Termiz muhandislik texnologiya instituti

2.4. Termik va ekstraktsion fosfat kislotalari bilan rux bug’lanmasidan ruxni ajratib olish
Sulfid-oksid namunasini qayta ishlash natijasida olingan sulfatli yuvish eritmasidan ruxning erituvchi bilan ekstraksiyasi partiya reaktorida kerosinda suyultirilgan D2EHPA va Cyanex 272 yordamida tekshiriladi. Natijalarga ko'ra, D2EHPA 1: 1 organik / suvli nisbatda Cyanex 272 ga qaraganda yuqori ekstraksiya samaradorligini ko'rsatadi. D2EHPA va Cyanex 272 uchun tegmaslik konsentratsiya va pH mos ravishda 0,5 mol/L va 2,5 va 0,035 mol/L va 3,5 deb ajratiladi. Bunday sharoitda ekstraksiya samaradorligi D2EHPA uchun ~75%, Cyanex 272 uchun 41% ekanligi aniqlanadi. Termodinamik ma'lumotlar rux olish jarayoni endotermik ekanligini ko'rsatadi. D2EHPA uchun McCabe-Thiele diagrammasi asosida ikki bosqichli simulyatsiya qilingan qarshi oqim ekstraktsiyasi tajribalari o'tkaziladi va ruxning ekstraksiya foizi taxminan 88% ni tashkil etadi. Cyanex 272 va TBP ning D2EHPA bilan sinergik ta'siri ayniqsa o'rganiladi. 80% D2EHPA va 20% Cyanex 272 aralashmasi sinergetik koeffitsienti 1,04 bo'lgan Zn-ekstraksiya uchun eng yaxshi sinergetik ta'sir ko'rsatishi aniqlanadi.
Qattiq maishiy chiqindilardan foydalanish bugungi kunda butun dunyo muammosiga aylandi. Ko'p o'n yillar davomida amalda bo'lgan maishiy chiqindilarni yo'q qilish ekologik va iqtisodiy jihatdan istiqbolsiz yo'nalish sifatida umume'tirof etilgan. So'nggi yillarda rivojlangan sanoati rivojlangan mamlakatlar chiqindilarni qayta ishlashning juda samarali usulini qo'llaydilar, bu esa qimmatbaho komponentlarni ishlab chiqarishga qayta ishlash orqali olish imkonini beradi. Muammoning bu yechimi ikkilamchi xom ashyoni qayta ishlashga jalb qilish hisobiga nafaqat iqtisodiy samara beradi, balki asosan ekologik muammoni hal qiladi. [.52 ;1986 g. №6. S. 65-67.]

Oldindan saralangandan keyin chiqindilarni qayta ishlashning asosiy usullaridan biri bu chiqindilarni yoqishdir, bunda umumiy hajmning taxminan 20% shlak sifatida o'choq tubida qoladi va shlakning 10% metallardan, shu jumladan 8% qora metallardan iborat va qolgan 2-3% rangli metallardir. Mavjud texnologiyalar shlakni qora va rangli metall konsentratlariga ajratish imkonini beradi, rangli metall konsentrati ikkilamchi xom ashyo sifatida qayta ishlashga yuboriladi. Biroq, shu paytgacha konsentratni tashkil etuvchi metallarni, masalan, ruxni (konsentratdagi rux miqdori 22% gacha) olishning oqilona sxemasi mavjud emas edi. Rux qazib olishning asosiy usullari o'rnatilgan amaliyotdan kelib chiqqan holda gidrometallurgiya sxemalari hisoblanadi. Nisbatan o'rtacha haroratlarda distillash yo'li bilan sinkni ajratib olish usullari mavjud; ammo past tonnajli (1000-1200 t/yil) hajmdagi pirometallurgik jarayonlar ma'lum emas.⁶

Distillash jarayonlarida olinadigan asosiy tarkibiy qismlarning xatti-harakatlarini tushunish biz tuzgan to'liq holat diagrammalaridan, shu jumladan Cu-Zn, Cu-Pb, Sn-Zn va Sn-Pb ikkita tizimda suyuqlik-bug' fazasi o'tishidan kelib chiqadi.
Suyuqlikning qaynash harorati, har bir qo'shaloq tizimdagi metallarning qisman bosimlari yig'indisi atmosfera bosimiga (101,33 kPa) teng deb hisoblanganda, suyuqlik va bug'ning (L + V) birga yashash maydonlarining chegaralari olinganda hisoblab chiqilgan. Bug'dagi metall konsentratsiyasi eritma ustidagi umumiy bosimdagi elementning qisman bosim ulushi sifatida topildi. Metalllarni distillash jarayonlari, qoida tariqasida, vakuumda amalga oshirilishi munosabati bilan, diagrammalar 100 va 1 Pa dagi suyuqlik va bug'larning birgalikda yashash joylari chegaralarini ko'rsatadi. .[53; 1987 g. № 3. S. 57-59 ].

