|
4.9. Shteynlardan xomaki mis olish jarayonlari
Odatda erishish pechlarda olingan shteyn tarkibida 24-40 Cu, 24-26% S va
35-45% Fe bor. Shteynlarni konverterlash jarayonini maqsadi – temir va
oltingugurtni chiqarib tashlashdir. Jarayon davrida bir qator zarar moddalr ham
ajralib chiqadi. Oltin, kumush va boshqa nodir metallar xomaki mis tarkibiga
o‘tadilar.
Jarayon maxsus dastgox-konverterlarda o‘tkaziladi. Ularni tasviri plakat va
atlaslarda keltirilgan. Konverter o‘zi bilan, tepa qismida teshigi bor, gorizontal
bochka shakldagi dastgoxdir. Bochkani ichki xajmi ogneupor g‘ishtlar bilan
himoya qilingan. Bochkani o‘zi esa po‘lat listidan tayyorlangan. Konverter o‘zini
o‘qi negizida aylanishga imkoniyati bor. Zamonaviy konverterlarni xajmi, xomaki
mis bo‘yicha, 40. 75 va 100 t tashkil qiladi. Ularning o‘lchamlari: uzunligi 6,1;
9,15 va 10,76 m va diametrlari 3,66; 4 va 4 m tegishinchali bo‘ladi.
Shteynni suyuq vannasiga havo berish uchun, konverterda furmalar bor. Har
bitta furma po‘lat trubkasidan tuzilgan bo‘lib, undan 1,0 - 1,2 * 10 Pa ortiqcha
bosim bilan havo beriladi. 40 tonnali konverterda 28 furma, 75 tonnali esa 43-50
dona furma bor. Katta konverterni furmasini diametri 52 mm tashkil qiladi.
Konverterni bochkasi va osti qismi 350-460 mm ogneupor g‘ishtlar bilan
himoyalanadi. Furmali poyasda esa futerovkani eni 475 mm gacha oshiriladi.
Gazlarning chiqarilishiga, napыlnыk nomi bo‘lgan, gaz chiqarish dastgoxi
bor. Napilnik cho‘yan yoki po‘lat plitalardan terilganida. Napilniklar havo yoki suv
bilan sovitiladi. Gazlar napыlnikdan kollektorga tushib sulfat kislotasi olish uchun
yuboriladi. Mis shteynini konverterlash davomida shlak ajralib chiqadi, qaysiga
butunlay temir o‘tadi, oltingugurt esa SO
2
shaklda eritmadan yo‘qotiladi.
Mis shteynini konverterlash davomida havo eritma xajmidan nihoyatda tez –
0,13 soniya davrga o‘tadi. Bunda kislorodni o‘zlashtirish darajasi 95 % tashkil
qiladi. Hisobotlarga ko‘ra, har bir jarayonning dakikasida suyuq vannadagi
kislorodga muxtojlik faqat yuz mingdan bir qismi qondiriladi. Bu reaksiyalarni
nihoyatda tez o‘tishini ko‘rsatadi.
116
Mis shteynini konverterlash ikki bosqichdan iboratdir: birinchi bosqichda
temir sulfid oksidlanadi va flyus qo‘shilib pechdan chiqariladi, ikkinchi bosqichda
esa mis sulfidi oksidlanib xomaki mis olinadi.
Havo bo‘laklarini suyuq shteyn vannasidan oksidlanishi mumkin:
FeS + 1,5 O
2
= FeO + SO
2
+ 470 kDj
Cu
2
S + 1,5O
2
= Cu
2
O + SO
2
+ 385 kDj
Har bir texnologiya daqiqasida kislorodni etishmovchiligi, jarayonni 4-18
soatga cho‘zilib ketishiga olib keladi.
Paydo bo‘lgan oksid mis oksidi temir sulfidi bilan o‘zaro reaksiyaga kiradi:
Cu
2
O + FeS = Cu
2
O + FeO + 168 kDj
Bu reaksiya to‘liq changdan o‘ngga siljaygan. Bundan xulosa: konverterda
temir sulfidi borligi mis eritmasining to‘liq yana sulfid holatiga qaytaradi. Mis
oksidini olish uchun, vannadan temir sulfidi to‘liq yo‘qotilishi shart.
