1. Avtogen eritish jarayonlari Sulfidli mis boyitmasini kislorodli-mash’alli pechda eritish va ularni tayyorlash
Reja:
1. Avtogen eritish jarayonlari
2. Sulfidli mis boyitmasini kislorodli-mash’alli pechda eritish va ularni tayyorlash
3. Xomashyoni quritish
4. Kislorodli-mash’alli eritish pechidagi fizik-kimyoviy jarayonlar
5. Kislorodli-mash’alli eritish pechining konstruksiyasi va uni hisoblash
6. KMEP jarayonining texnologiyasi
Metallurgiya sanoatida, xususan, mis eritishda butun sarf bo‘lgan xarajatlarning teng yarmi xomashyolarni va shixtalarni tayyorlashga hamda eritib, undan shteyn olishga sarflanadi. Qolgan 50 % xarajat esa konverterlash, elektroliz yo‘li bilan tozalash va nihoyat, mis olishga sarflanadi. Shixta va xomashyoni tayyorlash hamda ularni eritish uchun ketgan sarfni kamaytirish borasida olimlarimiz juda ko‘p ilmiy tadqiqot ishlarini olib borib, o‘z takliflari bilan metallurgiya sanoatiga o‘zgartirish kiritishga harakat qildilar. Uzoq yilgi samarali mehnatlar natijasida mis sanoatida avtogen, ya’ni o‘z-o‘zidan boradigan jarayonlar sanoat miqyosida qo‘llanilmoqda. Ularga muallaq holatda boradigan mash’alli eritish pechi va kislorodli muallaq elektrotermik pechi, minorali avtogen eritish pechi va suyuqlikda boradigan avtogen eritish pechlari (Vanyukov pechi) kiradi. Eritish jarayonlarini uchta asosiy turga bo‘lish mumkin:
1) tashqaridan doimiy issiqlik berib turiluvchi jarayonlar.
2) avtogen, ya’ni ichki kimyoviy reaksiyalar natijasida to‘liq o‘z-o‘zini issiqlik bilan ta’minlaydigan jarayonlar.
3) aralash, ya’ni ham tashqaridan issiqlik beriladigan hamda ekzotermik kimyoviy reaksiyalar natijasida issiqlik ajralib chiqadigan jarayonlar.
Avtogen jarayonlarga yuklanishi mo‘ljallangan xomashyo uchun alohida talablar qo‘yiladi. Bu talablarning asosiysi uning tarkibidagi kerakli birikmalarning kislorod bilan o‘zaro ta’siri natijasida ajralib chiqadigan issiqlikning xomashyo yoki shixtani eritishga yetarli bo‘lishidadir.
Oltingugurt bilan birikkan moddalar avtogen jarayonlar uchun asosiy xomashyodir. Chunki ular kislorod bilan reaksiyaga kirishib, ekzotermik holatni yuzaga keltirib, quyidagicha issiqlikni chiqarishi mumkin. Masalan:
Cu2S–144,56 kJ/kg; FeS–368,36 kJ/kg; PbS–72,59 kJ/kg.
Eritishning avtogenli maromi oltingugurtli moddalarning eritish turi bo‘yicha quyidagicha bo‘ladi: piritli, xalkopiritli, pirrotinli yoki kislorodning purkashdagi tarkibiga ko‘ra, nokerak jinslar va ashyoning tarkibi hamda miqdoriga, purkash yo‘nalishiga, ya’ni pech tubidagi yoki yonidagi mash’alli qatlamga, ichki va tashqi issiqlik almashinuviga bog‘liq ravishda o‘zgaradi.
Yuqorida qayd etilgan oltingugurtli ashyo bilan qaysi usul yoki yo‘nalish bo‘yicha jarayonning tanlanishi o‘z o‘rnida uning ichida oltingugurtning harorat ostida parchalanishi natijasida ajralib chiqadigan issiqlik ashyoni to‘liq eritishga o‘tmaydi. Asosiy harorat temir sulfidining (FeS) oksidlanishi natijasida ajralib chiqadi. Buni quyidagi qiymatlardan bilish mumkin. Parchalangan 1 kg oltingugurtning oksidlanishi natijasida 6792 kJ/kg issiqlik ajralib chiqsa, temir sulfidining oksidlanishi natijasida 1 kg oltingugurt hisobida 14759 kJ/kg issiqlik ajralib chiqadi.
