کاربردهای فلز سرب و انواع ضایعات سرب

کاربردهای فلز سرب و انواع ضایعات سرب : امروزه سرب کاربردهای فراوانی در بخش‌های مختلف صنایع دارد. مهم‌ترین این کاربردها شامل حمل و نقل (انواع مختلف باتری‌ها و لحیم‌های مورد استفاده در صنایع حمل و نقل)، ساختمان (مواد ساختمانی مانند صفحات و لوله‌ها، لحیم‌ها، ترکیبات مورد استفاده برای عایق صوتی و حفاظت در برابر پرتوها و صنعت رنگ) و کالاهای الکتریکی (باتری‌ها و انواع کابل‌های الکتریکی) می‌شود.

فلز سرب واکنش پذیر و سنگین است در حقیقت ، دانستن ویژگی های منحصر به فرد سرب به شما کمک می کند تا متوجه شوید که این قراضه نیمه ارزشمند را از کجا پیدا کنید.
در مرحله اول ، بدانید که سرب قوی ، سنگین و ذوب آن آسان می باشد بنابراین ، می تواند با ضربه و گرمای زیاد در حالی که شکل خود را حفظ می کند ، استفاده شود. به همین دلیل ، مهمات و گلوله های خود را از سرب (و روی) تشکیل می دهند. سرانجام ، به عنوان یک فلز واکنش پذیر ، سرب یک راه حل جذاب برای باتری اسید سرب معمولی است. امروزه می توانید این باتری ها را در اندازه های مختلف در محصولات مصرفی پیدا کنید ، اما یکی از بهترین باتری های سرب ، باتری ماشین است. در واقع ، شما ممکن است سرب را در باتری های خراب ، دور انداخته و رها شده پیدا کنید.

یکی از مصارف بسیار مهم و رو به رشد سرب در سال‌های اخیر باتری‌های اسید ـ سرب است. لذا با توجه به تولید روز افزون خودرو در دنیا تقاضا برای این باتری‌ها هم در حال گسترش است. به طوری مصرف سرب در تولید باتری‌ها از 30 درصد کل مصرف در سال 1960 به حدود 70 درصد در دهه 1990 رسیده است. شاید بتوان ادعا نمود که امروزه سایر مصارف معمول آن در صنایع شیمیایی، ساختمانی، لحیم کاری و غیره تا حد زیادی کاهش یافته است.

بخش عمده (بیش از 90 درصد) باتری‌های اسید ـ سرب در زمینه راه‌اندازی ـ روشنایی ـ احتراق برای خودروها و وسایل نقلیه مختلف کاربرد دارد. بخش دیگر باتری‌های اسید ـ سرب باتری‌های ساکن هستند که انرژی اضطراری را تامین کرده و یا جایگزین لازم برای سیستم‌های رایانه‌ای، سیستم‌های مختلف در بیمارستان‌ها و هواپیما و کاربردهای از این نوع هستند. امروزه در کشورهای غربی بیش از 90 درصد ضایعات باتری به سبب قوانین اجباری بازیافت، ممانعت از مدفون کردن یا سوزاندن باتری‌ها، فراهم نمودن تسهیلات مالیاتی برای بازیافت باتری‌ها و کمک مالی در راستای حمل و نقل باتری‌ها بازیافت می‌شود. شایان ذکر است که به سبب مقاومت به خوردگی بالای سرب امکان استفاده از آن حتی پس از گذشته چند دهه وجود دارد. این موضوع افزایش قابل توجهی در سهم تقاضای جهانی منابع ثانویه این فلز به همراه داشته است. امروزه در ایالات متحده واحدهای بازیافت سرب علاوه بر آلیاژهای سرب ـ کلسیم، سرب خالص نیز تولید می‌کنند. در حالی که در سایر کشورها تنها آلیاژهای سرب تولید می‌شوند.

