Mavzu: Boyitmalarni avtogen pechlarda eritish

Mavzu:Boyitmalarni avtogen pechlarda eritish

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.

1953-yilda KMEP jarayoni birinchi marta Kanadaning «Kopper Klif» zavodida qo‘llangan. Jarayonning «avtogen» nomini olishiga asosiy sabab – tashqaridan yoqilg‘i sarflanmaydi. Jarayon uchun kerak bo‘l­gan issiqlik ashyo tarkibidagi oltingugurtli birikmalarning parchala­nishi, oksidlanishi, umuman olganda, ekzotermik reaksiyalardan hosil bo‘ladigan issiqlik hisobiga kechadi.
Olmaliq mis eritish zavodida KMEP jarayoni 1968-yildan beri sanoa­tda qo‘llaniladi. Pechning hajmi 580 m³, foydali maydoni 120 m², ishlab chiqarish unumdorligi sutkasiga 12 t/m. Bir sutkada 2000 t shixtani qayta ishlash imkoni mavjud.
Xomashyo tarkibiga misli boyitma, flus va aylanuvchi chang kira­­di. Jarayon yordamida turli mono va polimetalli boyitmalarni qayta ishlash mum­kin. Boyitmalarning mineralogik tarkibi turlichadir. Mis minerallari xal­­kopirit, bornit, xalkozin, temir esa pirit va pirro­tin minerallari tarkibida uchraydi.
Boyitmaning granulometrik tarkibi 0,147– 0,043 mm ga 90% gacha oraliqda o‘zgaradi. Suzgichdan keyin boyit­maning namligi 10 – 17% ni tashkil etadi.
KMEP jarayoni boyitmani chuqur oksidlantirish va misga boy shteyn olishdek murakkab jarayonni o‘z ichiga oladi. Dunyoda keng tar­qalgan shixta tayyorlash usullaridan eng yaxshi qulay tizimlardan biri beding tizi­midir. Xomashyo komponentlari qatlam-qatlam shaklda bir-biri ustiga tas­malar yordamida yuklanadi va vertikal kesimda konve­yerga yuklanadi. Bunda shixta moddalari yaxshi aralashadi. Xomashyo tayyor­lash katta mablag‘ sarflanishiga qaramay, beding tizimi tarkibi bir xil bo‘lgan xomashyoni tayyorlashga imkon yaratadi, uning yana bir qulayligi shundan iboratki, unda yirik va kukun moddalar bilan ishlash mumkin.
Beding tizimi Yaponiya zavodlarida keng qo‘llaniladi. Masalan, «Xitachi» zavodida 8 xil mahalliy boyitma, 10 xil xorijiy boyitma, 4 xil xorijiy sementli mis ishlatiladi. Metariallarda misning miq­dori 2 % dan 37 % gacha o‘zgaradi. Ana shunday hollarda beding tizimi tarkibi deya­rli o‘zgarmaydigan xomashyoni olishga imkon yaratadi. Masalan, xom­ashyoda misning o‘zgarishini hisoblaganda o‘rtacha nisbatdan 0,49 %, temir 0,56 % va oltingugurt bo‘yicha 0,68 % farq qiladi. EHM yorda­mida moddalarning taqsimlanishi har kuni hisoblanadi. Xom­ashyo­ning hajmi uch kun to‘liq ishlashga mo‘ljallangan. Ularda ikkita, hajmi 1700 t bo‘lgan xomashyo tayyorlash majmuasi mavjud bo‘lib, 3 kunlik zaxirada saqlanadi. Pulpa bu qattiq va suyuq moddalarning aralashmasidir.
3.1-rasmda Olmaliq mis eri­tish zavodidagi kislorodli-mash’alli eritish pechining umumiy ko‘rinishi sxemasi ko‘rsatilgan.