Rangli metallar ishlab chiқarish

Rangli metallar ishlab chiқarish.

Reja:

1. 
   Umumiy ma’lumotlar.
   
2. 
   Alyuminiy ishlab chiқarish.
   
3. 
   Mis ishlab chiқarish.
   
4. 
   Titan ishlab chiқarish.
   

1. 
   Umumiy ma’lumotlar.
   

Rangli metallardan va ularning қotishmalaridan mashinasozlik sanoatida, elektrotexnikada va boshқa soxalarda keng қo’lamda foydalaniladi. Rangli metallarga mis, қo’rғoshin, alyuminiy, қalay, nikel’, magniy, xrom, volfram, titan, va ҳokazolarni misol қilishimiz mumkin. Eng ko’p tarқalgan rangli metall bu alyuminiydir. Alyuminiy samalyotsozlikda, mashinasozlikda engil metall bo’lganligi uchun қullansa, elektrotexnikada elektr tokini yaxshi o’tkazish ҳususiyati uchun қo’llanmoқda. Korroziyaga ҳam ancha chidamli, chunki uning yuzasida ҳosil bo’ladigan oksid parda (Al₂O₃) uz ostidagi қatlamni oksidalnishdan saқlaydi. Alyuminiy juda aktivligi sababli tabiatda sof xolda uchramaydi.
Rangli metallarning yana bir vakili mis bo’lib, mis ҳam alyuminiy singari korroziyabardosh, elektr tokini juda yaxshi o’tkazadi, tabiatda murakkab birikmalar tarzida toғ jinslari tarkibida uchraydi. Tabiatda sof ҳolda juda kam uchraydi. Umuman olganda rangli metallar sanoatda eng muxim ҳom ashyo ҳisoblanadi.


Alyuminiy ishlab chiқarish.

Asosiy alyuminiy rudalariga boksid, kaolin, alunit, nefelin va boshқa minerallar kiradi.
Alyuminiy rudalaridan alyuminiy olish texnalogiyasini ikki turga bo’lishi mumkin.

1. 
   Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksid (gil tuprok) olish.
   
2. 
   Alyuminiy oksiddan alyuminiy ajratib olish.
   

Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksid omilda rudaning tarkibidagi қushimchalarning ҳiliga va miқdoriga қarab, ishқoriy, kislotaviy va elektrotermik usullardan foydalaniladi. Lekin bularning ichida ishқoriy usul ko’proқ tarқalgan. Bu usul dastavval boksid tarkibidagi gigroskopik suvdan kutilishi uchun uni ma’lum temperaturagacha қizdirib, olingan boksid sharaviy tegirmonlarda kukun xoliga kelguncha maydalanadi, xosil bo’lgan boksid kukuniga ma’lum miқdorda maydalangan oxak (SaSo₃) va soda (Na₂Co₃) aralashtirib olingan aralashma aylanadigan barabanli maxsus pechda
900-1100^oS temperaturagacha қizdiriladi. Bunda tubandagi reakstiya boradi.
Al₂O₃+Na₂CO₃=Na₂O·Al₂O₃+CO₂ natriy alyuminat.
Fe₂O₃+ Na₂CO₃=Na₂O·Fe₂O₃+CO₂ natriy ferrit.
SiO₂+2CaCO₃=2CaO·SiO₂+2CO₂ kalstiy slekat.

Olingan massa sharaviy tegirmonda kukun қilib yanchiladi, sungra metall baklarda 60^oS chamasidagi temperaturali suv bilan ishlanadi. Bunda natriy alyuminat va natriy ferrit suvda eriydi. Kalstiy slekat va boshқa қushimchalar esa erimay chukadi. Olingan eritmani yana suv bilan ishlab natriy ferrit temir (ΙΙΙ)-gidroksid tarzida chuktirib ajratiladi:

Na₂O·Fe₂O₃+4H₂O=2Fe(OH)₃+2NaOH temir (III) gidroksid.

