Metallurgiyada

§. KUYDIRILGAN KONSENTRATNI TANLAB ERITISH JARAYONLARI

1. 
   Kuydirilgan konsentratni tanlab eritish
   

Kuyindini tanlab eritishning asosiy maqsadi kuyindi tarkibidagi rux birikmalarini iloji boricha eritmaga o‘tkazish va elektrolizga toza eritma olishdir. Eritishni sulfat kislotasi yordamida olib boriladi.
ulfat kislotasini tanlashda quyidagilar hisobga olinadi:

1. 
   rux oksidi — ZnO ning yaxshi erishi;
   
2. 
   bo‘lajak elektrolitik tiklanishda qulaylik;
   
3. 
   rux zavodlarida sulfat kislotasining mavjudligi.
   

Rux oksidi sulfat kislotasining kuchsiz eritmasida yaxshi eriydi, rux sulfati esa — suvda:
ZnO + H₂ O₄ = Zn O₄ + H₂O (19.1)
Rux sulfidi qizitilgan kuchli sulfat kislotasida erishi mumkin: Zn + H₂ O₄ = Zn O₄ + H₂ (19.2)
Bunda zaharli serovodorod ajralib chiqadi.
Kuydirish davomida bir qancha rux silikati, (nZnO · m iO₂), ferrit (xZnO · yFe₂O₃) va aluminatlar (ZnO · AI₂O₃) paydo bo‘ladi. Bu birikmalar sulfat kislota eritmasida qiyin eriydi. Ularning erish qobiliyati harorat va sulfat kislotasining konsentratsiyasi oshib bori- shi bilan ko‘payadi.
Masalan, ferritdan ruxni eritmaga o‘tkazish uchun sulfat kislotasining konsentratsiyasi 200—300 g/l va 80—90˚C harorat talab qiladi.
Ruxdan tashqari, kuyindida temir, mis, kadmiy, qo‘rg‘oshin, kumush, oltin, nikel, kobalt, marganets, bariy, kalsiy, aluminiy va boshqa metallar bor.
Kadmiy xususiyatlari bo‘yicha ruxga yaqin, uning oksidi CdO sulfat kislotasida yaxshi eriydi:
CdO + H₂ O₄ = Cd O₄ + H₂O (19.3)
Kuyindidan eritmaga 85—90 foiz kadmiy o‘tadi. Temir kuyindida, asosan, rux va mis ferritlar shaklida uchraydi. Bir qancha temir oksidlari Fe₂O₃. ulfat eritmasida Fe₂O₃ qisman eriydi.
Kuydirish pechining siklon changida biroz Fe₂( O₄)₃ uchraydi.
Uch valentli temir sulfatining eritmada hosil bo‘lishi:
64
Fe₂O₃ + 3H₂ O₄ = Fe₂( O₄)₃ + 3H₂O (19.4)
Eritmada Fe₂( O₄)₃ mis birikmalari, O₂ va metall sulfidlari bilan ikki valentli temir sulfati Fe O₄ ga tiklanadi. Bu jarayon ruxni kuyindidan eritmaga quyidagi reaksiya orqali o‘tishiga ko‘maklashadi:
Zn + Fe₂ ( O₄)₃ = Zn O₄ + 2Fe O₄ + (19.5)
Eritmaga kuyindi (ogarok) dan faqat 3—4 foiz temir o‘tadi, uning miqdorligi 1—2 g/l ni tashkil qiladi. Bunday miqdorlik keyinchalik mishyak, surma, germaniy va boshqa moddalardan gidrolitik tozalashda yordam beradi.
Mis ogarokda oksid (CuO, Cu₂O), ferrit (n CuO·Fe₂O₃), silikat (x Cu₂O·y iO₂) shakllarda uchraydi. Eng osoni CuO eriydi va Cu O₄ ni hosil qiladi. Mis ferriti rux ferritiga o‘xshab qiyin eriydi. Tanlab eritishda taxminan misning yarmi eriydi, yarmi esa kekda qoladi.
urma (III) va mishyak (III) oksidlangan birikmalari ogarokni tanlab eritishda As₂( O₄)₃ va b₂ ( O₄)₃ shakllarda eritmaga o‘tadi.
urma (V) va mishyak (V) oksidlari qiyin eriydigan birikmalardir.
Nikel, kobalt va marganetslar eriydi va Ni O₄, Co O₄ va Mn O₄ sulfatlarini hosil qiladi.
Tanlab eritishda qo‘rg‘oshin deyarli to‘liq, quyidagi reaksiyaga asosan kekga o‘tadi:
Pb iO₃ + H₂ O₄ = Pb O₄+ H₂ iO₃ (19.6)
Qo‘rg‘oshin, mis va rux silikatlarining erishi eritmani kremniy birikmalari bilan ifloslantirishga olib keladi. Bu jarayon tanlab eritishdan bo‘lajak cho‘ktirish va filtrlashlarni qiyinlashtiradi.
Kumush kuyindida Ag₂ va Ag₂ O₄ shaklida uchraydi. Kumush sulfati yaxshi eriydi, keyin esa eritmada mavjud bo‘lgan xlor ionlari bilan qiyin eriydigan AgCI birikmasi shaklda cho‘ktiriladi. Kumush sulfidi erimaydi va kekda qoladi. Oltin to‘liq qattiq qoldiqlarda qoladi.
Kalsiy va bariy oksidlari sulfat kislota eritmalarida qiyin eriydigan eritmalar hosil qiladi. Jarayonning kislotasi:
MeO + H₂ O₄ = Me O₄ + H₂O (19.7)
Qo‘rg‘oshin, kalsiy va bariy sulfat kislota qismini qiyin eriydigan sulfatlarga bog‘laydi. Buni hisobga olganda, kuydirish davrida sulfatli oltingugurt miqdorini biroz ko‘paytirish kerak bo‘ladi.
5— A. Yusupxodjayev, S. Xudoyarov ⁶⁵
Xlor, ftor, natriy va magniy birikmalari oson eriydi va eritmada to‘planadi. Noyob metallar — talliy, galliy, indiy va germaniylar qisman eritmaga o‘tadi.

19.k. Kuydirilgan konsentratni tanlab eritish usullari

Dunyo amaliyotida turli xil tanlab eritish usullari qo‘llaniladi: bir, ikki, uch bosqichli, davriy, uzluksiz va boshqalar. Eng keng tarqalgan usul uzluksiz qarama-qarshi oqimli ikki bosqichli tanlab eritishdir.

Ogarok (kuyindi) dan ruxning erishi H₂ O₄ konsentratsiyasi va harorat oshishi bilan tobora ko‘tariladi. Ammo bunda zarra modda- lar ham erishi mumkin. Bu esa bo‘lajak elektrolitik jarayonlarda to‘sqinlik qiladi.
Eritmada ko‘p zarra moddalarning miqdori pH qiymatini 5,2— 5,4 gacha ko‘tarishi mumkin. Keyin esa rux gidrolizga uchrab, gidroksid shaklida cho‘kmaga tushib qolishi mumkin.
Qarama-qarshi oqim prinsipida tanlab eritish ikkinchi bosqichni kuchli eritma bilan olib borishga imkon beradi (130—150 g/l H₂ O₄). Birinchi bosqichda esa tanlab eritish kuchsiz eritma bilan olib boriladi (50—60 g/l H₂ O₄). Buning natijasida birinchi bosqichda olinadigan eritmada sulfat kislotasi yo‘q (pH=5,2—5,4). Bunday tanlab eritishda neytral eritmada zarra moddalar deyarli yo‘q. Bu esa bo‘lajak eritmani tozalashni osonlashtiradi va sarf-xarajatlarni kamaytiradi.
Tanlab eritishning birinchi bosqichida (neytral sikl) quyidagi texnologik masalalar yechiladi:

1. 
   kuyindidan rux sulfatini va rux oksidini qisman eritish;
   
2. 
   eritmadagi ortiqcha sulfat kislotasini neytralizatsiyalash;
   
3. 
   eritmani zarra moddalardan gidrolitik tozalash;
   
4. 
   eritmani qattiq moddalardan ajratib olish;
   
5. 
   ogarokning issiqligidan oqilona foydalanish.
   

Neytral tanlab eritishning yakuniy maqsadi gidrolitik usul bilan tozalanadigan moddalardan toza ruxli eritma olishdir.
Tanlab eritishning ikkinchi bosqichi (nordon sikl) vazifalari:

1. 
   kuyindidan ruxni to‘liq eritish;
   
2. 
   zarra moddalarining erishini cheklash;
   
3. 
   mishyak va germaniyni oksidlantirish;
   
4. 
   eritmani zarra moddalardan tozalash;
   
5. 
   qattiq va suyuq fazalarni bir-biridan ajratib olish.
   

66
Nordon tanlab eritishning yakuniy maqsadi eriydigan rux birikmalaridan ozod kek olishdir.
Eritish usullarini tanlash xomashyoning sifatiga bog‘liq. Ishlab chiqarishning katta hajmida, xomashyo tarkibi o‘zgarmasligida uzluksiz tanlab eritish maqsadga muvofiqdir.
Davriy tanlab eritish tez moslashuvchi bo‘lganligi sababli, zarra moddalari yuqori miqdorli bo‘lgan xomashyoni qayta ishlashdan afzalroq.
Davriy tanlab eritish uzluksizga nisbatan, kamroq ishlab chiqarish qayta ishlashda ko‘proq sarf-xarajatlarni talab qiladi. Bir bosqichli tanlab eritish, odatda, davriy sxema bo‘yicha olib boriladi.
Tarkibida 0,5 % mishyak yoki 8 % gacha kremniy dioksidi bo‘lgan past sifatli boyitmalarni qayta ishlashda bir bosqichli sxemani qo‘llash maqsadga muvofiq.

k0-§. TANLAB ERITISHNING AMALIYOTI

Tanlab eritish davriy sxema bo‘yicha o‘tishining shartli talabi — ogarok sovitilgan va sinflarga bo‘lingan bo‘lishi kerak. Pechdan chiqqan ogarok (kuyindi) va changlar aralashmasining harorati 700— 750˚C bo‘lgani uchun, ularni aeroxolodilnik yoki konveyerlarda sovitiladi.
ovitilgan aralashmani aeroseparatorda kattaligi bo‘yicha sinflarga bo‘linadi. Yirik fraksiya (<0,3 mm) zoldirli tegirmonda yanchiladi va yangitdan klassifikatsiya (tasnif) qilinadi. inflangan kuydirilgan konsentrat tanlab eritishga yuboriladi.
Odatda, sinflash ikki bosqichda olib boriladi: neytral va nordon. Dastlabki (neytral) sinflash hamma pulpani ikki fraksiyaga bo‘ladi: qum (+0,30 mm) va il (-0,3 mm), har bir fraksiya alohida tanlab eritishni talab qiladi. Neytral sinflashdan chiqqan eritmani neytral tanlab eritishga yuboriladi. Qum fraksiyasini esa ishlatilgan elektrolit bilan tanlab eritiladi (pulpaning qoldiq nordonligi 20—60 g/l H₂ O₄).
Qum fraksiyasini mexanik yoki pnevmatik agitatorda tanlab
eritiladi. Bunda, ikki valentli temirni uch valentlikka oksidlantirish uchun marganets rudasi yoki piroluzit MnO₂ qo‘shiladi. Tanlab eritishdan so‘ng, qum yana sinflanadi. Nordon sinflashdan chiqqan qumlik mahsulot nordon tanlab eritishdagi rux kekidan deyarli farq qilmaydi. huning uchun bu fraksiya vels pechiga yuboriladi.
67
Neytral sinflashdan ajralib chiqqan eritmani, siklon va elektrofiltr changlari bilan neytral tanlab eritishga yuboriladi. Bu tanlab eritish pnevmatik tipidagi birin-ketin o‘rnatilgan agitatorlar qatorida o‘tkaziladi. Birinchi agitatorda sulfat kislotasini konsentratsiyasi 50—
60 g/l tashkil etadi. Tanlab eritish davrida kislota neytrallanadi. Bunda aralashmalar gidrolizga uchrab cho‘kmaga tushadi. Gidroliz jarayoni birinchi agitatorga marganes rudasini qo‘shib eritmani pH ni o‘zgartirib boshqariladi. Oxirgi agitatorda suyuq faza pH ni 5,2— 5,4 gacha ko‘tariladi. Gidorolizni to‘liq o‘tilgani oxirgi agitatordan chiqayotgan pulpadagi temir (II) miqdorligi orqali baholanadi. Odatda bu miqdorlik 30—50 mg/l tashkil qilishi kerak.
Neytral sikldagi oxirgi agitatordan pulpani quyuqlashtirgichga yuboriladi. Neytral quyuqlashtirgichdan chiqqan eritma, odatda, yaxshi tindirilgan qattiq moddani miqdorligi 1 g/l dan oshmaydi. Eritma o‘zi bilan tanlab eritish mahsuloti hisoblanadi. Uni zarralardan tozalab, ruxni elektrolitik tiklanishga yuboriladi.
Neytral quyuqlashtirgichlarning quyuq mahsuloti Q : =3—4 ga ega bo‘lib, nordon siklni pnevmatik agitatorlarga yuboriladi. Nordon tanlab eritishning birinchi agitatoriga miqdorligi 40 g/l rux va 120— 160 g/l H₂ O₄ bo‘lgan ishlatilgan elektrolit beriladi.
Oxirgi agitatorda sulfat kislota miqdorligi 0,5—1,0 g/l gacha
pasayadi, Q : ning nisbatligi esa 10—12 gacha ko‘tariladi.
Nordon siklda oxirgi agitatorda pulpa quyuqlashtiriladi. Quyuqlashtirgichda pulpa oxirgi agitatorda ZnO qo‘shimcha eriydi, kislota neytrallashib, pH 4,0—4,5 ko‘tariladi, aralashmalar gidroliz bo‘lib cho‘kmaga o‘tadi.

Tanlab eritish dastgohlari

Uzluksiz tanlab eritishga, odatda, pnevmatik agitator pachuk qo‘llaniladi. Pachuk o‘zi bilan zanglamaydigan po‘lat yoki temir- betondan tayyorlangan silindr shaklidagi chandir. Chan ichki yuza- si qo‘rg‘oshin yoki kislota ta'sir qilmaydigan keramika bilan futerlangan (himoya qilingan). Channing balandligi 6—10 m, dia- metri 3—4 m, ishchi hajmi 40—100 m³.

Channing markazida vertikal truba — aerolift o‘rnatilgan. Bu truba orqali 0,2—0,25 mPa bosimda havo beriladi. Havo pulpa bilan aralashib, yengil aralashma hosil qiladi va tepaga og‘ir pulpa bilan siqib chiqariladi.

68
Aeroliftni tashqari tomondan og‘ir, havo bilan to‘yinmagan, pulpa pastga va tanlab eritish reaksiyalarining o‘tishiga ko‘maklashadi.

