22-ma’ruza. Rux metallurgiyasiga doir ma’lumotlar, hom ashyo tavsifi va ajratib olishning asosiy texnologiyalar

№22-MA’RUZA. RUX METALLURGIYASIGA DOIR MA’LUMOTLAR, HOM ASHYO TAVSIFI VA AJRATIB OLISHNING ASOSIY TEXNOLOGIYALAR

Ishlab chiqarish xajmi bо‘yicha rux, alyuminiy va misdan keyin uchinchi о‘rinda turadi. Bir yilda dunyoda 5 - 7 mln. t. rux ishlab chiqariladi. Zavodlarning ishlab chiqish imkoniyati 75 - 85 % larga foydalaniladi. О‘zbekistonda О‘rta Osiyoda yagona zamonaviy rux zavo­di ishlab turibdi. Bu zavod Olmaliq tog‘ - metallurgiya kombinati tarkibiga kiradi. Zavodning ishlab chiqish imkoniyati bir yilda 100 ming t. dan ziyodroqdir.

Xorijiy davlatlarda rux ishlab chiqarish quyidagilarda mavjud­dir: AQSH, Yaponiya, Rossiya, Kanada, Avstraliya, Olmoniya, Fransiya, Bolgariya, Polsha, Benilyuks, Kozokiston va boshqalardir. Dunyoda mi­kyosida ishlab chiqilgan ruxning о‘zlashtirilishi quyidagichadir, %: oq tunika olish 36; latun va bronza olish 26; quymakorlik 26; rux prokati 3; kimyo mollari 6,5. Ruxni asosiy о‘zlashtiruvchi davlatlar AQSH, Yaponiya, Olmoniya, RossiY. О‘zbekiston о‘zini mahsulotini xori­jiy davlatlarga eksport qiladi. Ruxning dunyo bozoridagi narxi 950 - 1050 AQSH dollarida 1 tonnasiga sotiladi. Metal asosan mineral zaxiralaridan olinadi. Ikkilamchi xom ashyodan foydalanish endi keng yо‘lga qо‘yilayapti.
Rux xomashyosining tavsifi. Tabiatda rux asosan sulfid holatida uchraydi. Bir xil rux birikmalari - bu kislorod bilan bog‘langan oksid zaxiralaridir. Sanoatda keng tarqalgan va ishlab chiqarishda tushgan bu - kompleks rux - qо‘rg‘oshin Sulfidli polimetalmis rudalardir. Bu rudalarda asosiy metallardani tashqari, yana mis, kadmiy, nodir va kamyob metallar bor. Zamonaviy rudalarda ruxning miqdori 1,5 %, rux-qо‘rg‘o­shin rudalarda esa 1,0 - 1,5 % Zn va 0,4 - 1,5 % Pb bor. Bu ruda­larni qayta ishlashdan oldin boyitiladi. Asosiy boyitish usuli - selektiv flotatsiyadir. Oldin rudadan kollektiv rux-qо‘rg‘oshin boyitma­si olinib, keyin u alohida rux va qо‘rg‘oshin boyitmalariga ajrati­ladi.
Sulfidli rudalarda rux asosan sfalerit - ZnS shaklda uchray­di. Oksidlangan rudalarda rux karbonat ZnCO (smitsonit) va gidrotsinkiy ZnCO₃ * 3 Zn(OH) va silikat (valletit Zn₂ SiO₄) turlarda uchraydi.
Ruxni boyitmaga о‘tish darajasi 70 - 85 % 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 % (-75 mkm) masofada о‘zgara­di. Boyitmani muxim texnologik xususiyatlari bо‘lgan: zichlik - 3,4 - 4,3 g²/sm³; tо‘qilmoq massasi 1,9 - 2,3 g/sm, namlik 10 - 16 %, quritilgandan keyin 6 - 8 %.
Ruxni xom ashyodan ajratib olish asosiy texnologiyalar
Sulfidli rux xomashyosini bevosita erkin holatigacha tiklash mumkin. Masalan:
Zn S + H₂ = Zn + H₂ S (22.1)
Ammo, kuchli tiklovchi moddalar H va SO samaradorli emasdir. Masallan, keltirilgan reaksiya uchun 1000 S da muvozanat konstanta­si teng:
Kp = PZn * PH₂s / PH₂ = 2,1 * 10^-4
