Mundareja: Kirish Nazariy qism

1.4. Qo’rg’oshin-rux aglomeratini tiklovchi eritish jarayoni.

Qo‘rg‘oshin aglomeratining tiklovchi eritishining asosiy maqsadi:

1. 
   xomaki metall shaklda maksimal ravishda qo‘rg‘oshin olish. Bu metallda oltin, kumush, mis, vismut, surma, mishyak, qalay va tellur to‘planadi;
   
2. 
   ma’dansiz jinslarni shlakka o‘tkazish va shu shlakka ko‘proq ruxni o‘tkazishdir.
   

Qo‘rg‘oshin aglomeratda asosan oksid va ferrit turlarida uchray-di. Bu birikmalar 1000°C dan ziyodroq haroratda qattiq uglerod, uglerod oksidi, tabiiy gaz va boshqa tiklovchi moddalar bilan metall holatigacha tiklanishi mumkin.
Qo‘rg‘oshinni eritmaga o‘tkazish uchun eng qulay dastgoh bu — shaxtali pechdir, chunki unda tiklovchi muhitni joriy etish va boshqarish oson.
Yoqilg‘i hisobida koks qo‘llanadi, uni qatlam shaklida aglomerat bilan birga pechga yuklanadi. Pechning pastki qismida — gornda jarayonning suyuq mahsulotlari to‘planadi: xomaki qo‘rg‘oshin va shlak. Shlak eritmasining yuqorisida shixta joylashgan. Shixtaning pastki qismida (0,5—1,0 m) qizitilgan koks joylashgan. Bu qism pechning fokusi deb nomlanadli.
Koksning yonishini ta’minlash va tiklovchi muhit paydo qilish uchun pechga bosim bilan havo beriladi. Pechning fokusida harorat 1500°C gacha ko‘tariladi. Pech gazlari shixtaning hajmidan o‘tadi, ularni qizitadi va qo‘rg‘oshinning oksidlangan birikmalarining tiklanishida qatnashadi. Gazning pechdan chiqishida (koloshnikda) harorati 200—400°C ni tashkil qiladi.
Shixta balandligi (4—6 m) koks yongani sababli va qo‘rg‘oshinning erib siljishi natijasida asta-sekin pastga tomon suriladi. Shixtaning pastga qarab siljish tezligi taxminan 1 m/soat. Pastga tushgan shixtaning o‘rniga yangi shixtaning porsiyasi yuklanadi. Shixta harorati fokusdan yuklash joyiga qarab kamayib boradi.
Eritish davrida hosil bo‘lgan suyuq mahsulotlar pastga qarab siljiydi, fokusdan o‘tib, gornda to‘planadi va zichlik asosida qatlamlanadi. Xomaki qo‘rg‘oshin va shlak pechda to‘planishi bilan undan chiqariladi.
Aglomerat — oksid va silikatlar qotishmasidir. Qo‘rg‘oshindan tashqari unda rux, mis, temir, noyob metallar, mishyak, surma, vismut, qalay, nodir elementlar bor.
Qo‘rg‘oshin aglomeratda glyot, silikat, murakkab oksid (ferrit, plumbit), sulfat, sulfid va erkin metallar shaklida keltirilgan.
Metallik qo‘rg‘oshin aglomeratni 357°C dan ziyodroq haroratga qizitganda yorib, pechning past qismiga qo‘yiladi. Pastga qarab harakatlanish davrida qo‘rg‘oshin boshqa metallarni o‘zida eritadi.
Glyot (PbO) yengil tiklovchi oksid. Uning tiklanishi uglerod oksidi bilan pechning yuqori qismlarida boshlanadi (160—185°C haroratdan boshlab):
PbO + CO₂ = Pb + CO₂ + 65,0 kJ (13)
Harorat ko‘tarilishi reaksiyaning tezlanishiga olib keladi. Glyotni erigandan so‘ng (886°C) PbO bilan uglerod kontakti yaxshilanib, quyidagi reaksiya intensiv oqib o‘tadi:
PbO + C = Pb + CO — 90,5 kJ (14)