Vannada misni sulfid va oksid birikmalari o‘zaro boshlanishlari mumkin:
Cu
2
S + 2Cu
2
O = G Cu
2
+ SO
2
– 116 kDj
Bu reaksiyaning izobar – izotermik potensiali:
ΔG = 3560 -6,725 T
Konverterdagi haroratlarda bu reaksiya tezlik bilan o‘tadi va katta bosim
bilan SO ajralib chiqadi. Ushbu bosimning bir-necha qiymatlari:
T
1
o
S Pso
2
* 10-5Pa
508
0,04
591
0,159
1052
6,46
1150
8,0
Agarda vannada temir sulfidi mavjud bo‘lsa:
2 Cu + FeS = Cu
2
S + Fe
Boshqa so‘zlar bilan aytganda, qachonki suyuq vannada temir sulfidi bo‘lsa,
na mis – yarim oksidi, na erkin mis olish imkoniyati yuq. Bunday jarayonni ikki
bosqichi olib borish muxtojligi kelib chiqadi: birinchi-temirni va u bilan
117
bog‘langan oltingugurtni yo‘qotish, ikkinchisi-qolgan oltingugurtni ajratib
tashlash.
Jarayonning birinchi bosqichida suyuq shteyndan havo baraban qolinib temir
sulfidi oksidlanadi:
2FeS + 3O
2
= 2FeO + 2SO
2
+ 940 kDj
Temir oksidi qo‘shimcha beriladigan kvars flyusi bilan shlak holatiga
o‘tkaziladi:
2FeS + SiO
2
= 2FeO + SiO
2
+ 93 kDj
Jarayonning yig‘indi reaksiyasi:
3FeS + 3O
2
= SiO
2
= 2FeO * 2SO
2
+ 93 kDj
reaksiya tez oqib o‘tadi, (10.7) reaksiya esa 1230
0 C
dan pastroq sharoitlarda asta
sekin o‘tadi. SHuning uchun, havo berish birinchi daqiqalarda, harorat hali past
bo‘lganda, konverterda magnetit paydo bo‘ladi.
6 FeO + O
2
= 2Fe
3
O
4
+637 kDj
Bu raeaksiya oqib o‘tish davomida qo‘shimcha issiqlik ajralib chiqadi va
harorat 1230
0 C
dan yuqoriroq qiymatlarga ega bo‘ladi. Harorat oshgan sharoitda
quyidagi reaksiyalar oqib o‘tadi.
3Fe
3
O
4
+ FeS + 5SiO
2
= 5 [2FeO*SiO
2
] +SO -16,9 kDj
Konverterdan o‘tadigan kimyoviy reaksiyalar haroratiga bog‘langandir.
Qancha harorat balandroq bo‘lsa, shuncha jarayon tezroq o‘tadi, texnika-iqtisodiy
ko‘rsatkichlar yaxshiroq bo‘ladi. Faqat bu sharoitlarda ogneupor g‘ishtlar tezroq
ishdan chiqadi. SHuning uchun haroratni 1350
o
S dan yuqori ko‘tarish tavsiya
etilmaydi.Konverterga shteyn bilan qo‘shimcha zararga moddalardan rux, nikel va
noyob metallarni hisobga olish kerak.
Rux konverterga shteyn bilan ZnS shaklda kelishi mumkin. Erkin holatdagi
rux ikkilamchi xom ashyo yuklanganda kelishi mumkin. Ikkala variantga ham rux
jarayonning yakunida intensiv holatda oksidlanadi. Oksidlangan ruxni qismi (20 %
gacha) shlak tarkibiga o‘tadi. Bu xodisa shlakni xususiyatlariga salbiy ta’sir qiladi,
yopishqoqligini ko‘paytiradi, erish haroratini oshiradi va mis miqdorligini yuqori
qiymatlarga olib keladi.
118
Ruxning bir qismi reaksiya natijasida par holatiga o‘tadi.:
ZnS + 2ZnO = 3Zn + SO
2
ZnS + 2Cu = Cu
2
S + Zn
Rux parlari oksidlanadi va mayda oq chang shaklda gaz bilan uchadi. Bu
holatda gaz oq rangli bo‘ladi. Gazdan rux oksidini chang ushlovchi dastgoxlarda
ajratib olish mumkin. Nikel va nodir metallar konverter jarayonini bosqichida
to‘liq shteyn fazasiga o‘tadi.
Jarayonning birinchi bosqichi - shteynni havo bilan qayta ishlash-shteynni
yig‘ish va kvarsni qo‘shish bir necha soat davom etadi. Shu davrda shteynni bir
kovshdan quyib uni havo bilan puflanadi. Bir potsiya shteynni puflash davri 45-60
minutni tashkil qiladi. Undan keyin shlak pechdan chiqarilib yangi shteyn porsiyasi
quyiladi va unga beriladi. Bu jarayon bir necha marta takrorlanadi. Birinchi
bosqich konverterdan oxirgi shlakni quyish bilan tugallanadi. Bunda vannada oq
shteyn-matt-qoladi. Uni tarkibida faqat CuS bor. Temirni yakunlovchi qolgan
miqdorini (0,5-1,0 %) shteynni kimyoviy tahlil orqali aniqlanadi.
Do'stlaringiz bilan baham: |