Tanlab eritishning kerakli davomiyligini yuzaga keltirish maqsadida birin-ketin o‘rnatilgan bir necha pachuklar o‘rnatiladi. Dastlabki pulpani birinchi pachukka yuklanadi, oxirgi pachukdan esa pulpani quyuqlashtirgichga yuboriladi.
Davriy tanlab eritishda jarayon mexanik aralashtirgichli agitatorda olib boriladi. Uning hajmi 150 m³ ga yetadi. Aralashtirgich moslamada kislotabardosh po‘latdan tayyorlangan propelfli dastgoh o‘rnatilgan.
Kerak bo‘lsa, agitatorlarga isitish moslamasi o‘rnatiladi va tanlab eritish yuqori haroratlarda olib borilishi mumkin bo‘ladi.
Kuydirilgan rux konsentratini tanlab eritishda olingan pulpani qattiq va suyuq fazalarga ajratiladi. Fazalarni ajratish uchun quyuqlashtirish va filtrlash qo‘llaniladi.
Quyultirgich diametri 10—18 m va balandligi 4—5 m bo‘lgan channdan iborat.
Qattiq moddali pulpa changa yuklanadi. Quyultirgichda qattiq moddalar cho‘kadi va moslamadan chiqariladi. Pulpaning suyuq fazasi channing yuqori qismidan chiqarilib, keyingi texnologik jarayonlarga yuboriladi.
Quyuqlashtirish jarayonini jadallashtirish maqsadida pulpaga poliakrilamid (PAA) qo‘shiladi. Poliakrilamid mayda zarrachalarni kattalashtirib, og‘ir flokulalarga o‘tkazadi. Tindirilgan eritma tozalashga yuboriladi. Q : nisbati 2÷3 ga teng bo‘lgan quyultirilgan pulpa filtrlashga yuboriladi. Quyuqlashtirgichning ishlab chiqarish unumdorligi neytral siklda quyuqlantirilgan mahsulot bo‘yicha 2,5—4,0 t/m² · sutkada.
Diskali filtrni, unumdorligi 1 m² filtrlash yuzasiga bir sutkada 1—2 t ni tashkil qiladi. Kekning namligi 30—35 %. Umuman filtrlash yuzasi 80—100 m² ni tashkil qiladi.

k1-§. RUX SULFAT ERITMASINI ZARRALARDAN TOZALASH

ulfat eritmasidagi mavjud bo‘lgan hamma zarra moddalarni 4 guruhga bo‘lsa bo‘ladi.

1. 
   Fe, AI, Cu, As, Cd, Ge, Jn, iO₂.
   
2. 
   Cu, Cd, Ni, Ta.
   

69

3. 
   Co, Cl, F.
   
4. 
   K, Na, Mg, Mn.
   

Birinchi guruhdagi aralashmalar eritmadan gidroliz, birga cho‘kish, adsorbsiya va koagulatsiya yo‘llari bilan ajralib chiqadi.
Ikkinchi guruhda moddalardan tozalash — sementatsiya usuli bilan olib boriladi. Bunda elektr salbiyroq bo‘lgan rux undan elektr manfiy elementlarni siqib chiqaradi va cho‘kmaga o‘tkazadi. Rux o‘zi esa ion holatda eritmada qoladi va uni boyitadi.
Uchinchi guruhdagi moddalar faqat kimyoviy usul bilan chiqariladi. Ular maxsus qo‘shilgan reagent bilan qiyin eriydigan birikmalar hosil qilib, cho‘kmaga o‘tadi.
To‘rtinchi guruhdagi elementlar umuman ajralib chiqmaydi va eritmada to‘planadi. Ulardan tozalash uchun eritma qismi jarayon- dan chiqarilib, shu elementsiz toza eritmaga almashtiriladi, chiqarilgan eritmadagi rux keyinchalik ajratib olinadi.

Gidrolitik tozalash

Gidrolitik tozalash metall kationlarni eritmada suv bilan o‘zaro bog‘lanib, qiyin eriydigan gidrooksid hosil qilishga asoslangan. Bunda metallning konsentratsiyasi pasayadi va eritma tozalanadi.
Umumiy holda kationning gidroliz reaksiyasi yoziladi:

2 n
Me⁺ⁿ + n H O = Me (OH) + n H⁺ (21.1)
bunda: Meⁿ⁺ — metall kationi; n — kation zaryadi.
21.1 reaksiyasining borishi eritma pH ga bog‘liqdir: nordon muhitda metall gidrooksidi eriydi, aslida esa cho‘kadi.
Har bir metallda o‘ziga xos eritma pH qiymati bor, qaysiki gidroliz reaksiyasi muvozanatda bo‘ladi. Bu pH ning nomi — pH˚ g. tandart sharoitlar uchun (a=1 mol/l, t= 25C˚) bir qancha pH qiymatlari:

Metall kationi	Co3+	b3+	n2+	Fe2+	AI3+	Cu2+	Zn2+	Fe3+	Cd2+
pH	1,0	1,2	1,4	1,6	3,1	4,5	5,9	6,7	7,0

Bu qatorda ruxda chap tomondan joylashgan aralashmalar gid- roliz yo‘li bilan tozalanishi mumkin.

Neytral tanlab eritishda pulpani pH 5,2 — 5,4 oralig‘ida ushlab turadi. Bunda rux gidroliz ham bo‘lmaydi. Ionlar Co (III), b (III),

70
n (II), Fe (III), AI(III) bu sharoitlarda erimaydigan gidrooksidlar hosil qiladi.

Agar (21.1) reaksiya standart sharoitlarda o‘xshamasa, pH qiymati kation eritmalardagi aktivligiga bog‘liqdir.
pH = A—1/n Ig C _men+ (21.2)
bunda: C — kationning eritmadagi konsentratsiyasi, mol/l; A — kationga xos doimiylik.
O‘z qatorida A = -Ig L — IgK ^{1  Ig} Me (21.3)
n
bunda: L — gidrooksidning erish qobiliyati; K — suvning ionlar ko‘paytmasi; Me — kationning aktivlik koeffitsiyenti.
hunday qilib, neytral tanlab eritish sharoitlarida qiyin eriydigan Fe (III), As (III), b (III), aluminiy, Cu (II) va bir qancha noyob metallar gidrooksidlari cho‘kmaga o‘tadi va sulfat eritmasi bu zarra moddalardan tozalanadi.

Eritmani sementatsiya yo‘li bilan tozalash

ementatsiya elektrokimyoviy reaksiyaga asoslangan:
Me²⁺ + Zn = Me + Zn²⁺ (21.4)
Bunda aralashma metall ion holatidan metallik holatiga o‘tadi va cho‘kadi, rux — aksincha.
ementatsiya jarayonining asosida sementator metallning ionla- nishi qo‘yilgan:
Zn = Zn²⁺ + 2e (21.5)
Rux ionlari eritmaga o‘tadi. tandart sharoitlarda ( 25˚C; C_Zn =
1 mol/l) rux ionlarining o‘z-o‘zidan eritmaga o‘tishi to‘xtaydi, qachonki metallning potensiali E= — 0,763 V ga yetadi. Ionlanish davom etishi mumkin bo‘ladi, agarda metallik ruxdagi ortiqcha elektronlarni qandaydir ion o‘ziga qabul qilsa, masalan, Cd, Cu, Ni va boshqalar. Bunda aralashma metall ioni tiklanadi va sirtida metall shaklda o‘tiradi:
Meⁿ⁺ + ne = Me (21.6)

71
Metallik ruxdan elektronlarni faqat elektr-musbat metall va elementlar qabul qilishi mumkin. Demak, sementatsiya usuli bilan eritmadan faqat ruxdan elektr musbat aralashma zarra metallarni ajratib olish mumkin.

Qaysi metallar ajratib olish mumkinligini ularning standart elektrod potensiallarini solishtirib aniqlasa bo‘ladi. tandart potensiali — 0,763 V dan musbat hamma metallar sementatsiya yo‘li bilan tozalanishi mumkin.
tandart potensiali bo‘yicha bir-necha ma'lumotlar:

Metall	E˚, B	Metall	E˚, B
Na (I)	-2,714	Fe (II)	- 0,0440
AI (III)	-1,663	Cd (II)	- 0,403
Mn (II)	- 1,179	Co (II)	- 0,277
Zn (II)	- 0,763	Fe (III)	- 0,037

ementatsiya natijasida cho‘kma hosil bo‘ladi. Cho‘kmada mis, kadmiy va reaksiyaga kirmagan rux mavjuddir. Cho‘kma — mis — kadmiy keki filtrlanib, kadmiy olishga yuboriladi.

Eritmani kimyoviy tozalash usuli

Kimyoviy usul bilan rux sulfat eritmasini kobaltdan tozalanadi. Eritmada kobaltning miqdori 7—10 mg/l ni tashkil qiladi. Agarda uning konsentratsiyasi 3—4 mg/l dan ziyodroq bo‘lsa, bo‘lajak ruxning elektroliziga xalaqit beradi.
Kimyoviy usulda eritmaga reagentlar nitrozo-naftol (C₁₀H₆N OOH), yoki hlippe tuzi (Na₃ b ₄·nH₂O) beriladi. Jarayon 2—4 soat, 40— 50˚C da o‘tadi. hu davrda kobaltning qiyin eriydigan birikmalari hosil bo‘ladi va cho‘kmaga o‘tadi. Cho‘kma eritmadan filtrlarda ajratiladi. Filtrlashdan oldin eritma ohak bilan pH = 5,4 neytralla- nadi.
Kobaltning qoldiq miqdori eritmada 1—2 mg/l ni tashkil qiladi. Cho‘kma esa 2% kobaltga ega. Bu cho‘kmadan kobaltni ajratib olish mumkin.
Eritmada xlorning miqdori 500—800 mg/l gacha boradi. Bo‘lajak texnologik operatsiyalarga xalaqit bermasligi uchun, xlorning miqdorligi 80—150 mg/l dan oshmasligi kerak.
Xlordan eng effektiv tozalash usuli — uni kumush tuzlari bilan cho‘ktirishdir:
72
Ag₂ O₄ + 2NaCI= 2AgCI + Na₂ O₄ (21.7)
Xlor kuchsiz nordon muhitda, qoldiq miqdorligi 1—2 mg/l gacha cho‘ktiriladi. Odatda, eritmani qisman tozalanadi va tozalanmagan eritma bilan aralashtiriladi.
Bir xil zavodlarda mis tuzlari yordamida tozalanadi.

4 2 2 4 4
2Cu O + Zn + 2CI^— = Cu CI + Zn O + O (21.8)
Xlorning qoldiq miqdori 100—50 mg/l ni tashkil qiladi.

kk-§. RUXNING ELEKTR TIKLANISHI. RUXNING ELEKTR TIKLANISH NAZARIYASI

Rux — og‘ir, rangli metallar ichida eng elektrmanfiylardan biri. Uning standart potensiali — 0,7636, vodorodniki esa — 0,08, ya'ni

H

2
E > E_Zn. Buning natijasida ruxning elektr tiklanishi murakkab,
tezda o‘zgaradigan, noturg‘un elektrkimyoviy jarayon. Elektrman-
fiy ruxning, elektrmusbat vodorodga nisbatan elektrodga o‘tirishi, vodorodga o‘tirishi, vodorodning ruxda o‘ta kuchlanishi bilan bog‘liqdir. huning uchun, elektrtiklanishda o‘ta kuchlanishni saqlab turadigan sharoitlarni saqlab turish kerak. Vodorod kuchla- nishiga oid hamma omillar ruxning korroziyasiga va tokdan foydalanish koeffitsiyentini pasayishiga, rux elektrtiklanish jarayonining buzilishiga olib keladi.
Vodorodning o‘ta kuchlanishiga tok zichligi, harorat, katodda o‘tirgan rux sirtining ahvoli, elektrolit tarkibi va zarra aralashmalar- ning mavjudligi ta'sir qiladi.
Amaliyotda ruxni elektr o‘tkazish yashik shaklidagi vannada, erimaydigan qo‘rg‘oshin yoki qo‘rg‘oshin kumush anod yordamida o‘tkaziladi. Vannaga uzluksiz tozalangan neytral rux eritmasi beriladi va ishlatilgan elektrolit chiqarib yuboriladi. Rux aluminiydan yasalgan matritsaga cho‘ktiriladi, ulardan biri sutkada bir marta ajratib olinadi.
Yaproq katod ruxni induksion pechda xlor ammoniy qatlam ostida eritiladi va quyma moslamaga quyiladi.
ulfat kislotali rux eritmasidan metallni katodga cho‘ktirishda, quyidagi reaksiyalar o‘tishi mumkin:
Zn²⁺ + 2e = Zn (22.1)
73

2
2H⁺ + 2e =H (22.2)
Me²⁺ + 2e= Me (22.3)
Zn — 2e = Zn²⁺ (22.4)
Katod potensiali, elektrolit tarkibi va elektr o‘tkazish sharoitlariga qarab 22.1—22.4 reaksiyalardan biri oqib o‘tadi. Katodda ionlarning razryad potensiali Nernst tenglamasi bilan aniqlanadi:
E=E₀ + RT/nF · Ina + φ (22.5)
bunda: E₀ — ionning normal potensiali; R — gaz doimiyligi; T — absolut harorat; F — Faradey konstantasi; n — iondagi zarralar soni; a — ion aktivligi; φ — polarizatsiyalanishi.
Vodorodning ruxdagi o‘ta kuchlanishi tok zichligi bilan Tafel tenglamasi orqali bog‘langan:
U = a + b Ig i (22.6)
Bunda: a va b — doimiyliklarning qiymatlari: a = 1,24 va b = 0,118.
Texnikaviy ruxda vodorodning o‘ta kuchlanishi tok zichligiga bog‘liq. Masalan, tok zichligining 400 — 600 A/m² oralig‘ida, o‘ta kuchlanish qiymati 1,11—1,13 V ni tashkil qiladi.
Ruxning elektr o‘tkazish amaliyotida vodorodning ruxdagi o‘ta kuchlanishini oshirish katta ahamiyatga ega. Uni tok zichligini oshi- rish, elektrolit haroratini pasaytirish, eritmani zarra moddalardan tozalash, eritmaga aktiv moddalar qo‘shish yo‘llari bilan amalga oshirish mumkin.
Tokdan foydalanish koeffitsiyenti rux konsentratsiyasi pasayishi bilan kamayadi. Ayniqsa, rux konsentratsiyasi 50 g/m³ dan pastroq bo‘lib qolsa, kislota elektrodida konsentratsiya kamayishi tokdan foydalanishni oshiradi.
Harorat oshishi tokdan foydalanishning pasayishga olib keladi. Elektr quvvatining solishtirma sarfi aniqlanadi:
W = U / 1.219, kVt · s/kg
Bunda: U — vannadagi kuchlanish, 1,219 — elektrokimyoviy ekvivalent.
74
Vanna elektr balansi
Nordonlik 91 g/l, harorat 35˚C, bir xil elektrodlararo masofa 76 mm, tok zichligi 373 A/m² sharoitlarda ishlaydigan vannaning elektr balansi:

Elektrodlardagi potensiallar ayrmasi	kuchlanish, V 2,892	77,2
ΔU, shlam va anodda	0,03	0,8
ΔU, eritmada	0,561	15,0
ΔU, kontaktlarda	0,261	7,0
ΔU vannada	3,744	100,0

Ko‘rsatkich ^Vannadagi

Umumiy qismi, %

Zavodlarning faoliyatiga asoslangan holda, elektrolitda zarra aralashmalarning ruxsat etilgan miqdorliklari 22.1-jadvalda ko‘rsa- tilgan:

22.1-jadval

mg/g		mg/l		g/l
Cu	0,1 — 0,2	C	2 — 8	Mn	3 — 10
Co	2 — 4	As	0,1 — 0,2	Mg	10 — 17
Ni	0,5 — 1,0	b	0,1 — 0,2	Na	5 — 10
Fe	50 — 100	Cl	0,05 — 0,1	Cl	0,05 — 0,1
A	0,03 — 0,04

Zarra aralashmalarning miqdorini ko‘rsatilgan chegaralarda ushlab turish, foydalanish bilan yuqori sifatli rux olish imkoniya- tini beradi.

