Olmaliq kon-metallurgiya kombinatining (otmk) aj mahsulotlari mis va rux eritish zavodida qo'rg'oshin ishlab chiqarish uchun yangi texnologiyalar ishlab chiqdi

1.3. Tiklovchi shaxtali eritish jarayoni kimyosi
Pechga berilgan koks yoqilg'i va qaytaruvchi vosita vazifasini bajaradi. Koksning yonishi shaxtali eritishda asosiy jarayon bo'lib, gaz fazasining tarkibiga va pechning o'ziga xos unumdorligiga ta'sir qiladi. Furmalar hududida koks reaksiyalar natijasida yoqiladi

С + О₂ = СО₂ + 391,86 kdj (1)

С + 0,5О₂ = СО + 110,08 kdj (2)
Issiq gazlar yuqoriga ko'tarilib, shaxtani isitadi, CO₂ Boudoir reaksiyasiga ko'ra qizigan koks bilan o'zaro ta'sir qiladi:

СО₂ + С = 2СО – Q (3)

Reaksiya natijasida hosil bo'lgan (3) uglerod oksidi (CO) shaxtali pechdagi asosiy tiklovchi vosita hisoblanadi. Metall oksidlarning uglerod oksidi bilan tiklanishi reaksiya natijasida sodir bo'ladi:

МеО + СО ⇄ Ме + СО₂ (4)

Reaksiya qayta tiklanadi. Reaksiya davom etadigan sharoitga qarab, yoki metall oksidining uglerod oksidi bilan tiklanishi yoki metalning karbonat angidrid CO₂ bilan oksidlanishi sodir bo'lishi mumkin. Eritish sharoitida reaksiyaning yo'nalishi shaxtali pechdagi gaz fazasining tarkibiga bog'liq. Turli xil metall oksidlari uglerod oksidining har xil kontsentratsiyasini va tiklanish uchun haroratni talab qiladi. Eritishni qisqartirish paytida qo'rg'oshinni iloji boricha tiklash kerak, ammo ruxni metallga tiklamaslik kerak, chunki u pechning yuqori qismida oksidlanib, olovga chidamli qatlam hosil qiladi. Metall va temirga tiklash kerak emas, chunki u koks uglerodli pechning pastki qismida olovga chidamli quyma temir va qobiqlarni hosil qilishi mumkin. Qo'rg'oshinni tanlab tiklash uchun, rux va temirni tiklamasdan, pechda ma'lum bir tiklovchi atmosfera hosil bo'ladi (CO 60% dan ko'p bo'lmagan). Bunday sharoitda qo'rg'oshin oksidi birikmalarining tiklanishi reaksiyalarga muvofiq sodir bo'ladi

PbO + CO = Pb + CO₂ (5)

PbO·Fe₂O₃ + 2СО = Pb + 2FeO + CO₂ (6)

PbO·SiO₂ + 2СО = 2Pb + SiO₂ + 2 CO₂ (7)

Qo'rg'oshin sulfat reaksiya natijasida uglerod oksidi bilan 550 ° C darajasida sulfidgacha intensiv ravishda tiklanadi

PbSO₄ + 4CO = PbS + 4CO₂ (8)

Qo'rg'oshin sulfidi tiklovchi shaxtali eritish sharoitida deyarli tiklanmaydi va shteyn holatiga o'tadi. Shaxtali eritishini tiklashdada qo'rg'oshinni xoaki metallga to'g'ridan-to'g'ri o’tkazib olish 90-93% ni tashkil qiladi. Qo'rg'oshin aglomerati eritilganda mis, mishyak, antimon, vismut va boshqa rangli metallarning oksidlangan birikmalari qo'rg'oshin bilan birga tiklanadi. Ushbu elementlar eritilgan qo'rg'oshinda eriydi va xomaki metall hosil qiladi:

Cu₂O + CO = 2Cu + CO₂ (9)

Cu₂O·Fe₂O₃ + 2CO = 2Cu + 2FeO + 2CO₂ (10)

