Faollangan koʻmir yordamida sorbsiyalash

15.5. Faollangan koʻmir yordamida sorbsiyalash
Faollangan koʻmirning nodir metallarni oʻziga yutish qobiliyati
mavjudligi azaldan ma’lum boʻlgan. Faollangan koʻmir - g’ovakli uglerodli
shimgich (adsorbent). Ularni turli xildagi organik xom-ashyolardan olish
mumkin: yog’ochli burali, toshkoʻmir, antrasit, hayvon suyaklari va boshqalar.
Bu mahsulotlardan faollangan koʻmir olishda dastlab koʻmir uchuvchan
moddalardan (namlik) tozalanadi, bu havosiz qizdirish bilan amalga oshiriladi.
Natijada xom koʻmir olinib u yirik g’ovakli tuzulish hosil qiladi va uning
shimuvchanlik qobiliyati yuqori emas. Shu sababdan mayin g’ovakli tuzulish
koʻmir olish uchun uni uglerod ikki oksid bilan qayta ishlov beriladi yoki suv
bug’ida 800-900
0
C da ishlov beriladi. Bu bilan koʻmirning ma’lum qismi
(50%gayaqini) yonibketadi,
S + SO
2
= 2SО; S+N
2
O = SО + N
2
qolgan qismi esa toʻrsimon g’ovakli tuzulish hosil qiladi. Qolgan koʻmirni
faollashtirish usullari har xil tuzlar va kislotalar ishtirokida (karbanat, xlorid,
sulfat, nitrat kislotalari va boshqalar) yuqori haroratda boradi. Koʻmirning
faollanishi oksidlovchi gazlarning ma’lum bir qismini yonishi bilan boradi.
Bu usulda olingan faollangan koʻmirning solishtirma yuzasi juda rivojlangan
boʻlib(400-1000 m
2
/g), ulardagi g’ovaklar radiusi 0,5 dan 2nm gacha boʻladi.
Rus maktabi olimlari N.A. Shilova va A.N. Frumkinlarning ta’kidlashicha,
elektrolitlardan faollangan koʻmir yordamida adsorbsiya qilish almashinuv
jarayon deb qaralib, bu koʻmirning havodagi kislorod bilan ta’sirlashishi bilan
izohlanadi. Agarda koʻmir faollangandan keyin havodagi kislorod bilan xona
228
haroratida ta’sirlashsa, uning yuzasida asosiy hususiyat sanaluvchi
birikma(oksid) hosil qiladi. Bu birikmalarning tabiati aniq belgilanmagan,
ammo ma’lumki, undagi kislorod kuchli bog’lanmagan boʻlib, koʻmirning suv
yoki eritma bilan ta’siri natijasida uni musbat zaryadga zaryadlab,
kislorodning oʻzi esa eritmaga gidrooksid koʻrinishida oʻtishi mumkin. Bu
shakldagi «musbat» koʻmir qaytarilmas kislorod elektrod vazifasini bajaradi va
oʻzining ichki ikki qatlamida OH
-
ionlarini erigan anion elektrolitlariga
almashtiradi va shuning bilan elektrokimyoviy anion almashinuvchiga
aylanadi.
Agar koʻmir kislorod bilan yuqori (400-500
0
C) haroratda ta’sirlashsa,
unda hosil boʻlgan birikma mustahkam boʻladi. Bu sharoitda hosil boʻlgan
xemo yig’uvchili kislorod (20% atrofida) birikmalari karbonat kislotali, fenolli
va boshqalar koʻrinishida kislotali xossani namoyon qiladi. Odatiy «musbat»
koʻmirdan farqli oʻlaroq bunday «manfiy» koʻmirlar oksidlangan deb
nomlanadi. Elektrolitli eritmalarda oksidli koʻmirlar koʻp amalli kation
almashinuvchilik qobiliyatini namoyon qiladi. Oksidlangan koʻmirning
kationalmashinuvchi hajmining ma’lum qismi H
+
ionlari bilan bog’langan
boʻlib, elektrostatik kuch ta’sirida manfiy zaryadlangan koʻmir yuzasini
namoyon etadi.
Shuni inobatga olish lozimki, «musbat» faollangan koʻmirlar oʻz yuza
qismida nafaqat asosli xossani, balki ma’lum miqdorda kislotali guruhni ham
egallaydi. Shu sababdan faollangan koʻmirlar anion almashinuvchanlik
xossasidan tashqari, kation almashinuvchanlik xossasini ham namoyon etadi.
Xuddi shu kabi «manfiy» oksidlangan koʻmirlar ham oʻz yuzalarida faqat
kislotali emas, balki ma’lum miqdorda asosli guruh ham boʻlib, elektrolit
eritmalarida kation almashinuv hossalari bilan birga anion almashinuv
xossalarini ham namoyon etadi. Sianli eritmalardan oltin va kumushni
sorbsiyalash uchun anion almashinuvchi hossaga ega boʻlgan «musbat»
faollangan koʻmirlardan foydalaniladi.
