Ionalmashinuvchi (sorbsiya) texnologiyasining afzalligi va kamchiligi

Ionalmashinuvchi (sorbsiya) texnologiyasining afzalligi va kamchiligi
Reja;
1.Sorbsiya jarayonida qo’llaniladigan ionitlarning turlari.
2.Sorbsiya jarayonining qonuniyatlari
3.Dastgoxlarning ishlash tartibi.

Hozirgi vaqtda oltintarkibli rudalarni qayta ishlashda oltin ishlab chiqaruvchi fabrikalarda rudalarning fizik-kimyoviy va mineralogik tarkibi, nodir metallarning rudada joylashish o’rniga va texnik-iqtisodiy sharoitlarga ko’ra bir necha jarayonlarni o’z ichiga olgan birlashtirilgan boyitish, gidrometllurgik va pirometallurgik jarayonlar qo’llaniladi.

Ruda va konsentratlardan mayin oltin zarralarini gidrometallurgik usulda sianlash jarayonlari keng qo’llaniladi, bunda mayda bo’lakli zarra va qumlarni aralashtirish usuli bilan tanlab eritish jarayonlari, mayin yanchilgan mahsulotlarni agitatsiya va aralashtirish yo’li bilan birlashtirib tanlab eritish olib boriladi. Zamonaviy amaliyotda ko’pincha aralashtirishli eritish amalga oshirilib, olingan mahsulot suyuq va quyuq fazaga ajratiladi, so’ngra esa oltinli eritma rux kukuni yordamida cho’ktirishga yuboriladi. Bo’tanani suyuq va qattiq fazaga ajratish jarayoni filtratsiya to’xtovsiz qarshi oqimli quyultirgichlarda dekantatsiyalash yoki shu usullarnining birlashmasidan iborat.
Sian eritmalaridan oltinni ajratib olish usullari, ya'ni filtrlab-dekantatsiyalash va rux yordamida cho’ktirish bir qancha kamchiliklarni keltirib chiqaradi. Kamchiliklar quyidagilardan iborat: 1) oltin va kumushni uning birikmalaridan to’liq ajratib olib bo’lmasligi; 2) yomon filtrlanadigan va quyultirlanadigan rudalarni qayta ishlashni qiynligi; 3) yuqori energiya sarf bo’ladigan va qimmatbaxo filtr dastgoxlarini ishlatilishi; 4) past sifatli maxsulot olinishi; 5) oltin va kumushni rux bilan cho’ktirish jarayonida qo’shimcha metallar mis, mishyak, surma minerallarining jarayonning qiyinlashtirishi; 6) oltin va kumushli yuqori konsentratsiyali sianid keklarining yuvish jarayonining past darajada olinishi; 7) tayyor mahsulotning past sifatda olinishi(ruxli cho’kmalar) va ularning murakkab qayta ishlash texnologiyalari kiradi.
Yuqorida keltirilgan kamchiliklarni bartaraf qilish maqsadida hozirgi vaqtda sorbsiyali sianlash keng qo’llanilib kelinmoqda. Jarayon oltin va kumushni tanlab eritishga va eritmaga yuklangan sorbentga yuttirishga (sorbsiya) asoslangan. Jarayonning asosiy qulay tomoni filtrlash va qarama-qarshi yo’nalishdagi dekantatsiya jarayonining ishlatilmasligi va bu esa o’z navbatida qiyin filtrlanadigan rudalarni qayta ishlash imkonini berishidan dalolat beradi. Jarayonning yana bir aniq qulay tomoni ruda tarkibidagi tabiiy sorbentlarni faolligi bo’tanaga qo’shilgan kuchli sorbentlar yordamida pasaytiriladi va bu esa oltin va kumush ajratib olish darajasini oshiradi.
Sorbsiya jarayonida 2 xil yig’uvchi (sorbent) ishlatilishi mumkin:
1) Sun’iy ionalmashinuv qatronlar(smolalar) – ionitlar;
2) faollangan(aktivlangan) ko’mir.
