O’zbеkistоn rеspublikаsi оliy vа o’rta mаxsus tа’lim vаzirligi tоshkеnt dаvlаt tеxnikа univеrsitеti olmaliq filiali. “Konchilik ishi va Metallurgiya” Fakulteti

O’ZBЕKISTОN RЕSPUBLIKАSI ОLIY VА O’RTA MАXSUS TА’LIM VАZIRLIGI

TОSHKЕNT DАVLАT TЕXNIKА UNIVЕRSITЕTI

OLMALIQ FILIALI.

“Konchilik ishi va Metallurgiya”

Fakulteti

“Metallurgiya” kafedrasi

‹‹__Metallurgiik zavodlarning mexanik dastgohlari___››fanidan

MUSTAQIL ISH

Mavzu; Tanlab eritish. Tanlab eritishda qo’llaniladigan dastgohlar

Guruh: 9s-18 Metallurgiya

Bajardi: _ Alikulov Islom

Qabul qildi:_Masidiqov E.

Olmaliq-2020

Tanlab eritish. Tanlab eritishda qo’llaniladigan dastgohlar
Reja

1.Tanlab eritishda kechadigan kimyoviy reaksiyalar


2.Kuydirilgan rux boyitmasini sulfat kislota eritmalarida tanlab eritish


3.Tanlab eritish dastgoxlari


4.Xulosa

5.Foydalanilgan adabiyotlar


1.Tanlab eritishda kechadigan kimyoviy reaksiyalar

Kuyindini tanlab eritishning asosiy maqsadi kuyindi tarkibidagi rux birikmalarini iloji boricha to’laroq eritmaga o’tkazish va elektrolizga toza eritma olishdir. Tanlab eritish jarayoni sulfat kislota eritmalari bilan olib boriladi. Erituvchi sifatida sulfat kislotani tanlashda quyidagi omillar hisobga olingan:

1) rux oksidini – ZnO yaxshi erishi;

2) bo’lajak elektrolitik tiklanishda qulaylik;

3) rux zavodlarida sulfat kislotasini mavjudligi;

Rux oksidi sulfat kislotaning kuchsiz eritmasida yaxshi eriydi, rux sulfati esa – suvda:

ZnO + H2SO4 = ZnSO4 + H2O

Rux sulfidi qizitilgan kuchli sulfat kislotasida erishi mumkin:

ZnS + H2SO4 = ZnSO4 + H2S

bunda zaxarli servodorod ajralib chiqadi.

Kuydirish davomida bir qancha miqdorda rux silikati, (n ZnO · mSiO2), rux ferriti (x ZnO·u Fe2O3) va alyuminatlari (ZnO·AI2O3) paydo bo’ladi. Bu birikmalar sulfat kislota eritmasida qiyin eriydi. Ularni erish qobiliyati harorat va sulfat kislotaning konsentrasiyasi oshib borishi bilan oshadi.

Masalan, rux ferritidan ruxni eritmaga o’tqazish uchun sulfat kislotaning konsentrasiyasi 200-300 g/l va 80-90 oS harorat talab qilinadi.

Ruxdan tashqari, kuyindida temir, mis, kadmiy, qo’rg’oshin, kumush, oltin, nikel, kobalt, marganes, bariy, kalsiy, alyuminiy va boshqa metallar bor.

Kadmiy xususiyatlari bo’yicha ruxga yaqin, uni oksidi SdO sulfat kislotasida yaxshi eriydi:

CdO + H2SO4 = CdSO4 + H2O

Kuyindidan eritmaga 85-90 % kadmiy o’tadi. Temir kuyindida, asosan rux va mis ferritlar shaklda uchraydi, shunindek kuyindida temir oksidlari Fe2O3, va Fe3O4 ham mavjud. Sulfat kislota eritmasida Fe2O3 qisman eriydi.

Kuydirish pechining siklon changida kam miqdorda Fe2(SO4)3 uchraydi. Uch valentli temir sulfati eritmada ham hosil bo’ladi:

Fe2O3 + 3H2SO4 = Fe2(SO4)3 + 3H2O

Eritmada Fe2(SO4)3 mis birikmalari, SO2 va metal sulfidlari bilan ikki valentli temir sulfatigacha FeSO4 tiklanadi. Bu jarayon ruxni kuyindidan eritmaga, quyidagi reaksiya orqali, o’tishiga ko’maklashadi:

ZnS + Fe2 (SO4)3 = ZnSO4 + 2FeSO4 + S

Eritmaga kuyindidan fakat 3-4 % temir o’tadi, uni eritmadagi miqdori 1-2 g/l tashkil etadi.