Cu₂O·SiO₂ + CO = 2Cu + SiO₂ + 2CO₂ (11)

As₂O₅ + 5CO = 2As + 5CO₂ (12)

Sb₂O₅ + 5CO = 2Sb + 5CO₂ (13)

Bi₂O₃ + 3CO = 2Bi + 3CO₂ (14)
Agar ko'p miqdordagi oltingugurt aglomeratda qolsa, u holda mis oksidi boshqa metallarning sulfidlari bilan reaksiyalar orqali reaksiyaga kirishadi

Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO (15)

Cu₂O + PbS = Cu₂S + PbO (16)

Metall mis boshqa metallarning sulfidlari bilan ham o'zaro ta'sir qiladi:

2Cu + FeS = Cu₂S + Fe (17)
va eritish paytida mis, temir, qo'rg'oshin-shteynli sulfidlarning qotishmasi hosil bo'ladi. Shteyn ishlab chiqarish uchun eritilganda mis 70-80% shteynga, po'latsiz eritilganda esa 85% qo'rg'oshinga aylanadi. 1100 ° C haroratda, shixtaning to'liq erishi bilan tugaydigan suyuq shlak hosil bo'lish jarayoni boshlanadi. Kaltsiy, kremniy, alyuminiy, magniy oksidlari shlakga o'tadi. Qo'rg'oshinni tiklovchi eritishda yuqori temir oksidlari FeO ga tiklanadi, bu kremniy borligida osonlikcha silikatlar hosil qiladi (2 FeO • SiO₂):

2Fe₂O₃ + СО = 2Fe₃O₄ + СО₂ (18)

Fe₃O₄ + СО = 3FeO + СО₂ (19)

2FeO + SiO₂ = 2FeO·SiO₂ (20)

Mis shaxtali eritishdagi shlak eritmasining asosini temir silikatlar tashkil etadi. Oksidlangan rux birikmalarini tiklash qiyin. Ularning tiklanishi uchun tiklovchi atmosfera va yuqori harorat talab etiladi. Shuning uchun oksid va silikat shaklidagi ruxning katta qismi shlaklarga o'tadi, unda eriydi. Rux 90% gacha tiklanish darajasi bilan shlakda to'plangan. Qimmatbaho metallar 98-99% gacha xomaki misga aylanadi. Agar eritish jarayonida shpeyzi olinadigan bo'lsa, u bilan birga qimmatbaho metallarning bir qismi, ayniqsa, oltin yo'qoladi

Tiklovchi shaxtali eritish mahsulotlari

Tiklovchi shaxtali eritish mahsulotlari xomaki qo'rg'oshin, shlak, shteyn, shpeyza va changdir. Eritmaning suyuq mahsulotlari pechda to'planadi. Voltmetrik massalarning farqi va shaxtali pechning yonishida o'zaro eruvchanligi pastligi sababli uchta aniq ajratilgan qatlam hosil bo'ladi: pastki qatlam xomaki qo'rg'oshin, o'rta qavat shteyn, yuqori qavat esa shlakdir. Qo'rg'oshin kontsentratlarini eritish natijasida olinadigan xomaki qo'rg'oshin tarkibida har doim iflosliklar mavjud: mis, surma, mishyak, qalay, vismut, qimmatbaho metallar va boshqa elementlar. Qo'rg'oshin tarkibida quyidagilar bo'lishi mumkin: %: 92–98 Pb; 1–5 Cu; 0,5–2 As; 0,5–2 Sb; 0,1–0,2 Bi; 0,01–0,05 Te; 1 000–1 500 g/t Ag; 50–100 g/t Au. Chiqindilarning umumiy tarkibi 2 dan 10% gacha.

