Металлургия саноатини ташкил этиш

Nazorat uchun savollar:

1. 
   Mis shteynlari qanday mahsulotlardan iborat bo‘ladi?
   
2. 
   Mis shteynlarini konverterlash necha bosqichdan iborat?
   
3. 
   SHteynni konverterlash uchun qanday konverterlardan foydalaniladi?
   

11- Ma’ruza:

MIS ISHLAB CHIQARISH TEXNOLOGIYASI TO’GRISIDA UMUMIY TUSHUNCHALAR.
reja:
1. Avtogen jarayonida eritishning boshqa ko‘rinishdagi eritishlardan afzalligi.

2. Mis mahsulotlarini avtogen eritishning takomillashuvi.
Hozirgacha mis metallurgiyasida qo‘llaniladigan qurilmalarni joylashish va texnologik sxemalari bir qancha kamchiliklarga ega. Ularning asosiy kamchiligi sifatida qimmatbaho komponentlarni jarayonning mahsulot va yarim mahsulotlari bilan ifloslanishiga olib keluvchi, rudali xom ashyoning ko‘p bosqichli qayta ishlanishini keltirish mumkin. Buning natijasida ular rudali xom ashyodan to‘liq va hamma foydali komponentlarni ajratib olinishini ta’minlamaydi. Bundan tashqari, mavjud pirometallurgik jarayonlar, birinchi navbatda energetik sarf-xarajatlar bilan bog‘liq bo‘lgan rudali eritish atrof-muhitni ifloslanishiga olib keladi. Qo‘llanilayotgan ko‘pgina jarayonlarni eskirib, hozirgi kun talabiga javob bermaydigan deb aytish mumkin.

Rangli metallurgiyada bir vaqtning o‘zida xom ashyodan kompleks foydalanish va atrof-muhitni zararli chiqindilardan ishonchli himoya qilishni ta’minlaydigan qurilmalar va kam xom ashyo sarflaydigan texnologiyalarning metallurgik ishlab chiqarishga qo‘llanila boshlanishi ilmiy-texnikaviy taraqqiyotning muhim yo‘nalishlaridan biri hisoblanadi.

Xom ashyoni kompleks qayta ishlashning yuqori darajasi deganda birinchi navbatda undagi barcha qimmatbaho komponentlar: mis, nikel, rux, kobalt, oltingugurt, temir, nodir metallar, noyob va sochma metallarni ajratib olish, shuningdek rudali xom ashyoning silikatli qismidan to‘liq foydalanish tushuniladi. Sulfidli ruda va boyitmalar qayta ishlanganda, shuni nazarda tutish kerakki, ular etarlicha yuqori yonish issiqligiga ega bo‘lib, undan texnologiyani olib borish uchun foydalanish kerak. Uning yonish issiqligidan foydalanish, mahsulotning tabiiy zaxiralaridan to‘liq foydalanish tushunchasiga kiradi.

Avtogen jarayonlar deb, metallurgiya sanoatida shunday texnologik jarayonlarga aytiladiki, ular tashqaridan issiqlik manbai sarfisiz, ichki energetik zaxiralar hisobidan boradi. Sulfidli xom ashyoni qayta ishlaganda pirometallurgik jarayonning avtogen borishi, qayta ishlanayotgan shixta sulfidlarining yonish ekzotermik reaksiyalari va shlak hosil bo‘lish reaksiyalari isssiqligi hisobiga amalga oshadi. Oksidlovchi reagent sifatida havo, kislorodga boyitilgan havo yoki texnologik kislorod ishlatilishi mumkin. Mayda flotatsiya boyitmalarini shteynga eritishda avtogenlik tamoyillaridan foydalanish 30-yillar boshida paydo bo‘ldi va sinab ko‘rildi hamda keyinchalik butun dunyoda keng tarqala boshladi.

Har qanday mis, miss-rux va boshqa boyitma va rudalarni avtogen usul bilan eritish asosida qayta ishlanayotgan shixta sulfidlarining, birinchi navbatda temir sulfidlarining oksidlanishining ekzotermik reaksiyalari yotadi.