229
Faollangan koʻmir yordamida sorbsiyalash jarayoni nafaqat tindirilgan
eritmalardan nodir metallarni ajratish uchun, balki bevosita boʻtanadan ham
ajratib olish mumkin.
Tindirilgan eritmalardan yog’och koʻmiri ishtirokida sorbsiyalash jarayoni
bir qancha oltin ishlab chiqarish fabrikalarida sianlash jarayoni rivojlana
boshlagan bir vaqtda va rux yordamida choʻktirish hali toʻliq ishlab
chiqilmagan vaqtdan buyon qoʻllanilib keladi. Tez orada koʻp kamchiliklarga
ega yog’och koʻmirli sorbsiya jarayoni rux yordamida choʻktirish jarayoni
siqib chiqarildi. Birinchi va ikkinchi jahon urushi arafasida rux metali
tanqisligi sababli bir qancha OICHF(Oltin ishlab chiqaruvchi fabrikalar)da
koʻmir yordamida sorbsiyalash kengaydi. Sorbsiya jarayonini rom shaklidagi
vakum-filtrlarda olib boriladi, oltin tarkibli sianlangan eritmalar yanchilgan
koʻmir boʻylab filtrdan oʻtkaziladi, ular maxsus filtrlar yuzasiga oʻrnatilgan
boʻladi. Koʻmirli choʻkma oʻzida oltin va kumush saqlagan boʻlib ular yoqiladi
va olingan kul flyus bilan eritishga joʻnatilib xomaki metal olinadi.
Hozirgi vaqtda koʻmir yordamida sorbsiyalash uyumda tanlab eritish
natijasida olingan eritmalar uchun keng qoʻllanilmoqda. Aralashtirish yoʻli
bilan olingan eritmalarga qaraganda uyumda tanlab eritish natijasida olingan
eritmalar tarkibida nodir metallar miqdori kam (0,5mg/l), qoʻshimchalar
miqdori esa koʻp. Bunday eritmalardan rux yordamida choʻktirish va ion
almashinuvchi qatronlar ishtirokida sorbsiyalash jarayonlari samarasizdir.
Faollangan koʻmirning afzalligi esa qoʻshimchalarga ta’sirchanligi kamligidir
va shu sababdan u qoʻshimchalari koʻp eritmalardan oltinni sorbsiyalashda
ayni muddaodir. Uyumda tanlab eritish eritmalari koʻp qo`shimchali va loyqali
eritmalar boʻlgani sababli, faollangan koʻmir yordamida ulardan nodir
metallarni toʻliq ajratib olish imkoni tug’iladi.
Sorbsiya jarayoni dinamik sharoitlarda olib borilib, oltin tarkibli eritmalar
ketma-ket oʻrnatilgan 3-4 ta vertikal kolonnalarda amalga oshirilib, unda
sorbent sifatida donalashtirilgan, yirikligi 1mm boʻlgan faollashtirilgan
koʻmirdan foydalaniladi. Koʻmir davriy ravishda kolonnadan kolonnaga
230
eritmaga qarshi oqimda oʻtkazib turiladi. Birinchi kolonnadan nodir metallar
(asosan oltin va kumush)ga toʻyingan koʻmir olinadi, oxirgi kolonnadan esa
regeneratsiyalangan koʻmir(faollangan boʻsh koʻmir) yuklanadi. Shu tariqa
birinchi kolonnadagi oltinga boy eritma oxiriga borguncha koʻmirga shimilib
kambag’allashib boradi, oxiridan yuklangan toza koʻmir birinchi kolonnaga
kelgani sari oltinga toʻyinib keladi. Toʻyingan koʻmir tarkibida 2-5kg/t oltin
saqlab regeneratsiyaga joʻnatiladi.
Amaliyotda koʻp metalli minerallar boʻlmish qoʻrg’oshin-ruxli rudalarni
boyitish fabrikalari sianli eritmalaridan oltin va kumushni sorbsiyali ajratib
olishda faollashtirilgan koʻmirdan foydalaniladi. Bunday rudalarni flotatsiyali
boyitishda tarkibidagi turg’un minerallar boʻlgan sfalerit, pirit va xalko`piritni
eritmaga oʻtkazish uchun natriy sianidi ishlatilib, natijada eritmaga 20% gacha
oltin va koʻp miqdorda kumushning oʻtishiga olib keladi. Olingan eritma
tarkibi quyidagicha, mg/l: Au-0,2-1, Ag-5, Cu-400-500, Zn-40-50 va boshqa
qoʻshimchalar. Nodir metallarni sorbsiyalash jarayoni dinamik sharoitda,
eritmalarni donador faollangan koʻmirda filtrlashga asoslangan boʻlib, u bosim
ostida ishlaydi. Toʻyingan koʻmir oʻzida 1-2kg/t Au va 1-4kg/t Ag saqlaydi.