Anod jarayoni

Anod — qo‘rg‘oshin yoki uning kumush bilan quymasidan tay- yorlangan. Qo‘rg‘oshinni anod sifatida qo‘llash uning sulfat kislota- li elektrolitda passivlik holatiga o‘tishi bilan bog‘liq. Passivlik holatiga o‘tishi uning sirtida PbO oksid qatlami paydo bo‘lishi bilan tushuntiriladi.
Anodda taxminan quyidagi reaksiyalardan biri oqib o‘tadi:

1. 2 H₂O — 4 e = O₂
+ 4H⁺ φ
= + 1,229 V (22.7)

2. 
   
   1
   2 H O — 2 e = H O + 2H⁺ φ
   

= + 1,779 V (22.8)

2 2 2 2

75

2 2 3
3. H O — 2 e = O + 2H⁺ φ = + 2,42 V (22.9)
bunda: φ — oksidlovchi-tiklovchi potensial.
Rux elektr cho‘ktirishining real sharoitlarda (22.7) reaksiyani o‘tish ehtimoli ko‘proq.
Qo‘rg‘oshindan tayyorlangan anodlarda bir qancha kamchiliklar bor:

1. 
   anodda kislorodni ajralib chiqish jarayonini yuqori potensial (2,1 V, tok zichligi 500 A/m² da);
   
2. 
   eritmada qo‘rg‘oshinning qisman eruvchanligi va elektrolitni zarra moddalar bilan ifloslantirish;
   
3. 
   elektroliz jarayonida anodlaring tashqi ko‘rinishining o‘zgarishi. Bu kamchiliklardan qo‘rg‘oshin bir foiz kumush bilan qo‘shilgan anodlar ozod, shuning uchun bunday anodlar amaliyotda keng
   

tarqalgan.

k3-§. RUX ELEKTROLITIK TIKLANISHINING AMALIYOTI

Elektroliz jarayonlari o‘tkazish sharoitlariga qarab zavodlar 3 guruhga bo‘linishi mumkin:

1. 
   Tok zichligi 350—500 A/m² va ishlatilgan elektrolitning kislotaliligi 90—120 g/l H₂ O₄ zavodlarda (standart sxema).
   
2. 
   Tok zichligi 500—600 A/m² va ishlatilgan elektrolitning
   

kislotaliligi 150—200 g/l H₂ O₄ zavodlarda (intensivlashgan sxema).

3. 
   Tok zichligi 1000 A/m² va ishlatilgan elektrolitni kislotaliligi 300 g/l H₂ O₄ zavodlarda (Teynton metodi).
   

Hamma zavodlarning asosiy yo‘nalishi iloji boricha toza elektrolit
bilan ishlash — mishyak, surma va kobalt kabi aralashmalardan chuqur nisbatdan yuqori haroratda ishlashga imkon beradi.
MDH davlatlarida elektrolizni 500—550 A/m² tok zichligida olib boriladi. anoat tarkibi shuni ko‘rsatadiki, tok zichligi 500 dan 700 A/m² gacha oshirilsa, elektroliz vannasi unumdorligi 40 foizga ko‘tariladi va nisbatlik elektr energiyasining sarfi faqat 6 foiz oshadi. Iqtisodiyot tomonidan bu tadbir oqlangandir. Elektroliz ko‘rsatkichlarini yax- shilash uchun, ko‘pincha qo‘shimcha sifatida stolar kleyi beriladi. Uning sarfi 1 t quyma ruxga 0,1—0,55 kg ni tashkil etadi. Qanchalik elektrolitda aralashmalar ko‘p bo‘lsa, kley sarfi shuncha oshib bora-
76
di. Ammo bunda elektrolitning o‘zi kley bilan zaharlanadi va bu tadbir cheklangan holda qo‘llanishi mumkin.
Elektroliz sexlariga sulfat kislota bug‘i chiqishi oldini olish uchun, elektrolitga ko‘pik beruvchi moddalar qo‘shiladi. MDH davlatlarida shunday modda hisobida saponin (sovunli ildiz) qo‘llaniladi. Nisbatan murakkab va mustahkam ko‘pikni albumin (buqa qoni) tashkil qiladi. Albuman ham qo‘llanishi mumkin.

Elektrolit aylanishi va sovitilishi

Eritmaning aylanishi uni sovitish sistemasiga bog‘liq. Zamonaviy zavodlarda vannadan bir balandlikda joylashgan va neytral, tozalangan hamda ishlatilgan elektrolitlarning intensiv aylanishligi qo‘llaniladi. Bunday aylanish sistema intensiv sxemada ishlaydigan zavodlarda qo‘llaniladi, chunki ajralib chiqayotgan fizikaviy issiqligini maxsus moslama bilan chiqarishning iloji yo‘q. Bu holatlarda elektrolitni markazlashtirgan sovitish sistemasi qo‘llaniladi. ovitish vakuum-bug‘lanish dastgohida o‘tkaziladi.
Aylanish va sovitish sistemasini tanlash elektroliz tarkibiga bog‘liq. Tok zichligi 400—550 A/m² atrofida bo‘lsa, bir karra aylanish yetar- lidir. Bunda elektrodda ajralib chiqayotgan gaz eritmani qo‘shimcha aralashtiradi.

Elektroliz sexlarini tashkil qilish

Rux elektroliz sexlari uchta asosiy bo‘limlardan iborat: tok berish elektroliz va katodli ruxni qayta eritish. Vannalar bir balandlikda o‘rnatiladi.
Elektroliz sexining asosiy dastgohi anod va katodli vanna, tok o‘tkazuvchi shishalar, elektrolitni quyish va chiqarish moslamalari va uni sovitish. Vanna temir-betondan tayyorlanib, uning ichki o‘lchamlari: uzunligi 1,5—3,9 m; eni 0,8—0,9 m; chuqurligi 1,0— 1,4 m. Vannaning ichki sirti viniplast bilan tayyorlangan.
Vannadagi katod va anodlarning soni vanna o‘lchami va elektrod- lar masofasiga bog‘liq. Ko‘p zavodlarda bir xil elektrodlar aro masofa 70—80 mm. Bu masofani kamaytirish qo‘shimcha elektrodlar joylashtirishga imkon yaratadi. Bu tadbir tok zichligi o‘zgarmagan holda unumdorlikni oshirishi mumkin. Faqat elektrodlarni o‘ta yaqinlashtirish katod va anodlarda qisqa tutashuv bo‘lishiga olib kelishi mumkin.
77
Katodlar A 1 markali aluminiydan tayyorlanadi. Uning eni 4—5 mm. Dendrit hosil bo‘lishini kamaytirish maqsadida katod anodga nisbatan 20—25 mm ga enliroq va uzunroq qilinadi.
Katodlarning chekkalariga rux o‘tirmasligi uchun unga rezinali plyonka kiydiriladi.
Anodni ko‘pchilik zavodlarda 1 foiz kumushi bor qo‘rg‘oshin eritmasidan yasaladi.
Elektrolitlarni sovitish vakuum-bug‘lovchi moslamalarda o‘tkaziladi. Uning ishlash prinsipi: suyuqlik ustida vakuum paydo qilinadi. Buning natijasida suv qaynaydi va bug‘lanadi. Qolgan eritma esa bug‘lanish issiqligi natijasida belgilangan haroratgacha sovitiladi.


Vannalarni va elektrodlarni elektr zanjiriga ulash sxemalari


anoatda qo‘llaniladigan elektr to‘g‘rilagichlar kuchlanishini 550— 750 V. Vannadagi kuchlanish 3,5—3,7 V bo‘lgani uchun, zanjirga birin-ketin 150—200 vanna ulanadi. Bular bir seriyani tashkil qiladi. Vannalar ikkilangan qator bilan ulanadi. Elektrolizni boshqarishda, vannalarning eritma bilan ta'minlanishi katta ahamiyatga ega. Vannaga neytral eritmaning sarfi 1,5—4,0 l/min oralig‘ida bo‘ladi. ulfat kislotaning miqdorliligi rux va kislota molekular og‘irliklarining
nisbatligidan kelib chiqadi:
K = 1,5 ( m — i) g/l
bunda: K — ishlatilgan elektrolitdagi kislotaning konsentratsiyasi, g/l; m — neytral elektrolitdagi ruxning miqdorliligi, g/l; i — ishlatilgan elektrolitdagi ruxning miqdorliligi, g/l. Neytral eritmaning zichligi, asosan, undagi ruxning miqdorliligiga bog‘liq. Rux eritmasini sulfat kislotasiga almashtirish, elektrolitning zichligini kamaytiradi. Odatda, rux cho‘kmasini katodda o‘stirish 24 soat davom etadi. Rux katoddan qo‘l moslamalari yordamida ajratib olinadi. Vanna- dan bir paytda 5—10 katod olinadi.
Katodli rux xlorli ammoniy ostida induksion pechda eritiladi. Xlorli ammoniyning sarfi cho‘tkali ruxning 0,5—0,6 foizini tashkil qiladi. Pechning sig‘imi — 20 t, ishlab chiqish unumdorligi — 120 t/sutkada.
78
Bir necha texnik-iqtisodiy ko‘rsatkichlar:

• 
  tokdan foydalanish — 91,2 foiz;
  
• 
  elektr quvvatining nisbatlik sarfi — 3010 kVt · s/t;
  
• 
  vannadagi elektr kuchlanish, — 3,29 V;
  
• 
  ruxning isrofgarchiligi — 0,3 — 0,4 foiz;
  
• 
  ruxning changga o‘tishi — 1,5 — 2,0 foiz.
  

k4-§. RUX KEKINI VELSEVLASH USULI BILAN QAYTA ISHLASH
Rux keklari sulfidli konsentratning gidrometallurgik usuli bilan qayta ishlash texnologiyasini yakunlovchi mahsulot hisoblanadi. Uning chiqishi dastlabki xomashyo sifatiga bog‘liq. Boy va toza konsentratlarda kekning chiqishi 20—25 foiz bo‘ladi. O‘rta sifatli konsentratdan esa 40—45 foiz kek ajralib chiqadi (konsentratning massasiga nisbatan).
Rux keklarining taxminiy tarkibi, %: 19—24 Zn; 5—12 Pb; 0,3— 1,3 Cu; 0,1—0,2 Cb; 23—32 Fe; 5—10 (buning ichida 1,5—5,0
); 10—12 iO₂; 0,4—3,2 CaO; 0,3—1,3 MgO; 0,5—1,0 Mn va
170—425 g/t Ag. Ruxning kekda shunday katta miqdorligi kuydi- rish davrida ferritlar paydo bo‘lishi bilan tushuntiriladi.
Agarda rux, qo‘rg‘oshin va ular birikmalarining yuqori uchuv- chanligidan foydalanilsa, ma'lum sharoitlarda uchadigan jismlarni vozgon shaklga o‘tkazish mumkin. Vozgon asosan rux va qo‘rg‘oshin oksidlaridan iborat bo‘ladi, qoldiqda esa klinker bo‘ladi. Klinkerda boshqa elementlardan — mis va nodir metallar bor. Bunday tiklovchi- distilatsion kuydirish rux keklarini qayta ishlashda keng tarqalgan va velsevlash usuli deb nomlangan.
Velsevlash yoki vels — jarayon aylanadigan trubali pechda, 1000— 1200˚C harorat oralig‘ida o‘tkaziladi. Haroratning yuqori qiymati shixta eruvchanligi bilan cheklangan, qaysi butun jarayon davomida qattiq holatda bo‘lishi kerak.
hixta tarkibiga tiklovchi modda koks kiritiladi. Bunda jarayonning dastlabki daqiqalarida quyidagi reaksiyalar ro‘y beradi.
ZnO + C = Zn_gaz + CO (24.1) Zn O₄ + 2C = Zn + 2 CO₂ (24.2)
ZnO + Fe₂O₃ + FeO =ZnO + FeO · Fe₂O₃ (24.3)
79
Gaz fazasida CO ning oksidlanishi yuqori haroratni ushlab turishga ko‘maklashadi:
2CO + O₂ = 2CO₂ + Q (24.4)
rux bug‘lari esa oksidlanadi:
Zn + 0,5 O₂ = ZnO + Q (24.5)
va gaz oqimi bilan chang ushlash sistemasiga chiqariladi.
Pechning birinchi qismida deyarli to‘la rux sulfati va qisman rux ferriti ajraladi. Buning natijasida ruxning sulfid va oksid turlari oshadi. Pechning ikkinchi qismida (24.1, 24.3) reaksiyalar oqib o‘tishi natijasida oksid va ferritlar keskin kamayadi.
Pechning o‘rta qismida rux oksidi kremniy dioksidi bilan o‘zaro bog‘lanib, silikatlar ko‘payishiga olib keladi.
Temir rux va qo‘rg‘oshin ferriti, magnetit va gematit shakllarda albatta velsevlashga kelgan kekda bo‘ladi. Bu temir pechning ikkinchi yarmida oksid va sulfidlardan metallik holatiga aktiv tiklanadi. Buning natijasida qo‘shimcha rux qiyin tiklanadigan moddalardan vozgon shaklga o‘tadi:
Zn + Fe = Fe + Zn (24.6) (2ZnO · iO₂) + 2Fe = (2FeO · iO₂) + 2Zn_gaz (24.7) ZnO + Fe = FeO + Zn_gaz (24.8)
hunday qilib, velsevlash jarayonining yakunida pechning reak- sion massasida ruxning oksid, sulfid va silikat shakllari kamayadi. Klinkerda ruxning qolgan miqdori 0,1—1,0 foizni tashkil qiladi. Klinkerda rux quyidagi shakllarda uchraydi, sulfid 45; silikat 17; aluminat-ferrit 20; oksid 18 foiz.
Velsevlash davrida temir ruxning ajralib chiqishiga ko‘maklashadi. Faqat 1180˚C da (2FeO· iO₂) — FeO evtektikasi eriydi va qattiq cho‘kma (nastil) paydo bo‘lishiga olib keladi. Undan tashqari, temirning uglerodlanishini cho‘yan hosil qiladi va ular yirik zo‘ldir turiga aylanadi. hu sababli vels pechda 1150˚C yuqori harorat zonasi iloji boricha qisqa bo‘lishi kerak.
Qo‘rg‘oshin kekda quyidagi shakllarda bo‘ladi, %: sulfat 60; ferrit 10—15; silikat 10—15; sulfid 5—10. Velsevlash davrida qo‘rg‘oshinni sulfid va oksidi par holatiga o‘tib, vozgon tarkibiga kiradi.
80
Pechning birinchi yarmida qo‘rg‘oshin sulfatining sulfidgacha intensiv tiklanishi bo‘ladi:
Pb O₄ + 2 C = Pb + 2CO₂ (24.9)
Pb qisman uchib vozgonga o‘tadi, qolgan qismi esa mis va temir sulfidlari bilan shteyn hosil qiladi. ulfatning qismi ajraladi va oksid hosil qiladi:
Pb O₄ = PbO · O₃ (24.10)
Qo‘rg‘oshin birikmalari o‘zaro bog‘lanib, metallik qo‘rg‘oshin hosil qilishlari mumkin:
Pb + Pb O₄ = 2 Pb + 2 O₂ (24.11)
Pb + 2 PbO = 3 Pb + O₂ (24.12)
Metallik qo‘rg‘oshinlar holatiga o‘tmaydi va klinkerda to‘planadi. Klinkerda qo‘rg‘oshin qoldiq miqdori 0,5—0,8 foiz. Klinkerdagi shakllari, %: metall 40; sulfid 29; aluminat 25; oksid va silikat 6. Mis, oltin va kumush velsevlash davrida to‘liq klinker tarkibiga o‘tadi. Velsevlash jarayoni uzunligi 100 m dan ko‘proq bo‘lgan quvur- simon pechda olib boriladi. Uning diametri 2—2,5 m. Pech gori- zontga nisbatdan 3—5 burchak gradus qiyalikda joylashgan. Pech
ichki sirti futerlangan.
Vels pechning taxminiy issiqlik balansi, foiz:

kirish		chiqish
Koks yonishi	75	Texnologik gazlar	40—45
Tabiiy gaz yonishi	4	Klinker	11—15
Ekzotermik reaksiyalar	21	Endotermik reaksiyalar va shixtaning isitilishi	12—15
		hixtaning namligi, bug‘lanishi	10—12
		Kladka orqali isrofgarchilik	10—15

Pechga yuklanadigan materiallar kattaligi 5—10 mm bo‘lishi kerak.

Koksning shixtadagi miqdori qayta ishlanadigan modda og‘irligining 35—45 foizini tashkil qiladi.
Pechda shixta barabanni 1 ayl/min tezligida aylanishida aralash- tiriladi va bosh qismidan pastga qarab siljiydi. Odatda, shixta pech hajmining 15—20 foizini egallaydi.
6— A. Yusupxodjayev, S. Xudoyarov ⁸¹
Kuydirishda ajralib chiqadigan gazlar sovitiladi va changdan tozalanadi. Katta o‘lchamli chang shixtdan mexanik ajralib chiqqan bo‘ladi va changning umumiy qismidan 5—6 foizini tashkil qiladi. Bu chang ushlanib, yangitdan vels pechga yuklanadi. Mayda voz- gonlarda 60—70 foiz rux bor. Ular filtrlarda ushlanib, mustaqil qayta ishlanadi. Ruxning vozgonga ajralib o‘tishi 90—93 foizni tashkil qiladi, qo‘rg‘oshin esa — 90 foiz.
Pechning nisbatlik ishlab chiqish unumdorligi bir sutkada 1 m³ ishchi hajmdan taxminan 1 t shixtani tashkil qiladi.
Klinkerning taxminiy tarkibi, %: 0,9—6 Cu; 0,7—2 Zn; 0,5—
1,5 Pb; 2—4 Fe; 15—20 C; 2—20 g/t Au; 50—200 g/t Ag.


k5-§. RUX KEKINI GIDROMETALLURGIK USUL BILAN QAYTA ISHLASH

Rux kekini gidrometallurgik usul bilan qayta ishlash rux ferritini sulfat kislotasida eritishga asoslangan. Bunda rux va temir eriydigan sulfat holatiga o‘tkaziladi. Keyinchalik temir eritmadan har xil qiyin eriydigan birikmalar shaklda (gidrooksid, getit, yarozit) cho‘ktiriladi. Rux ferriti yuqori konsentratsiyali sulfat kislotasida baland harorat- larda eriydi.

Rux kekini gidrometallurgik qayta ishlash hozirgi paytda keng tarqalayotgan jarayon. Ko‘p ixtiro qilingan usullardan faqat getit va yarozit jarayonlar qo‘llanayotir.

k5.1. Getit jarayon

Rux keki ishlatilgan elektrolit bilan 6—8 soat davomida 95˚C haroratda tanlab eritiladi. Jarayon erkin sulfat kislotaning 50 g/l qoldiq miqdorigacha davom ettiriladi. Olingan qo‘rg‘oshin-kumush kek o‘z tarkibida 25 foiz Pb hamda 3—4 foiz Zn saqlaydi va u qo‘rg‘oshin zavodlarga yuboriladi. Kekning ajralib chiqishi umumiy rux kekining 1/3 qismini tashkil etadi.

Kekning tanlab eritilgan eritmasida temirning qismi (30 g/l) Fe₂ ( O₄)₃ turida uchraydi. Vaqtdan oldin temir (III) gidrolizining oldini olish maqsadida temir rux sulfidi bilan tiklanadi:
Fe₂( O₄)₃ + Zn = Zn O₄ + 2Fe O₄ + (25.1)
82
Tiklanish reaksiyasini 97˚C da 3—4 soat davomida olib boriladi. Tarkibida 20% Zn va 50% bo‘lgan sulfidli kek, dastlabki konsen- trat bilan birga kuydirishga yuboriladi.
20 g/l H₂ O₄, 20—30 g/l ekvivalentli temir va 1 g/l uch valentli temirga ega bo‘lgan eritma neytrallashadi. Neytralizator hisobida kuyindi qo‘llaniladi:
H₂ O₄ + ZnO = Zn O₄+H₂O (25.2)
Eritma H₂ O₄ miqdorini 3 g/l gacha pasaytiradi. Bunda Fe (III) cho‘kmaga o‘tadi. Neytrallangandan so‘ng quyultirilgan mahsulot tanlab eritish uchun qaytariladi, eritmadan esa getit cho‘ktiriladi.
Operatsiyani 90—95˚C da 6 soat davomida o‘tkaziladi. Bunda eritmani qo‘shimcha neytrallab, pH = 1,5—2,5 pasaytiriladi va Fe

2. 
   ni havoda kislorod bilan oksidlantiriladi. Temirning oksidlanishi Cu (II) ishtirokida tezroq o‘tadi. Oksidlangan temir gidrolizga uchraydi va qiyin eriydigan getit (-FeOOH) hosil qiladi.
   

Fe₂( O₃)₄ + 4H₂O = 2 FeOOH + 3 H₂ O₄ (25.3)
Cho‘kma deyarli yaxshi quyuqlanadi va filtrlanadi. Getit kekida 50 foiz Fe va 3—4 foiz Zn mavjud. U otvalga tashlanadi, eritma esa neytral tanlab eritishga yuboriladi. Getit jarayonida rux kekidan 80 foiz Zn va Cd hamda 70 foiz Cu ajratib olinadi. Bu ruxni zavod bo‘yicha ajratib olish darajasini 95—96 foiz oshirishga olib keladi. Ruxni yuqori darajada ajratib olishdan tashqari, getit jarayonining yana bir necha yutuqlari bor. Bular ichida eritmani 70 foiz gacha quyidagi zarra aralashmalardan tozalash mumkin: As, b, Ge, In, A va boshqalar. Getit cho‘kma yengil filtrlanadi [0,5—1,0 t/ (m·soat)]. Jarayon defitsit bo‘lmagan (rux konsentrati, kuyindi, ishlatilgan elektrolit, havo) moddalar va oddiy moslamalarda
qo‘llaniladi.

k5.k. Yarozit jarayon

Rux kekini 150—200 g/l H₂ O₄ eritmasida 80—90˚C 4—6 soat davomida qayta ishlanadi. Qoldiqda (asosan Pb O₄, iO₂ va temir oksidlari) oltin va kumush boyitilgan bo‘lib, eritmadan ajratib olinadi va qo‘rg‘oshin zavodlariga yuboriladi. Eritmada rux, kadmiy, mis va boshqa sulfat kislotasida eriydigan moddalar bor. Eritmada H₂ O₄

83
ning qoldiq miqdori 40—60 g/l bo‘lgani uchun uni 10 g/l gacha pasaytirish maqsadida kuyindi bilan neytrallashtiriladi.
Pulpaning qattiq fazasini eritmadan quyuqlashtirgichda ajratib olinadi. Quyuqlangan pulpa kekni tanlab eritish bosqichiga yuboriladi. Eritma esa temirdan tozalashga yuboriladi. Temirdan tozalash 85— 95˚C da olib boriladi. Tozalash uchun kislorodga boyitilgan havo qo‘llaniladi yoki piroluzit qo‘shiladi. Eritmaga, qanday yarozit olish maqsadida, potash, soda yoki ammiak suvi qo‘shiladi. Kuyindini eritmani pH = 1—1,5 gacha pasayguncha qo‘shiladi.
Yarozit cho‘kma 40 g/l H₂ O₄ eritma bilan yuviladi va filtrlana- di. Yarozitni cho‘ktirishda ko‘pgina zarra aralashmalaridan eritma tozalanadi. Cho‘kmadagi aralashmaning miqdori uning dastlabki eritmadagi miqdoriga bog‘liq:
^Cqoldiq ^{= KC}eritma ^(25.4)
Bunda: C_qoldiq va C_eritma — aralashmaning cho‘kma va eritmadagi miqdori foiz. K — ajratib olish koeffitsiyenti.
Ajratib olish koeffitsiyenti aralashmaning eritmadan chiqarilishi va cho‘kmada tanlanishini baholaydi. Yarozit bilan quyidagilar yuqori darajada birga cho‘kadi (K = 5 — 13): As(V); b (III), Jn (III), Ca (III), Te (I), A. Ancha kamroq esa quyidagilar cho‘kadi (K = 0,5 — 1,4) : Cu (II), Ni (II), Co (II), AI (III), As (III), Ge (IV). Umuman
cho‘kmaydigan aralashmalar: Cd (II), Mg (II), Mn (II), CI^—.
Yarozit bilan ruxning birga cho‘kishi deyarli kam, faqat uning eritmadagi yuqori miqdorligida (160 g/l) cho‘kmadagi miqdorligi 1 foizni tashkil qilishi mumkin.
Yarozit — jarayon temirning qiyin eriydigan murakkab modda shaklida ajralib chiqishi bilan yakunlanadi. Yarozit cho‘kmaning formulasi:

bunda:
Me₂ O₄· Fe₂ ( O₄)₃·4 Fe (OH)₃

4
Me — bu Na⁺, K⁺, NH⁺

Temirni yarozit shaklida o‘tkazish ruxni zavod bo‘yicha yuqori darajada (95—96 foiz) ajratib olishga imkon yaratadi. Qo‘rg‘oshin va qimmatbaho metallar (94—97 foiz) qo‘rg‘oshin-kumush kekiga o‘tadi.

84

k5.3. Vozgonlarni gidrometallurgik usul bilan qayta ishlash

Vozgonlar alohida siklda yoki kuydirilgan konsentrat bilan qayta ishlanadi. Bir xil zavodlarda, tanlab eritishdan oldin, vozgonlar kuydiriladi. 600 — 700˚C da 1—2 soat davomida kuydirish natijasida 75 foiz CI va 70—75 foiz F yo‘qotiladi. Mishyak eriydigan holatga o‘tadi, uglerod esa yonib ketadi. Vozgonlarni kuydirish bo‘lajak tex- nologik jarayonlarni ancha osonlashtiradi va rux va kadmiyning erit- maga o‘tish darajasini oshiradi.

Vozgonlarni gidrometallurgik qayta ishlash quyidagicha olib boriladi. Tanlab eritish davriy sxema bo‘yicha 70 — 80˚C da olib boriladi.
ulfat kislotasining boshlang‘ich konsentratsiyasi 160—170 g/l ni tashkil qiladi. Vels-oksid qo‘shilib, kislotani 15 — 20 g/l gacha neytrallash- tiradi. Bunda eritmaga Zn, Cd, Jn, As, b, CI, Fe o‘tadi. Qoldiq qo‘rg‘oshin keki bo‘lib, maxsuslashtirilgan zavodlarga yuboriladi. Erit- ma rux zavodlardagi sxemalar bo‘yicha qayta ishlanib, kerakli moddalar ajratib olinadi.

k6-§. KADMIY ISHLAB CHIQARISH

k6.1. Kadmiy birikmalarining xususiyatlari va ularning texnologik jarayonlarga ta’siri

Kadmiy davriy sistemaning II guruh elementi, atom nomeri 48, atom og‘irligi 112,4. Kadmiy oq rangli metall, zichligi 8,63 — 8,69 g/sm³, erish harorati 321˚C, qaynash harorati 767˚C. Kimyoviy xususiyatlari bo‘yicha kadmiy ruxga yaqin. tandart elektrod potensiali — 0,403 V. Kadmiyning elektr kimyoviy ek- vivalenti 2,096 g/(A·soat).