فرایند بازیافت سرب

بازیافت سرب در مقایسه با سایر فلزات غیرآهنی توسعه نسبتاً بیشتری یافته است. علت این موضوع به بازده سیستم‌های جمع‌آوری قراضه در بسیاری از کشورها و اعمال فشار سازمان‌های زیست محیطی برمی‌گردد. علل دیگر نیز با ویژگی‌های فنی خاص سرب و الگوهای تقاضا مرتبط است. به عنوان مثال در بازیافت قراضه (مانند خمیر باتری) مقدار تصاعد SO₂ و دورریز سرباره کمتر است. بر همین اساس بازیافت سرب نسبت به واحدهای تولید سرب از منابع اولیه معدنی گسترش بیشتری یافته است. به طور کلی شباهت زیادی بین فناوری‌های فرآوری اولیه و ثانویه سرب وجود دارد.
فرایند ثانویه تولید سرب شامل سه مرحله کلی است:
مرحله اول آماده سازی پسماند یا قراضه است که شامل شکستن و اوراق کردن باتری می‌شود.
مرحله بعد ذوب در کوره مشی یا کوره تشعشعی (ثابت یا گردان) است که منجر به تولید شمش سرب می‌شود. در فناوری‌های جدیدتر مانند فرآیند ایساسملت دو مرحله اول طی یک مرحله انجام می‌شود.
مرحله سوم تصفیه به روش پیرومتالورژی است. این بخش شامل مجموعه‌ای از پاتیل‌های تصفیه است که با افزودن عوامل مختلف به آنها به طور انتخابی عیار شمش‌ها افزایش می‌یابد. در پایان این مرحله سرب نرم (خالص) یا آلیاژی تولید می‌شود. البته امروزه اغلب واحدها از روش‌های هیدرومتالورژی و استخراج الکتریکی بهره می‌گیرند تا جدایش مستقیم فلزات امکان پذیر باشد.
شایان ذکر است که مصرف انرژی در بازیافت سرب نسبت به استخراج سرب از کانه آن بسیار کمتر است. این موضوع در کنار مصرف کمتر سوخت‌های فسیلی و در نتیجه آلودگی‌های کمتر زیست محیطی سبب شده تا بازیافت سرب توجیه اقتصادی داشته باشد.

ضایعات سرب ، باطله و محصولات جانبی

قراضه سرب شامل دو دسته کلی قراضه جدید و قدیمی می‌شود. باتری‌های سرب - اسید ، کابل‌های سربی ، لوله‌ها و صفحات سربی بخش عمده قراضه‌های قدیمی را تشکیل می‌دهند. سایر کاربردهای سرب مانند مواد شیمیایی، رنگ دانه و مهمات سازی بسیار پراکنده بوده و یا مشابه کاربرد آن در لحیم کاری نسبت به سایر کاربردهای این فلز سهم کمتری دارند. البته منابع ثانویه سرب به دو گروه قراضه و محصولات جانبی و باطله‌ها قابل تقسیم است. معمولاً قراضه سرب شامل مواردی از جمله باطله‌های اسیدی استفاده شده، ضایعات سرب نرم، مخلوط ضایعات سرب نرم و سخت، کابل‌های مسی با پوشش سرب و وزنه‌های سربی است.
همچنین محصولات جانبی و باطله نیز شامل مواردی مانند خاک آلوده شده با سرب، کف، سرباره، گرد و غبار و لجن یا دوغاب حاصل از پساب کارخانه‌ها می‌باشد. فناوری‌های مورد استفاده و ظرفیت صنایع بازیافت بستگی به شکل قراضه و باطله و همچنین اولیه یا ثانویه بودن آن دارد. امروزه عمده مصرف سرب به بخش باتری‌سازی و به ویژه باتری‌های راه اندازی ـ روشنایی ـ احتراق مورد استفاده در خودرو اختصاص یافته که عمر نسبتاً کوتاه و قابل پیش‌بینی (به طور میانگین 5-2 سال) دارند. علاوه بر این سیستم‌های جمع‌آوری و بازیافت این قراضه‌ها توسعه یافته هستند. به طوری که امروزه قراضه باتری در اغلب کشورها بیش از 80-70 درصد از کل قراضه‌های قدیمی را در بر می‌گیرد.