Nаzоrаt uchun sаvоllаr - Mavzu: kirish. Termodinamikaning birinchi qonuni. Entalpiya. Termokimyo

Nаzоrаt uchun sаvоllаr:
1. Oltin оlish jаrаyoni tехnоlоgiyalаri?
2.Oltin ishlаb chiqаrish tехnоlоgisini tushuntirib bering?
3.Oltin оlishning elеktrоlitik usuli?
4.Oltin qaysi kislotada eriydi-?
22 – MAVZU: RUХ MЕTАLLURGIYASI. RUХ ISHLАB CHIQАRISHDА MЕTАLLURGIK JАRАYONLАRNI QO’LLАSH.
Ishlab chiqarish hajmi bo‘yicha rux alyuminiy va misdan keyin uchinchi o‘rinda turadi. Bir yilda dunyoda 5 - 7 mln. t rux ishlab chiqariladi. Zavodlarning ishlab chiqarish imkoniyati 75 - 85 % ni tashkil qiladi. O‘zbekistonda O‘rta Osiyoda yagona zamonaviy rux zavodi ishlab turibdi. Bu zavod Olmaliq tog‘ - metallurgiya kombinati tarkibiga kiradi. Zavodning ishlab chiqarish imkoniyati bir yilda 100 ming t dan ziyodroqdir.
Quyidagi Xorijiy davlatlarda rux ishlab chiqarish mavjuddir: AQSH, Yaponiya, Rossiya, Kanada, Avstraliya, Olmoniya, Fransiya, Bolgariya, Polsha, Benilyuks, Qozog'iston va boshqalar. Dunyo miqyosida ishlab chiqarilgan ruxning o‘zlashtirilishi quyidagicha: oq tunika olish 36%, latun va bronza olish 26%, quymakorlik 26%, rux prokati 3%, kimyo mollari 6,5%. Ruxni asosiy o‘zlashtiruvchi davlatlar AQSH, Yaponiya, Olmoniya, Rossiya. O‘zbekiston o‘zining mahsulotini xorijiy davlatlarga eksport qiladi. Ruxning dunyo bozoridagi narxi 950 - 1050 AQSH dollarida 1 tonnasiga sotiladi. Metall, asosan, mineral zahiralaridan olinadi. Ikkilamchi xom ashyodan foydalanish endi keng yo‘lga qo‘yilayapti.
Rux xomashyosining tavsifi. Tabiatda rux, asosan, sulfid holatida uchraydi. Bir xil rux birikmalari - bu kislorod bilan bog‘langan oksid zahiralaridir. Sanoatda keng tarqalgan va ishlab chiqarishda tushgan bu kompleks rux - qo‘rg‘oshin sulfidli polimetal mis rudalardir. Bu rudalarda asosiy metallardan tashqari, yana mis, kadmiy, nodir va kamyob metallar bor. Zamonaviy rudalarda ruxning miqdori 1,5 %, rux-qo‘rg‘oshin rudalarda esa 1,0 - 1,5 % Zn va 0,4 - 1,5 % Pb bor. Bu rudalarni qayta ishlashdan oldin boyitiladi. Asosiy boyitish usuli - selektiv flotatsiyadir. Oldin rudadan kollektiv rux-qo‘rg‘oshin boyitmasi olinib, keyin u alohida rux va qo‘rg‘oshin boyitmalariga ajratiladi.
Sulfidli rudalarda rux, asosan, sfalerit - ZnS shaklda uchraydi. Oksidlangan rudalarda rux karbonat ZnSO4 (smitsonit), gidrotsinkiy ZnSO3 * 3 Zn(OH) va silikat (valletit Zn2 SiO4) turlarda uchraydi.
Ruxni boyitmaga o‘tish darajasi 70 - 85 % ni tashkil qiladi. Rux boyitmasining taxminiy miqdori, %: Zn- 40 - 60; Pb- 0,2 - 3,5; Cu- 0,15 - 2,3; Fe- 2,5 - 13; S- 30 - 35; Cd-0,1 - 0,5; As-0,03 - 0,3; Sb-0,01 - 0,07; Co 0,001 - 0,013; Sn 0,001 - 0,07. Boyitmaning maydaligi 30 - 35 % (-75 mkm) - 70 - 90 % (-75 mkm) masofada o‘zgaradi. Boyitmaning muhim texnologik xususiyatlari bo‘lgan zichlik - 3,4 - 4,3 g2/sm3; to‘qilmoq massasi 1,9 - 2,3 g/sm, namlik 10 - 16 %, quritilgandan keyin 6 - 8 %.