Amaliyotda kadmiyning sulfat va sulfidi katta ahamiyatga ega. Kadmiy sulfati Cd O₄ suv va sulfat kislotasining suvdagi eritmalari- da eriydi.
ulfat kadmiyning eruvchanligi sulfat kislotasining miqdorligi oshib borishda tobora kamayib boradi. Bunday xususiyat kadmiy sulfatni olishda qo‘llaniladi. Oldin metallik kadmiy sulfat kislotasida eritilib, keyinchalik cho‘kmaga o‘tkaziladi. Jarayon «visalivaniye» deb nomlangan.
85
Kuydirilgan rux konsentrati tanlab eritishda kadmiy oksidi, sulfati va silikati quyidagi reaksiyalar bo‘yicha to‘liq eriydi:
Cd O₄ (k) + H₂O = Cd O₄ (er) (26.1)
CdO + H₂ O₄ = Cd O₄ + H₂O (26.2) CdO · iO₂ + H₂ O₄ = Cd O₄+H₂ iO₃ (26.3)
Kadmiy sulfid va ferriti kuchsiz sulfat kislota eritmasida erimaydi. Kadmiy sulfidi kuchli xlor va azot kislotalarida eriydi. Xuddi shunday kuchli qaynagan sulfat kislotasi va uch valentli temir sulfati eritmasida ham eriydi.
Umuman, kadmiyni tanlab eritishda ajratib olish, ruxga nisba- tan pastroq. Kadmiy sulfidi yuqori miqdorli bo‘lgani sababli, metallni ajratib olish darajasi 70 foizdan ortmaydi.
Qolgan kadmiyni tanlab eritishning qoldig‘i — kekka o‘tadi. Rux kekini velsevlash davrida 90—95 foiz kadmiy ajratib olinadi va vozgonlarga o‘tadi.
Vels-oksidlarni tanlab eritishda 60—70 foiz kadmiy eritmaga o‘tadi. Agarda eritmaga kislota qo‘shimcha berilsa, ajratib olish 15— 20 foiz ko‘payishi mumkin.
Rux sulfat eritmasidan kadmiy sementatsiya orqali olinadi. Eritmani kadmiy va misdan rux kukuni bilan tozalashda, kadmiy deyarli to‘liq cho‘kmaga o‘tadi. Bu cho‘kma mis-kadmiy keki deb nomlanadi va kadmiy olishning asosiy xomashyosi hisoblanadi. Kadmiy sulfidi atmosfera muhitida qizitilsa, sharoitlarga qarab,
sulfat oksid holatigacha oksidlanadi.
Cd + 2O₂ = Cd O₄ (26.4) Cd + 1,5 O₂ = CdO + O₂ (26.5)
300˚C da ko‘zga ko‘rinarli darajada kadmiy sulfati hosil bo‘ladi, 600˚C da esa kadmiy oksidi paydo bo‘ladi, 700˚C da kadmiy sulfatga reaksiya oqib o‘tishi natijasida to‘liq yo‘qoladi:
Cd + Cd O₄ = 2Cd + 2 O₂ (26.6)
Metallik kadmiy tezlik holatda havodagi kislorod hisobiga oksidlanadi:
Cd + 0,5O₂ = CdO (26.7)

86
Buning natijasida 600˚C dan yuqori haroratda kadmiy asosan oksid holatida uchraydi.

700—100˚C oralig‘ida kuydirishda kadmiy sulfidi, boshqa metallarga nisbatdan, sekinroq oksidlanadi. Oksid aralashmasi paydo bo‘ladi.
700—900˚C oralig‘ida ferrit va silikatlar paydo bo‘lishi mumkin:
Cd O₄ + Fe₂O₃ = CdO · Fe₂O₃ + O₃ (26.8)
Cd O₄ + iO₂ = CdO · iO₂ + O₃ (26.9)
Kadmiy sulfidi atmosfera bosimida 1350˚C qizitilsa, qisman bug‘ holatiga o‘tadi. Bu jarayonni baholashda quyidagi raqamlardan foydalansa bo‘ladi:

t,C	800	900	1000	1100	1150	1200
P, kPa	0,04	0,38	1,21	5,13	10,5	19,8

Rux konsentratini kuydirishda kadmiyning bug‘ holatiga o‘tishi 5—7 foizdan oshmaydi.
Tiklanish jarayonida kadmiy rux bilan birga quyidagi reaksiyalar natijasida bug‘ shakliga o‘tadi:
CdO + CO = Cd_gaz + CO₂ (26.10)
CdO + C = C_gaz + CO (26.11)
Kadmiyning oksiddan tiklanishi, rux oksidiga nisbatan, pastroq haroratlarda o‘tadi.
Har xil haroratlarda kadmiy bug‘ shaklga o‘tishida bosim:

t,C	200	300	400	500	600	700	800
P, kPa	0,04	5,7	160	1,8·10^3	11,1·10^3	83,5·10^3	144·10^3

Kadmiy, ruxga nisbatan, qiyinroq kondensatsiyalanadi. huning uchun rux bilan birga faqat 60—80 foiz kondensat holatiga o‘tadi, qolgan 20—40 foiz esa chiqindi va yarimmahsulotlarga o‘tadi.
Kadmiy olishda asosiy xomashyo rux ishlab chiqarishdagi yarim- mahsulotdir. Bu yarimmahsulotlarda xomashyo bilan kelgan kad- miy to‘planadi.
Ruxni gidrometallurgik qayta ishlashda kadmiy mis-kadmiy kekiga o‘tadi. (3—12 foiz Cd). Kadmiy xomashyosi hisobida qo‘rg‘oshin (0,5—0,6 foiz Cd) va mis zavodlarining (0,2—0,5 foiz Cd) changlari ham hisoblanadi.

87
k6.1. Mis-kadmiy kekini qayta ishlash

Mis-kadmiy keki murakkab xomashyo hisoblanib, o‘z tarkibiga quyidagi elementlarni kiritgan, %: 2,5—12 Cd; 35—60 Zn; 4—17 Cu; 0,05—2,0 Fe; 0,05—0,20 lardan b, iO₂, Co, Ni, Te, Jn. Asosiy komponentlar (Cd, Zn, Cu) kekda metallik, oksid va asosli tuzlar shaklida uchraydi.
Mis-kadmiy kekidan kadmiyni ajratib olish gidrometallurgik usul bilan olib boriladi. Texnologik sxemaning asosiy operatsiyalari: kekini tanlab eritish; rux kukuni bilan sementatsiya yo‘li kadmiy gubkasini cho‘ktirish; eritmani tozalash; eriydigan anod bilan jihozlangan van- nada kadmiyni qayta eritish va tozalash.
Mis-kadmiy kekini tanlab eritishdan maqsad, eritmaga kadmiy va ruxni maksimal, boshqa komponentlarni minimal ravishda o‘tkazishdir. Kekni tanlab eritishga filtratsiyadan keyin to‘xtovsiz yuboriladi. Tanlab eritib ishlatish rux elektroliti (140—150 g/l H₂ O₄) bilan yuboriladi.
Tanlab eritishda birinchi bo‘lib oksidlar eriydi:
ZnO + H₂ O₄ = Zn O₄ + H₂O (26.12)
CdO + H₂ O₄ = Cd O₄ + H₂O (26.13)
CuO + H₂ O₄ = Cu O₄ + H₂O (26.14)
Metallik faza ancha qiyinroq eriydi. Jarayonni jadallashtirish maqsadida pulpaga marganets ruda (MnO₂) yoki marganets shlami yuklanadi va pulpa 60—80˚C gacha qizitiladi.
Tanlab eritishda birinchi bo‘lib rux eriydi, keyin esa kadmiy. Mis rux va kadmiy erigandan keyin eriydi. Misni eritish — kadmiy erib bo‘lganligi belgisi.
Metallar oksidlantiruvchi-tiklovchi reaksiyalar natijasida eriydi.
Metallarni oksidlantiruvchi vodorod ionlari bo‘ladi:
Zn + H₂ O₄ = Zn O₄ + H₂ (26.15)
Cd + H₂ O₄ = Cd O₄ + H₂ (26.16)
Metallik mis vodorod ionlari bilan oksidlanmaydi. Uning erishi uchun kislorod bo‘lishi kerak. Mis havodagi kislorod bilan oksid holatiga o‘tganda o‘zi kadmiy va boshqa elektrmanfiy aralashma- larni oksidlantirishi mumkin:
Cu²⁺ + Cd = Cd²⁺ + Cu (26.17)

88
Cu²⁺ + Ni = Ni²⁺ + Cu (26.18)

Cu²⁺ + Co = Co²⁺ + Cu (26.19)
Kadmiy bilan birga eritmadan kekdan nikel, kobalt, indiy, talliy va boshqa aralashmalarning eritmada bo‘lishi, bo‘lajak kadmiyning elektr tiklanishiga va tozalashga xalaqit beradi.
Tanlab eritishdagi hosil bo‘lgan pulpa quyuqlashtirgichga yuboriladi. Pastki quyuqlangan pulpa suv bilan repulpatsiya qilinib, filtrlashga yuboriladi. Olingan kek quyidagi tarkibga ega, %: 1,0 Cd; 10—15 Zn; 30—35 Cu. Ushbu kek mis zavodlariga qayta ishlashga yuboriladi.
Quyuqlashtirgichning tepadagi eritmasida quyidagi moddalar bor, g/l: 120—130 Zn; 8—16 Cd; 0,3—0,6 Cu; 3—9 Fe; 0,05—0,1 Co;
0,05—0,1 Ni eritma rux kukuni bilan sementatsiyalarga yuboriladi.
ementatsiyalardan oldin eritma misdan tozalanadi. Buning uchun rux kukuni stexiometrik hisobot nisbatligida beriladi:
Cu²⁺ + Zn = Cu + Zn²⁺ (26.20)
Mis kekini filtrda ajratib olib, mis zavodiga yuboriladi. Eritma esa kadmiyli sementatsiyalash uchun yuboriladi. Jarayon 60˚C da, kadmiyning qoldiq miqdori 1 g/l gacha olib boriladi.
Jarayonning reaksiyasi:
Cd²⁺ + Zn = Cd + Zn²⁺ (26.21)
Kadmiyning sementatsiyalanish tezligi harorat oshishi, rux ku- kuni ortiqcha sarfi, rux va sulfat kislotasining miqdorligi kamayishi bilan tobora oshib boradi. Eritmada nikel va kobalt ionlarining borligi kadmiyning sementatsiya jarayonini sekinlashtiradi.
Kadmiyning sementli cho‘kmasi eritmada ajratiladi. Eritmada 1 g/l gacha kadmiy bor. Bu eritma qaytadan sementatsiya qilinadi va bunda kadmiy to‘laroq cho‘ktiriladi (qoldiq miqdori 10—15 mg/l). Nikelning asosiy qismi ikkinchi (kuchsiz) kadmiy gubkasiga o‘tadi, kobalt esa, asosan, eritmada qoladi. Indiy va talliy ham eritmada to‘planadi.
Kuchsiz kadmiy gubkasi o‘zi bilan yarimmahsulot hisoblanadi va u jarayonning bosh qismiga — mis-kadmiy kekini tanlab eritishga yuboriladi. Eritma esa kobaltdan tozalanadi. Buning uchun eritmaga etil ksantogenati yoki mis kuporosi qo‘shiladi. Kobaltning qoldiq
89
miqdori 30—40 mg/l ni tashkil qilishi kerak. Ksantogenatning ko- balt keki ishlatilmasdan isrof bo‘ladi. Eritmaga, indiy va talliyni ajratib olish uchun maxsus moslama yuboriladi.
Kuchli birinchi kadmiy gubkasi ishlatilgan elektrolitda eritiladi. Eritmaga qo‘shimcha sulfat kislotasi qo‘shiladi (H₂ O₄ ning miqdori 200—250 g/l ni tashkil qilishi kerak). Pulpa harorati 80—90˚C gacha ko‘tariladi. Pulpaga havo berish va KMnO₄ (MnO₂) qo‘shish gubkaning erishiga ko‘maklashadi. Erish yakunlanadi, qachonki eritma pH=4,8— 5,2 bo‘lsa. Bunday sharoitlarda mis gidrolizga uchrab, cho‘kmaga o‘tadi. Misning eritmadagi qoldiq miqdori 10—20 mg/l.
Pulpa filtrlanadi, misli qoldiq mis kadmiy gubkani tanalab eritish bosqichiga yuboriladi. Eritma esa aralashmalardan tozalanadi. Buning uchun: stronsiy tuzi (qo‘rg‘oshinni cho‘ktirish), rux kukuni (misni cho‘ktirish), kaliy permanganati (talliy va temirni oksidlantirib gid- rolitik tozalash maqsadida) qo‘shiladi.
Tozalangan va filtrlangan eritma elektrolizga yuboriladi. Kadmiyni elektrolitik tiklanishi rux elektroliziga o‘xshash. Jarayon reaksiyasi:
Cd²⁺+2e = Cd (26.22)
Anod, rux elektroliziga o‘xshash suvning bug‘lanish reaksiyasi oqib o‘tadi:

2 2
H O — 2e = 0,5O + 2H⁺ (26.23)
Kadmiyning elektrolizi qo‘rg‘oshin bilan futerlangan temir-beton vannalarda amalga oshiriladi. Anod — qo‘rg‘oshin-kumush (1 %) quymadan yasalgan, katod — aluminiydan. Har bir vannaga 33 katod va 34 ta anod joylashtiriladi. Anod va katodning oraliq masofasi 30 mm. Tok zichligi 50—100 A/m². Cho‘kma 24 soat davomida o‘stiriladi. Dastlabki kadmiy elektrolitining tarkibi, g/l: 160—200 Cd; 20—30 Zn; 12—15 H₂ O₄; 0,05—0,1 Fe; 0,0005—0,001 Cu.
Ishlatilgan elektrolitning tarkibi, g/l: 15—20 Cd; 150—180 H₂ O₄.
Elektrolitning optimal harorati 30—35˚C. Bu haroratda yuqori sifatli katod cho‘kmasi paydo bo‘ladi va tokdan foydalanish koeffitsiyenti esa yuqoridir. Tokdan foydalanish 70—92 foiz, elektr quvvati sarfi 1400—1700 kVt · s/t katodli kadmiy. Vannadagi kuchlanish 2,5—2,6 V.
90
k7-§. QO‘RG‘OSHIN METALLURGIYASI

k7.1. Qo‘rg‘oshin va uning birikmalarining fizik-kimyoviy xususiyatlari

Hozirgi paytda dunyo bo‘yicha 4—7 mln t qo‘rg‘oshin ishlab chiqariladi. Ishlab chiqarishning hajmi talablarga bog‘liqdir. Hajm bo‘yicha qo‘rg‘oshin 5-o‘rinda turadi (temir, aluminiy, mis va ruxdan keyin). Qo‘rg‘oshin30—50 foiz ikkilamchi xomashyodan ishlab chiqariladi.

