Металлургия саноатини ташкил этиш

Nazorat uchun savollar:

1. 
   Tashlandiq (Chiqindi) suvlarni hosil bo’lishi ?
   
2. 
   Tashlandiq (chiqindi) suvlarni zararsizlantirish.?
   
3. 
   Oqova suvlarni tozalash usullari.?
   

9-Ma’ruza:
MIS ISHLAB CHIQARISHNING XOM ASHYO BAZASI.

REJA:
1. SHteynga eritish jarayoni qurilmalari.

2. SHteynga eritishda flyusni ahamiyati.

3. SHteynga eritishni asosiy reaksiyalari.

Bir-biridan texnologik xususiyatlari, shuningdek qurilmaviy loyihalanishi bilan farqlanadigan mis ruda va boyitmalarini shteynga eritishning ko‘plab ko‘rinishlari mavjud. Mis ishlab chiqarish sanoatida hozirgacha shteynga eritish usullaridan faqat mayda mahsulotlarni qayta ishlashga yaroqli hisoblanadigan yallig‘ qaytaruvchi pechlarda eritish usuli keng tarqalgan. YAllig‘ qaytaruvchi pechlarda eritishga o‘xshash usul elektr pechlarida eritish hisoblanadi. Hozirgi vaqtgacha mis rudalarini qayta ishlashning qadimgi usuli – shaxtali pechlarda eritish o‘zining ahamiyatini saqlab qoldi.

Mis boyitmalarini yallig‘ qaytaruvchi pechlarda shteynga o‘tkazib eritish XIX asr oxirlarida, metallurgik qayta ishlashga kambag‘al rudalar jalb etilishi va ularni dastlabki boyitish usullarining rivojlanishiga bog‘liq holda qo‘llanila boshlandi. YAllig‘ qaytaruvchi pechlar faqat mayda mahsulotlarni qayta ishlay oladi va o‘z navbatida mayda o‘lchamli flotoboyitmalarni shteynga o‘tkazib eritish uchun qulay eritish qurilmasi hisoblanardi.

YAllig‘ qaytaruvchi pechlarda eritishning asosiy maqsadi – mis boyitmalarini shteynga o‘tkazib eritishning boshqa ko‘rinishlari singari, shixtani ikki suyuq mahsulot – shteyn va shlak olish bilan eritish hisoblanadi. Bunda shteynga mis va boshqa qimmatli komponentlarni to‘liqroq o‘tkazish, keraksiz jinsni esa shlaklash vazifasi qo‘yiladi.

YAllig‘ qaytaruvchi eritishning mohiyati shundan iboratki, yuklangan shixta pechning gorizontal ishchi qismida uglerodli yoqilg‘ining yonish issiqligi natijasida eriydi. Nam boyitmalarni eritganda yuklangan shixta pechning yon devorlari bo‘ylab burchak (otkos) hosil qiladi; kuyindini eritganda u shlak eritmasining yuzasi bo‘ylab yoyiladi. YAllig‘ qaytaruvchi pechlarda shixta va eritma yuzasi yonuvchi gazlarning yonishidan hosil bo‘lgan mash’alning bevosita nur tarqatishi va ichki yuqori qismdan qaytgan nurlarning issiqligi hisobidan qiziydi. Pech ichki yuqori qismining issiqlik nurlarini aks ettirib qaytarib uzatishi sababli bunday pechlar yallig‘ qaytaruvchi deb nomlandi.

SHixta qatlamlari orasida issiqlik uzatilishi faqat issiqlik o‘tkazuvchanlik hisobidan amalga oshirilishi mumkin. YAllig‘ qaytaruvchi pechlardagi eritma orasida massa almashinuv yo‘qligi, eritmaning qo‘yi qatlamlariga issiqlik uzatish faqat issiqlik o‘tkazuvchanlik hisobidan borishini ko‘rsatadi. Bunda shuni nazarda tutish kerakki, shixta va shlakli eritmaning issiqlik o‘tkazuvchanligi past. Burchak (otkos) yuzasidagi shixtaning mash’aldan nurlanayotgan issiqlik hisobidan qizishi, mahsulotning qurishi va yuqori sulfidlar va boshqa barqaror bo‘lmagan birikmalarni termik parchalanishi bilan birga kuzatiladi. SHixtali burchak (otkos) lar yuzasi qizib borishi bilan shixtani tashkil etgan oson eruvchan birikmalarni erishi boshlanadi. Bu vaqtda hosil bo‘lgan birlamchi eritma burchak (otkos) yuzasi bo‘ylab oqib, o‘zida nisbatan qiyin eriydigan komponentlarni eritadi va shixtali eritma qatlamiga kelib tushadi. SHu paytdan boshlab, shlakli va shteynli fazalarning ajralishi boshlanadi; oksidli faza tomchilari pechda doim mavjud bo‘lgan shlakning umumiy massasida eriydi, shteyn tomchilari esa shlak qatlamidan o‘tadi va vannaning pastki qismida mustaqil shteynli qatlam hosil qiladi. SHteyn tomchilari cho‘kish tezligi, tomchining o‘lchami qancha katta bo‘lsa, shuncha tez boradi. Mayda shteyn tomchilari yallig‘ qaytaruvchi eritish sharoitida pechda eritma bo‘lish vaqti davomida (10-14 soat) to‘liq cho‘kib ulgurmaydi va shlak bilan chiqib ketadi.

