Металлургия саноатини ташкил этиш

Ayrim metallarning jahonda ishlab chiqarilish hajmi

Po‘lat	750 mln.t	Vanadiy	45 ming .t	Tantal	1ming .t
Alyuminiy	16-17 mln.t	NEM	35-45 ming .t	Berilliy	500 t.
Marganets	10-12 mln.t	Sirkoniy	40 ming .t	Tellur	300 t.
Mis	8-10 mln.t	Volfram	25-40 ming .t	Germaniy	200 t.
Xrom	5-7 mln.t	Niobiy	20 ming .t	Platina	200 t.
Rux	5-6 mln.t	Kobalt	20 ming .t	Indiy	100 t.
Qo‘rg‘oshin	4-5 mln.t	Kumush	15-19 ming .t	Gafniy	100 t.
Nikel	760 ming.t	Kadmiy	15 ming .t	Galliy	50 t.
Qalay	200 ming .t	Litiy	9 ming .t	Tellur	20 t.
Titan	100 ming .t	Magniy	3,5 ming t	Reniy	10 t.
Molibden	100 ming .t	Oltin	2-3 ming .t	Skandiy	100 kg

Nazorat uchun savollar:

1. 
   Metallarga xos xususiyatlarni ayting?
   
2. 
   Rangli metallar necha guruhga bo‘linadi?
   
3. 
   Ligerlovchi elementlarga qaysi metallar kiradi?
   

3- Ma’ruza:

metallurgik ISHLAB CHIQARISHNING VAZIFASI. METALLURGIK jarayonlarnining sIniflanishi.
Reja:
1. Pirometallurgiya jarayonlarini qo‘llanilishi.

2. Rangli metallar ishlab chiqarishda gidrometallurgik jarayonlarning ahamiyati.
Metall ishlab chiqarishda qo‘llanilayotgan jarayonlar ikki guruhga pirometallurgik va gidrometallurgik jarayonlarga bo‘linadi.

Pirometallurgik jarayonlar – yuqori haroratda, ko‘pchilik hollarda qayta ishlanayotgan materialning to‘liq yoki qisman erishi bilan olib boriladi.

Gidrometallurgik jarayonlar – suvli muhitda 300⁰C haroratgacha bo‘lgan sharoitda olib boriladi. Ayrim hollarda alohida guruhga ajratiladigan elektrometallurgik jarayonlar pirometallurgik yoki gidrometallurgik bo‘lishi mumkin. Elektrometallurgik jarayonlarning boshqa jarayonlardan farqi uning amalga oshirilishi uchun harakatlantiradigan energetik kuch sifatida elektroenergiyaning ishlatilishidir. Bunday jarayonlarni alohida mustaqil guruhga ajratish bu nuqtai nazardan oqlanmagan.

Pirometallurgik jarayonlar. Pirometallurgik jarayonlar jarayonda qatnashayotgan komponentlarning o‘zini tutishi va ularni oxirgi natijalariga ko‘ra uch guruhga: kuydirish, eritish, distillyasiya ga bo‘linadi.

Kuydirish – 500-1200⁰ C haroratda qayta ishlanayotgan xom ashyoni fizik va fazoviy tarkibini o‘zgartirish maqsadida o‘tkaziladigan pirometallurgik jarayon hisoblanadi. Kuydirib pishirishdan tashqari kuydirish jarayonlari qattiq fazali hisoblanadi. Rangli metallurgiyada ko‘pgina hollarda qo‘yidagi kuydirish turlari ishlatiladi:

1. Kalsinatsiyali (toblash) kuydiri – u ma’lum haroratgacha qizdirish yo‘li bilan beqaror kimyoviy birikmalarni termik parchalash (dissotsialash) uchun ishlatiladi. Umumiy holda kuydirishni bu usuli qo‘yidagi tengliklar bilan ifodalanadi:
Me(ON)₃→ Me₂O₃ + N₂O

MeSO₃→ MeO + SO₂

2. Oksidlab kuydirish – sulfidli ruda va boyitmalarga ishlov berish, tarkibidagi sulfidlarni to‘liq yoki qisman oksidlarga aylantirish uchun qo‘llanadi:

2MeS + 3O₂ = 2MeO + 2SO₂

Oksidlab kuydirishning boshqa ko‘rinishi sulfatli kuydirish hisoblanadi:

MeS + 2O₂ = MeSO₄

Oksidlovchi jarayonlarga sulfidli materiallarni aglomeratsiyali kuydirish ham taaluqli hisoblanadi. Kuydirishni bu turi bir vaqtning o‘zida oksidlash bilan birga materialni qovushtirishni nazarda tutadi.