Tindirilgan eritmalardan oltinni aktivlangan ko’mirga cho’ktirib olish jarayoni sianlash jarayoni paydo bo’lgan vaqtlardayoq bir necha zavodlarda amalga oshirila boshlagan edi (1894yilda Avstraliyada). Keyinchalik bu usulni yaxshi cho’ktiruvchi rux chiqqandan so’ng qo’llanilmay qo’ydi, faqatgina rux metali tanqis bo’lgan hollarda rux o’rniga ishlatildi, masalan, 1 jahon urushi vaqtlarida. Cho’ktirish jarayoni oltintarkibli eritmalardan yanchilgan ko’mirni vakuum ramalarida filtirlash orqali amalga oshirildi. Olingan oltin va kumush tarkibli ko’mirli cho’kmani yoqilardi va olingan zola flyus bilan eritilib qora metal olingan.
Sorbsiya jarayonida diametri 0,6-2 mm bo’lgan dona-dona ko’rinishidagi faollangan ko’mir ishlatiladi. Tanlab eritish va sorbsiya jarayonidan keyin oltinga to’yingan ko’mir bo’tanadan g’alvirlash yo’li bilan ajratiladi, bo’tana va faollangan ko’mir bir biriga qarama qarshi yo’nalishda beriladi. Olingan ko’mir keyingi jarayonga ya'ni desorbsiyaga yuboriladi. Hozirgi kunda faollangan ko’mir yordamida oltinni ajratib olish jarayoni AQSH, Kanada va bir qator mamlakatlarda qo’llanilmoqda.
Ionitlar yordamida sorbsiyalash jarayoni birinchi marta 1945 yil taklif qilingan. 1968 yilda dunyoda birinchi bo’lib yirik Oltin ishlab chiqaruvchi fabrika Muruntau koni rudalarini sianlovchi sorbsiyalash texnologiyasini yo’lga qo’ydi va bu zavod hozirgi kunda ham muvaffaqiyat bilan ishlab kelmoqda. 1975yilda flotatsiya jarayoni chiqindilarini qayta ishlash uchun Angren oltin ishlab chiqaruvchi fabrikasida sorbsiya texnologiyasi yo’lga qo’yildi.
Sun'iy ionalmashuv qayronlar , faollangan ko’mir bilan taqqoslanganda, qatron yuqori sorbsiyalash hajmiga ega, mexanik mustaxkam va ko’p marta qayta ishlash imkonini beradi.
Aralashtirib eritish, sizdirib eritishdan ko’ra samaralidir. Aralashtirib sianlash jarayoniga kelayotgan bo’tana yuqori qovushkoklikka ega bo’ladi, bu esa sian ionlari va eritmada erigan kislorod molekulalari orasidagi diffuziyani qiyinlashtiradi. Bundan tashqari sulfidli rudalar eritmada erigan kislorod yordamida tez oksidalanadi va kislorod bosimini kamaytiradi. Bu ham o’z navbatida oltin erishini qiyinlashtiradi. Mayda zarrachali bo’tanalarni sianlash asosan aralashtirish va uzluksiz havo kislorodi bilan tuyintirishga asoslangan.
Jarayonda sian eritmasining 0,02-0,05 %li eritmasi va oxakning 0,01-0,03 %li eritmalari (pH=9-11) ishlatiladi. Aralashtirish jarayonining asosiy ko’rsatgichlaridan biri bu suyuqlik va qattiqlik nisbatidir. Odatda kvarsli oltin rudalarini boyitishda S:Q = 1,2:1(1,5:1), gil saqlagan rudalarni boyitishda esa S:Q=2:1(2,5:1).
Aralashtirib sianlash jarayoni davriy va uzluksiz bo’lishi mumkin.
Davriy ravishda aralashtirib sianlash alohida-alohida parallel ravishda ishlaydigan boyitish dastgohlarida olib boriladi. Ma’lum vaqt aralashtirishdan so’ng oltinni eritmaga o’tishiga yetguncha bo’lgan vaqtdan so’ng bo’tana chandan chiqariladi, eritma yig’uvchi changa yuboriladi, changa esa yangi bo’tanalar yuklanadi.
Uzluksiz aralashtirib sianlashda bo’tana ketma-ket ulangan zanjir ko’rinishidagi dastgoxlarga kelib quyiladi. Kaskadda bo’tananing bo’lish davri quyidagi formula bilan topiladi:
τ= V/Q, soat

