Pirometallurgiya fanidan ma'ruza mashg’ulotlari

3 - ma’ruza
ERITMA TASHKIL QILUVCHI OKSID VA SULFIDLARNING AJRALISH JARAYONI


Reja:
1. Eritma tashkil qiluvchi oksid ajralish jarayoni.
2. Eritma tashkil qiluvchi sul’fidlarning ajralish jarayoni.
3. Eritma deganda nimani tushunasiz?


Kalit so’zlar: inertli moddalar, birikmaning ajralish tarangligi, Genri qonuni, kondensatsiyalangan faza.

Agar birikma va metall bir biri bilan yoki o’zga inertli moddalar bilan eritmani tashkil qilsa, ikkita kondensatsiyalangan faza o’rniga bitta faza paydo bo’ladi. Shunday sistemada erkinlik darajasining soni ikkiga teng:

C = K – F + 2 = 2 + 2 – 2 = 2
Birikmaning ajralish tarangligi faqat harorat emas, tarkib funksiyasi ham bo’lib hisoblanadi:
Po₂ = f (T,N) (1)
bunda, N_meo + N_me = 1
Bu holda reaksiya tenglamasi:
2(MeO)2[Me]+O₂ (2)
bunda: [Me] - eritmadagi metallning miqdori.
(MeO) - eritmadagi oksidning miqdori.
Metall va oksidni eruvchanlik xususiyati cheklangan deb qabul qilamiz va yakunlovchi miqdorni to’yingan eritmalarda [Me]_te va (MeO)_te deb belgilaymiz. (3.1) reaksiya uchun
(3)
bunda: P_Me va P_MeO -T haroratli sistemada metall va oksid bug’larining muvozanat parsial bosimlari.
[3] tenglamadan,
(4)
Genri qonuniga binoan, eritma ustidagi modda bug’ining muvozanat bosimi uning eritmadagi molyar qismiga proporsionaldir. To’yingan eritma ustidan modda bug’ining bosimi toza modda bug’ning bosimiga teng (P°_Me, P°_MeO).
Buni quyidagicha yozamiz:


va


va (5)

[3.4] va [3.5] eritmalaridagi oksid ajralishi tarangligining qiymatini [3] sistemaga quyib, quyidagi formulani chiqaramiz:

(6)

Agar Me va Meo qaysidir bir eritmada erib ketsa, umumiy ifoda [6] oksidlarning ajralish tarangligini ana shu holda aniqlaydi. Unda nisbat

(7)
aniqrog’i, moddalar ajralishning o’zgarmas doimiyligiga teng. Endi quyidagi tenglamani yozsak bo’ladi:
(8)
bunda: a_meo va a_ne- eritmadagi oksid va metallning faolligi.
Agar Me kondensatsiyalangan fazada qolsa, eritmada esa faqat oksid mavjud bo’ladi, unda ifoda [3] osonlashadi, chunki [Me]t.e./ [Me] = I, shunda
(9)
(3.9) tenglamadan shu ma’lumki, oksid ajralishining muvozanat tarangligi uning eritmadagi miqdoriga bevosita bog’lanadi. Eritmada oksid miqdori qancha kam bo’lsa, shuncha ajralishning tarangligi kam, shuncha oksid mustahkam va uni metallga tiklanishi murakkab. Miqdorlikni oshirishda muvozanat bosimning oshishi faqat Po₂ ni kondensatsiyalangan erimagan oksidga xos qiymatigacha o’sib boradi. Grafikli bu bog’lanish 6-rasmda ko’rsatilgan.

3.1- rasm. Oksid ajralish tarangligining MeO ni shlakdagi (a) va

Me ni eritmadagi (b) miqdoriga bog’liqligi.

Bu bog’liqlik pirometallurgiya tajribasida katta ahamiyatga ega. Masalan, rangli metallar oksidlarini yuqori haroratli tiklanishida, jarayon shuncha yengil o’tadi, qancha eritmada oksid miqdori yuqori bo’lsa. Agar eritmada ajralish davrida paydo bo’lgan metall mavjud bo’lsa, oksid esa kondensatsiyalangan fazada qoladi, unda (9) tenglama quyidagicha o’zgaradi:

(10)
Shu tenglamadan ma’lumki, paydo bo’lgan metall inertli eritmada erigandan so’ng, oksidning ajralish tarangligi har doim metallni kovdensatsiyalangan fazadagi tarangligidan katta yoki teng.
Paydo bo’lgan metallni eritmaga chiqarilishi oksidlarning to’laroq, tiklanishini ta’minlaydi.