Nazariy qism Texnologik qism. 1 Ratsional tarkib – 18

Nikel shteynlarini konverterlash.
Nikel shteynlari konverterlash hajmi 75–100 t li gorizontal kon- verterlarda olib boriladi. Bu jarayon nikel shteynlarini kenverterlashdan farq qiladi, bunda metall temir oksidlanish davri yo’q. Chunki nikel shteynlari kam metal bilan taminlangan. Mis shteynlarini konverterlahdan ikkinchi purkash davri yo’qligi bilan farq qiladi, buning uchun yuqori harorat kerak (1700 – 1800⁰C) bunda futerovka tez buziladi. Shuning uchun faynshteyn olinishi bilan cheklanadi, nikel shteynlarini konverterlashning asosiy jihatlari ularda mis va nikel miqdori ozdir (12 – 18), bunda kobaltning ma’lum qismi faynshteynda qoladi (Ni₃S₂ va Cu₂S) qotishmasida.
Nikel shteynlari va mis shteynlari tarkibidagi asosiy moddalar miqdori bilan farq qiladi. Nikel shteynlari ko’proq nikel, mis shteynda mis ko’p bo’ladi. Nikelli konverterlashdan maqsad, shteyn tarkibidan deyarli hamma temirni yo’qotish, shteynda sulfid shaklida (FeS), magnetit (Fe₃O₄) va metal holda. Misli konverterlashda esa nikel va oltingugurtni yo’qotilishi amalga oshiriladi.( Ni va S). Konverterlash natijasida yuqori miqdorga ega nikel, mis, kobalt, nodir va kamyob metallar olinishi. Shteynni qayta ishlash konverterlash jarayonining ko’payishi bilan harakterlanadi, konverter shlakini chiqishini oshishiga va shteynni purkashda ko’p issiqlik ajralishiga. Kobaltning ko’p qismini faynshteynga qoldirishdan maqsad shundaki, nikel rudalarini qayta ishlashda texnalogik sxemada majburiy jarayonlardan biri nikelni elektrolitik rafinirlashdir.
Kobaltni elektrolitik rafinirlash bosqichida eritmalarni tozalashda ajratib olish oson, konverter shlaklaridan ajratib olgandan ko’ra. Kislorod va oltingugurtga moyilligi bo’yicha kobalt, nikel bilan temirning orasida joylashgan, shundan konverterlah jarayonida birinchi bo’lib, temir sulfidlari oksidlanadi, so’ng kobalt sulfidlari va ohirida nikel sulfidlanadi.
Purkash jarayonida shteyndagi temir sulfidlari aktivligi kamayishini hisobga olib temirning oltingugurtga moyilligi oshadi, kobalt miqdotining oshishi uning oltingugurtga moyilligini kamaytiradi, bundan ko’rinadiki shteyndagi FeS aktivligining kamayishi kobaltning intensiv oksidlanishiga olib keladi. Shteyndagi sulfidlar va shlakdagi oksidlar aktivliklar bog’liqligi quyidagi reaksiya muvozanati bilan aniqlanadi:
[CoS] + (FeO) = [FeS] + (CoO) (1.1)
Shuning uchun kobaltning faynshteynga o’tishini amalga oshirish uchun unda oz miqdorda temir qoldirish kerak, konverterlash jarayonida temirni ohirigacha oksidlantirmaslik kerak.Amaliyotda faynshteynda 2 – 3.5 % temir qoladi. Faynshteynni o’ta purkash kobaltning shlakka o’tishini oshirib metal nikel hosil bo’lish jarayonini faollashishiga olib keladi.