Misli rudalar quyidagi beshta asosiy turga bo‘linadi: sochma mis (qumli holda), porfirli mis, vanadiy-temirli mis, misli kolchedan va skarnli qazilma boyliklaridir.
Birinchi turdagi sochma mis qazilma boyliklari ko‘proq Afrikada aniqlangan. Bu turdagi sulfidli rudalar tarkibida misning miqdori 3–4 %, oksidli rudalarda 3–14% ni tashkil etadi.
AQSH va Chilining asosiy xomashyosi keng tarqalgan turdagi porfirli mis rudalar hisoblanadi. Ularning tarkibidagi misning miqdori 0,5–2% atrofida bo‘ladi. Bu rudalar juda katta maydonlarni egallagan bo‘lib, yer qobig‘ining ustki qismiga yaqin joylashganligi tufayli ularni ko‘proq ochiq usul bilan qazib olish qulay. Asosan, yirik qazilma konlar Chilining Chukikamata viloyatida va AQSHning San-Manuel, Bingxem-Kanon va ushbu mamlakatlarning boshqa hududlarida joylashgan.
Kolchedanli qazilma konlar ko‘proq vulqonli jinslarda linza ko‘rinishida uchrab turadi. Bunday qazilma konlar Ispaniyada, Skandinaviya mamlakatlarida, Kanada va MDHning bir qancha respublikalarida uchrab turadi (asosan, Uralda).
Porfirli mis va misli kolchedan rudalarini boyitish natijasida ulardan avtogen eritish jarayoni uchun kerakli bo‘lgan misli boyitmalar ajralib chiqadi.
Boshqa turdagi, ya’ni sochma mis, vanadiy-temirli mis va skarnli rudalarni qayta ishlaganimizdan olingan boyitmalar esa avtogen jarayonlar talabiga javob bermaydi.
Sochma mis rudalari tarqoq, qiyin boyitiladigan, tarkibi sulfidli va silikatli tashkil etuvchilardan iboratdir. Hozirgi kunda ularni qazib olish, asosan, yo‘ldosh birikmalar sifatida olib borilmoqda.
Misli qazilma boyliklar umuman 14%–36% rudali minerallardan tashkil topgan. Ularning tarkibida 6–16% Fe va 7–13% S va boshqa birikmalar bor. Bu turdagi rudalar ham avtogen eritish jadvaliga to‘g‘ri kelmaydi va asosan shixta tarkibida qayta ishlanadi. Tarqoq rudalar minerallarning bir xilligi va kimyoviy tarkibining doimiyligi bilan ajralib turadi. Ulardan olingan boyitmalar avtogen eritish jarayonini ta’minlay oladi.
Mis metallurgiya sanoatida avtogen jarayonlar keng qo‘llanib kelinayotganligini e’tiborga olib, shu jarayonning fizik-kimyoviy xususiyatlari bilan batafsilroq tanishib chiqamiz.
Oltingugurtga boy bo‘lgan ashyolarni avtogen jarayoni orqali eritishda texnologik kislorod yordamida purkab, jarayonning muallaq holatda borishi kislorodli-mash’alli eritish pechi degan nomni olgan bo‘lsa, muallaq holatda mash’ala bo‘lib yonishi, so‘ng moddalarning parchalanib, erish haroratiga o‘tishi kislorodli-muallaq holatdagi eritish pechi deb ataladi (KFP yoki KVP).
Bunday eritish usuli hozirgi kunda dunyoda 8 ta mamlakatda: Kanadadagi “Kopper-Klif”, AQSHda Chino va Xayden hamda O‘zbekiston Respublikasining Olmaliq mis eritish zavodlarida ishlab kelmoqda. Texnologik purkash orqali muallaq holatda eritishning afzalliklaridan biri gorizontal mash’alli pechdir.
Eritish pechining ichidagi gorizontal holatdagi mash’alada oltingugurtning toza kislorod bilan yuqori tezlikda oksidlanishi va unga nisbatan past tezlikda gaz oqimining paydo bo‘lishi texnologik oqova gaz hajmining ko‘payib ketmasligiga olib keladi.
Muallaq holatdagi eritish pechi yallig‘ qaytaruvchi pechga o‘xshamagan bo‘lib, old qismida quritilgan shixta qorishmasi tepadan, pechning old qismidan texnologik kislorod bilan purkalanadi.
|
