10 ma'ruza. Rangii metaHarni ishiab chiqarish

10 ma'ruza. Rangii metaHarni ishiab chiqarish
1. Mis ishlab chiqarish.
2. Alyuminiy ishlab chiqarish.
3. Titan ishlab chiqarish.
4. Magniy ishlab chiqarish.

Rangli metallarning ahamiyati kundan kunga ortib borayapti, ayniqsa radioelektronika, atom energetikasi, kosmik parvozlarlarni rivojlanishi bilan bog'liq.
Eng ko'p qo'llaniladigan metallar - bu mis (Cu), rux (Zn), qo'rg'o'shin (Pb), qalay (Sn), alyuminiy (Al), nikel (Ni), magniy (Mg), titan (Ti).
, L 2
Rangli metallarni olish usullari xilma-xil.




pirometatturgiya
usut

gidrometa))urgiya
usu)

metattotermik
usuti






yuqori temperatu-
rada kechadigan
metallurgiya
jarayonlarning
majmuasi

metall rudalari
kimyoviy moddalar-
ning suvlar eritma-
larida eritiladi, keyin
metallar eritmalar-
dan ajratiladi

kerakli metallar
kimyoviy birikmalar-
dan boshqa aktivroq
metallar (Al, Ca,
Mg) yordamida
tiklanadi

1. Mis ishiab chiqarish.

Mis olish uchun mis rudalar, mis qoldiqlari va mis qotishmalari ishlatiladi. Rudalarda 1 - 6% mis bo'ladi.
Rudalarda mis quyidagi birikmalarni hosil qiladi:
oltin gugurt bilan birikmalar - (CuFeS₂ - халько­пирит, Cu₂S - халькозин, CuS - ковелин);
oksidlar ko'rinishida - (CuO,);
gidrokarbonatlar ko'rinishida - CuCO-Cu(OH)₂
Mis asosan pirometrik usuii bilan quyidagi
boskichlarda olinadi:
1) rudalarni eritishga tayorlash; 2)shteyn olish uchun rudalarni eritish (shteyn-mis va temir sulfidlar eritmasi);
2) shteyndan konvertorlarda mis olish;3) misni tozalash
1 bosqich - rudatarni eritishga tayortash
Ruda maydalanadi (0,1-0,2 mm), keyin boyitiladi va qizdiriladi.
Mis rudalari flotatsiya usuli bilan boyitiladi.
Flotatsiya usulu maydalangan hamma materiallarning
suvlanishi har xil bo'lishiga asoslangan.
Gaz pufakchalari har bir mineralga har xil yopishadi va natijada
pufakcha-mineral juftlarning og'irligi bir biridan farq qiladi va minerallar
qatlam-qatlamlarga ajraladi.
Natijada tarkibida 35% gacha mis, 50% gacha oltin gugurt bo'lgan jism
(kontsentrat) hosil bo'ladi.
bu jism oltin gugurtni kamaytirish maqsadida
750-800 С da pechda qizdiriladi
2 bosqich - shteyn oiish uchun rudaiarni eritish;
Rudalarni alangali yoki elektr pechlarda 1250 - 1300 С da eritib shteyn olinadi. Oldingi bosqichda olingan mis rudalardan mis va temir
oksidlardan tiklanadi.
Mis va temir sulfidlari, o'zaro birikib shteyn, temir silikatlari boshqa oksidlarni o'zida eritib shlakni hosil qiladi.
Shteyn tarkibi: 15 - 55% Cu; 15 - 50% Fe; 20 - 30% S
Shlak tarkibi: SiO₂, FeO, CaO, Al₂O₃
3 bosqich - shteyndan konvertoriarda havo berib mis oiish;
Shteyn konverterlarda temir sulfidini oksidlab, temirni shlakka chiqarib dastlabki misni ajratish uchun havo berilib eritiladi.
Konverterlarning uzunligi 6-10 m, tashqi diametr 3-4 m.
Jarayon ikkita bosqichda kechadi
1 - konteynerga shteyn quyiladi va kvarts beriladi -sulfidlar oksidlanadi.
2 — 2Cu₂O + Cu₂S = 6Cu + SO₂
Natijada 98,4 - 99,4% Cu dastlabki mis hosil bo'ladi
4 bosqich - misni tozatash.
Yetarli tozalikda mis olush uchun u eritiladi (1 qadam) va elektrolitlarda
tozalanadi (2-qadam). Bunda qimmatbaho metallar ham olinadi.

1-qadamda mis oksidlovchi muhitda eritiladi va havo berib, qo'shimchalar (Fe₂O3, A^O, SiO) shlakka yoki gazlar bilan chiqib ketadi.
Bundan keyin mis tozaligi 99 - 99,5% yetkaziladi.
Misda Sn, Se, Te, As va qimmatbaho metallar qoladi.
Bular 2-qadamda chiqarib olinadi.
Elektroliz maxsus qo'rg'oshin bilan qoplangan vannalarda o'tkaziladi.
Anod 1-qadamda olingan mis, katod toza mis tunikalar, elektrolit CuSO₄ eritmasi. O'zgarmas tok eritmadan o'tkazilganda anod erib boshlaydi, katodga mis ionlari o'tirib juda toza hosil qiladi.
Qimmatbaho metallar vanna tagiga cho'kadi. Elektrolinik tozalashdan keyin mis tozaligi 99,95 - 99,99% yetkaziladi.