Mis kuyindida oksid (CuO, Cu2O), ferrit (nCuO ∙ mFe2O3), silikat (x Cu2O ∙ uSiO2) shakllarda uchraydi. Eng oson CuO eriydi va CuSO4 ni hosil qiladi. Mis ferriti, pux ferritiga o’xshab, qiyin eriydi. Tanlab eritishda taxminan misni yarmi eriydi, yarmi esa kekda qoladi.

Surma (III) va mыshyak (III) oksidlangan birikmalari kuyindini tanlab eritishda As2(SO4)3 va Sb2(SO4)3 shakllarda eritmaga o’tishadi. Surma (V) va mыshyak (V) oksidlari qiyin eriydigan birikmalardir.

Nikel, kobalt va marganeslar eriydi va Ni2SO4, CoSO4 va MnSO4 sulfatlarini hosil qiladi.

Tanlab eritishda qo’rg’oshin, deyarli to’liq quyidagi reaksiyaga asosan, kekga o’tadi:

Pb SiO3 + H2SO4 = PbSO4+ H2SiO3

Qo’rg’oshin, mis va rux silikatlarini erishi eritmani kremniy birikmalari bilan ifloslantirishga olib keladi. Bu jarayon tanlab eritishdan so’ng cho’ktirish (quyuqlashtirish) va filtrlash jarayonlarini qiyinlashtiradi.

Kumush kuyindida Ag2S va Ag2SO4 shaklda uchraydi. Kumush sulfati yaxshi eriydi, keyin esa eritmada mavjud bo’lgan xlor ionlari bilan qiyin eriydigan AgCl birikmasi shaklda cho’ktiriladi. Kumush sulfidi erimaydi va kekda qoladi. Oltin to’liq qattiq qoldiqlarda qoladi.

Kalsiy va bariy oksidlari sulfat kislota eritmalarida qiyin eriydigan birikmalar hosil qilishadi. Jarayonning umumiy reaksiyasi:

MeO + H2SO4 = MeSO4 + H2O

Qo’rg’oshin, kalsiy va bariylar sulfat kislotaning bir qismini qiyin eriydigan sulfatlarga bog’laydi, shu sababdan kuydirish davrda sulfat ko’rinishidagi oltingugurt miqdorini bir oz ko’paytirish kerak bo’ladi.

Xlor, ftor, natriy va magniy birikmalari onson eriydi va eritmada to’planadilar. Noyob metallar - talliy, galliy, indiy va germaniylar qisman eritmaga o’tadilar.

2.Kuydirilgan rux boyitmasini sulfat kislota eritmalarida tanlab eritish

Dunyo amaliyotida turli hil tanlab eritish sxemalari qo’llaniladi: bir, ikki va uch bosqichli, davriy va uzluksiz va boshqalar. Eng keng tarqalgan sxema-bu uzluksiz qarama-qarshi oqimli ikki bosqichli tanlab eritishdir.

Kuyindi tarkibidagi ruxning erishi, N2SO4 konsentrasiyasi va harorat oshishi bilan ko’tariladi, ammo bunda zarar moddalar ham erishi mumkin va bu hodisa bo’lajak elektroliz jarayonida qiyinchilik yaratadi.

Eritmada ko’p zarar moddalarning miqdorini rN qiymatini 5,2-5,4 gacha ko’tarish yo’li bilan kamaytirish mumkin. pH ko’rsatgichini belgilangan qiymatdan ko’tarilishi eritmadagi ruxni gidrolizlanishiga olib keldi va rux gidroksid shaklda cho’kmaga tushib qolishi mumkin.