Har qanday avtogen eritish oksidlab kuydirish jarayoni hisoblanadi. Uni amalga oshirishda qayta ishlanayotgan rudali xom ashyo va pechga yuborilayotgan havo oqimi nisbatini o‘zgartirib, desulfirizatsiya darajasini hohlagancha o‘zgartirish mumkin. Bu esa keng ko‘lamda olinayotgan shteyn tarkibini o‘zgartirishga, hattoki qoramtir mis olish imkonini beradi.

Hamma avtogen jarayonlar aralash jarayonlar hisoblanadi. Ular bir metallurgik qurilmada kuydirish, eritish va qisman yoki to‘liq konverterlash jarayonlarini birlashtiradi. Bu shixtadagi oltingugurtni ratsional va keraklicha gazlarga o‘tkazish imkonini beradi. Bunda havo oqimidagi kislorod miqdoriga bog‘liq holda turli miqdordagi SO₂, hattoki toza oltingugurt oksidi gazlarini olish imkonini beradi.

Flotatsion boyitmalarga metallurgik avtogen jarayonlar texnologik va uskunaviy nuqtai nazardan turlicha tashkil etilishi mumkin. Texnologik nuqtai nazardan bunday jarayonlar sulfidlarni yoqish usuliga ko‘ra farqlanadi. Sulfidlarni yoqish ikki xil: mash’alda yoki eritmada olib borish mumkin.

Sulfidlarni mash’alda yoqishda mayda yaxshi quritilgan boyitma yuqori haroratgacha qizdirilgan eritish bo‘shlig‘iga kislorod bilan birga purkaladi. Muallaq holda bo‘lgan sulfidli zarrachalar havo kislorodi bilan oksidlanadi va haroratga bog‘liq holda to‘liq yoki qisman eriydi.

Mash’alda hosil bo‘lgan eritmaning sulfid-oksidli tomchilari tinch holatdagi shlakli vanna yuzasiga tushadi, u erda esa shlak va shteyn hosil qiluvchi va cho‘kuvchi hamda asosiy fizik-kimyoviy ta’sirlar va o‘zgarishlar boradi. Avtogen jarayonlarning elementar bosqichlari yuklangan shixtaning erishi va uning komponentlarini birlamchi, yaxshi qizdirilgan sulfid-oksidli eritmada erishi, sulfidlarning oksidlanishi, shlak va shteyn hosil bo‘lish jarayonlari hisoblanadi. Bunday vaqtda ularning ketma-ketligini belgilab bo‘lmaydi. Amalda ular eritmaning ma’lum hajmida bir vaqtning o‘zida boradi.

SHixtani eritma yuzasiga hamda unga purkalayotgan oksidlovchi reagent bilan birga qo‘shib purkash mumkin. Eritmaga purkalayotgan havo uning yaxshi aralashtiradi, bu esa fizik-kimyoviy jarayonlarning tezlashishiga olib keladi. Biroq faol aralashtirish sharoitida eritish jarayonining suyuq holdagi mahsulotlarini cho‘ktirish va ajratish mumkin emas; eritishning bu bosqichi alohida qismda yoki maxsus qurilmalarda amalga oshirilishi mumkin.

Hozirgi vaqtga kelib eritmalarni avtogen eritishning turli texnologik va qurilmaviy variantlari ishlab chiqilgan. Ular orasida sobiq SSSRda ishlab chiqilgan Vanyukov eritish jarayoni, xorijiy jarayonlar – Noranda» (Kanada) va «Mitsubisi» (YAponiya) muhim o‘rin tutib, sanoat miqyosida tatbiq etilmoqda.

Hozirgi vaqtga kelib texnologik va qurilmaviy jihatdan yaxshi o‘zlashtirilgan avtogen jarayonlarga, turli ko‘rinishdagi barcha muallaq eritishning turlari taaluqlidir.

