Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej KADM Wydział Inżynierii Metali i Informatyki Przemysłowej

Szarek Stefan Bylica Paweł Świątkowski Mariusz Prelegenci Szarek Stefan Bylica Paweł Świątkowski Mariusz V rok, MiTI

Agenda Właściwości kadmu Zarys historyczny Minerały kadmonośne Zastosowanie kadmu Znaczenie kadmu dla organizmu człowieka Produkcja kadmu Stopy kadmu

Właściwości kadmu Symbol chemiczny: Cd Metal Ciężki Gęstość: 8.7 g/cm3 (przy 20 °C) Temperatura topnienia: 321 °C Temperatura wrzenia: 767 °C Twardość w skali Mohsa: 2 Moduł Younga: 50 MPa Źródło: www.pl.wikipedia.org

Historia kadmu 1817 - odkrycie kadmu przez Fredrich’a Strohmeyer’a 1927 - Międzynarodowe Biuro Miar i Wag definiuje metr za pomocą czerwonej linii spektrum kadmu 1930 - kadm zaczyna być wykorzystywany na skalę przemysłową 1970 - związki chemiczne kadmu przyczyniają się do upowszechnienia PVC Źródło: www.pl.wikipedia.org

Minerały kadmonośne Główne źródła kadmu: Rudy cynku – sfaleryt, wurcyt Grenokit (CdS) Otawit (CdCO3) Hawleyit (CdS) Monteponit (CdO) Cadmoselit (CdSe) Źródło: www.pl.wikipedia.org Źródło: www.mindat.org Źródło: www.pgi.gov.pl

Wydobycie kadmu na świecie Kraj 2008 rok 2009 rok Rezerwy Chiny 4300 90000 Republika Korei 2900 2300 - Japonia 2120 1990 Kazachstan 2100 51000 Meksyk 1610 1580 42000 Źródło: U.S. Geological Survey, Mineral Commodity Summaries, January 2010

Zastosowanie kadmu Produkcja baterii (~86%) Barwniki Powłoki antykorozyjne Kontrola procesu rozszczepienia jądra atomowego Lasery Źródło: www.wikipedia.org Źródło: www.sinopia.com Źródło www.kgcoating.co.uk

Znaczenie dla organizmu człowieka Kadm jest jedną z najbardziej toksycznych substancji Powoduje przewlekłe zatrucia Stężenie śmiertelne > 40 mg/m3 Został uznany za substancję rakotwórczą przez Międzynarodową Agencję Badań nad Rakiem Choroba Itai-Itai Źródło: www.physiology.be

Produkcja kadmu Materiały wyjściowe do produkcji kadmu: szlamy cementacyjne miedziowo-kadmowe pył kadmowo-cynkowy pyły z prażenia koncentratów cynkowych w piecach wielotrzonowych pyły kadmowe z pieców Dörschla pyły z pieców szybowych do wytapiania ołowiu pyły z hut miedzi

Metody otrzymywania metoda hydroelektrometalurgiczna metoda hydropirometalurgiczna (kombinowana) Otrzymywanie gąbki kadmowej przeróbka szlamu miedziowo-kadmowego ługowanie selektywne ługowanie kolektywne przeróbka pyłów kadmonośnych

Stopy kadmu Małe ilości kadmu mogą poprawić: twardość odporność na ścieranie wytrzymałość mechaniczną odporność na zmęczenie lejność właściwości elektrochemiczne Kadm jest dodawany głównie do stopów na bazie: miedzi, cyny, ołowiu i cynku.

cynk-kadm (Zn-Cd), ołów-kadm (Pb-Cd) zawartość: 0,1%Cd poprawia właściwości mechaniczne walcowania, przy ciągnieniu i wyciskaniu w odniesieniu do Zn zawartość: 0,025 – 0,15%Cd zabezpiecza przed korozją konstrukcji stalowych zanurzonych w wodzie morskiej ołów-kadm (Pb-Cd) zawartość: 0,075%Cd są czasami stosowane jako osłony kabli będących przedmiotem cyklicznego naprężenia

cyna-kadm (Sn-Cd), srebro-kadm (Ag-Cd) zawartość: maksymalnie do 1%Cd poprawia wytrzymałość i odporność na zmęczenie w łożyska wykorzystywanych w silnikach okrętowych i skrzyniach biegów srebro-kadm (Ag-Cd) zawartość: 10-15%Cd lub CdO obecność kadmu daje pewien stopień gaszenia łuku i zwiększa odporność na transfer materiału i erozję elektryczną

stopy metali szlachetnych wykorzystywanych w jubilerstwie zwiększają wytrzymałość i twardość zawartość: do 5%Cd w stopie złoto-srebro-miedź-kadm daje greckie złoto (Greek Gold) – zielonkawy odcień złota Źródło: gold-stater.com

cyna-ołów-kadm-bizmut (Sn-Pb-Cd-Bi) zawartość: 50,1%Bi, 24,9%Pb, 14,6%Sn, 10,4%Cd jubilerstwo - lutowanie w bezpiecznikach przeciwpożarowych jako element topikowy jako materiał do osłon przed promieniowaniem rentgenowskim Źródło: http://www.mkjradiologia.pl/

miedź-kadm (Cu-Cd) zawartość: dodatek 0,8 – 1,2% kadmu do miedzi znaczne polepszenie własności mechanicznych (wytrzymałości na rozciąganie) zmniejszenie w niewielkim stopniu (ok. 10%) przewodności elektrycznej po walcowaniu na zimno, nie stają się podatne na zmiękczanie podczas lutowania

miedź-kadm (Cu-Cd) Źródło: The Cd-Cu System by P.R. Subramanlan* and D.E. Laughlin, Carnegie-Mellon University

Bibliografia U.S. Geological Survey: http://minerals.usgs.gov/minerals/pubs/commodity/cadmium/mcs-2010-cadmi.pdf http://www.wikipedia.org/ Lenntech: http://www.lenntech.com/periodic/elements/cd.htm Bezpieczeństwo Pracy 10/2003: http://www.ciop.pl/9579 Szczepan Chodkowski, „Metalurgia metali nieżelaznych”, Katowice 1971 http://www.cadmium.org/app_allo.html