Metallurgiyada

§. NIKEL VA KOBALT OLISH TEXNOLOGIYALARI

1. 
   Nikel olish texnologiyasi va xomashyo zaxiralari
   

Nikel — oq rangli rangli metall, atom massasi 58,69, erish harorati 1455˚C, zichligi 8,8 g/sm². Nikel pishiqlik va yuqori plastik (egiluv- chan) xususiyatlari bilan ajralib turadi. Nikel po‘lat xususiyatlarini yaxshilaydigan elementlarga kiradi. Yaxshi xususiyatlaridan biri kimyoviy inertligi. ulfat, uksus va bir qancha boshqa mineral kislotalar uncha ta'sir qilmaydi. Oddiy haroratlarda nikel oksidlan- maydi. Oksidlanish 500˚C dan yuqori bo‘lgan haroratlarda boshla- nadi.
Nikel oksidi noto‘g‘ri birikma bo‘lib ajraladi:
Ni₂O₃ = 2NiO + 0,5O₂ (13.1)
Nikel oltingugurtga katta tortilish kuchiga ega. Uning past sulfidi Ni_{3 2} erish harorati 788˚C bo‘lib, turg‘un birikmalar guruhiga kiradi. Nikelning ikkinchi oltingugurt bilan birikmasi Ni yuqori haroratlarda ajraladi:
46
3 Ni = Ni_{3 2} + 0,5 ₂ (13.2)
Dunyo amaliyotida 70 foiz nikel sulfidli mis-nikel rudalardan olinadi. Oksidlangan nikel rudalari AQ H, Yaponiya, Kuba va boshqa davlatlarda qayta ishlanadi. Bir yilda taxminan 500 ming tonna nikel ishlab chiqariladi. O‘zbekistonda mustaqil nikel zaxiralari hali topilgani yo‘q. Olmaliq tog‘-metallurgiya kombinatining rudalarida bir qancha nikel bor, lekin alohida ajratib olinmaydi. Kerak bo‘lgan nikel xorijiy davlatlardan import qilinadi.

13.k. Oksidlangan nikel rudalari tavsifi

Rudalarda metall oksid shaklda mavjuddir. Oltingugurt deyarli uchramaydi. Ruda tashqi ko‘rinishidan oddiy tuproqqa o‘xshaydi. Ruda o‘ziga suvni yaxshi o‘zlashtiradi. huning uchun uning namligi 15—40 foizni tashkil qiladi. Oksidlangan nikel rudalari tabiiy o‘zgarishlar natijasida paydo bo‘lgan va ikkilamchi zaxiralar hisoblanadi. Xorij dav- latlarda oksidlangan nikel rudalari Rossiya, Qozog‘iston, Ukraina, Kuba, Indoneziya, Braziliya va boshqa davlatlarda uchraydi.
Oksidlangan rudalarda nikel, asosan, bunzeit (NiO) va garniye- rit (Ni, Mg) iO₃ · nH₂O minerallar shaklida uchraydi. Nikel rudasida, ko‘pincha, kobalt ham uchraydi. Uning miqdori nikelga nisbatan, 15—25 marta kamroqdir. Rudalarning sig‘im porodalari asosan loy (kaolinit) Al₂O₃ · 2 iO₂ · 2H₂O, talk 2MgO ·4 iO₂·H₂O, temir birikmasi Fe₂O₃ · nH₂O, kvars va ohaklar bilan keltirilgan.
Oksidlangan nikel rudalarida sulfidli, nodir va kamyob metallar
uchramaydi. Bu ko‘rsatkich oksidlangan rudalar bo‘yicha sulfidli mis-nikel ruda tarkibidan tubdan o‘zgaradi.

3. 
   Sulfidli nikel rudalari tavsifi
   

ulfidli nikel rudalari kompleks xomashyodir. Ular tarkibida ko‘p miqdorda mis bor, shuning uchun bu rudalarni mis-nikel rudalar deyiladi. Undan tashqari, rudalarda kobalt, platina, selen, tellur va boshqa metallar bor. Bir xil rudalarning 90—92 foizini foydali metallar (Fe, Ni, Ca, Co) tashkil qiladi. ig‘im oksidlari esa ( iO₂, MgO, Al₂O₃ · CaO) — faqat 8—10 foiz qoladi, xolos.
Asosiy nikelni minerallar: pentlandit (Ni, Fe) , mis xalkopirit
(Cu Fe ₂) va xalkozin (Cu₂ ) bilan keltiriladi.
47
ulfidli mis-nikel rudalarni asosiy minerallaridan biri — pirrotin Fe_{7 8}. ig‘im poroda oksidlardan tuzilgandir, ularning miqdorligi,
%: iO₂ — 40—50, Mg — 10—25; Al₂O₃ 15—20, CaO — 10.
Namunaviy mis-nikel rudasining tarkibi, % Ni — 5,6; Cu — 1,8; Co — 0,16; — 28; Fe — 45; iO₂ — 10; Al₂O₃ — 6,9; MgO — 1,4;
CaO — 1,2.