Ni₃S₂ + 4NiO = 7Ni + 2SO₂ (1.2)
2Cu₂S + 3O2 = 2Cu₂O + SO₂ (1.3)
Cu₂O + FeS = Cu₂S + FeO (1.4)
Faynshteynda metal fazasini hosil bo’lishi keying flotatsiyada mis – nikel ajralishini qiyinlashtiradi. Bundan tashqari metal fazada ko’p miqdorda platinoid metallar ham konsentrlanadi. Ko’p miqdorda metal fazasini olish shunda samaraliki, qachonki olingan mahsulot mustaqil tarzda magnit separatsiyasi yordamida ajralish taminlangan va magnitli fraksiyani alohida qayta ishlash misol uchun karbonil jarayoni yana bir shartlardan biri: konverterlash bosqichi ohirida to’g’ri temperatura rejimini tanlash. Harorat oshishi birinchi reaksiya uchun muvozanat konstantasini oshishi olib keladi, bu esa kobaltning konverter shlakiga o’tishini oshiradi.Kobaltni faynshteynda saqlab qolish uchun purkashning yakunlovchi bosqichini past haroratlarda olib boorish kerak. (1200 – 1250). Amaliyotda konverter harorati sovuq mahsulot miqdori bilan to’g’rilanadi.
Konverterlash jarayonida olinuvchi nikel saqlovchi mis shteynli quruq shlak sovuq mahsulot sifatida qayta ishlanadi. Nikel shteynlari qayta ishlashda.
Quruq shlakni nikel shteynlari bilan aralashtirishda rangli metallar oksidlari tiklanadi. Metal va sulfidli temir bilan kvarsli flyus ishtirokida, ular shunda sulfid shakliga o’tadi. Shteynni havo bilan purkashda metal va sulfidli temir oksidlanishi natijasida ajraladigan issiqlik bilan qoplanadi. Eritmani aralashtirish jarayoning intensiv kerishiga olib keladi va massa almashinuviga olib keladi. Buning natijasida suyuq konverter shlaki va nikel sulfidli massa hosil qiladi.
Konverterlash jarayoni mahsulotlari nikel faynshteyn va konverter sklaki. Faynshteyn o’zidan Ni₃S₂ va Cu₂S qotishmasini va ularda erigan temir va kobalt sulfidlari, platinoid metallar va boshqa qimmatbaho komponentlar (Au, Ag, Se, Te). Bundan tashqari mis – nikel faynshteynlar metal fazasi ham saqlaydi.
Nikel faynshteynlar tarkibi: % 40 – 55 Ni, 20 – 30 Cu
Mis – nikel nisbati 0.8÷1
Konverter shlaklarda kobalt va nikelning miqdori 1.2 – 1.8 % gacha. Bular shlakda asosan sulfid holda, kobalt esa asosan oksid holda shlakdagi kobalt miqdori uni quyish vaqtiga bog’liq. 1- quyilgan shlaklarda 0.15 – 0.25 % kobalt. So’nggi quyilganlarda ham oshadi.5 % yetishi mumkin.Kobaltni ko’p miqdorda faynshteynga o’tkazish uchun konverter shlaklarda elektropechlarda kambog’al -lashtiriladi. Bu yerda shlak kambag’al metallashgan shteyn bilan qayta ishlanadi va kobalt ko’p miqdorda ajraladi. Shundan so’ng hosil bo’lgan shteynlar konverterlashga jo’natiladi.
Bu usulning kamchiligi kambag’al metallashgan shteyn ishlatilishi konverter shlaki hosil bo’lishini ko’paytiradi. Konverter shlaklarni kabag’allashtirish uchun dumaloq yoki to’g’ri burchakli shaklli pechlardan foydalaniladi. To’g’ri burchakli pechlar konstruksiya rudnotermik pechlar konstruksiyaga o’xshaydi.
Elektropechli kambag’allashtirishdan keyin boy shteyn olinadi. 19 – 21 % mis – nikel, 1.3 % gacha kobalt, konverterlashga jo’natiladigan va otval shlaki 0.05 – 0.06 % kobalt, 0.005 – 0.07 % nikel, 0.2 – 0.25 % mis.