Shlak – bo’sh jinslar oksidlari va maxsus kiritilgan oqimlardan hosil bo'lgan ko'pkomponentli eritma. Shlaklar chiqindi jinslarning tarkibiy qismlarini xomaki qo'rg'oshin va boshqa qimmatbaho eritish mahsulotlaridan (shteyn va shpeyza) ajratish uchun xizmat qiladi. Qo'rg'oshin eritadigan shlaklar erish nuqtasi 1100–1150 ° C, yopishqoqligi 1200 ° C - taxminan 0,5 Pa • s, zichligi - 3,5-3,8 g / sm³ dan oshmasligi kerak. Bunday xususiyatlarga ega shlaklar quyidagilarni o'z ichiga oladi:%: 20–30 SiO₂ ; 30–40 FeO; 10–18 CaO. Qo'rg'oshin eritadigan shlaklarning muhim xususiyati ularda rux oksidi borligi - 5-25%. Shlakdagi SiO2, FeO, CaO va ZnO tarkibiy qismlarining yig'indisi 90% ga va undan ham ko'proq bo'lishi mumkin. Meniki eritish shlaklari bilan 2-3% qo'rg'oshin yo'qoladi. Shlakdagi 60-75% qo'rg'oshin metall holatida, 8-10% - sulfid va 15-20% - oksidlangan birikmalar (silikatlar, ferritlar) shaklida bo'ladi.

Qo'rg'oshin ishlab chiqarish shteyniga temir, qo'rg'oshin, mis va rux sulfidlari kiradi. Barcha mis-qo'rg'oshin shteynlarida erigan metallar mavjud: qo'rg'oshin, mis, temir, kumush, oltin. Xom ashyoning tabiati va qabul qilingan texnologiyasiga qarab, har xil tarkibdagi mis qo'rg'oshinli shteynlar olinadi, %: 7–40 Cu, 16–45 Fe, 20–25 S, 8–17 Pb. Shteyn - bu istalmagan eritish mahsuloti, chunki uni mis, qo'rg'oshin va qimmatbaho metallarni ajratib olish uchun qayta ishlash yoqilg'i, materiallar va metallarning yo'qotilishi xarajatlari bilan bog'liq bo'lgan qo'shimcha ishlov berishni talab qiladi. Qo'rg'oshin kontsentratlarida ko'p miqdordagi rux bo'lsa, shteyn eritish ayniqsa istalmagan. Erish paytida rux sulfidi shteyn va shlaklar orasida taqsimlanadi, bu esa ularni ajratishni qiyinlashtiradi. Shteyn hosil bo'lishi bilan eritish aglomerat tarkibidagi mis miqdori 2-3% dan ortiq bo'lsa, amalga oshiriladi.

tiklanadigan atmosferada shixta tarkibidagi mishyakning sezilarli miqdori bilan shpeyzalar hosil bo'ladi - metall arsenidlarning eritmasi. Shpeyza shteynga qaraganda ancha chidamli va og'irroq (zichligi 5,6 - 6,0 g / sm³, erish nuqtasi 1370-1420 K). U qo'rg'oshin va shteyn o'rtasida pech yonish joyida joylashtirilgan. Shpeyzalarni ajratish va qayta ishlash katta qiyinchiliklarga duch keladi. Shpeyza tarkibi chegaralar bo'yicha o'zgarib turadi, %: 2–15 Pb; 2–34 Cu; 20–50 Fe; 18–30 As; 1–6 Sb; 0,001–0,01 Au; 0,015–0,2 Ag.

Qo'rg'oshin ishlab chiqaradigan chang - bu qimmatbaho polimetall xom ashyo. Shaxtali eritish jarayonida 70% Tl, 55% Se, 40-50% Te, taxminan 2 5% In, shuningdek kadmiy, germaniy va boshqa qimmatbaho xom ashyo tarkibiy qismlarining katta qismi chang. Shaxtali pechining changining o'rtacha tarkibi,%: 45-55 qo'rg'oshin; 10-20 rux; 2-3 kadmiy; 0,3-3 mishyak; 0,03-0,5 selen; 0,04-0,2 tellur; 0,005-0.02 talliy; 0.002-0.02 indiy; 0,005-0,01 germaniy; 3-7 oltingugurt.