Pirometallurgiya jarayonlari nazariyasi

 
 
8.7. SUYUQ SHLAKLARNING ZICHLIGI
Zichlik yoki uning aksari molar hajm, metallurgik eritmalarning muhim 
fizika-kimyoviy tasnifidir. Molar hajm V tenglama orqali topiladi: V = M/ρ, sm
3
bunda: M - molekular massa, g; ρ - zichlik, g/sm
3
Bir nechta komponentlardan tuzilgan ideal aralashmasini molar hajmini 
topsak bo‘ladi: 
V =N
1
V
1
+N
2
V
2
+…+N
n
V
n 
bu tenglamadan ko‘rinib turibdiki molar hajm additiv qoidasiga bo‘ysunadi. 
Shunday qilib ikki komponentli ideal eritma uchun A komponentdan V 
komponentga o‘tish davrida molar hajmning o‘zgarishi to‘g‘ri chiziq bo‘yicha 
o‘tadi (8.8-rasm, 1-chiziq).
Additivlikdan siljish eritmani birikmalarini bir-biri bilan aloqa qilishni 
ko‘rsatadi. Masalan, manfiy siljayish aloqalarni kuchaytirib modda birikmalarini 
bir-biri bilan yaqinlashishga olib keladi va struktura zichroq bo‘ladi (8.8-rasm, 2-

---

182
chiziq). 
Moddalararo masofa ko‘payishi, aloqa energiyasini kamayishi qaysidir 
fazalarni qatlamlanish oldidan uchrasni, musbat siljishni yaqqol ko‘rsatib turuvchi 
ko‘rsatkichdir. 
8.8-rasm. AV eritmasidagi additiv qoidasidan siljayishlari. 
Moddaning erish haroratida zichlikning keskin o‘zgarishi, tuzilish struktura 
to‘g‘risidagi qiziq informatsiyani berishi mumkin. 
Masalan, qattiq kvartsni zichligi 2,3 g/sm
3
teng. Eritilgandan keyin suyuq 
kvartsning zichligi deyarlik o‘zgarmaydi - 2,2 g/sm
3
. Molar hajmining kam 
o‘zgarishi eritish davrida suyuqlikda qattiq moddaga xos murakkab struktura 
setkasi saqlab qolinishini isbotlaydi. 
Zichlikni aniqlash bir qator amaliy metallurgik ishlab chiqarishda muhim 
ahamiyatga ega. Bu qiymatni bilish metallurgik dastgohni hajmini hisoblashda, 
fazalarni likvatsion bo‘linishda va bir qator boshqa jarayonlarda qo‘llaniladi. 
Shlaklarning zichligi katta solishtirma og‘irlikka ega bo‘lgan oksidlarni (Fe
3
O
4
, 
FeO, ZnO, BaO) qo‘shishda oshib boradi va yengil komponentlarni (CaO, 
MgO,SiO
2
) qo‘shilishida esa aksincha- kamayadi. 
Namuna sifatida bir necha shlaklarni, tarkibiga qarab zichligini keltiramiz: 
SiO
2
CaO 
FeO 
CaO 
t,°C 
ρ,g/sm
3
Yallig‘ pechda 
33-42 
2-12 
34-45 
5-8 
1200-
2,8-3,3 
V, sm
3 
A
B
V, sm
3 
3 
1 
2 

---

183
eritish 
1300 
Shteynni 
konvertorlash 
20-28 
1-3 
65-70 
1-5 
1200-
1300 
3,5-4,5 
Harorat oshishi bilan shlakning zichligi proportsional kamayadi. Taxminan 
hisobotlar uchun qabul qilish mumkin: harorat har 100°C ga oshganda, zichlik 0,2 
- 0,3 g/sm
3
ga kamayadi. 
Shlak eritmalaridagi diffuziya koeffitsientlari 50-100 marta, qattiq moddadagi 
qiymatlarga nisbatan, ko‘proqdir. Masalan, ikki valentli kaltsiyni diffuziya 
koeffitsienti qattiq kremniy dioksidida 800°C teng 3,110
-8
sm
2
. sek
-1
; eritmada esa 
1000°C da teng 3,0

10
-6
sm
2

sek
-1
. Buni suyuq holatda vakansiyalar miqdorini 
ko‘payishi va qaysilardan kationlarni siljishini osonroq o‘tishi bilan tushuntirish 
mumkin. Tipik kation to‘rva to‘qarlar (Al, Si), kation modifikatorlarga nisbatan 
(Ca, Ni) kamroq koeffitsient diffuziyasiga egadir. Harorat oshishi bilan ionlarni 
eritmadagi diffuziyasi quyidagi tenglama bo‘yicha oshadi: 
D=Do yexp (
-
E/RT) 
bunda E - diffuziyaning aktivlik energiyasi (kJ/mol). 
Do - 1/T

0 sharoitlarda diffuziyani belgilovchi eksponenta oldidagi omil 
(sm
2
/sek).