Bundan xulosa - yuqori xarorat va bosimlarda ham tiklanish mahCu­lotlarini chiqishi judayam kam. Amaliyotda sulfidlarini oksidlantiri keyin afzalroqdir.
Sanoatda ZnS ni Zn O ga oksidlanishini pirometallurgik usul bilan amalga oshiriladi. ZnO ni tikllanishi esa pirometallurgik yoki gidrometallurgik usullar bilan amalga oshirishi mumkin. Oxirgi usul bо‘yicha ZnO ni sulfat kislotasida eritib elektroliz yordamida erkin metal olinadi.
Ruxni sulfid boyitmasidan ajratib olish ZnS, ZnO va Zn larni xususiyatlariga bog‘likdir. Ruxni oksid va sulfidi yuqori xa­roratda eriydi. Masalan, ZnS atmosfera bosimida 1200⁰C ziyod xaro­ratda parlanadi va 2000⁰C gacha erimaydi. ZnO esa 1975⁰C suyuq ho­latiga о‘tadi. Shuning uchun ZnS ni ZnO ga oksidlanishini yukori xa­roratlarda katta tezlik bilan yuborilishi mumkin. Rux sulfidini oksidlanishi ekzotermikdir va jarayon uchun kushimcha yokilgi sarfla­maydi.
Ruxni oksiddan tiklash uchun kо‘p energiya sarflanadi. Shuning uchun pirometallurgik tiklanish yuqori xarorat va tiklovchi moddaning miqdorligida oboriladi. Elektrolitik tiklanish ham elektr kuvvati­ni katta xajmda sarflanishi bilan bog‘liqdir. Metallik rux oson Suyuq holatga о‘tadi - erish xarorati 419⁰C, 907⁰C da par holatiga о‘tadi, shuning uchun pirometallurgik tiklanishda rux par holatida ajralib chiqadi.
Piro va gidrometallurgik usullarni xususiyatlarini kо‘rib chi­qamiz.
Pirometallugik usulda yakunlovchi mahsulot bо‘lib g‘ovak kuydir­ma (ogarok) olinadi. Kuydirish davrida modda oldin oltingugurtni yо‘qotib, keyin qotishma shaklga о‘tadi. Qotishma olish uchun xarorat
1300-1400⁰C gacha kо‘tarilishi kerak. Buni aglomeratsiya jarayonida amalga oshiriladi. Aglomerat keyinchalik qattiq uglerod yordamida tiklanadi.
Gidrometallurgik usul bо‘yicha kuydirishni 900-1000⁰C da oga­rok - kukun olishga qaratiladi. Olingan kukun sulfat kislotasida eritiladi. Eritmadan rux elektroliz bilan erkin xolatida ajratib olinadi, sulfat kislotasi esa regeneratsiya bо‘lib qaytadan tanlab eritishga yuboriladi.
Rux boyitmasini yuqori xaroratda oksidlantirish, hozirgi payt­da, asosiy texnologik usuldir. Kanadada olib borgan izlanishlar shuni kо‘rsatadiki, rux sulfidini eritmadagi kislorod bilan ham oksidlantirsa bо‘lar ekan:
Zn S + O₂ (eritmada) + H₂S (eritmada) = Zn SO₄ + S⁰ + H₂O (22.2)
Jarayon avtoklavda 100⁰C dan ziyod va umumiy bosim 10⁵ Pa dan yuqori sharoitlarda olib boriladi. Sanoatda bunday texnologiyani qо‘llash qiyindir.
Texnologik sxemalarni tahlili shuni kо‘rsatib turibdiki, jara­yon bir necha bosqichdan iboratdir. Amaliyotda esa, sxemalar ancha mu­rakkabrokdir.
Bunga ikkita sabab bor:
1) xom ashyoda mavjud bо‘lgan bir qator ruxga yо‘ldosh element­larni ajratib olish kerakligi;
2) xom ashyoni qayta ishlash uchun tayyorlash jarayonlarni tashkil etish.
Dunyo mikyosida taxminan 20 % pirometallurgik va 80 % rux pi­rometallurgik usullar bilan olinadi.

22.1-jadval. MDX davlatlarida ruh zahiralari

Davlatlar	Konlarni soni	Zahiralar, mln. T