Mundareja: Kirish Nazariy qism

1.3. Qo’rg‘oshin konsentratini aglomeratsion kuydirish.

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

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. (S, As, Sb, Sd, kamyob metallar). Oltingugurt SO₂ va SO₃ 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:
PbS +2O₂ = PbSO₄ (5)
PbS + 3/2 O₂ = PbO + SO₂ (6)
PbS + O₂ = Pb + SO₂ (7)
Harorat 700°C da (6) reaksiya oqib o‘tadi. Shu sharoitda quyidagi reaksiya ham oqib o‘tishi mumkin:
PbS + 3 PbSO₄ = 4 PbO + 4SO₂ (8)
886 dan ziyod haroratda qo‘rg‘oshin oksidi eriydi va tezlik dissotsiatsiyasi oqib o‘tadi hamda shu sharoitda (7) reaksiyasi ham o‘tadi. Haroratning 900°C atrofida qattiq holatidagi moddalar o‘zaro bog‘lanadi:
PbS_q + 2PbO_q = 3Pb + SO₂ (9)
(9) reaksiyasi intensiv oqib o‘tishi oltingugurt dioksidini porsial bosimdan baholasak bo‘ladi. Masalan, 800°C P =13,3 kPa, 850°C SO₂ esa P_so2 = 101 kPa ga teng.
Aglomeratsion kuydirish shixtaning 200—300 mm enligi ostida o‘tadi. Shixtadan 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. Shixtaning 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.
Sizib 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. Suyuq 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 tepadan 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.
Shixtaning 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•SiO₂ (t = 740°C); PbO•SiO₂ (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.
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 (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 + SiO₂ = 2PbO • SiO₂ (11)
2PbSO₄ + SiO₂ = 2PbO • SiO₂ + 2SO₂ + O₂(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 S; 45—50 Pb; 10—20 CaO; 25—35 FeO; 20—25 SiO. Shixtaning namligi 6—10 % bo‘lishi kerak.