A. X. Sulliyev, I. M. Bedritskiy, O. T. Boltayev

Rangli metallar ishlab chiqarish

Rangli metallardan va ularning qotishmalaridan mashinasozlik sanoatida, elektrotexnikada va boshqa soxalarda keng qо‘lamda foydalaniladi. Rangli metallarga mis, qо‘rg‘oshin, alyuminiy, qalay, nikel’, magniy, xrom, volfram, titan, va hokazolarni misol qilishimiz mumkin. Eng kо‘p tarqalgan rangli metall bu alyuminiydir. Alyuminiy samalyotsozlikda, mashinasozlikda yengil metall bо‘lganligi uchun qullansa, elektrotexnikada elektr tokini yaxshi о‘tkazish hususiyati uchun qо‘llanmoqda. Korroziyaga ham ancha chidamli, chunki uning

yuzasida hosil bо‘ladigan oksid parda (Al₂O₃) uz ostidagi qatlamni oksidalnishdan saqlaydi. Alyuminiy juda aktivligi sababli tabiatda sof holda uchramaydi.²³

Rangli metallarning yana bir vakili mis bо‘lib, mis ham alyuminiy singari korroziyabardosh, elektr tokini juda yaxshi о‘tkazadi, tabiatda murakkab birikmalar tarzida tog‘ jinslari tarkibida uchraydi. Tabiatda sof holda juda kam uchraydi. Umuman olganda rangli metallar sanoatda eng muxim hom ashyo hisoblanadi.


Alyuminiy ishlab chiqarish. Asosiy alyuminiy rudalariga boksid, kaolin, alunit, nefelin va boshqa minerallar kiradi (1.30-rasm).

1. 
   b)
   

1.30-rasm. Alyuminiydan tayyorlangan maxsulotlar

Alyuminiy rudalaridan alyuminiy olish texnalogiyasini ikki turga bо‘lishi mumkin.

1. 
   Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksid (gil tuprok) olish.
   
2. 
   Alyuminiy oksiddan alyuminiy ajratib olish.²⁴
   

Alyuminiy rudalaridan alyuminiy oksid omilda rudaning tarkibidagi qushimchalarning xiliga va miqdoriga qarab, ishqoriy, kislotaviy va elektrotermik usullardan foydalaniladi. Lekin bularning ichida ishqoriy usul kо‘proq tarqalgan. Bu usul dastavval boksid tarkibidagi gigroskopik suvdan kutilishi uchun uni ma’lum temperaturagacha qizdirib, olingan boksid sharaviy tegirmonlarda kukun xoliga kelguncha maydalanadi, hosil bо‘lgan boksid kukuniga ma’lum miqdorda




²³ Callister,William D., Materials science and engineering: an introduction, 7th ed.p.cm/ - Printed in the United States of America/ John Wiley & Sons, Inc.- 2007. 21-bet.

²⁴ T.K. Basak. Electrical engineering materials. New Age Intenational, Nil edition. USA, 2009. 32-bet

maydalangan oxak (SaSo₃) va soda (Na₂Co₃) aralashtirib olingan aralashma aylanadigan barabanli maxsus pechda 900-1100^oS temperaturagacha qizdiriladi. Bunda tubandagi reaksiya boradi.

Al₂O₃+Na₂CO₃=Na₂O·Al₂O₃+CO₂natriyalyuminat.

Fe₂O₃+ Na₂CO₃=Na₂O·Fe₂O₃+CO₂natriyferrit. SiO₂+2CaCO₃=2CaO·SiO₂+2CO₂kalsiyslekat.

1. 
   b) c) 1.31-rasm. Alyuminiy rudalari
   

Olingan massa sharaviy tegirmonda kukun qilib yaniladi, sungra metall baklarda 60^oS chamasidagi temperaturali suv bilan ishlanadi (1.31-rasm). Bunda natriy alyuminat va natriy ferrit suvda eriydi. Kalsiy slekat va boshqa qushimchalar 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 qisman SiO₂ koladi.Eritmadagi SiO₂ dan kutilish maksadida eritmaga bir oz oxak qо‘shib maxsus apparatga solinib, 130^oS temperaturada 5-6 at bosimda bir necha soat ishlanadi.Bunda tubandagi reaksiyalar oqibatida kremniyli brikma chukmaga utadi.²⁵

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 о‘tkazib ishlanadi.