Qarama-qarshi oqim prinsipida tanlab eritishning ikkinchi bosqichi kuchli sulfat kislota eritmalarida olib boriladi (130-150 g/l N2SO4) (nordon tanlab eritish bosqichi). Birinchi bosqichda esa tanlab eritish jarayoni kuchsiz sulfat kislota eritmasi bilan olib boriladi (50-60 g/l N2SO4) (neytral tanlab eritish bosqichi). Birinchi bosqichda olinadigan eritmada, sulfat kislotasining miqdori juda kam (rN=5,2-5,4), va buning natijasida neytral eritmada zarar moddalar deyarli yo’q.

Tanlab eritishning birinchi bosqichida (neytral tanlab eritish) quyidagi texnologik masalalar echiladi:

1) kuyindidagi rux sulfatini va rux oksidini qisman erishi;

2) eritmadagi ortiqcha sulfat kislotasini neytralizasiyalash;

3) eritmani zarra moddalardan gidrolitik tozalash;

4) eritmani qattiq moddalardan ajratib olish;

5) kuyindini issiqligidan oqilona foydalanish.

Neytral tanlab eritishning yakuniy maqsadi gidrolitik usul bilan tozalanadigan moddalardan toza rux saqlovchi eritma olishdir.

Tanlab eritishning ikkinchi bosqichi (nordon tanlab eritish) vazifalari:

1) kuyindidagi ruxni to’liq eritish;

2) zarar moddalarning erishini cheklash;

3) mыshyak va germaniyni oksidlantirish;

4) eritmani zarar moddalardan tozalash;

5) qattiq va suyuq fazalarni bir-biridan ajratib olish.

Nordon tanlab eritishning yakuniy maqsadi kekda eruvchan rux birikmalarini to’liq eritmaga o’tqazish.

Tanlab eritish sxemalarini tanlash xom ashyoni sifatiga bog’liqdir. Ishlab chiqarishning katta xajmida, xom ashyo tarkibi o’zgarmas bo’lganda uzluksiz tanlab eritish maqsadga muvofiqdir.

Davriy tanlab eritish, tez moslashuvchi bo’lganligi sababli, zarar moddalari yuqori mikdorli bo’lgan xom ashyoni qayta ishlashga afzalrokdir.

Davriy tanlab eritish, uzluksizga nisbatdan, kamroq ishlab chiqarish quvvatiga ega va qayta ishlashda ko’proq sarf-xarajatlarni talab qiladi. Bir bosqichli tanlab eritish, odatda, davriy sxema bo’yicha olib boriladi.

Tarkibida 0,5 % mыshyak bo’lgan sifati past boyitmalarni qayta ishlashda, bir bosqichli sxemani qo’llash maqsadga muvofiqdir.

Tanlab eritishni davriy sxema olib borishing sharti – kuyindi sovutilgan va sinflarga bo’lingan bo’lishi kerak. Pechdan chiqqan kuyindi va changlarni aralashmasini harorati 700-750oS bo’lgani uchun, ularni aeroxolodilnik yoki konveerlarda sovutiladi.

Sovutilgan aralashma aeroseparatorda kattaligi bo’yicha sinflarga bo’linadi. Yirik fraksiya (<0,3 mm) zoldirli tegirmonda yanchiladi va yangitdan sinflarga bo’linadi. Sinflangan kuydirilgan boyitma tanlab eritishga yuboriladi.

Odatda sinflanish ikki bosqichda olib boriladi: neytral va nordon. Dastlabki (neytral) sinflanish bo’tananing hammasini ikki fraksiyaga bo’ladi: qum (+0,30 mm) va il (-0,3 mm), har bir fraksiya alohida tanlab eritishni talab qiladi. Neytral sinflashdan chiqqan eritmani neytral tanlab eritishga yuboriladi. Qum fraksiyasi esa ishlatilgan elektrolit bilan tanlab eritiladi (bo’tananing qoldiq nordonligi 20-60 g/l H2SO4).

Qum fraksiyasi mexanik, yoki pnevmatik aralashtirgichli agitatorda tanlab eritiladi. Bunda, ikki valentli temirni uch valentlikka oksidlanishi uchun, marganes rudasi, yoki pirolyuzit MnO qo’shiladi. Tanlab eritishdan so’ng, qum yana sinflarga bo’linadi. Nordon sinflashdan chiqqan qumlik mahsulot nordon tanlab eritishdagi rux kekidan deyarli farq kilmaydi. SHuning uchun bu fraksiya vels pechiga yuboriladi.