Bundan tashqari sorbsiyaning oddiyroq, ammo rivojlangan usullari ham
qoʻllanilishi mumkin, masalan, aralashtirib, koʻmir yordamida statik sharoitda
sorbsiyalash.
Boʻtanadan sorbsiyalash. Faollangan koʻmir yordamida boʻtanadan oltinni
sorbsiyalash huddi ion almashinuvchi qatron kabi qoʻllaniladi. Bu jarayonlar
koʻrib oʻtilgan sorbsiya jarayonlari texnologiyasi bilan bir hil boʻlib, soʻnggi
yillarda AQSH, Avstraliya, JAR va boshqa davlatlarda keng qoʻllanilmoqda.
Sorbentning nodir metallarga boʻlgan hajmini oshirish maqsadida
sorbsiyaga keladigan boʻtana dastlabki sianlash jarayoniga beriladi. Keyingi
sorbsiyali tanlab eritish jarayonlari zanjir shaklida ulangan 5-10 ta pnevmatik
yoki mexanik aralashtirgichli dastgohda boʻtana va koʻmirning bir-biriga
qarama-qarshi oqimida harakatlanishiga asoslangan holda olib boriladi.
231
Yig’uvchi sorbent sifatida, mexanik jihatdan mustahkam va donadorlikka ega
boʻlgan kokos yong’og’i poʻchog’idan tayyorlangan koʻmir qoʻllaniladi.
Faollangan koʻmir yordamida sorbsiyalash jarayoni dastgohlar ketma-
ketligi 15.7.-chizmada keltirilgan. Koʻmir zarralari oʻlchami 1,2mm dan
3,4mm gacha boʻlishi mumkin. Boʻtanadan sorbentni ajratish uchun turli
tuzulishga ega boʻlgan elaklar sorbsiyalash dastgohlari tashqarisi yoki
ichkarisida oʻrnatilgan boʻladi. Agar elaklar dastgohdan tashqarida joylashgan
boʻlsa, boʻtana ularga aeroliftlar yoki markazlashgan nasoslar yordamida
yetkaziladi. Eng yaxshi mustahkamlikka ega boʻlgan koʻmirlar ham
aralashtirish va elash vaqtida ma’lum miqdorda parchalanishi mumkin. Shu
sababli chiqib ketayotgan boʻtana uchun ham nazoratchi elak oʻrnatilgan boʻlib
u nafaqat yirik, balki mayin, siniq koʻmir boʻlaklarini ham ushlab qolishga
moʻljallangan.
15.7.-chizma. Boʻtanadan faollashtirilgan koʻmir yordamida sorbsiyalashning
apparatlar zanjiri sxemasi: 1-sianlash pachuklari; 2-sorbsiyalash kolonnalari:
3-koʻmirni boʻtanadan ajratuvchi elaklar; 4-nazoratrlagi; 5-desorbsiyalash
kolonnalari; 6-kislonali qayta ishlash kolonnalar;7-eritma saqlanadigan idish;
8-elektrolizor; 9- esorbsiyalovchi eritma saqlanasigan idish; 10-koʻmirni
faollashtirish uchun aylanma pech; 11-elak.
Boʻtanadan oltinni sorbsiyalash jarayoni qattiq mahsulot miqdori 40-45%,
suyuq fazada sianid kislotasining 0,01-0,02% li konsentratsiyasida, pH 10-
Bu
g’
Katod choʻkmasi
eritishga
232
10,5 da olib boriladi. Bir vaqtning oʻzida yuklanadigan sorbent miqdori 10-
30g/l ni tashkil qiladi. Koʻmining oltinga nisbatan sig’imi 2-8 kg/t ni tashkil
qiladi.
Boʻtanadan yirik zarrali koʻmir yordamida sorbsiyalash jarayoni xuddi ion
almashinuvchi qatronlar ishtirokida sorbsiya kabi bir hil afzalliklarga ega.
Shuningdek u, ion almashinuvchi qatronga qaraganda ancha arzon va
qoʻshimcha
metallarga nisbatan ta’sirchanligi kamroq. Bu uning
qoʻshimchalari koʻp boʻlgan eritmalardan oltinni sorbsiyalashda ion
almashinuv qatronlari foyda bermaydigan joyda qoʻllanilish imkonini beradi.
Faollangan koʻmirning jiddiy kamchiligi ularning mexanik mustahkam
emasligi, ya`ni sinish oqibatida 1t qayta ishlanadigan rudada 100-200g mayin
fraksiya yoʻqotilishi mumkin.
|