengono i prodotti:
 

Prodotto

Qualità

Cemento rame

Cu 40 ¸ 50 %

Spugna cadmio

Cd 60 ¸ 80 %

Cemento Ni- Co

Ni 1 % - Co 1%

Il cemento rame e la spugna cadmio vengono inviati allo stabilimento di Ponte Nossa (BG); i cementi Ni- Co vengono ritrattati presso l’impianto Imperial Smelting. E’ esistente inoltre un reparto, non in funzione per difficoltà di processo, per la produzione di bricchette di cadmio.

Impianto fusione cadmio

I semilavorati di cadmio (bricchette e catodi) devono essere fusi in lingotti per la vendita, con 99,99% di Cd. L’impianto tratta solamente i catodi provenienti da Ponte Nossa, ed è costituito da:

Il forno di raffinazione (110 kW) è di costruzione RUSS (ex- RFT), ha una dotazione di fuso di circa 8 t ed una capacità fusoria di circa 7 t/giorno.

Il forno di colata (85 kW), anch’esso di costruzione RUSS, ha una dotazione di fuso di circa 4 t.

Il sistema di captazione fumi è costituito due cappe (una su ogni forno) tenute in depressione da un ventilatore Marelli da 20000 Nm3/h; i fumi aspirati vengono fatti gorgogliare in una colonna sotto battente d’acqua ed emessi in atmosfera.