Neytral sinflashdan ajralib chiqqan eritma siklon va elektrofiltr changlari bilan, neytral tanlab eritishga yuboriladi. Bu tanlab eritish pnevmatik aralashtirgichli birin-ketin o’rnatilgan agitatorlar qatorida o’tkaziladi. Birinchi agitatorda sulfat kislotaning konsentrasiyasi 50-60 g/l tashkil etadi. Tanlab eritish davrida kislota neytrallanadi. Buning natijasida zarar moddalar gidrolizga uchrab cho’kmaga o’tishadi. Gidroliz jarayoni birinchi agitatorga marganes rudasini qo’shib eritmani rN ni o’zgartirib boshqariladi. Oxirgi agitatorda suyuq fazaning rN 5,2-5,4 gacha ko’tariladi. Gidorolizni to’liq o’tilgani oxirgi agitatordan chiqayotgan bo’tanadagi temir (II) miqdorligi orqali baholanadi. Odatda bu miqdor 30-50 mg/l tashkil qilishi kerak.

Neytral sikldagi oxirgi agitatordan bo’tana quyuqlashtirgichga yuboriladi. Neytral quyuqlashtirgichdan chiqqan eritma, odatda, yaxshi tindirilgan, eritmada qattiq moddani miqdori 1 g/l dan oshmaydi. Eritma zarar moddalardan tozalanib ruxni elektrolitik tiklanish jarayoniga yuboriladi.

Neytral quyuqlashtirgichlarning quyuq mahsulotining suyuq va qattiq mahsulotlarning nisbati S:Q = 3:4 ga teng bo’lib, nordon tanlab eritishning pnevmatik agitatorlarga yuboriladi. Nordon tanlab eritishning birinchi agitatoriga tarkibida 40 g/l rux va 120-160 g/l H2SO4 bo’lgan ishlatilgan elektrolit beriladi.

Ohirgi agitatorda sulfat kislotaning miqdori 0,5-1,0 g/l gacha pasayadi, S:Q ni nisbatligi esa 10-12 gacha ko’tariladi.

Nordon tanlab eritishning ohirgi agitatoridan chiqqan bo’tana quyuqlashtiriladi. Quyuqlashtirgichda kislota neytrallashib pH ning qiymati 4,0-4,5 gacha qo’tariladi, zarar moddalar gidroliz bo’lib cho’kmaga o’tadi.

3.Tanlab eritish dastgoxlari

Uzluksiz tanlab eritishda, odatda, pnevmatik aralashtirgichli agitator - “pachuk” qo’llaniladi. Pachuk zanglamaydigan po’lat yoki temir betondan tayyorlangan silindr shaklidagi chandir. CHan ichki yuzasi qo’rg’oshin yoki kislota ta’sir kilmaydigan keramika bilan futerlangan (himoya qilingan). CHanning balandligi 6-10 m, diametri 3-4 m, ishchi xajmi 40 – 100 m3 (1 – rasm). CHanning markaziga vertikal truba - aerolift o’rnatilgan. Bu truba orqali 0,2 – 0,25 mPa bosimda havo beriladi. Havo bo’tana bilan aralashib engil aralashma hosil qiladi va tepaga og’ir bo’tana bilan siqib chiqariladi. Aeroliftning tashqari tomonidan og’ir, havo bilan to’yinmagan bo’tana pastga harakatlanadi, buning natijasida pachukda aralashtirish amalga oshiriladi va tanlab eritish reaksiyalari tezrok boradi. Tanlab eritishning kerakli davomiyligini mavjud qilish maqsadida birin-ketin o’rnatilgan bir necha pachuklar o’rnatiladi. Dastlabki bo’tanani birinchi pachukga yuklanadi, oxirgi pachukdan esa bo’tanani quyuklashtirgichga yuboriladi.

1-rasm . Uzluksiz tanlab eritishni olib borish pachuki

Davriy tanlab eritishda jarayon mexanik aralashtirgichli agitatorda olib boriladi. Uning xajmi 150 m3 gacha bo’ladi. Aralashtirish agitatorda kislotaga bardosh beradigan po’latdan yasalgan impeller (aralashtirgich) bilan amalga oshiriladi 2– rasm). Agitatorlarga isitish moslamasi o’rnatiladi.