1. Avtogen eritish jarayonlari Sulfidli mis boyitmasini kislorodli-mash’alli pechda eritish va ularni tayyorlash

Avtogen jarayon haqida umumiy tushuncha

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.