Endi eritmada Na₂O, Al₂O₃ bilan қisman SiO₂ koladi. Eritmadagi SiO₂ dan kutilish maksadida eritmaga bir oz oxak қo’shib maxsus apparatga solinib, 130^oS temperaturada 5-6 at bosimda bir necha soat ishlanadi. Bunda tubandagi reakstiyalar oқibatida kremniyli brikma chukmaga utadi.

Na₂O·SiO₂+Ca(OH)₂=CaO·SiO₂+2NaOH

Al₂O₃· Na₂O·SiO₂ + Ca(OH)₂ =Al₂O₃· CaO·SiO₂

keyin eritmadan korbonat +2NaOH angidrid (Sa)₂ ni o’tkazib ishlanadi.

Bunda tubandagi reakstiya boradi.
Na₂O·Al₂O₃+3H₂O+CO₂=2Al(OH)₃ +Na₂CO₃
Alyuminiy gidroksid chukma tarzida ajraladi. Natriy korbanat esa eritmada қoladi. Alyuminiy gidroksid ajratilib filtirlanadi, yuviladi va 1300^oS gacha қizdiriladi. Bunda u parchalanib, alyuminiy oksid ajraladi.
2Al(OH)₃=Al₂O₃+2H₂O
Alyuminiy oksiddan alyuminiy ajratib olish. Alyuminiy oksiddan alyuminiy maxsus vannada elektroliz yuli bilan olinadi. Bunday vannaning sxemasi keltirilgan. Vannaning ichiga issiқlik utkazmaydigan gisht terilgan, metall kojuxdan iborat bo’lib, biton fundamentiga o’rnatilgan. Elektrolezir futerovkasining tubiga mis katod plitali o’rnatilgan. Shunday қilib, vannaning korpusi elektrolizerning katod қo’rilmasi bo’lib, xizmat қiladi. Anod қurilmasi esa vertikal urnatilgan kumir elektroliklardan iborat bo’lib, uning ostki қismi elektroletlar kriolit – AlF₃·3NaF larga botirilgan. Anod va katod lit 930-950^oS ga қiziydi. Elektrolez davrida anodning asta-syokin yonishida shtirlar uni pastga tomon surib turadi. Elektrolet chala suyuk anod massasi bilan to’ldirib turiladi. Elektrolez o’zgarmas tokda olib boriladi, bunda kuchlanish 5-10V va tok kuchi 50,000-150,000A bo’ladi. Elektroletdan tok o’tganda elektrolet ҳam, ko’prok molekulalari ҳam ionlarga ajraladi, ya’ni

Na₃AlF₆→3Na+AlF₆³-Al₂O₃→Al³+Al₃³-Al³

ion katodga borib u erda zaryadsizlanadi:
Al³+3e=Al₁₀
Ajralgan alyuminiy vannaning tubiga chukadi. Elektroletda giltuproқ kamaygan sari vannaga giltuprok қushib turiladi. AlO₃³ – anodga borib unda zaryadsizlanadi-da alyuminiy oksidga aylanadi va kislorod ajratadi. Ajralgan kislorod anod uglerodi bilan reakstiyaga kirishib, uglerod, oksid, korbonat, angidrid ҳosil қiladi va bu gazlar atmosferaga chikarib yuboriladi. Vanna tubiga yigilgan suyuқ alyuminiy xar 3-4 sutkada chiқarib turiladi. Olingan alyuminiyda kiriolit, giltuprok, gazlar va boshka қushimchalar kisman aralashgan bo’ladi. Shu sababli uni bu aralashmalardan tozalash maқsadida xlor bilan ishlanadi, ya’ni suyuқ alyuminiy orқali bir necha minut xlor utkaziladi. Agar juda toza alyuminiy olish zarur bo’lsa, tozalashning elektroletik usulidan foydalaniladi. Bu usulda anod sifatida tozalanadigan alyuminiy, katod sifatida toza alyuminiy, elektrolet sifatida esa biror xlorid yoki ftoridning suvdagi eritmasi olinadi. Elektrolez davrida anod erib, ajralgan alyuminiy katodga utiradi. Қushimchalar esa vanna tubiga chukadi. GOST 1169-64 ga kura ishlab chiқariladigan alyuminiy 3 gruppaga bo’linadi.