Qovushtirish sovish paytida qiyin eriydigan mayda bo‘laklarni oz miqdorda hosil bo‘lgan suyuq faza yordamida yirik g‘ovakli mahsulotga – aglomeratga aylantirish hisobidan boradi.

3) Xlorli kuydirish oksid yoki sulfidlarni suvda eruvchan yoki uchuvchan xloridlarlarga aylantirish uchun o‘tkaziladi.

Rangli metallurgiyada kaytaruvchi va ftorlovchi kuydirish usullari ham o‘z o‘rnini topmoqda.

Eritish – yuqori haroratda, ko‘pchilik hollarda qayta ishlanayotgan materialni to‘liq erishi bilan boradigan pirometallurgik jarayon. Eritishning ikkita usuli mavjud: rudali va tozalovchi.

Asosiy kimyoviy jarayonlarni borishi bo‘yicha rudali eritish qo‘yidagi ko‘rinishlarga bo‘lininadi:

1. Qaytaruvchi eritish – rudalardan metall olishning eng qadimgi usuli. Bu jarayonning borishi oksidli birikmalarni uglerodli qaytaruvchilar bilan qaytarib metall olish va keraksiz jinsni shlaka o‘tkazishga asoslangan. Umumiy holda erish qo‘yidagi sxema bilan ifodalanadi:
(MeO, SnO₂, CaO, Fe₂O₃) + C + O₂ , N₂ → Me + (SO₂, CaO, FeO) + CO₂, N₂

ruda metall shlak gazlar

Rangli metallurgiyada qaytarib eritish qo‘rg‘oshin va qalay ishlab chiqarishda qo‘llaniladi.

2. Shteynga eritish ayrim og‘ir rangli metall rudalarini qayta ishlaganda, ajratib olinayotgan metallni shteyn (sulfidlar aralashmasi) deb nomlangan yarimtayyor mahsulotga o‘tkazish uchun ishlatiladi. Shteyndan tashqari o‘zida ruda oksidlari va flyuslarni jamlagan, shlak olinadi.

Shteynga eritish neytral, oksidlab-qaytaruvchi, oksidlovchi muhitda olib borilishi mumkin. Oksidlovchi sharoitda erish jarayoni olib borilganda temir sulfidining bir qismi oksidlanishi natijasida va uni oksidlarini shlakka o‘tishi natijasida ajratib olinayotgan metall miqdori ko‘p bo‘lgan shteyn olinadi. Bunday eritishni jamlovchi eritish ham deb atashadi.

Mis ruda va boyitmalarini shteynga eritish qo‘yidagi sxema bo‘yicha boradi:
(CuFeS₂, FeS₂ , SnO₂, CaO) + (SiO₂, CaO) + (O₂,N₂) → (Cu₂S, FeS) +

ruda flyus havo shteyn

(FeO, SiO₂- ruda yoki boyitma, SaO) + (SO₂, N₂)

shlak gazlar

shteynga eritishning hamma ko‘rinishi mis va nikel olishda keng ishlatiladi.

3. Qayta ishlanayotgan xom ashyoni elektrolizyorda eritish natijasida olinadigan oksid yoki xlorid eritmalariga o‘zgarmas tok ta’sir qilganda hosil bo‘lgan erigan tuzlarni elektroliz qilish.

Eritmalarni elektroliz qilish qo‘yidagi sxema bo‘yicha yoziladi:

Eritmani elektrolitik dissotsiyalash MeO(MeSN₂) → Me²⁺ + O^2- (2SN);

Katodli jarayon: Me²⁺ + 2e → Me

Anodli jarayon: O^2- - 2e → O₂↑ yoki 2SN^- - 2e → CN₂↑

Natijada katodda suyuq yoki quyuq xolda metall, anoda esa gaz ajraladi.

