Bog'liq Оғир рангли метаалар металлургияси МАЪРУЗА(1)
Хориждаги металлургик корхоналарда қўлланилаётган замонавий жараён ва ускуналар. Эритиш принципга асосланган автоген жараёнларга ишлаб чиқаришга тадбиқ этилган «Мицубиси», «Норонда», «Эль-Тениенте» конвертерларида эритиб тозалаш, ТБРЦ (юқоридан ҳаво пуфланувчи айланувчи конвертер), ҳамда ҳозиргача ишлаб чиқаришга тадбиқ этилмаган «Q-S», «Сиросмлет» жараёнлари киради.
Бу жараёнларда ишлатувчи агрегатларнинг конструкциялари турлича. «Норонда», «Эль-Тениенте» ва «Q-S» жараёнларида горизонтал чўзилган цилиндр,ТБРЦ жараёнида-калта бочка шаклидаги агрегат, «Мицубиси»да унча катта бўлмаган думалоқ ва овал шаклидаги электр печлари, «Сиросмлет» жараёнида анча узун бўлган цилиндрсимон агрегатлар қўлланилади.
Қуйида республикамизда ва ривожланган мамлакатларда кенг миқиёсда қўлланилиб келинаётган, эритмада борадиган автоген жараёнлар хақида қисқача маълумот берамиз.
Ҳозирда ОТМКда ишлаб турибди.
Бундай эритиш усули ҳозирги кунда дунёда фақат 2 та мамлакатда: Канададаги «Копер Клиф» заводида хамда Олмалиқ мис эритиш заводида ишлаб келмоқда. Технологик пуркаш орқали муаллақ ҳолатда эритишнинг афзалликларидан бири горизонтал машъалли печдир.
Эритиш печининг ичидаги горизонтал ҳолатдаги машъалада олтингугуртнинг тоза кислород билан юқори тезликда оксидланиши ва унга нисбатан паст тезликда газ оқимининг пайдо бўлиши технологик оқова газ ҳажмининг кўпайиб кетмаслигига олиб келади.
Муаллақ ҳолатдаги эритиш печи яллиғ қайтарувчи печга ўхшамаган бўлиб, олди қисмида қуритилган шихта қоришмаси тепадан печнинг олди қисмидан технологик кислород билан пуркаланади.
Кислород билан бойитилган ҳаво ёрдамида ҳавонинг печга пуркаланиши натижаси жараёнида ҳарорат ошиб боради. Бунинг натижасида бирикма ва моддаларнинг оксидланиши реакциясининг фаоллик энергияси кўп ҳолларда 83,8дан то 167,6 Дж-моль га тенг бўлади.
Харорат 500 дан 10000К гача кўтарилиши натижасида реакция тезлиги тахминан 20000 маротаба ошади. Бу олтингугурт бирикмаларининг оксидланиши қуйидаги умумий реакция орқали ифодалашимиз мумкин.
MeS+1,5 O2=MeO+SO2 Шихтанинг таркибида асосан шундай олтингугуртли бирикмалар учрайдики, уларнинг ашё таркибида эриши қуйидаги айрим сульфидларнинг оксидланиши орқали Гиббс энергиясининг ўзгариши Cu2S учун 237,9кж; ZnS учун 280,7кж; FeS учун 313,4кж.
Пуркаланаётган ҳавонинг таркибида кислород концентрациясининг ошиши олтингугуртнинг тўлиқ ва мукаммал оксидланишига олиб келадиган омиллардан биридир.
Машъалли эритиш жараёни қуйидаги тартибда боради. Ўта майдаланган шихта қоришмаси (0,74мм) махсус қуритгич куюнлари орқали ҳаво намлиги 1% дан паст даражада қуритилган ашё горелка (ёндиргич) орқали ҳаво билан печга пуркаланади. Натижада печ ичида муаллақ холатда кислород ва ашё чангидан иборат бўлган машъала аланга мисоли ҳосил бўлади. Ашё чанг холатда, қисман газ холатда бўлганлиги учун ҳам газсимон модда кислород билан тез реакцияга киришиб оксидланади. Натижада харорат кўтарилиб, шихта аралашмаси қисман эриган холда томчи сифатида печ ваннасига тушади. Хосил бўлган газсимон моддалар, оксидлар мури орқали печдан чиқиб кетади. Машъалнинг ўзида бирикмаларнинг парчаланиши билан биргаликда флюс бирикмаси билан ўзаро таъсири натижасида хосил бўлган иккиламчи оксидлар тошкол хосил қилиши мумкин.
Ашёларнинг ўта майдалиги ашё сиртининг газсимон модда билан ўзаро таъсирини ва яқинлашувини фаоллаштиради. Шунинг учун ҳам яллиғ қайтарувчи печга нисбатан машъалли печдан ашёлар анча майда бўлади. Энг асосий хар томонлама самара берувчи омиллардан бири ҳам ана шундадир. Яна бир асосий афзалликларидан бири шихта аралашмасини эритиш учун ёки олтингугуртли бирикмаларни эритиш учун ташқаридан қўшимча иссиқлик манбаи бериш керак эмас. Шунинг учун ҳам ушбу жараён ёқилғи сарф қилмайдиган автоген жараён деб аталади (6-чизма).
Кислородли-машъалли эритиш печидаги жараёнда асосан яллиғ кўрсатувчи печдаги ёки конверторлаш жараёнидаги кўпгина кимёвий реакциялар боради. Шунинг учун биз уларнинг баъзи бирларини бериб ўтамиз:
6 FeS2 + 14 O2 FeS + 2 FeO + Fe3O4 + 11 SO2 2 CuFeS2 CuS + 2FeS + S
Cu2S + O2 2CuS + SO2 FeS + 3/2 O2 FeO(Fе3O4) + SO2 Демак, печдаги аланга ичидаги машъалли мухитда фақат бирикмалар оксидланиши, ашёларнинг эриши ва қисман тошкол рўй беради.
Жараён печ ваннасида машъалдан майда заррачаларнинг ва эриган моддаларнинг томчиланиши билан хамда ваннада кимёвий бирикмаларнинг зичлигига қараб тошкол ва штейн хосил бўлиши билан тугайди.
Фақат технологик кислороднинг ишлатилиши, оқова газ таркибининг 80% гача ортиб боришига олиб келади. Шунинг учун ҳам барча оқова технологик газлар совитилиб, электр сузгичларда чангдан тозаланиб сульфат кислотаси олиш учун сульфат кислота цехига жўнатилади. Кислородли-машъалли эритиш печи алохида эритиш дастгохи сифатида ишлай олмайди. Уни алохида комплекс деб аташ мумкин. Шунинг учун ҳам кислородли-машъалли эритиш мажмуини (комплексини) алохида ўрганиш ўринлидир. 6-чизмада КМЭ печининг мажмуи кўрсатилган. Айнан маъданчилик хисоби ҳам КМЭ печининг ашё тенглигидан батафсил бошланади.
Машъалада хосил бўлган магнетитнинг қайтарилиш реакцияси:
(Fe3O4) + (FeS) (FeO) +SO2 Миснинг оксидланиши:
(Cu2O) + (Cu2S) (Cu) + SO2 ва
(CuO) + (FeS) (CuS) + (FeO)
Жараённинг тугаши тошкол хосил бўлиш реакцияси билан якунланади.
FeO(Fe3O4) + SiO2(CaO) FeO(Fe2O4)SiO2(CaO).