Deyarli hamma qo‘rg‘oshin sulfidli rudalardan olinadi. Rudada qo‘rg‘oshinning miqdorligi 0,5 dan 10% gacha uchraydi. Masalan, AQ H rudasida 1,5 foiz Pb. Kanadada 3—4 foiz Pb, Avstraliyada 5—10 foiz, O‘zbekistonda 1,5—2 foiz Pb bor.
Qo‘rg‘oshinning katta hajmda chiqaruvchilar: AQ H (23—25%), Olmoniya (9—10%), Angliya (8—9%), Yaponiya (7—8%), Avstraliya
(6,5—7,5%), Meksika (5,5—7,0%), Fransiya (5,5—6,4%), Kanada (5,0—6,0%). Bu davlatlarda dunyoda ishlab chiqariladigan qo‘rg‘oshinning 70—80% joylashgan. O‘zbekistonda rudaning 1,5— 2% chiqarilishiga qaramay, qo‘rg‘oshin zavodlari qurilmagan.
Qo‘rg‘oshin asosiy iste'molchilari, %: AQ H 29—31; Angliya 8,3—9,3; Olmoniya 8,1—9,3; Yaponiya 8,0; Fransiya 6—7; Italiya 5,6—6,2; Ispaniya 3,5—4,0. Dunyoda ishlab chiqarilgan qo‘rg‘o- shinning 75 foizi shu davlatlarda iste'mol qilinadi. O‘zbekiston o‘ziga kerak bo‘lgan qo‘rg‘oshinni 20 ta davlatlardan eksport qiladi.
Qo‘rg‘oshinni asosan: akkumulator yasash (30—45%), kabel ishlab chiqarish (5—25%), har xil quymalar (6—20%), benzinga qo‘shiladigan tetraetil qo‘rg‘oshin ishlab chiqarish (6—22%) va boshqalarda ishlatiladi.
Qo‘rg‘oshin ishlab chiqarishda asosiy xomashyo — bu kompleks polimetallik rudalardir. Rudada qo‘rg‘oshindan tashqari, Zn, Cu, Fe, Cd, Bi, n, As, Au, b, TI, Ge va boshqa elementlar bor.
Qo‘rg‘oshin rudalari, asosan, sulfid shaklida uchraydi. ulfidli rudalarda asosiy sulfidlar: galenit Pb , sfalerit Zn , xalkopirit CuFe ₂, pirit Fe ₂, pirrotin Fe_x—1 , arsenopirit FeAs ₂, argentit Ag₂ . ulfidli rudalarda 85—90% dan ziyod qo‘rg‘oshin galenit shaklida uchraydi. Rudalarda qo‘rg‘oshin tarkibi kam bo‘lgani sababli boyitiladi.
Boyitishda qo‘rg‘oshinni ajratib olish darajasi 83—94 foizni tashkil qiladi.
91
Qo‘rg‘oshin — Mendeleyev davriy jadvalining 4 guruh ele- menti, atom nomeri 82, atom og‘irligi 207,2, zichligi 11,336 g/ sm³, erish harorati 327,4˚C, qaynash harorati 1745˚C. Ko‘pchilik kimyoviy birikmalarda qo‘rg‘oshin ikki valentli. Qizitish davrida qo‘rg‘oshin yengil oksidlanadi. Oldin Pb₂O paydo bo‘ladi, keyinchalik Pb₂O = PbO + Pb reaksiyasi natijasida gluot hosil bo‘ladi.

k7.k. Qo‘rg‘oshin xomashyosini qayta ishlash usullari

Qo‘rg‘oshin konsentratining taxminiy tarkibi, %: Pb 45—50; Zn 4—14; Cu 1—3; 15—20; Fe 4—15; iO₂—10; Ag 500 g/t gacha.

Konsentrat tarkibidan imkon bo‘lgan qayta ishlash usullari kelib
chiqadi. Konsentrat tarkibinining tahlili shuni ko‘rsatadiki, moddani taxminan yarmi nometall ( ) yoki sig‘im birikmalardan ( iO₂, Al₂O₃, CaO) iborat.
huning uchun metallurgik qayta ishlashning asosiy maqsadi:

1. 
   yuqorida qayd etilgan moddalarni asosiy (Pb, Zn, Cu) va ularning yo‘ldoshi bo‘lgan (Au, Ag, Ca, Bi, e, Te) elementlardan ajratib olish;
   
2. 
   asosiy metallarni bir-biridan ajratib, metallik holatda olish;
   
3. 
   xomaki qo‘rg‘oshinni tozalash.
   

Ushbu jarayonlar pirometallurgik usullar bilan bajariladi.
Pirometallurgik jarayonlar qo‘rg‘oshinning erish haroratidan yuqoriroq haroratlarda oqib o‘tishga mo‘ljallangan. Bunda qo‘rg‘o- shin suyuq holatida erkin shaklda ajralib chiqadi, qolgan elementlar esa nometallik faza tashkil qilib, eritmadan ajratiladi.
Qo‘rg‘oshinni xomashyodan ajratib olinadigan pirometallurgik usullar aglomeratsiya yoki reaksion eritishga asoslangan tiklanish jarayonlari orqali olib boriladi.
Tiklanish eritish quyidagi reaksiyalarning oqib o‘tishiga asoslan- gan:
PbO + C = Pb + CO (27.1)
PbO + CO = Pb + CO₂ (27.2)
Jarayon yetarli darajada takomillashgan, faqat uni ro‘yobga oshirish uchun sulfidli mis konsentrati dastlab kuydirilishi kerak.
Bunda qo‘rg‘oshin suyuq holatda xomaki metall shaklda ajralib chiqadi.

92
Oksidlar tiklanishining ketma-ketligi ularning kimyoviy xususi- yatlariga bog‘liq. Agar jarayon 1000˚C da olib borilsa, quyidagi oksidlar tiklanadi (oksidlar joylashishi ularning elementlardan paydo bo‘lishidagi Gibbs energiyasining o‘zgarishiga bog‘liq): AgO, HgO, CuO, PbO, CnO, FeO, ZnO va boshqalar. Oksidlar CaO, MgO, BaO, Al₂O₃, iO₂, MnO₂ bunday sharoitlarda tiklanishi qiyin.

hunday qilib, oldindan kuydirilgan qo‘rg‘oshin konsentratini
tiklovchi eritish 27.1 va 27.2 reaksiyalar natijasida mis kukuni va bir qancha boshqa metallarga boyitilgan xomaki qo‘rg‘oshin olish mumkin. Jarayonning ikkinchi mahsulotida, shlakda hamma boshqa tiklanmagan oksidlar to‘planadi. Rux, kadmiy va boshqa uchadigan metallar jarayon davrida bug‘ holatiga o‘tib, changga o‘tadi.
Tiklovchi eritish ikkita asosiy metallar — qo‘rg‘oshin va ruxni ajratishga imkon yaratadi. Keyinchalik rux shlak va gazdan ajratib olinishi mumkin.
Xomaki qo‘rg‘oshin keyinchalik tozalanadi. Unda erigan hamma metallar xalq xo‘jaligiga kerakli mahsulot bo‘lib ajratib olinishi kerak. Tiklanish jarayoni juda keng tarqalib, u bilan dunyoda 90 foiz qo‘rg‘oshin olinadi. haxtali pechda aglomeratsiya qilingan turli xomashyo tiklanib eritilishi mumkin. huning uchun bu usul universal
metod deb nomlangan.
ulfidli konsentratni reaksion eritish jarayoni qo‘rg‘oshin sulfidi va oksidlari o‘zaro bog‘lanishlariga asoslangan:
Pb + 2 PbO = 3 Pb + O₂ (27.3)
Pb + Pb O₄ = Pb + 2 O₂ (27.4)
Dastlabki sulfidli xomashyodan yetarli oksidlar paydo bo‘lishi uchun konsentrat oldin aglomeratsion kuydirilishi mumkin.
Reaksion eritish juda kam tarqalgan, chunki u boy konsentrat- larni talab qiladi. Undan tashqari konsentratda har xil aralashmalar miqdori judayam cheklangan.


k7.3. Qo‘rg‘oshin konsentratini aglomeratsion kuydirish

Aglomeratsion kuydirishning maqsadi qo‘rg‘oshin konsentratini shaxtali pechda tiklovchi eritishga tayyorlashdadir. ulfidli qo‘rg‘oshin konsentratini tayyorlashga quyidagi maqsadlar qo‘yiladi:

93

1. 
   Konsentratdagi oltingugurtni havodagi kislorod bilan oksidlantirib ajratish. Desulfuratsiyaning optimal qiymati qo‘rg‘oshin konsentratining kimyoviy tarkibiga bog‘liq. Masalan, agar konsentratda mis miqdori yuqori bo‘lsa, aglomeratda shuncha oltingugurt qoldiriladiki, keyinchalik 15— 20% Cu bo‘lgan mis shteynni hosil qilishga yetarli bo‘lishi kerak. Agar konsentratda rux ko‘p bo‘lsa, desulfuratsiya maksimal darajaga ko‘tariladi. Kimyoviy tarkibga bog‘liq bo‘lgan holda desulfuratsiya 60—85% oralig‘ida bo‘ladi.
   
2. 
   Tayyorlash davrida kukun moddalarining bo‘laklanishi hosil bo‘ladi. Bu bo‘laklar g‘ovak, yaxshi gaz o‘tkazuvchi material bo‘lib, aglomerat deb nomlanadi. Boyitish fabrikalaridan keladigan konsentrat kukunsimon bo‘lib, uning zarrachalari 0,1 mm kam o‘lchamli bo‘ladi va bevosita shaklli pechga yuklanishi mumkin emas.
   
3. 
   Konsentratni shaxtali eritishga tayyorlashga qimmatbaho komponentlari bug‘ holatiga o‘tkazilib, keyinchalik ularni gaz fazasidan ajratib olish imkoniyatini yaratadi. ( , As, b, d, kamyob metallar). Oltingugurt O₂ va O₃ shakllarida bo‘lganligi sababli, sulfat kislotasi olishga yuboriladi.
   

Qo‘rg‘oshin konsentratini kuydirish aglomeratsion mashinalar- da olib boriladi. Bu mashinalarda havo tepadan pastga yoki pastdan tepaga yo‘naltiriladi. Hozirgi davrda qo‘rg‘oshin konsentratini aglomeratsion kuydirish keng tarqalgan.
Kuydirish davrida quyidagi reaksiyalar oqib o‘tishi mumkin:
Pb +2O₂ = Pb O₄ (27.5) Pb + 3/2 O₂ = PbO + O₂ (27.6) Pb + O₂ = Pb + O₂ (27.7)
Harorat 700˚C da (27.6) reaksiya oqib o‘tadi. hu sharoitda quyidagi reaksiya ham oqib o‘tishi mumkin:
Pb + 3 Pb O₄ = 4 PbO + 4 O₂ ( 27.8)
886 dan ziyod haroratda qo‘rg‘oshin oksidi eriydi va tezlik dissotsiatsiyasi oqib o‘tadi hamda shu sharoitda (27.7) reaksiyasi ham o‘tadi. Haroratning 900˚C atrofida qattiq holatidagi moddalar o‘zaro bog‘lanadi:
Pb q + 2PbOq = 3Pb + O₂ (27.9)
94

2
(27.9) reaksiyasi intensiv oqib o‘tishi oltingugurt dioksidini porsial bosimdan baholasak bo‘ladi. Masalan, 800˚C P _O =13,3 kPa, 850˚C

2
esa P_so
= 101 kPa ga teng.

Aglomeratsion kuydirish shixtaning 200—300 mm enligi ostida o‘tadi. hixtadan havo tepadan pastga sizib chiqadi yoki pastdan yuqoriga sirqib o‘tadi. Havo tepadan sizib chiqsa, shixta yuqoridan yondiriladi. Pastdan tepaga qarab havo sirqib o‘tishida, shixtaning pastki qoplami yondiriladi. hixtaning yonishi shixta hajmida havo yo‘nalishiga qarab tarqaladi. Kuydirish davrida shixtada turli zonalar paydo bo‘ladi, natijada har xil fizik-kimyoviy jarayonlar oqib o‘tadi. Aglomeratsion kuydirish jarayoni maxsus yondirgich-gorn yordamida, shixta qismi yondirilishi bilan boshlanadi. Qatlamning boshqa qismlari sulfidlarni kuydirish davomida ekzotermik reaksiyalar natijasida ajralib chiqadigan issiqlik hisobiga o‘tadi. 1 kg temir va og‘ir rangli metall
sulfidlarini kuydirish shartli yoqilg‘ining 20—25 foizini tashkil qiladi.
izib chiqayotgan havo shixtani yonishdan saqlaydi. Kuydirish zonasida eng yuqori harorat 1000—1100˚C ni tashkil etadi va bu harorat kuydirish reaksiyalarining oqib o‘tishiga ko‘maklashadi. Kuydirish zonasida yengil eriydigan evlektika, hosil bo‘lgan qo‘rg‘o- shin va boshqa moddalar hisobiga hamma materiallar suyuq holatga o‘tadi. uyuq moddalar sovuq havo sizib chiqishi hisobiga qotadi va bo‘laklar hosil qiladi. Kuydirish zonasi esa shixtaning boshqa qismlariga siljiydi. Aglomeratning g‘ovakligi sababli undan sovuq havo oson sizib o‘tadi va pastki qatlamdan shixta moddalarni isitib, kuydirish jarayoniga tayyorlaydi.
Kuydirish davomida unish zonasi shixta qatlamini to‘liq tepa- dan pastga qarab o‘tadi. Kuydirish davomida yetarli issiqlik ajralib chiqishi va kerakli haroratni ushlab turish maqsadida, yuklanayotgan shixtada oltingugurt tarkibi 6—8 foizdan kam bo‘lmasligi kerak.
hixtaning bo‘laklanishi kuyindining sovitilishida oqib o‘tadi. Bunda hosil bo‘lgan yengil eriydigan moddalar qotishmaga o‘tib, bo‘lak hosil qilishadi.
Qo‘rg‘oshinning eng oson eriydigan birikmalari: qo‘rg‘oshin silikatlari 2PbO· iO₂ (t = 740˚C); PbO· iO₂ (t = 766˚C) va ular evtektikalari (670˚C). Erigan moddalar aglomeratga qattiqlik beradigan sementlaydigan modda hisoblanadi.
Eriydigan moddalar soni 20—25 foizdan oshmasligi kerak, aks holda, shixta va aglomeratning gaz o‘tkazish xususiyati kamayadi.
95

Aglomeratsion kuydirishni oqilona o‘tkazish maqsadida shixtaga fluslar qo‘shiladi. Flus shaklida kvars, temir rudasi, aylanuvchi shlak va aglomerat qo‘llanadi.
Qo‘rg‘oshin konsentrati kuydirishga kerak bo‘lgan oltingugurtni ko‘proq to‘playdi. Bu shixta o‘ta qizishiga va maqsaddan oldinroq suyuq holatga o‘tishiga olib kelishi mumkin. Ortiqcha issiqlikni bartaraf qilish maqsadida shixtaga to‘g‘irlovchi-regulator qo‘shiladi. Regulator hisobida suv, flus, shlak va boshqa moddalar ishlatishi mumkin. Harorat regulatorining massasi, qo‘rg‘oshin massasining og‘irligidan 2—3 marta ko‘proq bo‘lishi mumkin.
Odatda, regulator hisobida ohak qo‘llanadi. Ohak sulfid oksid- lanishida ajralib chiqayotgan issiqlikni yutadi, o‘zi 910˚C ziyod haro- ratgacha isiydi va parchalanadi:
CaCO₃ = CaO + CO₂ — 188,9 kJ (27.10)
Parchalanish reaksiyasi issiqlik yutilishi bilan oqib o‘tadi.
Ohakning qo‘shimcha qo‘shilishi shixtaga kvars qumi va temir rudasi berishni talab qiladi. Bu talab bo‘lajak aglomeratni shaxtali pechda eritishda kerakli shlak tarkibini olish bilan bog‘liq.
Kvars qumi ortiqcha issiqlikni sarf qilishga yordam beradi va o‘zi kuydirish haroratigacha qiziydi.
710—750˚C da kvars qo‘rg‘oshin birikmalari bilan reaksiyaga kiradi:
2PbO + iO₂ = 2PbO · iO₂ (27.11)
2Pb O₄ + iO₂ = 2PbO · iO₂ + 2 O₂ + O₂ (27.12)
Qo‘rg‘oshin silikatlari 750—800˚C eritmalar va aglomerat paydo bo‘lishiga ko‘maklashadi.
Temir rudasi (Fe₂O₃) issiqlikning yaxshi regulatori hisoblanadi. Kuydirish davrida qo‘rg‘oshin ferritlari paydo bo‘ladi, bu esa foydali jarayon, qaysiki aglomeratning desulfuratsiya darajasini oshiradi, qo‘rg‘oshinni bug‘ shakliga o‘tib, isrof bo‘lishining oldini oladi.
Aglomeratsiya jarayoniga keltirilgan shixta quyidagi tarkibga ega bo‘lishi kerak, %: 6—8 ; 45—50 Pb; 10—20 CaO; 25—35 FeO; 20—25 iO. hixtaning namligi 6—10 % bo‘lishi kerak.
96
k7.4. Tiklovchi eritish

Qo‘rg‘oshin aglomeratining tiklovchi eritishining asosiy maqsadi:

1. 
   xomaki metall shaklda maksimal ravishda qo‘rg‘oshin olish. Bu metallda oltin, kumush, mis, vismut, surma, mishyak, qalay va tellur to‘planadi;
   
2. 
   ma'dansiz jinslarni shlakka o‘tkazish va shu shlakka ko‘proq ruxni o‘tkazishdir.
   