Erigan tuzlarni elektroliz qilish jarayoni deyarli hamma metallarni olish uchun qo‘llasa bo‘ladi, biroq bu usulning qimmatligi sababli, boshqa eritish usullari ishlatib bo‘lmaydigan paytda qo‘llaniladi.

Eritmalarni elektroliz qilish usuli alyuminiy, magniy va boshqa engil va noyob metallarni olishda ishlatiladi.

4. Qiyin qaytariladigan metallar olishda, metallarga sinuvchanlik qobiliyati beradigan uglerodli qaytaruvchilar ishlatilganda karbid Me_xS, hosil bo‘lish mumkin bo‘lganda metallotermik eritish ishlatiladi. Bir qator yengil va noyob metallar olishda metallotermik usuldan foydalaniladi.

5. Reaksiyali eritish qayta ishlanayotgan xom ashyo tarkibida bir vaqtning o‘zida sulfid va oksidlarning o‘zaro ta’siri natijasida metall olishga asoslangan: 2MeO + MeS → 3Me + SO₂.

Reaksiyali eritish usuli bilan mis shteynlarini konverterlash jarayonida qoramtir mis va qo‘rg‘oshin olinadi.

Tozalovchi eritish olingan qoramtir metallarni qo‘shimchalardan tozalash maqsadida o‘tkaziladi. Uning asosida tozalanayotgan metall va qo‘shimcha – elementning fizik-kimyoviy xossalarining farqlanishi yotadi. Rangli metallurgiya amaliyotida tozalovchi eritishning bir necha turlari uchraydi. Ko‘pgina hollarda oksidlovchi va likvatsiyali tozalash usullari qo‘llaniladi.

Oksidlab (olovli) tozalash usuli, eritmaga oksidlab ishlov berilganda shlak tarkibiga asosiy metallga qaraganda kislorod bilan tez birikadigan keraksiz qo‘shimchalarni o‘tkazishga asoslangan. Bunday jarayonga misol qilib, misni olovli tozalashni keltirish mumkin.

Likvatsiyali tozalash biri tozalanayotgan metall bo‘lgan ikki faza hosil qilish va uni zichligi (likvatsiya) bo‘yicha bo‘lishga asoslangan. Keraksiz qo‘shimchalar bu vaqtda asosiy metallda erimaydigan boshqa bir fazada jamlanishi kerak. Zichligiga bog‘liq holda tarkibida keraksiz qo‘shimchalar bo‘lgan faza yuzaga qalqib chiqadi yoki idish tubiga cho‘kadi. Ikkinchi fazaning hosil bo‘lishiga sabab, sovutish vaqtida keraksiz qo‘shimchalarning tozalanayotgan metallda erishining pasayishi hisoblanadi. Likvatsiya vaqtida fazalardan biri suyuq, ikkinchisi esa quyuq yoki qattiq bo‘lishi mumkin. Likvatsiyali tozalash usuli qo‘rg‘oshin metallurgiyasida keng qo‘llaniladi.

Ayrim metallarni o‘ta tozalaganda zonali qavatda durlash – zonali tozalash va boshqa usullardan foydalaniladi.

Distillyasiya – qayta ishlanayotgan metall komponentlarini ularning uchuvchanligiga bog‘liq holda qaynash haroratidan biroz yuqori haroratda bug‘latish (haydash) imkonini beradigan jarayon. Distillyasiyali jarayonlar rudali xom ashyoni, shuningdek, metallarni tozalashda tez uchuvchan qo‘shimchalarni ajratish yoki metali qotishmalarni ajratishda ishlatilishi mumkin. Tozalash maqsadida o‘tkaziladigan distilyasiya rektifikatsiya deyiladi. Distillyasiya jarayonlar yaqin vaqtgacha rux metallurgiyasida keng qo‘llanilardi va hozirda bir qator noyob va engil metallar olishda foydalanilmoqda.