JMOC/P6/


асзб/ а^ожженнб/J j . [
^оицси/пра/п I }Г на л/*а


лла^ка на а//лайн

2. Aiyuminiy ishiab chiqarish
Alyuminiy uchta bosqichda olinadi:
1) alyuminiy rudalardan Al₂O₃ - alyuminiy oksidi olinadi;
2) alyuminiy oksididan alyuminiy olinadi;
3) alyuminiy tozalanadi.
Tabiatda alyuminiy oksidlari boksitlar (tog' jinsi) tarkibida boladi (boksitlar- Al₂O₃, Fe₂O₃, SiO₂, TiO₂, CaO, MgO з, MnO, P2O5 va boshqalar)
Sanoatda eng ko'p tarqalgan Bayer usuli bilan tanishib chuqamiz:
1- bosqich. Aiyuminiy rudaiardan Ai₂O₃ - aiyuminiy oksidi oiinadi.
- boksit tegirmonga NaOH va oxaktosh qoshilib, maydalanadi;
- 230 - 250 С temperaturada boqsit parchalanadi, natijada natriy alyuminati (NaAlO₂) va kremniy silikati (Na₂SiO₃)
- hosil bo'lgan natriy alyuminati (NaAlO₂) yuviladi NaAlO₂ + 2H₂O = NaOH + Al(OH)₃ alyuminiy gidrooksida (Al(OH)₃) filtrlardan o'tkaziladi, qizdiriladi va Al₂O₃.olinadi.
2 - bosqich. Atyuminiy oksididan atyuminiy otinadi.
Elektroliz yordamida alyuminiy oksidi alyuminiygacha tiklanadi.
Eritma tarkibi: kriolit (3NaF • Al^)- 75­90%, (MgF2) - 2-5%; (CaF2) - 2-4%;
(AI2O3) - 2-10%.
Elektroliz temperaturasi 950-970 С.
Alyuminiy vanna tagiga yig'iladi va maxsus qurilma bilan to'kib olinadi.
Alyuminiy eritish
u I t dekiroiizer 3 - bosqich. Atyuminiy tozatanadi.
2-bosqichda olingan alyuminiyda metall va nometall qo'shimchalar, gazlar bor. Ularni yoqotish uchun suyuq alyuminiydan xlor gazi puflab o'tkaziladi.
Hosil bo'lgan bug'simon AlCl suyuq metalldan o'tib qo'shimchalarning zarrachalarini biriktirib metall sirtiga chiqadi va olib tashlanadi.
Keyin suyuq alyuminiy kovshda 700 - 730 С da ma'lum vaqt
davomida turadi, nometall qo'shimchalar va gazlar metall sirtiga suzib chiqadi.
Natijada alyuminiy tozaligi 99,5 - 99,8% ga yetadi.
3. Titan ishiab chiqarish
Titan yuqori mustahkamligi, korroziyabardoshligi va olovbardoshligi (Ter = 1660 С), yengilligi (4,51 г/см3), yaxshi kesib ishlanuvchanligi va
bolg'alanuvchanligi bilan ajralib turadi.
Konstruktsion material sifatida samolyotsozlikda, kimyoviy sanoatda keng qo'llaniladi. TiO2 emal va bo'yoqlarni ishlab chiqarishda ishlatiladi.
Titan asosan ilmenit - FeO-TiO₂ va rutil - TiO₂. deb nomlanadigan rudalardan olinadi: ular boyitiladi, natijada ilmenit majmuasi olinadi: 40-60% TiO₂, ~30% FeO, ~20% Fe₂O3, 5—7% (CaO, MgO, Al₂O3, SiO₂)
Bu majmuadan titanni ishlab chiqarish jarayoni quyidagi bosqichlardan iborat:
- titan shlakini eritib olish: elektr yoyli pechlarda ilmenit majmuasi eritilganda TiO₂ shlakka o'tadi;
- titan tetraxloridini olish: gazsimon xlor 700—900 С titan oksidiga ta'sir qiladi: TiO₂ + 2Cl₂ + 2С = TiCl₄ + 2СО bu reaktsiyada issiqlik ajraladi,
- titan tetraxlorididan titanni tiklash: TiCl₄ + 2Mg = Ti + + 2MgCl₂ Ajralgan issiqlik temperaturani 800—900 С da ushlab turishga imkon beradi, 1-4 t titan olish uchun jarayon 30-50 soat davom etadi
- titanni tozalash: Ti + 2I2 = Ti)₄ bu jarayon 100 - 200 С da kechadi, lekin 1300—1400 С da reaktsiya teskari tomonga ketadi, natijada titan 99,9— 99,99 % gacha tozalanadi.
3. Magniy ishtab chiqarish
Magniy ishlab chiqarishning asosiy usuli - elektrolitik usuli. Elektroliz magniyning eritilgan tuzkarida olib boriladi.
Elektrolit asosan MgCl2, unga erish temperaturani pasaytirish tok o'tkazuvchanligin oshirish uchun NaCI, СаС12, КС1 va bir oz NaF va CaF2 qo'shiladi. Основная составляющая электролита — хлористый магний MgCI2,
Magniy olish uchun asosiy xom ashyo karnalit (MgCI2*KCI*6H2O).
Magniy ishlab chiqarishning asosiy bosqichlari:
1. Karnalitni boyitish;
2. Karnalitni suvsizlantirish;
3. Magniy elektrolitik usulida ishlab chiqarish;
4. Magniyni tozalash;