²⁵ Callister,William D., Materials science and engineering: an introduction, 7th ed.p.cm/ - Printed in the United States of America/ John Wiley & Sons, Inc.- 2007. 22-bet.

Bunda tubandagi reaksiya boradi. Na₂O·Al₂O₃+3H₂O+CO₂=2Al(OH)₃ +Na₂CO₃

Alyuminiy gidroksid chukma tarzida ajraladi.Natriy korbanat esa eritmada qoladi. Alyuminiy gidroksid ajratilib filtirlanadi, yuviladi va 1300^oS gacha qizdiriladi. Bunda u parchalanib, alyuminiy oksid ajraladi.²⁶

2Al(OH)₃=Al₂O₃+2H₂O

Alyuminiy oksiddan alyuminiy ajratib olish.Alyuminiy oksiddan alyuminiy maxsus vannada elektroliz yuli bilan olinadi.Bunday vannaning shemasi keltirilgan. Vannaning ichiga issiqlik utkazmaydigan gisht terilgan, metall kojuxdan iborat bо‘lib, biton fundamentiga о‘rnatilgan. Elektrolezir futerovkasining tubiga mis katod plitali о‘rnatilgan. Shunday qilib, vannaning korpusi elektrolizerning katod qо‘rilmasi bо‘lib, xizmat qiladi. Anod qurilmasi esa vertikal urnatilgan kumir elektroliklardan iborat bо‘lib, uning ostki qismi elektroletlar kriolit – AlF₃·3NaF larga botirilgan. Anod va katod lit 930-950^oS ga qiziydi. Elektrolez davrida anodning asta-syokin yonishida shtirlar uni pastga tomon surib turadi. Elektrolet chala suyuk anod massasi bilan tо‘ldirib turiladi. Elektrolez о‘zgarmas tokda olib boriladi, bunda kuchlanish 5-10V va tok kuchi 50,000-150,000A bо‘ladi. ²⁷

1.32-rasm. Alyuminiy rudasidan alyuminiy olish texnologiyasi

²⁶ Bijay_Kumar Sharma., Electrical and Electronic Materials Science./ - OpenStaxCNX,/ Indiya – 2014, 18-bet.

²⁷ Bijay_Kumar Sharma., Electrical and Electronic Materials Science./ - OpenStaxCNX,/ Indiya – 2014, 19-bet.


6 3
Elektroletdan tok о‘tganda elektrolet ham, kо‘proq molekulalari ham ionlarga ajraladi, ya’ni Na₃AlF₆→3Na+AlF ³-Al₂O₃→Al³+Al ³-Al³ ion katodga borib u yerda zaryadsizlanadi: Al³+3e=Al₁₀

Ajralgan alyuminiy vannaning tubiga chukadi. Elektroletda giltuproq kamaygan sari vannaga giltuprok qushib turiladi (1.32-rasm). AlO₃³ – anodga borib unda zaryadsizlanadi-da alyuminiy oksidga aylanadi va kislorod ajratadi. Ajralgan kislorod anod uglerodi bilan reaksiyaga kirishib, uglerod, oksid, korbonat, angidrid hosil qiladi va bu gazlar atmosferaga chikarib yuboriladi. Vanna tubiga yigilgan suyuq alyuminiy har 3-4 sutkada chiqarib turiladi. Olingan alyuminiyda kiriolit, giltuprok, gazlar va boshka qushimchalar kisman aralashgan bо‘ladi. Shu sababli uni bu aralashmalardan tozalash maqsadida xlor bilan ishlanadi, ya’ni suyuq alyuminiy orqali bir necha minut xlor utkaziladi. Agar juda toza alyuminiy olish zarur bо‘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.Qushimchalar esa vanna tubiga chukadi. GOST 1169-64 ga kura ishlab chiqariladigan alyuminiy 3 gruppaga bо‘linadi.

I - gruppaga nixoyatda toza alyuminiy kiradi. Bunday alyuminiyda sof alyuminiyning miqdori 99,999% dan kam bо‘lmaydi va u A- 999 deb markalanadi. II – gruppaga juda toza alyuminiy kiradi.Uning A-995; A-99; A-97; A-95;

markalari buladi.

III – gruppaga esa texnikaviy toza alyuminiyning A-85; A-8; A-7; A-6; A-5; A-0; va A markalari bо‘ladi. A markali alyuminiydagi kushimchalar mikdori 1% ga yetadi (1.33-rasm). Alyuminiydan elektrotexnikada ximiyaviy apparatlar tayyorlashda foydalaniladi.²⁸