Bu yerda V- zanjirdagi dastgoxlarining xajmlar yigindisi m³.

Q- bo’tananing oqimi, m³/s.
Bundan kurinib turibdiki τ oltinni tulik erib utishi uchun yetarli bo’lishi kerak. Dastgoxlarning soni 4-6 tadan kam bulmasligi kerak. Dastgoxlarning soni qanchalik kam bo’lsa uning davri shunchalik kam bo’ladi, bu esa oltinni to’lik erishiga imkon bermaydi.

Davriy ravishda sianlashga nisbatan uzluksiz ravishda sianlashning qulay tomonlari shundaki, 1) Dastgoxlarning kamligi va to’liq avtomatlashtirish; 2) ishchilar sonining kamligi: 3)chanlarning samarali ishlatilishi 4) kichik quvvatli elekrdvigalellarning ishlatilishi. Shu sababdan zamonaviy amaliyotda ko’p hollarda to’xtovsiz rejimda ishlovchi jarayondan qo’llaniladi.

Aralashtirib sianlash jarayonida ishlashiga qarab chanlar quyidagi turlarga bo’linadi:
a) mexanik aralashtirish bilan ishlaydigan chanlar;
b) pnevmatik aralashtirish bilan ishlaydigan chanlar;
v) pnevmomexanik aralashtirish bilan ishlaydigan chanlar.
Birinchi turdagi dastgoxlarga aralashtirgichli chanlar kiradi. Bu dastgoxning asosiy yutug’i yuqori darajada bo’tanani aralashtirish va aeratsiya holatini hosil qilishdan iborat. Kamchilik tomoni yuqori elektrenergiyani sarf bo’lishi.
Pnevmatik aralashtirgichli dastgohlarga hozirgi kunda keng qo’llaniladigan markaziy aeroliftli pachuklar kiradi. Pachuk baland silindirsimon chandan va konussimon asosdan iborat. Channing balandligi uning diametridan 3-4 marta katta bo’ladi. Channing markizida aerolift o’rnatilgan, unga truba orqali siqilgan havo beriladi. Aerolift ichida bo’tana havo bilan aralashadi va xavo-bo’tanali aralashma hosil qiladi, bu aralashmani zichligi oddiy bo’tana zichligidan kam bo’ladi. Shu uchun ham aralashma aeroliftni ustidan chiqib ketadi, pastidan esa kam havo saqlagan bo’tana keladi. Shu holda dastgoxda uzluksiz sirkulyatsiya jarayoni yuzaga keladi. Jarayonni buzilishi oqibatida, ya'ni havo berilishini to’xtatilishi oqibatida dastgohning pastki qismiga qattik zarrachalarning to’planishi oqibatida tiqilishi mumkin. Bu cho’kib qolgan zarrachalarni jarayonga qaytarish uchun dispergator qurilmasi o’rnatilgan, havo yordamida zarrachalar yana aralashmaga yuboriladi. Pachuklarda havoning sarfi har xil hajmdagi pachuklar uchun har xil bo’ladi. Masalan 100 m³ li pachuklar uchun havoning sarfi 1-3 m³ bo’ladi. Havoning bosimi esa pachukning balandligiga va bo’tananing zichligiga bog’lik bo’ladi, odatda 200-400 kPa bo’ladi, ya'ni 2-4 atm.
Sianlash jarayonlarida ionalmashinuvchi qatronlar quydagi usullarda qo‘laniladi:
1. Tindirilgan eritmalardan oltin va kumushni eritmada sorbsiyalash;
2. Sianlangan eritmadan oltin va kumishni sorbsiyalash;
3. Sorbsiyali sianlash - sianlash va sorbsiyalash jarayonini birgalikda olib borish(oltin va kumushni tanlab eritish vaqtida sorbsiyalash).
Birinchi usul oddiy va sodda. Tindirilgan sinil eritmalariga qatron ionitlar ta'sir ettirib olinadi. Xuddi rux bilan cho’ktirishdagidek, bunda rux o’rniga qatron ishlatiladi. Shu yo’sin xomaki oltin metali olish jarayoni ham soddalashadi. Bu jarayon qatronlar narxining qimmatligi va regeneratsiya jarayonining qiyinligi sababli iqtisodiy jihatdan samarasizdir va boshqa arzonroq va osonroq usullar bilan raqobatlasha olmaydi.
Ikkinchi usulga ko’ra, sorbsiyaga tindirilgan eritma emas, balki agitator yoki pachuklarda tanlab eritilgan bo’tanaga ionit qatron ta'sir ettiriladi. Ikkinchi usulning avzaligi qimatbaho filtirlarning qo‘llanilmasligi, kamchiligi esa jarayonning uzoq vaqt davom etishi, dastgohlarning ko’p joy egallashi va ko’p kapital xarajatlarning sarflanishi.
Aralashtirish davomida nodir metallar bo’tanadan, qatronga sorbsiya yo’li bilan yutiladi. Sorbsiya tugatishi bilan oltinini olingan bo’tana tashlanma hovuz (otvallarga) yuboriladi.