Qo‘rg‘oshin aglomeratda asosan oksid va ferrit turlarida uchray- di. Bu birikmalar 1000˚C dan ziyodroq haroratda qattiq uglerod, uglerod oksidi, tabiiy gaz va boshqa tiklovchi moddalar bilan metall holatigacha tiklanishi mumkin.
Qo‘rg‘oshinni eritmaga o‘tkazish uchun eng qulay dastgoh bu — shaxtali pechdir, chunki unda tiklovchi muhitni joriy etish va boshqarish oson.
Yoqilg‘i hisobida koks qo‘llanadi, uni qatlam shaklida aglomerat bilan birga pechga yuklanadi. Pechning pastki qismida — gornda jarayonning suyuq mahsulotlari to‘planadi: xomaki qo‘rg‘oshin va shlak. hlak eritmasining yuqorisida shixta joylashgan. hixtaning pastki qismida (0,5—1,0 m) qizitilgan koks joylashgan. Bu qism pechning fokusi deb nomlanadli.
Koksning yonishini ta'minlash va tiklovchi muhit paydo qilish uchun pechga bosim bilan havo beriladi. Pechning fokusida harorat 1500˚C gacha ko‘tariladi. Pech gazlari shixtaning hajmidan o‘tadi, ularni qizitadi va qo‘rg‘oshinning oksidlangan birikmalarining tiklanishida qatnashadi. Gazning pechdan chiqishida (koloshnikda) harorati 200—400˚C ni tashkil qiladi.
hixta balandligi (4—6 m) koks yongani sababli va qo‘rg‘oshinning erib siljishi natijasida asta-sekin pastga tomon suriladi. hixtaning pastga qarab siljish tezligi taxminan 1 m/soat. Pastga tushgan shixtaning o‘rniga yangi shixtaning porsiyasi yuklanadi. hixta harorati fokusdan yuklash joyiga qarab kamayib boradi.
Eritish davrida hosil bo‘lgan suyuq mahsulotlar pastga qarab siljiydi, fokusdan o‘tib, gornda to‘planadi va zichlik asosida qatlamlanadi. Xomaki qo‘rg‘oshin va shlak pechda to‘planishi bilan undan chiqariladi. Aglomerat — oksid va silikatlar qotishmasidir. Qo‘rg‘oshindan tashqari unda rux, mis, temir, noyob metallar, mishyak, surma,
vismut, qalay, nodir elementlar bor.
7— A. Yusupxodjayev, S. Xudoyarov ⁹⁷
Qo‘rg‘oshin aglomeratda glyot, silikat, murakkab oksid (ferrit, plumbit), sulfat, sulfid va erkin metallar shaklida keltirilgan.
Metallik qo‘rg‘oshin aglomeratni 357˚C dan ziyodroq haroratga qizitganda yorib, pechning past qismiga qo‘yiladi. Pastga qarab harakatlanish davrida qo‘rg‘oshin boshqa metallarni o‘zida eritadi. Glyot (PbO) yengil tiklovchi oksid. Uning tiklanishi uglerod oksidi bilan pechning yuqori qismlarida boshlanadi (160—185˚C
haroratdan boshlab):
PbO + CO₂ = Pb + CO₂ + 65,0 kJ (27.13)
Harorat ko‘tarilishi reaksiyaning tezlanishiga olib keladi.
Glyotni erigandan so‘ng (886˚C) PbO bilan uglerod kontakti yaxshilanib, quyidagi reaksiya intensiv oqib o‘tadi:
PbO + C = Pb + CO — 90,5 kJ (27.14)
Qo‘rg‘oshin silikatlari (x PbO·y iO₂) 700˚C dan yuqoriroq haroratda erib, pechning pastki qismiga siljiydi. Bu harakatlanishda silikatlar o‘zlarida boshqa oksidlarni eritadi. Qo‘rg‘oshin silikatlari shixtali pechda tiklanadi. Tiklanish ikki bosqichli bo‘ladi. Birinchi bosqichda PbO silikatda undan kuchliroq Fe₂O₃ yoki CaO ga o‘rin almashadi. Paydo bo‘lgan temir kalsiy silikati o‘zida glyotni eritadi. Ikkinchi bosqichda shlak eritmasidagi glyotning CO yoki C bilan tiklanishi oqib o‘tadi:
2 PbO· iO₂ + FeO + CaO + 2CO =
= 2Pb + FeO·Ca · iO₂ + 2CO₂ (27.15)
Qo‘rg‘oshin ferritlari (n PbO·m FeO) uglerod oksidi bilan 500— 550˚C dan boshlab oson tiklanadi:
PbO· Fe₂O₃ + 2CO = Pb + 2FeO + 2CO₂ (27.16)
Qo‘rg‘oshin sulfati sulfid holatigacha tiklanadi:
Pb O₄ + 4CO = Pb + 4CO₂ (27.17)
Reaksiya 550˚C dan ziyodroq haroratda intensiv o‘tadi. Deyarli hamma sulfat sulfid shaklga to‘liq o‘tadi. Qisman sulfat 800˚C dan boshlab parchalanadi:
Pb O₄ =PbO + 0,5O₂+ O₂ (27.18)

98
Kremniy dioksidi Pb O₄ ning parchalanishiga ko‘maklashadi: Pb O₄ + iO₂ = PbO· iO₂ + O₂ + 0,5O₂ (27.19)

Qo‘rg‘oshin sulfidi (Pb ) shaxtali eritishda deyarli tiklanmaydi. Qisman qo‘rg‘oshin almashuv reaksiyasi natijasida paydo bo‘lishi mumkin:
Pb + Fe = Fe + PbO (27.20)
Qisman Pb boshqa qo‘rg‘oshin birikmalari bilan o‘zaro bog‘la- nishi mumkin:
Pb + 2PbO = 3PbO + O₂ (27.21)
Pb + Pb O₄ = 2Pb + O₂ (27.22)
Reaksiyaga kirmagan Pb temir va mis sulfidlari bilan shteyn fazasini qabul qiladi.
Ma'dansiz jinslar va qo‘shiladigan fluslar shlak fazasini tashkil qiladi. Ko‘p komponentli qo‘rg‘oshin eritish shlaklari asoslarining FeO — Zn — CaO — iO₂ sistemasi tashkil qiladi. Bu oksidlar yig‘indisi 90% dan ziyodroq bo‘ladi. Qo‘rg‘oshin shlaklarining ajralib turadigan bitta xususiyati — unda 5—25% ZnO borligi. Agar shlakda 20% rux oksidi bo‘lsa, shlak xususiyatlari deyarli o‘zgarmaydi.
hlakning erish harorati 1050—1150˚C, yopishqoqligi 0,5—1,0 Pa,˚C. hlakda kremniy dioksidining konsentratsiyasi 30 foiz oshib ketsa, yopishqoqligi ko‘tariladi, FeO miqdorligi ko‘payishi esa aksin- cha kamayadi.
Jarayonning suyuq mahsulotlari zichlik farqligi sababli qatlam- lashadi. Qanchalik zichlik farqligi katta bo‘lsa, shuncha ajralish tez va to‘laroq bo‘ladi. hlakning zichligi uni tashkil etuvchilarning
zichligiga bog‘liq, g/sm³: 2,7 iO ; 5,0 FeO; 3,3 CaO; 2,8 Al O .
2 2 3
Optimal tarkibdagi shlakning quyidagi xususiyatlari bo‘lishi kerak:
erish harorati 1100—1150˚C; yopishqoqligi 1200˚C da — 0,5 Pa˚C; zichligi 3,5—3,8. Bunday xususiyatlarga quyidagi tarkibdagi shlak egadir, %: 20—30 iO₂; 30—40 FeO; 10—18 CaO; 25 gacha ZnO. Jarayonning boshqa mahsulotlari bu shteyn va shpeyza. Mis- qo‘rg‘oshinning taxminiy tarkibi, %: 7—40 Ca; 16—45 Fe; 20—25
; 8—17 Pb.
hpeyza — metallarning mishyak va surma bilan birikmalari. Uning taxminiy tarkibi, %: 2—15 Pb; 2—34 Ca; 20—50 Fe; 18—30
As; 1—6 b; 0,001—0,01 Au; 0,015—0,20 Ag.
99
heyza va shteyn jarayonning zararli mahsulotlari hisoblanadi. Ular bilan qimmatbaho metallar isrof bo‘ladi. Iloji boricha ularning hosil bo‘lishini kamaytirishga harakat qilish kerak.

k8-§. XOMAKI QO‘RG‘OSHINNI TOZALASH ASOSLARI

Xomaki qo‘rg‘oshin tarkibida zarra aralashmalari mavjud: mis, surma, mishyak, rux, qalay, temir, vismut, oltingugurt, kumush, oltin va boshqalar. Undan tashqari unda mexanik aralashib, ajralib chiqmagan shlak komponentlari bor (0,3—0,8% gacha). Zarra aralashmalarning umumiy yig‘indisi 2—10% ni tashkil qiladi. Xomaki qo‘rg‘oshinning taxminiy tarkibi, %: Pb 92—94; Cu 1,8—2,2; As 0,4—0,6; b 0,3—
0,5; Bi 0,15—0,20; Ag 1000—1500 g/t; Au 1—5 g/t.
Xomaki qo‘rg‘oshinni tozalashda 2 muammo yechiladi:

1. 
   Zarra aralashmalar qo‘rg‘oshin xususiyatlarini o‘zgartirib, sanoatda qo‘llab bo‘lmaydigan darajaga olib keladi va sifati talabga javob bermaydigan holatda bo‘ladi;
   
2. 
   Zarra aralashmalar qimmatli modda sifatida ajratib olinishi kerak. Ba'zi vaqtlarda aralashmalarning qiymati qo‘rg‘oshin qiymatlaridan ziyodroq yuradi.
   

Qo‘rg‘oshin zavodlarda GO T 3778—77 ga talab beruvchi CO, CI va C₃ navli qo‘rg‘oshin ishlab chiqariladi.
Hamma zavodlarda xomaki qo‘rg‘oshinni pirometallurgik usul-
da tozalash qabul qilingan. Tozalash jarayonida ajralayotgan moddalar xususiyatlariga qarab birin-ketin bir necha operatsiyalar o‘tkaziladi: misdan tozalash (oбeзmeжиbaниe); tellerda tozalash (oбecтeлypи- baниe); mishyak, surma, qalaylardan tozalash; noyob metallarni ajratib olish (oбeccepeбpeниe); ruxdan tozalash (oбeccинkobaниe); vismutdan tozalash (oбeзbиcmyuиbaниe); sifatli (kalsiy, magniy, surma, ruxdan) tozalash.
Har bir bosqichda yarimmahsulot (syem) hosil bo‘ladi. yem tarkibida qo‘rg‘oshin ham bor, u alohida qayta ishlanadi.

Qo‘rg‘oshinni misdan tozalash

Xomaki qo‘rg‘oshinni misdan tozalash ikki bosqichda olib boriladi: dastlabki tozalash va yakunlovchi tozalash.

100
Dastlabki tozalash misning qo‘rg‘oshindan harorat pasayishida erish qobiliyati kamayishiga asoslangan. Agar 2—3% Ca bor xomaki qo‘rg‘oshinni asta-sekin sovitilsa, mis durlari ajralib chiqib, qo‘rg‘oshin sirtiga suzib chiqadi (nisbatan yengilroq bo‘lgani sababli). Ajralib chiqqan qattiq modda mis shlakeri deb nomlanadi. hlaker qo‘rg‘oshin sirtida temirli kovsh (kapkir) bilan chiqariladi.
Mis shlakerida ko‘p miqdorda qo‘rg‘oshin bor. Qo‘rg‘oshin isrofini kamaytirish maqsadida misdan dastlabki tozalashni ikki pog‘onada olib boriladi: oldin 1000˚C pechdan chiqarilgan xomaki qo‘rg‘oshinni 550—650˚C gacha sovitiladi va «quruq» shlaker olinadi (10—30% Cu va 50—70% Pb). Bu shlaker qo‘rg‘oshin, mis va boshqa ele- mentlarni ajratib olish maqsadida alohida qayta ishlanadi. Quruq shlaker chiqarilgandan so‘ng, eritmada 0,5—0,6% mis qoladi.
o‘ng eritma haroratini 335—345˚C gacha pasaytiriladi va qo‘rg‘oshinga boy (3—5% Cu; 80—90% Pb) shlaker olinadi. Bu shlaker texnologik jarayonning boshiga yuboriladi.
Dastlabki tozalash natijasida misning qoldiq miqdori 0,1—0,2% ni tashkil qiladi.
Yakunlovchi tozalash xomaki metallga zarra aralashmalar bilan qo‘rg‘oshinda erimaydigan qattiq birikmalar hosil qilish maqsadida qo‘shimcha modda yuklashda asoslangan.
Bunday modda hisobida elementar oltingugurt, xlorli aluminiy va boshqalar bo‘lishi mumkin.
Jarayon osonligi, katta tezlik va reogentning kam sarfi oltingugurt- ning keng tarqalishiga olib keladi. Bu usul qo‘rg‘oshinda 0,005— 0,008 % Cu qoldiq miqdorlik olishga imkon yaratadi.
Qo‘rg‘oshinda erigan mis qo‘shilgan oltingugurt bilan o‘zaro kimyoviy bog‘lanadi:
[Cu] Pb + _suyuq = Cu (28.1)

keyin esa,

[Cu] Pb + Cu _suyuq = Cu₂ (28.2)

2
Yarim oltingugurtli mis Cu₂ yuqori erish haroratiga ega (t_erish = 1130). Deyarli qo‘rg‘oshinda erimaydi. Zichligi nisbatan kam bo‘lganligi sababli (5,6 g/sm³) Cu qo‘rg‘oshin sirtiga sizib chiqadi
va dastgohdan chetlatiladi.
Misdan tozalashda qo‘rg‘oshin ham qisman sulfidlanadi:
101

[Pb]_Pb + _suyuq = [Pb ]_Pb (28.3)
(28.3) reaksiya tezligi (28.2) reaksiya tezligidan ancha kamroqdir.
huning uchun jarayonda asosan mis sulfidi hosil bo‘ladi.
hunday qilib, ikki pog‘onali misdan tozalash qo‘rg‘oshinda mis miqdorini 2—3% dan 0,0005—0,0005% gacha qaytarishga imkon yaratadi.

