15.2. Metallurik xomashyolarni kuydirish jarayonlari
Oksidlovchi kuydirish
.
Tarkibida mis kam bo‘lgan dastlabki
moddalarni iste’mol qiladigan, bir qator zavodlarda qo‘llaniladi.
Olmaliq sharoitida boyitmada misning miqdori borgan sari kamayib
bormoqda. Shuning uchun uni birinchi pog‘onada kuydirish ishlab
chiqish samaradorligini oshirish mumkin. Dastlabki pog‘onada
boyitmani kuydirish, mis miqdori yuqoriroq bo‘lgan ogarokni olish, misi
ko‘proq bo‘lgan shteyn va sulfat kislotasi olishi mumkin bo‘lgan
texnologik gazlarni olishga imkon yaratadi. Kuydirish davomida oksid
yoki sulfat quyidagi yakunlovchi reaksiyalar orqali o‘tadi:
MeS + 1,5 O
2
= MeO + SO
2
2 SO
2
+ O
2
= 2SO
3
MeO + SO
3
= MeSO
4
Birinchi reaksiya deyarli bir tomonlama oqib o‘tadi. Ikkinchi
reaksiya uchun:
Kp = P
2
SO
3
/ RSO
2
* PO
2
Qayerdan
PSO
3
= PSO
2
Kp * PO
2
Kuyidirish uchun eng mos dastgoh bu – qaynovchi qatlamli (KS)
pechdir. Kuydirish harorati 650–750
0
C) (sulfatlash) va 850–1050
0
C)
(oksidlanish). Kuydirish jarayonlari AQSH, Yaponiya va boshqa
davlatlarda keng tarqalgan. Sulfatli kuydirishda misni 94–98% suvda
eriydigan birikmalarga o‘tadi, qaysilaridan elektroliz orqali erkin holatda
ajratib olinadi. Olmaliq sharoitida kuydirish jarayonini qo‘llash
rejalashtirilmagan shixta yuklanadi.
240
15.3 Rux boyitmalarini oksidlovchi kuydirish
Tabiatda rux asosan sulfid holatida uchraydi. Bir xil rux
birikmalari bu kislorod bilan bog‘langan oksid zaxiralaridir. Sanoatda
keng tarqalgan va ishlab chiqarishga tushgan bu kompleks rux-
qo‘rg‘oshin sulfidli polimetall rudalardir. Bu rudalarda asosiy
metallardan tashqari, yana mis, kadmiy, nodir va kamyob metallar bor.
Zamonaviy rudalarda ruxning miqdori 1,5%, rux-qo‘rg‘oshin rudalarda
esa 1,0–1,5% Zn va 0,4–0,5% Pb bor. Bu rudalarni qayta ishlashdan
oldin boyitiladi. Asosiy boyitish usuli selektiv flotatsiyadir. Oldin
rudadan kollektiv rux-qo‘rg‘oshin boyitmasi olinib, keyin u alohida rux
va qo‘rg‘oshin boyitmalariga ajratiladi. Sulfidli rudalarda rux asosan
sfalerit – ZnS shaklda uchraydi. Oksidlangan rudalarda rux karbonat
ZnSO (smitsonit) va gidrotsinkiy ZnSO
3
* 2 ZnS (ON) va silikat (valletit
Zn
2
SiO
4
) turlarda uchraydi. Ruxni boyitmaga o‘tish darajasi 70–85%ni
tashkil qiladi. Rux boyitmasini taxminiy miqdori, %: Zn 40–60; Pb 0,2–
3,5; Ca 0,15–2,3; Fe 2,5–13; S 30–35; Ca 0,1–0,5; As 0,03–0,3; Sb
0,01–0,07; Ca 0,001–0,013; Jn 0,001–0,07. Boyitmani maydaligi 30–
35% (-75 mkm) – 70–90% (-75mkm) masofada o‘zgaradi. Boyitmani
muhim texnologik xususiyatlari bo‘lgan zichlik: -3,4–4,3 g
2
/sm
3
;
to‘kilmoq massasi 1,9–2,3 g/sm, namlik 10-16%, quritilgandan keyin
6–8 %.
Ruxni xomashyodan ajratib olishning asosiy texnologiyalari.
Sulfidli rux xomashyosini bevosita erkin holatigacha tiklash mumkin.
Masalan: ZnS+H
2
=Zn+H
2
S.
Ammo, kuchli tiklovchi moddalar H
2
va CO samarador emasdir.
Masalan, keltirilgan reaksiya uchun 1000
0
Cda muvozanat konstantasi
teng: Kp=Pzn * PH
2
S / PH
2
=2,1 * 10
-4
Bundan xulosa, yuqori harorat va bosimlarda ham tiklanish
mahsulotlarini
chiqishi
judayam
kam.
