Metallurgiyada

§. SULFIDLI NIKEL RUDALARNI QAYTA ISHLASH USULLARI



ulfidli mis-nikel rudalari, asosan, pirometallurgik usul bilan qayta ishlanadi. Gidrometallurgik usullari ham ma'lumdir.

Pirometallurgik usul

Agarda rudalarda mis va nikelning yig‘indisi 4—5 foiz dan ko‘p bo‘lsa, bu boy xomashyo hisoblanib, ularni bevosita yuboriladi. iyrak rudalar magnit usuli yoki flotatsiya yo‘li bilan boyitiladi.
Ruda va boyitmalar bir xil minerallarga ega, shuning uchun ularga o‘xshash texnologik jarayonlar qo‘llanishi mumkin.
Qizitish davrida, suyuq holatiga o‘tishdan oldin, 400—600 ˚C da xalkopirit va nikel minerallar ajraladi:
2CuFe ₂ = Cu₂ + 2Fe + 0,5 ₂ (14.1)
3(Ni · Fe ) = Ni_{3 2} + 3Fe + 0,5 ₂ (14.2) Fe_{7 8} = 7 Fe + 0,5 ₂ (14.3)
Murakkab birikmalarning aralashmasi oddiy sulfidlarga aylanadi: Ni_{3 2} va Fe .
ig‘im moddalardan va qo‘shimcha beriladigan fluslardan paydo
bo‘ladigan shlak fazasi yuqori haroratda, oddiy sulfidlar bir-birida cheksiz eriydi va shteyn qatlamini vujudga keltiradi.
Eritilgan shteynni konverterda puflab, qayta ishlanadi. Jarayonga, temirni shlak holatiga o‘tkazish uchun, qo‘shimcha flus yuklanadi. Olingan konverter shlakini qaytadan eritish pechiga yuboriladi. Konverter jarayonining asosiy mahsuloti mis-nikel faynshteynni o‘zi bilan, tarkibida 1—3 foiz Fe bo‘lgan, mis-nikel qotishmasini tasavvur qiladi va oq mis-nikel shteyn deb nomlanadi.
Puflash davrida kobalt qisman temir bilan birga shlakka o‘tadi.
Nodir metallar to‘liq oq shteynda to‘planadi.
Mis-nikel shteynlardan erkin metallarni ajratib olishning bir necha usullari bor. Asosiy metallar bilan birga nodir metallar — selen va tellur ham ajratib olinadi.
50
Gidrometallurgik usul
Bu usul bo‘yicha yanchilgan ruda yoki boyitmani avtoklavda 7·10⁵ Pa ortiqcha bosim ostida ammiak bilan qayta ishlandi. Mis, nikel va kobalt kompleks ammiak tuzlari shaklda eritmaga o‘tadi.
Ni + 2O₂ + n NH₃ = Ni (NH₃)_n O₄ (14.4)
Avtoklavdagi harorat 77—80˚C ni tashkil qiladi. Boyitmadagi
oltingugurt O ^2-, O ^2-, va O ^2- shakllarda oksidlanadi, temir esa
2 3 3 6 4

sulfat yoki gidrooksid turida cho‘kmaga tushadi.
Filtrlangan eritmani qaynatib, mis cho‘ktiriladi:
Cu²⁺ + 2 O^2— = Cu + O ^2— + + O
(14.5)

2 3 4 2
Undan keyin nikel va kobalti bor eritmani avtoklavda vodorod bilan qayta ishlab, metallarni erkin holatda olinadi. Jarayonning texnologik sharoitlari: boshi 15·10⁵ Pa, harorati 175—225˚C.
Oldin nikel cho‘kadi:
Ni (NH₃) O₄ + H₂ = Ni + (NH₄)₂ O₄ (14.6)
Eritma filtrlangandan keyin, xuddi shunday kobalt ham cho‘kmaga tushiriladi. Mahsulot kukun shaklda bo‘lib, tarkibida
O₂ — 98,6 foiz va Ni — 0,14 foiz bo‘ladi. Gidrometallurgik usul bilan 20—25 foiz nikel olinadi.