3. 
   Oksidlangan nikel rudalarni qayta ishlash texnologik usullari
   

Oksidlangan nikel rudalarning asosiy qiyinchiligi — asosiy metallni temirdan ajratib olish. Tiklanish jarayonini qo‘llab, temirning shlakka o‘tkazish shuni ko‘rsatadiki, faqat temirning bir qismi ajralib chiqadi, asosiy hajmi esa temir-nikel qotishmaga o‘tadi, nikelni erkin holatda olish qiyindir.
Hozirgi paytda oksidlangan nikel rudalarini qayta ishlash texnologiyasi — shteynga eritish. Bu jarayon temir hamda nikelni kislorod va oltingugurtga har xil tortilish kuchiga ega bo‘lganligi asos qilib olingan.
Nikel sulfidlanib shteyn fazasiga o‘tkaziladi. hteyn o‘zi bilan ikkita sulfid Ni_{3 2} va Fe ni tashkil qiladi. Temirning asosiy qismi shlak bilan ajratiladi:
3 Fe + 3NiO = 3 FeO + Ni_{3 2} + 0,5 ₂ (13.3)
2FeO + iO₂ = 2FeO · iO₂ (13.4)
Oksidlangan ruda tarkibida oltingugurt yo‘q, shuning uchun unga qo‘shimcha kiritish kerak. Buning uchun shixtaga pirit yoki gips qo‘shiladi.
Qizdirilishda gips (Ca O₄ · 2H₂O) o‘zining konstruksion namli- gini yo‘qotadi va keyin tiklovchi modda bilan reaksiyaga kiradi:
Ca O₄ + 4C (CO) = Ca + 4CO (CO₂) (13.5)
Gips namligini yo‘qotish bilan bir paytda ajralishi ham mumkin: Ca O₄ = CaO + O₃ (13.6)
Agarda gipsning o‘rniga pirit qo‘shilsa, birinchi davrda u ajraladi:
2Fe ₂ = 2Fe + ₂ (13.7)
48
Fe , Ca bilan bir qatorda, nikel sulfidlari reaksiyalarga kiradi:
Ni iO₃ + Ca = Ni + Ca iO₃ (13.8)
Ni iO₃ + Fe = Ni + Fe iO₃ (13.9)
Ca temirni ham sulfidlaydi:
Ca + FeO = Fe + CaO (13.10)
Gips piritga nisbatan arzonroqdir va temirli shlak hosil qilmaydi, shuning uchun uni qo‘llash afzalroqdir.
Gips yoki pirit bilan eritilgan nikelli shteyn 60 foiz temirni o‘z tarkibiga kiritadi. Bu temirni shteynni konverterda qayta ishlash davrida ajratiladi.
Konverter davrida temir tanlab oksidlanadi va qo‘shimcha berilgan kvars bilan shlak fazasiga o‘tadi. Temirdan ajralgan nikel shteyni — faynshteyn deb ataladi. Buni nikel oq shteyn deb nomlasa bo‘ladi.
Oq shteyn kuydiriladi:
2Ni_{3 2} + 7O₂ = 6NiO + 4 O₂ (13.11)
Nikel oksidi tiklovchi modda bilan aralashtirib, elektr pechida 1500 ˚C da eritiladi va erkin suyuq nikel olinadi.
Konverter shlaki nikel bilan boydir, uni aylanuvchi modda hisoblab yanchishdan so‘ng eritish pechiga yuklanadi.

3. 
   Gidrometallurgik usul
   

Usullardan biri Kuba usuli deb nomlangan. Bu usul bo‘yicha yanchilgan rudani tiklanish jarayoniga yuboriladi: 600—700 ˚C nikel va kobalt metall holatigacha, temir esa faqat FeO shaklgacha tiklanadi. Keyin rudani ammiak bilan tanlab eritiladi.

Ni + m NH₃ + CO₂ + 0,5 O₂ = Ni (NH₃)m CO₃ (13.12)
Eritmani tozalagach, uni issiq bug‘ bilan qayta ishlanadi:
2Ni(NH₃)m CO₃ + H₂O =
= NiCO₃ · Ni(OH)₂ + CO₂ + 2m NH₃ (13.13)
Cho‘kmani kuydirib, NiO olinadi, gazlari tarkibida esa NH₃ va CO₂ bo‘lgani sababli, ularni tanlab eritishga yangitdan yuboriladi.
4— A. Yusupxodjayev, S. Xudoyarov 49
NiO esa erkin holatgacha tiklanadi yoki shu holatda po‘lat eritish zavodlariga yuboriladi.

13.