Qo‘rg‘oshin silikatlari (x PbO•y SiO₂) 700°C dan yuqoriroq haroratda erib, pechning pastki qismiga siljiydi. Bu harakatlanishda silikatlar o‘zlarida boshqa oksidlarni eritadi. Qo‘rg‘oshin silikatlari shixtali pechda tiklanadi. Tiklanish ikki bosqichli bo‘ladi. Birinchi bosqichda PbO silikatda undan kuchliroq Fe₂O₃ yoki CaO ga o‘rin almashadi. Paydo bo‘lgan temir kalsiy silikati o‘zida glyotni eritadi. Ikkinchi bosqichda shlak eritmasidagi glyotning CO yoki C bilan tiklanishi oqib o‘tadi:
2 PbO•SiO₂ + FeO + CaO + 2CO = 2Pb + FeO•Ca • SiO₂ + 2CO₂ (15)
Qo‘rg‘oshin ferritlari (n PbO•m FeO) uglerod oksidi bilan 500— 550°C dan boshlab oson tiklanadi:
PbO• Fe₂O₃ + 2CO = Pb + 2FeO + 2CO₂ (16)
Qo‘rg‘oshin sulfati sulfid holatigacha tiklanadi:
PbSO₄ + 4CO = PbS + 4CO₂ (17)
Reaksiya 550°C dan ziyodroq haroratda intensiv o‘tadi. Deyarli hamma sulfat sulfid shaklga to‘liq o‘tadi. Qisman sulfat 800°C dan boshlab parchalanadi:
PbSO₄ =PbO + 0,5O₂+ SO₂ (18)
Kremniy dioksidi PbSO₄ ning parchalanishiga ko‘maklashadi:
PbSO₄ + SiO₂ = PbO•SiO₂ + SO₂ + 0,5O₂ (19)
Qo‘rg‘oshin sulfidi (PbS) shaxtali eritishda deyarli tiklanmaydi. Qisman qo‘rg‘oshin almashuv reaksiyasi natijasida paydo bo‘lishi mumkin:
PbS + Fe = FeS + PbO (20)
Qisman PbS boshqa qo‘rg‘oshin birikmalari bilan o‘zaro bog‘la-nishi mumkin:
PbS + 2PbO = 3PbO + SO₂ (21)
PbS + PbSO₄ = 2Pb + SO₂ (22)
Reaksiyaga kirmagan PbS temir va mis sulfidlari bilan shteyn fazasini qabul qiladi.
Ma’dansiz jinslar va qo‘shiladigan fluslar shlak fazasini tashkil qiladi. Ko‘p komponentli qo‘rg‘oshin eritish shlaklari asoslarining FeO — Zn — CaO — SiO₂ sistemasi tashkil qiladi. Bu oksidlar yig‘indisi 90% dan ziyodroq bo‘ladi. Qo‘rg‘oshin shlaklarining ajralib turadigan bitta xususiyati — unda 5—25% ZnO borligi. Agar shlakda 20% rux oksidi bo‘lsa, shlak xususiyatlari deyarli o‘zgarmaydi.
Shlakning erish harorati 1050—1150°C, yopishqoqligi 0,5—1,0 Pa,°C. Shlakda kremniy dioksidining konsentratsiyasi 30 foiz oshib ketsa, yopishqoqligi ko‘tariladi, FeO miqdorligi ko‘payishi esa aksin-cha kamayadi.
Jarayonning suyuq mahsulotlari zichlik farqligi sababli qatlam-lashadi. Qanchalik zichlik farqligi katta bo‘lsa, shuncha ajralish tez va to‘laroq bo‘ladi. Shlakning zichligi uni tashkil etuvchilarning zichligiga bog‘liq, g/sm³: 2,7 SiO₂; 5,0 FeO; 3,3 CaO; 2,8 Al₂O₃.
Optimal tarkibdagi shlakning quyidagi xususiyatlari bo‘lishi kerak: erish harorati 1100—1150°C; yopishqoqligi 1200°C da — 0,5 Pa°C; zichligi 3,5—3,8. Bunday xususiyatlarga quyidagi tarkibdagi shlak egadir, %: 20—30 SiO₂; 30—40 FeO; 10—18 CaO; 25 gacha ZnO.
Jarayonning boshqa mahsulotlari bu shteyn va shpeyza. Mis-qo‘rg‘oshinning taxminiy tarkibi, %: 7—40 Ca; 16—45 Fe; 20—25 S; 8—17 Pb.
Shpeyza — metallarning mishyak va surma bilan birikmalari. Uning taxminiy tarkibi, %: 2—15 Pb; 2—34 Ca; 20—50 Fe; 18—30 As; 1—6 Sb; 0,001—0,01 Au; 0,015—0,20 Ag.
Sheyza va shteyn jarayonning zararli mahsulotlari hisoblanadi. Ular bilan qimmatbaho metallar isrof bo‘ladi. Iloji boricha ularning hosil bo‘lishini kamaytirishga harakat qilish kerak.