Sovuq havo oqimida mualaq holda eritish issiqlik talab qiladigan va deyarli amalga oshirib bo‘lmaydigan jarayon hisoblanadi. Issiqlik balansi tanqisligini bartaraf etish uchun havoni qizdirish, havoni kislorod bilan boyitish yoki havo oqimi sifatida texnik kisloroddan foydalaniladi. Havo oqimini qizdirish pechga qo‘shimcha issiqlikni olib kiradi, boyitilgan havo yoki texnologik kislorod esa chiqib ketayotgan gaz hajmining kamayishi hisobiga issiqlik yo‘qolishini kamaytiradi.

Kislorodga boyitilgan va qizdirilgan havo oqimida muallaq holda eritish, kislorod-mash’alli eritish (KME (KFP)) OKMK da ishlatiladi.

KME (KFP) pechlarida quruq sulfidli shixta gorizontal mash’alda yoqiladi, buning uchun pechning bir tomonida maxsus gorelkalar o‘rnatilgan. Eritishda hosil bo‘ladigan sulfid-oksidli tomchilar shlakli vannaning yuzasiga tushadi, unda erish jarayonining suyuq holdagi mahsulotlari ajraladi va shteynning shlakdan cho‘ktirib ajralishi boradi. Pechning qarama-qarshi tarafida kislorodda piritli boyitmani mash’alli yoqish uchun gorelkalar o‘rnatilgan, yoqish paytida misi kam eritma hosil bo‘ladi, u shlakdan misni ajratib qolish uchun ishlatiladi. Kambag‘allashtirilgan shlak tarkibida 0,6-0,65% Cu bo‘ladi. Eritish natijasida 47-50% Cu li shteyn olinadi. Eritish va misdan tozalash zonasi gazlari pechning markazida joylashgan gaz quvuri orqali chiqarib yuboriladi. Ular tarkibida 80% gacha SO₂ bo‘lib, u suyuq oltingugurt oksidi yoki sulfat kislota olish uchun ishlatiladi. Pechning ish unumdorligi 10-12 t/m³ sutkani tashkil etadi. Eritish paytida pechning konstruksiyasiga sezilarli ta’sir qiladigan, ko‘p miqdordagi ortiqcha issiqlik ajralib chiqadi. Bu issiqlikdan ratsional foydalanish qiyin. Ortiqcha issiqlik yon devorlardan, pechning ichki ustki qismidan va gaz chiqarish tuynugidan suv bilan sovutish qurilmalari yordamida olib ketiladi.

Mis, miss-rux va kollektiv boyitmalarni kompleks qayta ishlash uchun kivset jarayon (KIVSET) deb nomlangan yangi usul va qurilma ishlab chiqildi.

Kivsetli eritish – o‘zining tuzilishi jihatidan murakkab pirometallurgik jarayonning qisqartirib aytilishidir. Bu nomning kengaytmasi qo‘yidagicha: kislorodli – muallaq siklik – elektrotermik eritish. Jarayon muallaq va siklik eritish tamoyillarini mujassamlashtirish va texnologik kislorod hamda elektrenergiyadan ratsional foydalanishga asoslangan. Kuydirish va eritish, fazalarni ajratish, shlaklarni kambag‘allashtirish va kerak bo‘lganda rux bug‘larini kondensatsiyalash bosqichlari birlashtirilgan bir qurilmada boradi.

Kivset jarayonda namligi 1% gacha qurutilgan boyitma siklonli gorelkaga tepadan keladi. Texnologik kislorod siklon katta tezlikda tangensional yuboriladi. YUqori tezlikda berilgan havo ta’sirida gazlar tez aylanma harakat qiladi. Toza kislorodda sulfidlar yoqilganda siklonda yuqori harorat paydo bo‘ladi, eritishning asosiy jarayonlari boradigan kameraning ichki devorlarida yupqa qatlam hosil qilgan holda shixta eriydi. Qizdirilgan eritma shteyn va shlakni ajratish uchun tindirish kamerasiga oqib tushadi. Tindirish kamerasida shlakli eritma to‘planib borgani sari, qaytaruvchi atmosferaga ega bo‘lgan, kivsetli agregatning elektrotermik qismiga oqib o‘tadi. Qaytarish zonasi oksidlovchi zonadan shlakka tushirilgan to‘siq bilan to‘silgan, bu esa oltingugurt gazlarini qaytaruvchilar bilan suyulanmasligiga olib keladi. Elektropechlarda shlaklarni qaytarib ishlov berish natijasida rux va qisman qo‘rg‘oshinni bug‘simon aralashma ko‘rinishiga keltirilib, kondensatorga yuboriladi. Eritish zonasi gazlari sovutilib va changdan tozalanib sulfat kislota ishlab chiqarishga yuboriladi. Kivsetli pechning solishtirma ishlab chiqarish unumdorligi 3-5 t/m² sutkani tashkil etadi.

