|
1.9.
Sulfidli mis boyitmasini kislorod-mash'al pechida (KMP)
eritishda kechadigan fizika- kimyoviy jarayonlar
KME pechidagi jarayon yallig‘ qaytaruvchi pechiga nisbatan ancha
murakkabdir. Agar yallig‘ qaytaruvchi pechda deyarli neytral atmosferada sulfidlar
oksidlantirilsa, KME pechida sulfidlar intensiv holatda oksidlanadi. Shuning uchun
ham muallaq holatda barcha kimyoviy o‘zgarishlar yuqori harorat va kislorod
ta’sirida faollashib, tez suratda barqaror boradi.
Boyitmada mis oddiy va murakkab sulfidlar turida uchraydi: bornit,
xalkopirit, xalkozin va kovellinlar. Aylanuvchi changda esa oddiy oksid, sulfat va
ferrit holatlarda bo‘ladi. Umuman olganda, eritish pechida asosiy kimyoviy
jarayonlar kechadi:
78
Bornit Cu
5
FeS
4
qizish natijasida parchalanadi:
2Su
5
FeS
4
= 5Cu
2
S + 2FeS + 0,5S
2
(1.30)
Ushbu jarayon havo atmosferasida 800—840
0
C oralig‘ida ajraladi. Mis
sulfidi (CuS) qizish mobaynida oson parchalanadi:
4CuS=2Su
2
S +S
2
(1.31)
Pirit qizish natijasida quyidagicha parchalanadi:
FeS
2
= FeS + 0,5S
2
(1.32)
Agar haroratning qizishi ortib borsa, u holda oksidlantiruvchi atmosferada
jarayon temir sulfidi gematit Fe
2
O
3
va magnetit Fe
3
O
4
holiga o‘tishi bilan kechadi.
Rux mis boyitmasida sulfid holatida (ZnS) uchraydi, aylanuvchi changda
esa ZnO, ZnSO birikmalari holida uchraydi. Eritish davrida rux qisman gaz
holatiga o‘tadi, chunki unda kislorod va oltingugurt birikmalari 1300–400
0
C
haroratlarda uchish xususiyatiga ega bo‘ladi. Rux jarayon mahsulotlari bo‘yicha
taxminan quyidagicha taqsimlanadi: shteynga 3–15%, changga 15–25 %;
toshqolga 62–72% o‘tishi hisoblab chiqilgan.
Ko‘p hollarda mis boyitmasida qo‘rg‘oshin va boshqa noyob metallar ham
uchrab turadi. Agar mis boyitmasida qo‘rg‘oshin bo‘lsa, u holda jarayon
mahsulotlari bo‘yicha noyob metallar quyidagicha taqsimlanadi, % :
Mahsulot nomi
Cd
In
G
Tl
Se
Te Re
Shteynga
12
20
9
18
38
18
12
Toshqolga
8
41
61
22
13
10
10
Chang va gazga
80
39
30
60
49
72
78
KMEP o‘z alanga mash’alida yuqori haroratda birikmalarni oksidlantiradi,
sulfidlarni esa ba’zida parchalab eritadi, shuning uchun ham sulfidlarning erish
davrida kuydirishga xos kimyoviy o‘zgarishlar bilan jarayon faol kechadi.
Murakkab birikmalarning parchalanish va ajralish jarayonlari keng
tarqalganligi, oksidlanishga, asosan, oddiy sulfidlar bilan kechadi, desak hech ham
mubolag‘a bo‘lmaydi:
79
FeS +1,5O
2
= FeO + SO
2
(1.33)
Cu
2
S+1,5O
2
=Su
2
O+SO
2
(1.34)
ZnS+1,5O
2
=ZnO+SO
2
(1.35)
PbS + 1,5O
2
= PbO + SO
2
(1.36)
Temir sulfidi vyustit (FeO) va magnetit (FeO)largacha oksidlanishi
mumkin. KMEP jarayonida FeS, asosan, magnetit birikmasigacha oksidlanadi.
Pechning suyuq vannasida magnetitning miqdori sulfidlar bilan qaytarilish
reaksiyalarining qanchalik to‘g‘ri borishiga bog‘liqdir. Bu reaksiyalarning tez va
to‘liq o‘tishi eritma tarkibi, gaz fazasi hamda haroratning mo‘tadil ushlab
turilishiga juda ham bog‘liq.
Magnetit sulfidlar bilan quyidagi reaksiyalar orqali o‘zaro bog‘lanadi.