Tellurdan tozalash

Qo‘rg‘oshin xomashyosini qayta ishlaganda 60—70% tellur xomaki metall tarkibiga o‘tadi. Tozalanayotgan metallda uning konsentratsiyasi 0,005—0,01% ni tashkil qiladi.

Tellur ajratib olish metallik natriy bilan olib boriladi. Jarayon tellurning natriy bilan xomaki metallda erimaydigan Na₂ Te birikma hosil qilishiga asoslangan.
Natriy telluridi 953˚C da eriydi va zichligi nisbati kam bo‘lganligi sababli qo‘rg‘oshin sirtiga sizib chiqadi.
Natriyning optimal sarfi 1 kg tellurga to‘g‘ri keladi. Xomaki qo‘rg‘oshinga nisbatan uning sarfi 0,06% ni tashkil qiladi. uyuq metallga yuklangandan so‘ng 5—10 daqiqa aralashtirilsa, 90% dan ziyod tellur ajralib chiqadi.

Surma, mishyak va qalaydan tozalash

Bu metallardan tozalash ularni qo‘rg‘oshindan nisbatan kislo- rodga ko‘proq tortilish kuchiga ega bo‘lgan usul qo‘llanadi: oksid- lantiruvchi va ishqorlantiruvchi.
Oksidlantiruvchi bo‘yicha tozalashda 750—800˚C haroratda suyuq qo‘rg‘oshin vannasiga havo beriladi. Bunda birinchi bo‘lib qo‘rg‘oshin oksidi PbO paydo bo‘ladi. PbO qo‘rg‘oshin erib, butun hajmga tarqaladi. Keltirilgan metallar PbO bilan qo‘rg‘oshinda almashuv reaksiyasi oqib o‘tadi. Jarayonning kimyoviy shakli quyidagicha:

2 [Pb] + O₂ = 2 (PbO) (28.4)

n [Me] + mO₂ = (Me_n O_m) (28.5) n [Me] + m (PbO) = (Me_n O_m) + m [Pb] (28.6)

102
urma, mishyak va qalay oksidlari ( b₂O₃, b₂O₅, As₂O₃, As₂O₅) ortiqchasi bilan o‘zaro bog‘lanib, qo‘rg‘oshinda erimaydigan staknot (PbO·As₂O₃), arsanot (pPbO·gAsO), arsenit (pPbO·gAs₂O₃), antimonit (x PbO·y b₂O₃) va antimonatlar (x PbO· y b₂O₅) hosil qiladi. hu birikmalar shlak fazasini tashkil qiladi va pechdan chetlatiladi.

k9-§. RUX-QO‘RG‘OSHIN KONSENTRATINI ZAMONAVIY QAYTA ISHLASH TEXNOLOGIYASI

Dunyo amaliyotida rux-qo‘rg‘oshin konsentrati, asosan, klassik texnologiya bo‘yicha qayta ishlanadi. Klassik texnologiya rux qo‘rg‘oshin rudasidan kollektiv konsentratini olishdan boshlanadi. Kollektiv rux-qo‘rg‘oshin konsentrati 2 ta mahsulotga flotatsiya yo‘li bilan ajratiladi. Birinchi rux konsentrati olinadi va uning tarkibida 2—4 foiz qo‘rg‘oshin bo‘ladi. Ikkinchi mahsulot esa — bu qo‘rg‘oshin konsentratidir, qaysiki 1,5—2 foiz rux bor. Bunday texnologiya ik- kala xomashyodan ko‘p foydali metallarning isrofgarchiligiga va mahsulotlar sifatining pasaytirishiga olib keladi.

Angliyaning «Imperial smelting» firmasi rux-qo‘rg‘oshin konsentratini ajratmasdan, birga qayta ishlash texnologiyasini yaratdi. Bu texnologiyaga asosan kollektiv konsentrat ajratmasdan shaxtali pechda birga eritiladi.
Birinchi bosqichda kollektiv konsentrat aglomerat shaklga aylantiriladi. Eritiladigan pech to‘g‘ri burchak formali va uni ikki qator furmalari bor. Furmalar pechning hajmiga taxminan 200 mm ga kiritiladi va suv bilan sovitiladi. Furmalarning ikki qator joylash- tirilishi havo bosimining deyarli past darajada havoning pech hajmiga bir tekis taqsimlanishiga imkon yaratadi. Pechga havo taxminan 0,5— 1,0 MPa bosimda va 550—570˚C haroratda beriladi. Pechning tepa qismi yopiqdir. hixta pechga davriy shaklda yuqori qismidan yuklanadi. Jarayonning suyuq mahsuloti pechning past qismidan chiqariladi. uyuq mahsulotlar nisbatli og‘irligi bo‘yicha qatlamlanadi. Odatda, shlak tarkibida 6—8 foiz rux bor. Koksning sarfi ko‘paygan sari shlakda ruxning tarkibi kamayib boradi, faqat bu sharoitda pechning ishlab chiqarish unumdorligi ham kamayadi. Ohak va kvars qo‘shilib, odatda, 30% CaO; 20 foiz iO₂; 32 foiz
103
FeO; va 6% Al₂O₃ tarkibidagi shlak olinadi. Bu shlakning erish harorati 1200˚C.
Koksning birligiga olinadigan ruxning soni issiqlik balansi bilan aniqlanadi. Bu balansda issiqlik kelishi: koksning yonishi va isitilgan havo va shixtaning issiqligidir. Issiqlikning sarfi: shlakning erishi, ajralib chiqayotgan texnologik gazlarning issiqligi, rux oksidining endotermik tiklanish reaksiyasi, uglerod dioksidining tiklanishi va tashqariga isrofi.
Pech gazlarda uglerod dioksidi tarkibi qanchalik yuqori bo‘lsa, rux oksidi uglerod massasi birligiga shuncha tiklanishi mumkin. Uglerod dioksidining tarkibi haroratga, moddaning balandligiga, koks va ruxli materiallarning reaksiyaga kirish imkoniyatlariga bog‘liq.
Normal tartibda koksning 800˚C ga, havoning esa 600˚C qizitilsa, koksning sarfi ajralib chiqayotgan rux massasining 90 foizini tashkil qiladi. Paydo bo‘layotgan shlak massasidan yana 20 foiz qo‘shish lozim. Bunda koksning umumiy sarfi quyidagi tenglama bilan aniqlanadi:
C = 0,936 a + 0,2173 v (29.1)
bunda: C — uglerod sarfi; a — ajralib chiqayotgan rux soni; v — paydo bo‘lgan shlak soni.
Havoni qizitish Buduar reaksiyasining (CO₂ + C = 2CO₂) o‘ng tomonga siljishiga olib keladi.
hixtali pechda asosan rux oksidining tiklanish reaksiyasi oqib o‘tadi.

ZnO + C = Zn + CO₂ (29.2)

Reaksiya natijasida paydo bo‘lgan rux bug‘lanadi va texnologik gazlar bilan pechdan ajralib chiqadi. Qo‘rg‘oshin esa asosan suyuq mahsulotlarda to‘planadi. Jarayonning eng murakkab bosqichi bu katta hajmdagi gazlardan ruxni kondensatsiyalashdir. Buning uchun, umuman, yangi texnologiya ixtiro qilingan. Gazlarda ruxning miqdorligi 5—6 foiz bilan cheklanadi, pechlarning ishlab chiqish unumdorligi esa bir sutkada 100—150 tonna ruxni tashkil qiladi. Bunday sharoitda, gazdan katta hajmda issiqlik olishga to‘g‘ri kela- di. Undan tashqari, agarda shixtada 20 foiz qo‘rg‘oshin bo‘lsa, unda qo‘rg‘oshinning uchishi va kondensatorga yetib borishidan qutulib
104
bo‘lmaydi. huning uchun ruxni kondensatsiyalash uchun suyuq qo‘rg‘oshin ishlatiladi.
Harorat oshishi bilan ruxning erish qobiliyati o‘shadi, va aksincha, harorat pasayganda kamayadi. Qo‘rg‘oshin kondensatorga 450˚C haroratda yuklanadi. Bunda uning tarkibida 2—2,2 foiz rux bo‘ladi. Qo‘rg‘oshin kondensatorda qizitilgan gazlar bilan aloqada bo‘ladi. Gazlar pechdan 1000˚C dan yuqori haroratda bo‘ladi. Bu gazlarning tarkibida 5 foizgacha rux bor. Buning natijasida gazlar sovitiladi, rux esa qo‘rg‘oshinga o‘tadi. Yuqori haroratda qizitilgan qo‘rg‘oshin kondensatorni 560˚C da tark etadi va uning hajmida 2,4 foiz rux bor. Kondensatordan tashqarida qo‘rg‘oshin sovitiladi va rux likva- tsiya natijasida qo‘rg‘oshin sirtiga sizib chiqadi, sovitilgan qo‘rg‘oshin (2 foiz ruxli) qaytadan kondensatorga yuboriladi.
Rux bug‘lari qo‘rg‘oshin tomchilarida kondensatsiyalanadi va shu shaklda eritma holatiga o‘tadi. Kondensator pechga zich qilib o‘rnatilgan. Kondensatorning boshqa tomonidan texnologik gazlar tozalash sistemasiga yuboriladi. Texnologik gazlarning issiqlik qobiliyati 2400—3000 kJ 1 m³ ni tashkil qiladi.
Kondensator to‘g‘ri burchakli kamera, ichki sirti korboron g‘isht bilan himoyalangan. Uning uzunligi 6—12 m, eni 2,5—5,5 m, balandligi esa 1,25 m kondensatorda 3—8 ta vertikal joylashgan rotor mavjud. Rotorning aylanishida qo‘rg‘oshin yuqoriga katta kuch bilan yuboriladi, kondensatorning tepasi va yon devorlariga urilib, mayda zarrachalar hosil qiladi. Bu zarrachalar kondensator hajmini deyarli to‘ldiradi.
Gazlarning kondensatorga kirish harorati 1000˚C, chiqishi esa 450˚C ni tashkil qiladi. Har bir haroratda kondensatsiyalangan ruxga konden- satorda 5 kJ ga yaqin issiqlik qoldiriladi. Buning natijasida qo‘rg‘oshin 110˚C da isiydi (450—560˚C). Kondensatorda qo‘rg‘oshin vannasining balandligi 250—300 mm. Qo‘rg‘oshin kondensatorda 450˚C da yukla- nadi. Bu haroratda uning tarkibida 2,15% rux bor. Kondensatorda rux 560˚C gacha qiziydi. Bunda 0,25% rux qo‘shimcha qo‘rg‘oshinda eriydi, natijada kondensatorni tashkil etayotgan qo‘rg‘oshinda 2,4% rux bo‘ladi. 450˚C da ruxning erish qobiliyati pasayadi va ajralib chiqayotgan metall likvatsiya vannasida qo‘rg‘oshinning sirtida to‘planadi. Jami 96 foiz metall kondensatsiyalanadi va 4 foiz gaz tozalaydigan sistemada ilinadi.
87 foiz rux suyuq shaklda kondensatsiyalanadi. Qolgani esa har xil qattiq moddalardan iborat.
105
Qo‘rg‘oshin va ruxni ajratadigan vannada ruxning balandligi taxminan 380 mm ni tashkil qiladi. Zarrachaga aylantirilayotgan qo‘rg‘oshinning hajmi kattadir. Masalan, kondensatorning 1 tonna ruxga mo‘ljallangan ishlab chiqarish unumdorligida kondensatordan o‘tayotgan qo‘rg‘oshinning soni 400 tonnani tashkil qiladi. Har bir rotor gaz oqimiga taxminan 1000 tonnagacha qo‘rg‘oshin kiritadi. Kondensator ishi harorat, berilayotgan qo‘rg‘oshinning soni va gaz oqimining tezligi orqali boshqariladi.
Ikkilamchi materiallarning qayta ishlanishni hisobga olgan holda shaxtali eritish natijasida ruxni umumiy ajratib olish darajasi 92—93 foizdir. Olingan rux quyidagi tarkibga ega: % 1,1—1,3 qo‘rg‘oshin; 0,03—0,15 kadmiy; 0,001—0,008 mishyak; 0,015—0,028 temir;
0,01—0,05 mis; 0,005—0,15 qalay.
Jarayonning likvatsiyasini va ruxning vakuum bug‘lanishini bir- lashtirish mumkin. Bunda vannadagi pastki qismli sovuq qo‘rg‘oshin kondensatorga qaytariladi, yuqori qismdagi issiq rux esa toza holatda bug‘ shakliga o‘tadi. Hozirgi davrda kollektiv rux-qo‘rg‘oshin konsentratini ajratmasdan, qayta ishlash dunyoda keng tarqalayapti. Olmaliq kon-metallurgiya kombinatida bunday jarayonni qo‘llash judayam katta ahamiyatga ega. Hozirgi paytda rux-qo‘rg‘oshin kollektiv konsentrat ajratilib, alohida qayta ishlashga mo‘ljallangan. Rux konsentrati kombinatda qayta ishlanib, toza metall olinadi. Qo‘rg‘oshin konsentrati esa qayta ishlanmasdan chetga arzon narxda sotiladi. Bu tadbir kombinatning iqtisodiyotini barqarorlashtirishga yordam bermaydi. huni ham aytish kerakki, rux konsentratida 2— 6 foizgacha mis bor. Hozirgi paytda mis molibden yarimmahsulotiga o‘tib, isrof bo‘layapti. hixtali eritishda esa mis, maxsus shteyn fazasida to‘planib, foydali mahsulotga o‘tish imkoniyati bor. Bu mineral zaxiralardan to‘laroq foydalanishga va isrofgarchilikni yo‘qotishga keng yo‘l ochib beradi.

106