Atmosfera bosimida Cu-Zn tizimidagi suyuq eritmalar maydoni suyuqlanish chizig'i va qaynash egri chizig'i orasidagi haroratda yuqori emas, ayniqsa guruchlar tarkibiga mos keladigan konsentratsiyalar sohasida. Old vakuumdagi qaynash haroratlari e, g, b, Cu3Zn, (Cu) qattiq fazalar va ularning eritmalari maydonlari bilan bir-biriga mos keladi. Eritmaning qaynash egri chizig'i past mis konsentratsiyasi maydoni (L) va ikki fazali maydon (e + L) bilan faqat 100 Pa bosimda kesishadi. Ruxni mis bilan qotishmalaridan bug' fazasiga aylantirish, asosan, kristall fazalardan sublimatsiya jarayoni bo'lib, ajratish jarayonining texnologik intensivligini sezilarli darajada kamaytiradi. Oldin vakuumdagi muvozanat sharoitida ruxning mis bilan suyuq eritmalaridan bug'lanishi jarayoni faqat ruxning juda past konsentratsiyasida - mos ravishda 100 va 1 Pa da 0,51 va 1 × 10−3% mumkin. Ruxning eritmadan bug'lanishi jarayoni suyuqlik vannasi ustidagi bosimni sezilarli darajada oshirishni talab qiladi. Hatto ruxga boy guruchning erish nuqtasi (30% gacha) atmosfera bosimida (907 ◦C) ruxning qaynash nuqtasiga yaqin. Binobarin, ruxni bug'lanish bilan ajratib olish faqat atmosfera bosimida shunga o'xshash metall konsentrat eritilganda mumkin. Bug' fazasi 99,9% dan ortiq rux bo'ladi.

Atmosfera bosimidagi eritmalar uchun qaynash egri chizig'i Cu–Pb tizimining diagrammasida harorat 1745 ^oC dan yuqorida joylashgan. Eritmaning 100 Pa dagi qaynash nuqtasi chizig'i: suyuq eritmalar, ~20-60 konsentratsiyada. L1 + L2 ajralish hududida % Pb, ~10 dan kam. % ikki fazali maydonda (Cu) + L. Eritmaning qaynash egri chizig'i (Cu) + L maydoniga 1 Pa ga teng bosimda joylashtiriladi likvidlik egri chizig'ining kesishish nuqtasi ~94 da va suyuqlik fazasining tarkibi eritma tarkibiga mos keladi. Ya'ni, qo'rg'oshinning bug'lanishi qo'rg'oshinga boy qotishmadan boshlanadi. Qo'rg'oshin 1 Pa da bug'langanda faqat fazalarning miqdoriy nisbati (Cu) va L o'zgaradi. Qo'rg'oshinni vakuumda misdan distillash bilan ajratishda texnologik qiyinchilik bug'-suyuqlik muvozanati chegaralarining pozitsiyasiga qarab kutilmaydi. Bug' fazasi deyarli butunlay qo'rg'oshin bilan ifodalanadi. [54;. 1988 g. № 30.]

Distillashni ajratishda Sn-Zn tizimida texnologik qiyinchiliklarga yo'l qo'yilmaydi. Fazalarning birgalikda yashash maydoni (L + V) haroratga ko'ra juda keng. Yagona cheklov 30 Pa dan yuqori bo'lishi kerak bo'lgan jarayon bosimi bo'lishi mumkin, chunki (L + V) maydonning ikki fazali maydonga (L + (Zn)) past bosimi superpozitsiyasi sodir bo'ladi, bu esa ruxning bug'lanish jarayoniga hamroh bo'ladi. Atmosfera bosimida qalay ishtirokida ruxning bug'lanishi hech qanday cheklovlarga ega emas. Bug' fazasi deyarli butunlay ruxni o'z ichiga oladi va ajratish jarayoni bitta operatsiyada amalga oshirilishi mumkin. Sn-Pb tizimida vakuumda metallarni ajratishda ham qiyinchilik yo'q. Atmosfera bosimida Pb va Sn ni distillash bilan ajratish texnik jihatdan qiyin, chunki ikkala metalning qaynash nuqtasi yuqori bo’ladi.