Qatronni bo’tanadan ajratib olishda yanchilgan ruda va qatron o’chamlari farqi asosiy rol o’ynaydi. Masalan: qatron yanchilgan ruda zarrasiga qaraganda bir necha barobar katta o’lchamga ega. Ionit 0,5-2,0 mm, zarrachalar esa 0,074 mm ya'ni
0,5-2,0
e = = 7 : 27
0,074
barobar katta, demak ionit qatronni bo’tanadan bemalol g’alvirlash yo’li bilan ajratish oson.
Shu sababdan qatron ham bo’tanani maxsus to’rdan o’tkaziladi, elak-to’r o’lchami zarrachada katta va yangitdan kichikroq yasalgan bo’ladi. Qatronning zarralari to’r ustida (elak-to’r) tutilib qoladi.
Bo’tana esa to’rdan o’tib tashlama hovuzlarga oqiziladi. Shunday qilib, qatronni oddiy g’alvirlash yo’li bilan bo’tanadan ajratilib, o’ta qimmatli jarayon suzish (filtrlash) dan voz kechiladi. Bo’ tanada nodir metallarni ajratib olishning asosiy maksadi ham, ushbu bo'tananing filtrlashdan ko’ra, galvirlashga almashtirishga asoslangan.
Uchinchi usulda tanlab eritish va sorbsiyalash bilan birga qo’shib olib boriladi. Tanlab eritish paytida ionitlar, to’g’ridan-to’g’ri bo’tanadagi oltin va kumush zarralari bilan aloqada bo’lishi kerak. Bu usulda ham tanlab eritilgan bo’tana suzish jarayonini chetlab o’tadi. Jarayonning afzalliklari quyidagilar: a) oltinni eritmadan ajratishda ko’p elektr energiya talab qiluvchi va qimatbaho filtirlarning qo‘lanilmasligi; b) sianlash jarayonida oltin va kumushni erish jarayoni davomiyligi kam; v) Sorbsiyalash jarayoni dastgohlarining ixchamli va kapital xarajatlarning kamligi; g) oltining ajralishi yuqori darajada (98-99 %) va yuqori sifatda olinishi.
Sorbsiyali sianlash jarayoni mayin yanchilgan rudali tizimda olib borilib unda eritishga keladigan yanchilgan mahsulot o’lchami -0.15 mm, miqdori 80-90 % dabo’ladi. Agar ruda zarralarining o'lchami undan katta bo'lsa qatronni ruda bilan ezilishi hisobiga yo’qotilishi oshishi mumkin. Sorbsiya jarayonida ruda bo’laklari ma’lum miqdorda katta bo’lsa, shunga mos yirikroq 0,6—1,5 mm qatronlar qo’llaniladi.Bu bo’tanadan qatronni oson ajratish imkonini beradi, chunki elak teshiglari olchami 0,4-0,45mm undan yirik qatron esa setka ustida qoladi va bo’tanadan ajraladi bo’tana esa keyingi pachukka o’tadi.
Boshlang‘ich sianlash jarayonida oltining 60-80% eritma tarkibiga o‘tadi. Oltining qolgan qismi sorbsiyalash jarayoni natijasida eritamga o‘tib so‘ng sorbciyalanadi dastlabgi sianlash jarayonini olib borish anioning oltin va kumushga bo‘lgan ishchi hajmining oshishiga olib keladi.
Sorbsiyalash jarayoni bir necha dastgohlardan (8-12) tashkil topgan bo‘lib ular butanani katrondan ajratish uchun setkalar va xavo yordamida ishlovchi aralashtirgich qurilmalari bilan jihozlangan, qarama-qarshi oqimda ishlaganda yuqori samara beruvchi dastgoxlardan birlashmasidan iborat.
Dastlabki sianlashdan o‘tgan pulpa birinchi sorbsiyalash dastgohiga keladi va barcha dastgohlardan anionit bilan qarama-qarshi harakatda o‘tadi. Shu bilan birga sianlash jarayonida erimay qolgan oltin va kumishning erishi va oltinning sorbsiyalanishi davom etadi. Oxirgi dastgohdan pulpa chiqadi, kam miqdorda oltin va kumush pachuk setkalaridagi kamchiliklar sababli butanada katron bilan qolgan bo‘ladi. Shuning uchun butana nazoratchi g‘alvirda katron ajratib olinadi va qolgan bo‘tana sianidlardan tozadanib chiqindi saqlanadigan joyga tashlanadi.
Foydalanilgan adabiyotlar

1. 
   “Umumiy metallurgiya” Utkin.N Tarasov.A
   
2. 
   “Nodir metallar metallurgiyasi” Majmua
   
3. 
   Санакулов К.С. и др., Кучное выщелачивание золота из многоярусных штабелей. –Т.: ФАН, 2011 г., 304 с.
   
4. 
   Doniyarov N.A., Voxidov B.R. Nodir metallar metallurgiyasi. Ma’ruza matni, Navoiy: NDKI, 2013 y., 178 bet
   
5. 
   Arxiv .uz
   
6. 
   Wikepedia.uz
   
7. 
   Hozir.uz