Ruxni xomashyodan ajratib olish asosiy texnologiyalari
Sulfidli rux xomashyosini bevosita erkin holatigacha tiklash mumkin. Masalan:
Zn S + H2 = Zn + H2 S (5.1)
Ammo kuchli tiklovchi moddalar H va СO samaradorli emas. Masalan, keltirilgan reaksiya uchun 1000 C da muvozanat konstantasi teng:
Kp = Pzn * P н2s / Pн2 = 2,1 * 10-4
Bundan xulosa - yuqori harorat va bosimlarda ham tiklanish mahsulotlarining chiqishi judayam kam. Amaliyotda sulfidlarni oksidlantirishdan afzalroqdir.
Sanoatda ZnS ni ZnO ga oksidlanishi pirometallurgik usul bilan amalga oshiriladi. ZnO ni tiklanishi esa pirometallurgik yoki gidrometallurgik usullar bilan amalga oshirishi mumkin. Oxirgi usul bo‘yicha ZnO ni sulfat kislotasida eritib elektroliz yordamida erkin metall olinadi.
Ruxni sulfid boyitmasidan ajratib olish ZnS, ZnO va Zn larni xususiyatlariga bog‘liqdir. Ruxning oksid va sulfidlari yuqori haroratda eriydi. Masalan, ZnS atmosfera bosimida 12000C dan ziyod haroratda parchalanadi va 20000C gacha erimaydi. ZnO esa 19750C da suyuq holatiga o‘tadi. Shuning uchun ZnS ni ZnO ga oksidlanishini yuqori haroratlarda katta tezlik bilan yuborilishi mumkin. Rux sulfidini oksidlanishi ekzotermikdir va jarayon uchun qo’shimcha yoqilg’i sarflamaydi.
Ruxni oksiddan tiklash uchun ko‘p energiya sarflanadi. Shuning uchun pirometallurgik tiklanish yuqori harorat va tiklovchi moddaning miqdorida olib boriladi. Elektrolitik tiklanish ham elektr quvvatini katta hajmda sarflanishi bilan bog‘liqdir. Metallik rux oson suyuq holatga o‘tadi - erish harorati 4190C, 9070C da par holatiga o‘tadi, shuning uchun pirometallurgik tiklanishda rux par holatida ajralib chiqadi.
Piro va gidrometallurgik usullarning xususiyatlarini ko‘rib chiqamiz.
Pirometallurgik usulda yakunlovchi mahsulot bo‘lib g‘ovak kuydirma (ogarok) olinadi. Kuydirish davrida modda oldin oltingugurtni yo‘qotib, keyin qotishma shaklga o‘tadi. Qotishma olish uchun harorat 1300-14000C gacha ko‘tarilishi kerak. Buni aglomeratsiya jarayonida amalga oshiriladi. Aglomerat keyinchalik qattiq uglerod yordamida tiklanadi.
Gidrometallurgik usul bo‘yicha kuydirishni 900-10000C da kuydirma - kukun olishga qaratiladi. Olingan kukun sulfat kislotasida eritiladi. Eritmadan rux elektroliz bilan erkin holatida ajratib olinadi, sulfat kislotasi esa regeneratsiya bo‘lib qaytadan tanlab eritishga yuboriladi.
Rux boyitmasini yuqori haroratda oksidlantirish, hozirgi paytda, asosiy texnologik usuldir. Kanadada olib borilgan izlanishlar shuni ko‘rsatadiki, rux sulfidini eritmadagi kislorod bilan ham oksidlantirsa bo‘lar ekan:
Zn S + O2 (eritmada) + H2S (eritmada) = Zn SO4 + S0 + H2O (5.2)
Jarayon avtoklavda 1000C dan ziyod va umumiy bosim 105 Pa dan yuqori sharoitlarda olib boriladi. Sanoatda bunday texnologiyani qo‘llash qiyindir.
Texnologik sxemalarni tahlili shuni ko‘rsatib turibdiki, jarayon bir necha bosqichdan iboratdir. Amaliyotda esa sxemalar ancha murakkabroqdir.
Bunga ikkita sabab bor:
1) xomashyoda mavjud bo‘lgan bir qator ruxga yo‘ldosh elementlarni ajratib olish kerakligi;
2) xomashyoni qayta ishlash uchun tayyorlash jarayonlarni tashkil etish.
Dunyo miqyosida taxminan 20 % pirometallurgik va 80 % rux pirometallurgik usullar bilan olinadi.
|