YAllig‘ qaytaruvchi pechlarda termik tayyorlash jarayonlaridan o‘tkazilgan kuydirilgan boyitmalarning erish mexanizmi boshqacha bo‘ladi. Kuyindi bo‘lakchalari shlakli vanna yuzasi bo‘ylab oqishi vaqtida u bilan ta’sirlashadi, natijada bo‘lakcha yuzasidagi oksidli qatlam shlakda eriydi, sulfidli zarralar esa eritma tubiga tushib, shteyn hosil qiladi. Ishlov berilmagan boyitmalarni eritganda asosiy kimyoviy jarayonlar temirning yuqori sulfidlari pechga qaytarilgan konverter shlaklari bilan kirib kelgan magnetit bilan qo‘yidagi reaksiya bo‘yicha parchalanadi:
FeS + 3Fe₃O₄ + 5SiO₂ = 5(2FeO• SiO₂) +SO₂
Umumiy desulfirizatsiya bunday hollarda 45-55 % ni tashkil etadi. Kuyindining erishi oksid va sulfidlarning o‘zaro kimyoviy ta’sirlanishi bilan izohlanadi. Bu eritishda asosiy reaksiyalar:
Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO;

10Fe₂O₃ + FeS = 7Fe₃O₄ + SO₂

shuningdek kremnezyom ishtirokida FeS va Fe₃O₄ o‘zaro ta’siri boradi.

Kuydirilgan mis boyitmalarini eritishda desulfirizatsiya 20-25 % dan oshmaydi. Mis boyitmalarini eritishga mo‘ljallangan yallig‘ qaytaruvchi pech ishchi bo‘shlig‘i (prostranstvo) gorizontal joylashgan eritish agregati hisoblanadi. Zamonaviy yallig‘ qaytaruvchi pechlarning o‘lchami qo‘yidagicha: uzunligi 28-35m, kengligi 6-10m, balandligi 4-4,5m Bunday pechlarning pastki qismi yuzasi 180-350m³.

Konstruksion tuzilishga ko‘ra, yallig‘ qaytaruvchi pechlar fundament, devor, pastki qism, yuqori qism, karkas, shixta yuklash va eritish mahsulotlari chiqarish qurilmalari, yoqilg‘i yoqish uchun gorelka (forsunka) lardan iborat. Fundament qo‘yma shlak, beton, g‘ishtdan tayyorlanadi. Pech devorlari xromomagnezitli, magnezitli yoki magnezitxromitli g‘ishtdan tayyorlanib, devorlarning qalinligi pechning yuqori qismlarida 0,5-0,6 m, pastki qismda 0,75-1m ni tashkil etadi. Qoplamaga mexanik mustahkamlik bag‘ishlash uchun u bir qator kolonna va tortish ustunlaridan iborat metall karkas bilan mahkamlanadi.

YAllig‘ qaytaruvchi pechlarning xizmat qilish muddati shixta sifati va uning yuklanish usuliga bog‘liq. Ishlov berilmagan shixta eritilganda, pechning yon devorlari bo‘ylab, himoya qatlamini tez emirilishidan saqlovchi shixtali burchak (otkos) hosil bo‘ladi. Olovbardoshli g‘ishtdan tayyorlangan devorlarning bardoshligini, asosan erigan vanna sathi balandligida tashqi yoki ichki kessonlar o‘rnatib oshirish mumkin. YAllig‘ qaytaruvchi pechning muhim elementi bo‘lib, uning ichki yuqori qismi hisoblanadi. YAsalishiga ko‘ra, pechning yuqori qismi arksimon, osilgan bo‘lishi mumkin.

YAllig‘ qaytaruvchi eritishning mahsulotlari shteyn, shlak, chang va gazlar hisoblanadi. Ularni chiqarish va olib tashlash maxsus qurilmalar yordamida amalga oshiriladi.

YAllig‘ qaytaruvchi pechlar olovli hisoblanadi. Pechda kerakli harorat hosil qilish uchun yoqilg‘i yoqiladi. Gaz yoki ko‘mir changini gorelkalar yordamida, mazut esa forsunkalar yordamida yoqiladi. Hozirgi vaqtda yallig‘ qaytaruvchi pechlar uchun keng tarqalgan yoqilg‘i tabiiy gaz hisoblanadi. Gazsimon yoqilg‘ining kamchiligi sifatida kam nurlanish chiqaradigan nursiz mash’alning hosil qilishini aytib o‘tish mumkin. Mash’alni nurlantirish uchun tabbiy gaz yoqish bilan bir vaqtda gorelkalarga mazut purkaladi.