Boyitma va boy rudalarni eritish

Boyitma va maydalangan rudalarni yallig‘ pechda eritiladi. Bu yallig‘ pechdagi mis olishdagi jarayondan kam farq qiladi. Eritishda oltingugurt asosan temirning yuqori oksidlaridagi kislorod hisobiga oksidlanadi. Kuydirilmagan boyitmani eritishda oltingugurt yuqori sulfidlarning ajralishi hisobiga ham chiqariladi.
Jarayonning asosida mis va nikel oksidlarining temir sulfidi bilan o‘zaro bog‘lanishi turadi. Buning natijasida mis va nikel shteynga, temir esa shlak fazalariga o‘tadi.
6NiO+6Fe + 2O₂+3 iO₂=2Ni_{3 2} + 3(2FeO· iO₂)+ 2 O₂ (14.7)
2Cu₂O + 2Fe + iO₂=2Cu₂ + 2FeO · iO₂ (14.8)
Mis va mis-nikel boyitmalarini eritishga mo‘ljallangan pechlarning tuzilishi va texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlari deyarli o‘xshashdir.
51

Elektr pechida eritish
Jarayon to‘g‘ri burchak shakldagi, o‘lchamlari 23,6×6 m va foy- dali maydoni 140 m² bo‘lgan, pechlarda olib boriladi. Pechning svo- didan (yuqori tom qismidan) bir qator 3 yoki 6 ta, diametri 900— 1400 mm ko‘mir elektrodlari tushirilgan. Elektrodlarning pastki qismi suyuq shlakka tushirilgan. uyuq shlak qarshilik vazifasini bajaradi.
Pechdagi ishlab chiqish unumdorligi 12 t/m² sutkani tashkil qiladi, elektr quvvatining sarfi 700—850 kVt · s/t shixtaga. hteynga mis, nikel va nodir metallar ajratib olish darajasi — 96 foiz.


Shaxtali pechda eritish
Bu jarayon yirik ruda yoki aglomerat eritishda qo‘llaniladi. Koks sarfi shixta og‘irligidan 1—9 % ni tashkil qiladi. haxtali pechda shteyn tarkibida mis va nikelning yig‘indisini 15—25 foizgacha olish mumkin. Undan boyroq shteynlarni olish tavsiya etilmaydi, chunki bu holatda shlak bilan metallarning isrofgarchiligi ko‘payib ketadi:
hlakda mis va nikel yig‘indisi 0,2—0,4 % dan oshmaydi. Ammo shlakning ko‘p hajmda chiqishi umuman isrofgarchilikni ko‘paytiradi. Mis nikel va nodir metallarni shteynga ajratib olish 90 foizni tashkil qiladi, xolos.

Mis-nikel shteynini konverterda puflash

Qaysi usulda shteynni olishdan qati nazar, uning tarkibida mis, nikel va temir sulfidlari bor. hteynda eritilgan holatda ferrit, kobalt sulfidi va platinoidlar bor. hteyndagi oltingugurt miqdori taxminan 25 foiz.
Konverter jarayonining asosiy maqsadi faqat temirni oksidlantirib shlak fazasiga o‘tkazishdir. Qolgan mis-nikel shteynni alohida texnologiya asosida qayta ishlanadi.
Kobalt asosan konverter shlakiga o‘tadi va undan maxsus texnolo- giya bo‘yicha ajratib olinadi. Puflash jarayoni 24—30 soat davomida bo‘ladi.
Oq mis-nikel shteyn o‘zi bilan mis va nikel sulfidlari eritmasini tasavvur qiladi. Odatda, uning tarkibida 3—4 foiz Fe va 20 foiz bor. Mis va nikel oksidlari, puflash yakunida sulfidlar bilan reaksiyaga kirishadi:
Me + 2MeO = 3Me + O₂ (14.9)
52
Reaksiya natijasida shteynda har doim erkin mis va nikel bo‘ladi. Nikelning tiklanish reaksiyasi:
[Ni_{3 2}] + 4[NiO]= 7 [Ni] + 2 O₂ (14.10)

Oq mis-nikel shteynini qayta ishlash

Oq mis-nikel shteynida metallar yig‘indisi 77—78 % ni tashkil qiladi. Metallarning nisbatligi Ni ÷ Cu=2 ÷ 0,5.
hteynni qayta ishlashning birinchi bosqichi mis va nikelni ajratish. Bu jarayon flotatsiya usuli bilan amalga oshiriladi. Nikel boyitmasi kuydirilib, tiklanish jarayonlari orqali erkin holatda olinadi.

13.