3Fe
3
O
4
+FeS=10FeO+SO
2
(1.37)
2Fe
3
O
4
+Cu
2
S=2Cu+6FeO+SO
2
(1.38)
3Fe
3
O
4
+ZnS=ZnO+9FeO+SO
2
(1.39)
2Fe
3
O
4
+PbS=Pb+6FeO+SO
2
(1.40)
Kremniy dioksidi mavjudligida, eritmada magnetit sulfidlar bilan
quyidagicha o‘zaro bog‘lanadi:
3Fe
3
O
4
+FeS+5SiO
2
=5(2FeO·SiO
2
)+SO
2
(1.41)
2Fe
3
O
4
+Cu
2
S+3SiO
2
=3(2FeO·SiO
2
)+2Cu+SO
2
(1.42)
3Fe
3
O
4
+ZnS+4,5SiO
2
=4,5(2FeO·SiO
2
)+ZnO+SO
2
(1.43)
2Fe
3
O
4
+PbS+3SiO
2
=3(2FeO·SiO
2
)+Pb+SO
2
(1.44)
KMEPjarayonidamagnetitbirikmasiningpaydobo‘lishinisuyuq
mah-
sulotlardagi
SO
2
tarkibiningparsialbosimi,
toshqolnordonligiva
FeS
ningshteyndagimiqdorigabog‘liqdir.
Misgaboyshteynni
hosil
qilishsulfid-
larningchuquroksidlanishigabog‘liq. Bunday jarayon esa magnetit birikmasining
toshqoldagi miqdorini orttiradi.
Jarayon mahsulotlarida mis va temirning yuqori miqdorini hisobga olganda
ularning oksid hamda sulfidlari o‘zaro bog‘lanishlarini quyidagi kimyoviy
reaksiyalar orqali kuzatish mumkin:
80
Cu
2
S+FeO=FeS+Cu
2
O (1.45)
Cu
2
S+2FeO=2Cu+2Fe+SO
2
( 1.46)
FeS+2FeO=3Fe+SO
2
(1.47)
Mis oksidi va uning sulfidi o‘zaro bog‘lanib, mis metalining hosil
bo‘lishini KMEP jarayonining qay darajada borish sharoitiga bog‘liq desak, to‘g‘ri
bo‘ladi. Shteynda FeS ning faolligi Cu
2
O ni sulfid holatiga o‘tkazishiga o‘z
ta’sirini ko‘rsatadi.
Flus tarkibidagi oksidlar eritmadagi jarayon mahsulotlari bilan quyidagi
reaksiyalar bo‘yicha o‘zaro bog‘lanadi:
FeO+SiO
2
=FeO·SiO
2
(1.48)
2Fe
3
O
4
+3SiO
2
=3(2FeO·SiO
2
)+O
2
(1.49)
ZnO+SiO
2
=ZnO·SiO
2
(1.50)
CaO+SiO
2
=CaO·SiO
2
(1.51)
MgO+SiO
2
=MgO·SiO
2
(1.52)
KMEP jarayonida boradigan fizik-kimyoviy o‘zgarishlar natijasida shteyn
va toshqol yuzaga keladi. Asosiy o‘zaro bog‘lanishlar mash’alada boshlanib, avval
qiziydi, so‘ng sulfidlarning oksidlanishi natijasida oksid sulfid eritmasi hosil
bo‘ladi. Bunday eritmada oksid sulfid nisbati dastlabki xomashyoning tarkibi va
sulfidlarning kuydirish darajasiga bog‘liq bo‘ladi. Sulfidlarning kuydirish
darajasini orttirish va fluslarning oksidlanishi toshqol tarkibida oksidlarning
ko‘payishiga olib keladi.
Oksid sulfid aralashmasining shteyn va toshqolga ajralishi pechning
vannasida tugallanadi. Ajralish eritmalarning har xil fizik-kimyoviy xususiyatlarga
ega bo‘lganlari asosida o‘tadi. Birinchi qatorga bu eritmalarning har xil zichligi va
sirt tarangligi ta’sirida o‘tadi. Toshqolning namunaviy tarkibi quyidagicha, %:
0,8–1,0 Cu; 32–35 SiO
2
; 37–40 FeO; 6–8 CaO. Shteynning tarkibi esa o‘rtacha
quyidagicha, %: 32–36 Cu; 32–36 Fe; 24–26 S; 7– 8 Fe
3
O
4
.
81
Olmaliq zavodida eritmalar bilan bir sutkada 100 t ga yaqin magnetit hosil
bo‘ladi. Oxirigacha qaytarilmagan magnetit vannada shteyn va toshqolga taqsim-
lanadi hamda bu jarayon quyidagi tenglama orqali ifodalanadi:
K= % Fe
3
O
4
tsh / % Fe
3
O
4
sht (1.53)
Magnetit, asosan, toshqolda yig‘ilib, pechdan toshqol tarkibidan birga
chiqariladi.
Magnetitning eritmadagi miqdori ko‘payishi pech tubida cho‘kma paydo
bo‘lishiga olib keladi. Cho‘kma pechning asosiy ishchi hajmini kamaytirib
yuboradi, kimyoviy reaksiyalarning faol borishiga xalaqit beradi, dastgohning
ishlab chiqarish unumdorligini kamaytiradi, toshqol bilan misning isrofgarchiligini
orttiradi. Magnetitdan paydo bo‘lgan pech tubidagi qiyin eriydigan birikmalardan
iborat cho‘kmani eritish uchun pechning haroratini oshirib, jarayonga qo‘shimcha
kremnezemli fluslar yuklash kerak bo‘ladi.
Do'stlaringiz bilan baham: | 