YAllig‘ qaytaruvchi eritish yuqori universalligi bilan farqlanadi; u turli tarkibli flotatsion boyitmalarni qayta ishlashga yaroqli. Biroq u qo‘yidagi kamchiliklarga ham ega:

• 
  eritish jarayonlari orasida eng kam ish unumdorligiga egaligi;
  
• 
  o‘zi ham yoqilg‘i hisoblangan sulfidli mahsulotlarni eritish uchun ko‘p miqdorda uglerodli yoqilg‘ining sarflanishi;
  
• 
  issiqlikning F.I.K. pastligi;
  
• 
  olinadigan shteyn tarkibini boshqarib bo‘lmasligi;
  
• 
  atrof-muhitni ifloslanishiga olib keladigan oltingugurti kam gazlardan foydalanishning qiyinligi;
  
• 
  xom ashyodan kompleks foydalanishning past darajasi;
  
• 
  qimmatli o‘tga chidamli g‘ishtlarning ko‘p sarflanishi.
  

Sulfidli mahsulotlarni yallig‘ qaytaruvchi eritishga o‘xshash eritish usuli elektr pechlarida eritish hisoblanadi. Elektr pechlarida eritish yallig‘ qaytaruvchi eritishdan shunisi bilan farq qiladiki, unda shlakli eritma orqali elektr toki o‘tkazilganda hosil bo‘ladigan issiqlik natijasida shixta eriydi. YAllig‘ qaytaruvchi eritishga nisbatan elektr pechlarida eritish yuqori ish unumdorligiga ega ekanligi, chiqayotgan gazlarning hajmi kamligi va harorati pastligi sababli issiqlikning kam yo‘qolishi, issiqlikning F.I.K. yuqoriligi, eritmalarning qattiq qizishi sababli qiyin eriydigan shixtani qayta ishlash mumkinligi, shlaklar bilan misning kam chiqib ketishi bilan ajralib turadi.

Misli rudalarni shaxtali eritish shteynga eritishning qadimgi usullaridan biri hisoblanadi. Misli ruda va boyitmalarni qayta ishlash uchun shaxtali eritishning qo‘yidagi to‘rt ko‘rinishini ishlatish mumkin: qaytaruvchi, piritli (oksidlovchi), yarimpiritli, va takomillashtirilgan piritli yoki mis-oltingugurtli. Zamonaviy mis metallurgiyasida rudali xom ashyoni qayta ishlashda oxirgi ikkitasi o‘z ahamiyatini saqlab qoldi. Oksidlangan yoki ikkilamchi xom ashyoni qayta ishlashga yaroqli qaytarib eritish jarayoni uchun zarur bo‘lgan issiqlik, sarfi qattiq shixta massasining kamida 15 % ga teng bo‘lgan koks yoqish natijasida olinadi.

Piritli eritish sulfidli shixtaning oksidlanishidan hosil bo‘ladigan issiqlik hisobidan to‘liq borishi mumkin. Tarkibida kamida 75% pirit bo‘lgan, faqat yuqori sulfidli rudalarni qayta ishlashga yaroqli piritli eritish, deyarli o‘z ahamiyatini yo‘qotdi. SHaxtali eritishni avtogen sharoitda olib borish uchun dastlabki shixtada sulfidlar etarli bo‘lmaganda, issiqlik etishmovchiligi uglerodli yoqilg‘i yoqish bilan qoplanadi. Kerakli issiqlik sulfidlarni va yoqilg‘ini yonishidan olinadigan shaxtali eritishning bunday ko‘rinishi, yarimpiritli eritish deb nom oldi. YArimpiritli usul bilan boy bo‘lakli ruda yoki flotoboyitmalarni aglomeratsiyali kuydirish bilan olinadigan aglomeratlarni eritish mumkin. SHaxtali eritish nisbatan arzon texnologik jarayon hisoblanadi. Uni amalga oshirish uchun kam o‘tga chidamli g‘ishtlar talab etiladi; pechning oddiy va arzon konstruksiyalari ishatiladi. Eritishning bu ko‘rinishi afzalliklariga, kam masshtabli ishlab chiqarish uchun jarayonning yaroqligi, chunki shaxtali pechlar istagan uzunlikda qurilishi mumkin va solishtirma unumdorlikning yuqoriligi kiradi. SHaxtali eritishning qo‘llanilishini chegaralanganligi eritishning bu turi uchun rudali xom ashyoning yo‘qligi va xom ashyodan kompleks foydalanish darajasi pastligi bilan izohlanadi.

SHaxtali eritish ishchi bo‘shlig‘i shaxtaga o‘xshab vertikal joylashgan eritish qurilmasida olib boriladi (7-rasm).

7-rasm. SHaxtali pech.