Metallurgiyada

§. SULFIDLI RUX BOYITMASINI KUYDIRISH JARAYONLARI

1. 
   Sulfidli rux boyitmasini kuydirish jarayonlarining maqsadi va turlari
   

Boyitmani kuydirishdan asosiy maqsad — sulfidli ruxni tiklanish jarayoniga tayyorlangan oksid holatiga tezroq va kam xarajatlar bilan o‘tkazishdir. Bunda kuyindi shunday holatda olinishi kerakki, undan yuqori samaradorligi bilan keyingi texnologik jarayonlarini o‘tkazishga imkon yaratilishi lozim. huning bilan bir qatorda, kuydirishda aj- ralib chiqayotgan oltingugurt birikmalarini to‘laroq darajada sulfat kislotasi olish uchun yuborishdir.
Pirometallurgik usul uchun kuyindi aglomerat (qotishmaning bir turi) shaklda olinadi va bu modda keyin yuqori haroratda qattiq uglerod yoki boshqa tiklovchilar yordamida tiklanadi.
Gidrometallurgiya usuli uchun tanlab eritishga mo‘ljallangan kuyindi quyidagi talablarga javob berishi kerak:

1. 
   sulfidlarda oltingugurt miqdori iloji boricha kam bo‘lishi kerak (0,1—0,3 foiz);
   
2. 
   eriydigan sulfat holati me'yorli bo‘lishi kerak ( so₄ 2—4 foiz);
   
3. 
   mayda fraksiyasi (0,15 mm) yuqoriroq bo‘lishligi;
   
4. 
   ferrit va silikat shakldagi rux miqdorining me'yoridaligi. Bunday talablar gidrometallurgik usul mazmunidan kelib chiqadi.
   

Zamonaviy amaliyotda tanlab eritishga kukun — kuyindi qaynar qatlam «KC» pechlarida, 900—1000˚C oralig‘ida olinadi.


17.k. Kuydirish jarayonining kimyoviy reaksiyalari

Jarayonning kimyoviy reaksiyalari deb, dastlabki xomashyoni birin-ketin o‘tadigan kimyoviy o‘zgarishlariga aytiladi. Jarayonni kimyoviy yakuniy mahsulotlar bilan tavsiflanadi.

Dastlabki reaksiyalar uch turda bo‘lishi mumkin:
Zn + 2O₂ = Zn O₄ (17.1) Zn + 1,5 O₂ = ZnO + O₂ (17.2) Zn + O₂ = Zn + O₂ (17.3)
Tajribada aniqlangan, sulfid oksidlanishdan boshlab, 900˚C gacha birinchi qattiq mahsulot bo‘lib, ZnO paydo bo‘ladi. Yuqoriroq
58
haroratlarda moddaning bug‘ holatiga o‘tishi ko‘rinadi. Bu jarayonni (17.3) reaksiyaning oqib o‘tishi bilan tushuntirsa bo‘ladi.
Ikkilamchi rux sulfatlari quyidagi reaksiyalar natijasida paydo bo‘lishi mumkin:
ZnO + O₃ = Zn O₄ (17.4) ZnFe₂O₄ + O₃ = Zn O₄ + Fe₂O₃ (17.5)
3ZnO + 2 O₃ = ZnO · 2 Zn O₄ (17.6)
3ZnFe₂O₄ + O₃ = ZnO · 2Zn O₄ + Fe₂O₃ (17.7)
Yuqorida qayd etilgan kimyoviy reaksiyalarning termodinamik ko‘rsatkichlari quyidagilar:

Reaksiya	t,˚C	G, kJ	lg Kp
Zn + 2O2 = Zn O4	25	— 675	118,6
	1000	— 383	36,3
Zn +1,5O = ZnO+ O 2 2	25	— 440	77,4
	1000	— 253	24,0
ZnO+O = Zn + O 2 2	25	— 104	18,3
	1000	— 123	11,7

ulfidlarning oksidlanish ikkilamchi reaksiyalarining termodi- namik tavsiflari:
Reaksiya t,˚C G, kJ lg Kp

Zn + 2O2 = Zn O4	25	— 76,5	118,6
	1025	— 12,2	0,49
2 O +O = 2 O 2 2 3	25	— 196	24,3
	1025	— 179	16,80

Ikkilamchi oksidlanish reaksiyalarning muvozanat doimiyliklari me'yoriy qiymatlarga egadir. huning uchun bu reaksiyalar aylanuvchan bo‘lib, oxirigacha yetmaydi va o‘tish darajasi harorat va kislorodning porsial bosimiga bog‘liq.

Rux boyitmasini kuydirishda sulfat paydo bo‘lishi texnologik ahamiyatga ega. Bu sulfatlarning termodinamik turg‘unligini reaksiya ajralishi muvozanati bilan baholaymiz:
Reaksiya: Zn O₄ = ZnO + O₃ (17.8) Ushbu reaksiyaning o‘zgarmas doimiyligi haroratga bog‘liq:
59
lg Pso₃ = 11,757 — 8586,0 / T (17.9)
Rux boyitmasini kuydirishda, gaz tarkibida O₂ va O₂ miqdorligiga bog‘liq bo‘lgan holda, sulfatning maksimum paydo bo‘lish harorati 750—850 ˚C ga to‘g‘ri keladi.
Kuydirish davrida rux ferrit va silikat shakllarga bog‘lanishi mumkin:
ZnO + Fe₂O₃ = ZnO · Fe₂O₃ (17.10)
ZnO + iO₂ = ZnO · iO₂ (17.11)
Bu ikkita birikma, keyingi tanlab eritishda sulfat kislotasida qiyin eriydi va ruxning isrofgarchiligini oshiradi. huning uchun jarayon shunday boshqarilishi kerakki — birikmalar iloji boricha kamroq hosil bo‘lsin.
Rux boyitmalarida ko‘pincha qo‘rg‘oshin va kadmiy bor. Asosan, ular sulfid xossalarida mavjud: Pb — galenit va Cd — grikorit.
Kuydirish paytida qo‘rg‘oshin sulfidi PbO holatiga 700—800˚C yengil o‘tadi. Qo‘rg‘oshin oksidi esa noruda moddalar bilan reaksiyaga kirishib, past haroratlarda eriydigan birikmalar paydo qilishi mumkin. Kadmiy sulfidi 735˚C da alanga oladi va oksid shakliga o‘tadi.
Ikkala sulfidlar yuqori haroratda uchuvchanlik xususiyatiga ega. Bu xususiyatni texnologlar bilib, metallarning jarayon mahsulotlariga o‘tishini hisoblashlari kerak.
Rux boyitmalar mis xalkopirit, xalkozin va kovellin turlarida uchraydi. Bu birikmalar o‘zlarini kuydirishda o‘zgarishlari mis xom- ashyosini qayta ishlashdagi jarayonlariga o‘xshashdir.
Zamonaviy zavodlarda rux boyitmasini kuydirish «KC» pechla- rida o‘tkaziladi. Bu jarayonning afzalliklari:

1. 
   yuqori ishlab chiqarish unumdorligi (oddiy pechlarga nisbatan 2—3 marta yuqoriroq);
   
2. 
   kuydirish jarayonining tartiblanishi va mahsulot sifatliligi;
   
3. 
   O₂ ning gazdagi miqdorining ko‘pligi va undan sulfat kislota- sini olish qulayligi;
   
4. 
   tanlab eritishda salbiy ta'sir etuvchi ferrit va silikat birikmalarini cheklangan holatda paydo bo‘lishi va boshqalardir.
   

60

13.