Muallaq holda eritish va kivsetli jarayonning asosiy afzalliklariga, sulfidlarni yoqishdan hosil bo‘lgan issiqlikning texnologik ehtiyojlar uchun ishlatilishi, desulfirizatsiya darajasini boshqarish mumkinligining yuqoriligi, oltingugurtni SO₂ gazlariga o‘tkazishning yuqoriligi kiradi. Kamchiliklariga: solishtirma ish unumdorligining pastligi, faqat o‘ta yanchilgan va quruq mahsulotlarni qayta ishlashni kiritish mumkin.

Eritmalarda oksidli eritish ma’lum darajada aytib o‘tilgan kamchiliklarni bartaraf etadi. Hozirgi vaqtga kelib, to‘g‘ridan-to‘g‘ri qoramtir mis olishni mo‘ljallaydigan ko‘p turli variantlar tavsiya etilmoqda. Hozirda faqat asosan uchta jarayon: «Noranda», «Mitsubisi», suyuq vannada eritish sanoatda o‘z o‘rnini topdi.

Quruq mis boyitmalarini «Noranda» usuli bilan uzluksiz eritish uzunligi 21,3 m, diametri 5,2 m gorizontal silindrik aylanma uskunalarda amalga oshiriladi. 37% gacha kislorodga boyitilgan havo shixta yuklash uchastkasida joylashtirilgan furmalar orqali kiritiladi. Eritish natijasida 70-75% misli shteyn olinadi.

«Mitsubisi» jarayoni to‘g‘ridan-to‘g‘ri qoramtir mis olishga mo‘ljallangan uzluksiz avtogen eritish hisoblanadi. Texnologiyaning hamma asosiy bosqichlari – eritish, konverterlash, shlaklarni kambag‘allashtirish alohida ovalsimon uchta statsionar pechda olib boriladi. Oraliq mahsulotlar uzluksiz ravishda bir pechdan boshqasiga oqib o‘tadi.

Vanyukov eritish jarayoni – mis, mis-nikel, mis-rux va boshqa og‘ir rangli metall boyitmalarini qayta ishlash uchun ishlatiladi. Vanyukov jarayonini sanoatda qo‘llash uchun shaxta ko‘rishidagi pechlardan foydalanish tavsiya etiladi. Vanyukov pechlarining optimal uzunligi agregatning kerakli quvvat birligiga bog‘liq bo‘lib, 10 m dan 30 m va undan uzun bo‘lishi mumkin. Pechlarning eni havo purkash mashinalari imkoniyati va eritish natijasida olinayotgan eritmalarning xossasiga bog‘liq bo‘lib, 2,5-3 m ni tashkil etadi; umumiy balandligi 6-6,5 m bo‘ladi. Vanyukov pechining alohida xususiyati purkash furmalarining pechning pastki qismiga nisbatan (1,5-2 m dan) yuqorida joylashganidir. Vanyukov eritish jarayonining xarakterli xususiyati, avval ko‘rilgan jarayonlardan tamomila farqi shundaki, shixtani erishi va sulfidlarni oksidlanishi shteynli eritmada emas, shlakli eritmada boradi, eritish mahsulotlari pechda boshqa ma’lum eritish usullari singari gorizontal yo‘nalishda emas, vertikal – tepadan pastga qarab harakatlanadi.