Amaliyotda
sulfidlarni
oksidlantirish keyin afzalroqdir. Sanoatda ZnS ni ZnO ga oksidlanishini
pirometallurgik usul bilan amalga oshiriladi. ZnO ni tiklanishi esa
pirometallurgik yoki gidrometallurgik usullar bilan amalga oshishi
mumkin. Oxirgi usul bo‘yicha ZnO ni sulfat kislotasida eritib elektroliz
yordamida erkin metall olinadi. Ruxni sulfid boyitmasidan ajratib olish
ZnS, ZnO va Zn larni xususiyatlariga bog‘liqdir. Ruxni oksid va sulfidi
241
yuqori haroratda eriydi. Masalan, ZnS atmosfera bosimida 1200
0
Cdan
ziyod haroratda parlanadi va 2000
0
Cgacha eriydi. ZnO esa 1975
0
Cda
suyuq holatga o‘tadi. Shuning uchun ZnS ni ZnOga oksidlanishini
yuqori haroratlarda katta tezlik bilan yuborish mumkin. Rux sulfidini
oksidlanishi ekzotermikdir va jarayon uchun qo‘shimcha yoqilg‘i
sarflamaydi.
Ruxni oksiddan tiklash uchun ko‘p energiya sarflanadi. Shuning
uchun pirometallurgik tiklanish yuqori harorat va tiklovchi moddaning
miqdorligida olib boriladi. Elektrolitik tiklanish ham elektr quvvatini
katta hajmda sarflanishi bilan bog‘liqdir. Metalli rux oson suyuq holatga
o‘tadi – erish harorati 419
o
C, 907
0
Cda bug‘ holatiga o‘tadi, shuning
uchun pirometallurgik tiklanishda bug‘ holatida ajralib chiqadi. Piro va
gidrometallurgik
usullarni
xususiyatlarini
ko‘rib
chiqamiz:
Pirometallurgik usulda yakunlovchi mahsulot bo‘lib g‘ovak kuydirma
(ogarok) olinadi. Kuydirish davrida modda oltingugurtni yo‘qotib, keyin
qotishma shaklga o‘tadi. Qotishma olish uchun harorat 1300–1400
0
C
gacha ko‘tarilishi kerak. Buni aglomeratsiya jarayonida amalga
oshiriladi. Aglomerat keyinchalik qattiq uglerod yordamida tiklanadi.
Gidrometallurgik usul bo‘yicha kuydirishni 900–1000
o
Cda ogarok-
kukun olishga qaratiladi. Olingan kukun sulfat kislotasida eritiladi.
Eritmadan rux elektroliz bilan erkin holatida ajratib olinadi, sulfat
kislotasi esa regeneratsiya bo‘lib qaytadan tanlab eritishga yuboriladi.
Rux boyitmasini yuqori haroratda oksidlantirish, hozirgi payitda, asosiy
texnologik usuldir. Kanadada olib borilgan izlanishlar shuni
ko‘rsatadiki, rux sulfidini eritmadagi kislorod bilan ham oksidlantirsa
bo‘lar
ekan:
ZnS+O
2
(eritmada)+N
2
S(eritmada)=ZnSO
4
+
o
C+H
2
O
Jarayon avtoklavda 1000
0
Cdan ziyod va umumiy bosim 10
5
Pa dan
yuqori sharoitlarda olib boriladi. Sanoatda bunday texnologiyani
qo‘llash qiyindir. Texnologik sxemalarni tahlili shuni ko‘rsatib turibdiki,
jarayon bir necha bosqichdan iboratdir. Amaliyotda esa, sxemalar ancha
murakkabroqdir. Bunga ikkita sabab bor:
1) xomashyoda mavjud bo‘lgan bir qator ruxga yo‘ldosh
elementlarni ajratib olish kerakligi;
2) xomashyoni qayta ishlash uchun tayyorlash jarayonlarini tashkil
etish.
242
Dunyo miqyosida taxminan 20% pirometallurgik va 80% rux
pirometallurgik usullar bilan olinadi.
Sulfidli Rux boyitmasini kuydirish jarayonlarining maqsadi, turlari
va fiziko-kimyoviy asoslari
.
Boyitmani kuydirishdan asosiy maqsad
sulfidli ruxni tiklanish jarayoniga tayyorlangan oksid holatiga tezroq va
kam sarf-xarajatlar bilan o‘tkazishdir. Bunda ogarok shunday holatda
olinishi kerakki, undan yuqori samaradorligi bilan keyingi texnologik
jarayonlarini o‘tkazishga imkon yaratilishi lozimdir. Shuning bilan bir
qatorda, kuydirishda ajralib chiqayotgan oltingugurt birikmalarini
to‘laroq
darajada
sulfat
kislotasi
olish
uchun
yuborishdir.
Pirometallurgik usul uchun ogarokni aglomerat (qotishmani bir turi)
shaklda olinadi va bu modda keyin yuqori haroratda qattiq uglerod yoki
boshqa tiklovchilar yordamida tiklanadi. Gidrometallurgiya usuli uchun
tanlab eritishga mo‘ljallangan ogarok quyidagi talablarga javob berishi
kerak:
1) sulfidlarda oltingugurt miqdori iloji boricha kam bo‘lishi kerak
(0,1-0,3 %);
2) eriydigan sulfat holati me’yorli bo‘lishi kerak (So
4
2-4 %);
3) mayda fraksiyasi (0,15 mm) yuqoriroq bo‘lishligi;
4) ferrit va silikat shakldagi rux miqdorining me’yoridaligi.
Bunday talablar gidrometallurgik usulni mazmunidan kelib chiqadi.
Zamonaviy amaliyotda tanlab eritishga kukun – ogarokni qaynar
qatlam (KS) pechlarida, 900–1000
0
C oralig‘ida olib boriladi.
Kuydirish jarayonining kimyoviy reaksiyalari
Dostları ilə paylaş: |